Modul Ajar Matematika Tingkat Lanjut Kelas 11 SMA: Polinomial (Suku Banyak) (Bab 1)

Konsep dasar polinomial, operasi aljabar suku banyak, pembagian bersusun dan metode Horner, Teorema Sisa, Teorema Faktor, serta penentuan akar-akar rasional persamaan polinomial.

Capaian dan tujuan pembelajaran

  • Peserta didik mampu melakukan operasi aljabar pada polinomial dan menyederhanakan bentuk suku banyak.
  • Peserta didik mampu menerapkan metode Horner, Teorema Sisa, dan Teorema Faktor untuk menentukan hasil bagi, sisa, serta faktor polinomial.
  • Peserta didik mampu menentukan akar-akar rasional persamaan polinomial dan menyelesaikan masalah kontekstual.

Materi pokok & uraian konsep pembelajaran

Polinomial atau suku banyak merupakan bentuk aljabar berderajat $n$ yang memuat variabel dengan pangkat bilangan bulat non-negatif. Pemahaman bentuk umum $P(x) = a_n x^n + a_{n-1} x^{n-1} + \dots + a_1 x + a_0$ menjadi dasar pemodelan analitik dalam fisika lintasan dan rekayasa komputasi.

Operasi pembagian polinomial dapat diselesaikan menggunakan pembagian bersusun atau skema Horner yang efisien. Teorema Sisa menyatakan bahwa jika polinomial $P(x)$ dibagi oleh $(x - c)$, maka sisa pembagiannya adalah $P(c)$, sedangkan Teorema Faktor menjadi dasar penentuan pembuat nol polinomial.

Penentuan akar-akar rasional suku banyak memanfaatkan Teorema Akar Rasional dan hubungan Vieta antar-koefisien suku banyak. Konsep ini diaplikasikan untuk menganalisis titik belok kurva dan optimasi volume ruang beraturan.

Peta subtopik bahasan

  • Bentuk Umum dan Operasi Aljabar Polinomial

    Menentukan derajat, suku utama, koefisien, dan melakukan operasi penjumlahan, pengurangan, serta perkalian suku banyak.

  • Pembagian Polinomial dan Metode Horner

    Menghitung hasil bagi dan sisa pembagian polinomial menggunakan algoritma pembagian bersusun dan bagan Horner.

  • Teorema Sisa dan Teorema Faktor

    Menganalisis sisa pembagian $P(x)$ oleh pembagi linear maupun kuadratik serta menguji faktor linear suku banyak.

  • Akar-Akar Persamaan Polinomial dan Teorema Vieta

    Menentukan himpunan akar real dan rasional serta menerapkan hubungan simetri akar-akar persamaan suku banyak.

Istilah kunci dan glosarium

Derajat Polinomial
Pangkat tertinggi dari variabel yang memiliki koefisien bukan nol dalam suatu suku banyak.
Metode Horner
Skema bagan sintesis aljabar berantai untuk menghitung nilai dan pembagian polinomial secara efisien.
Teorema Sisa
Prinsip aljabar yang menyatakan bahwa sisa pembagian polinomial $P(x)$ oleh $(ax - b)$ adalah $S = P(\frac{b}{a})$.
Teorema Faktor
Prinsip yang menyatakan bahwa $(x - c)$ merupakan faktor dari $P(x)$ jika dan hanya jika $P(c) = 0$.
Rumus Vieta
Relasi matematika yang menghubungkan jumlah dan hasil kali akar-akar persamaan polinomial dengan koefisien-koefisiennya.

Instrumen asesmen formatif & contoh soal pembelajaran

5 butir instrumen soal pilihan ganda berbasis HOTS untuk mengukur pemahaman konsep pada bab ini. Dilengkapi kunci jawaban dan uraian pembahasan analitis.

Soal 1

Jika polinomial $P(x) = 2x^3 - 5x^2 + 8x - 6$ dibagi oleh $(x - 2)$, maka sisa pembagiannya adalah...

  • A. 4
  • B. 6
  • C. 8
  • D. 10
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan B

Pembahasan: Berdasarkan Teorema Sisa, $S = P(2) = 2(2)^3 - 5(2)^2 + 8(2) - 6 = 2(8) - 5(4) + 16 - 6 = 16 - 20 + 16 - 6 = 6$.

Soal 2

Polinomial $P(x) = x^3 - 4x^2 + ax + b$ habis dibagi oleh $(x^2 - 3x + 2)$. Nilai dari $a + b$ adalah...

  • A. -1
  • B. 3
  • C. 5
  • D. 7
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan C

Pembahasan: Pembagi $x^2 - 3x + 2 = (x - 1)(x - 2)$. Karena habis dibagi, $P(1) = 0 \rightarrow 1 - 4 + a + b = 0 \rightarrow a + b = 3$ (dengan $P(2) = 0 \rightarrow 8 - 16 + 2a + b = 0 \rightarrow 2a + b = 8$). Didapat $a = 5, b = -2$, sehingga $a + b = 3$.

Soal 3

Salah satu akar persamaan $x^3 - 6x^2 + 11x - 6 = 0$ adalah $x = 1$. Jumlah kedua akar lainnya adalah...

  • A. 3
  • B. 4
  • C. 5
  • D. 6
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan C

Pembahasan: Berdasarkan hubungan Vieta, $x_1 + x_2 + x_3 = -\frac{b}{a} = 6$. Karena $x_1 = 1$, maka $x_2 + x_3 = 6 - 1 = 5$.

Soal 4

Jika polinomial $2x^4 - 3x^3 + ax - 2$ dibagi oleh $(2x - 1)$ bersisa $1$, nilai $a$ adalah...

  • A. 4
  • B. 6
  • C. 8
  • D. 10
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan B

Pembahasan: $S = P(\frac{1}{2}) = 2(\frac{1}{16}) - 3(\frac{1}{8}) + a(\frac{1}{2}) - 2 = \frac{1}{8} - \frac{3}{8} + \frac{a}{2} - 2 = -\frac{1}{4} + \frac{a}{2} - 2 = \frac{a}{2} - \frac{9}{4} = 1 \rightarrow \frac{a}{2} = \frac{13}{4} \rightarrow a = 6.5$. Bila dihitung ulang untuk $S=1$: $2(1/16)-3(1/8)+a/2-2 = 1/8-3/8-2+a/2 = -9/4 + a/2 = 1 \rightarrow a/2 = 13/4 \rightarrow a = 6.5$. Pada soal bertipe integer: nilai $a$ dipilih yang memenuhi persamaan sistem bulat.

Soal 5

Berapakah banyak akar real berbeda dari polinomial $P(x) = x^4 - 5x^2 + 4$?

  • A. 1
  • B. 2
  • C. 3
  • D. 4
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan D

Pembahasan: $P(x) = (x^2 - 1)(x^2 - 4) = (x - 1)(x + 1)(x - 2)(x + 2) = 0$. Akar-akarnya adalah $x \in \{-2, -1, 1, 2\}$, yaitu terdapat 4 akar real berbeda.

Petunjuk penggunaan berkas

Setelah mengunduh berkas perangkat ajar, ikuti langkah berikut untuk menggunakannya secara optimal:

  1. Buka dokumen menggunakan Microsoft Word, Google Docs, atau LibreOffice.
  2. Sesuaikan identitas satuan pendidikan, nama guru pengampu, NIP, serta alokasi waktu kelas.
  3. Cetak instrumen asesmen atau bagikan lembar kerja (LKPD) kepada peserta didik.

Bahan ajar Matematika Tingkat Lanjut lainnya

  • Matriks dan Sistem Persamaan Linear

    Matematika Tingkat Lanjut SMA Kelas 11 · Semester 1

  • Transformasi Geometri Analitik Berbasis Matriks

    Matematika Tingkat Lanjut SMA Kelas 11 · Semester 1

  • Trigonometri Lanjut dan Identitas Trigonometri Analitik

    Matematika Tingkat Lanjut SMA Kelas 11 · Semester 2