Lewati ke konten utama
KembaliMatematika Sekolah

Persamaan Kuadrat: Rumus ABC, Diskriminan, dan Contoh Soal

Cara menyelesaikan persamaan kuadrat dengan pemfaktoran, melengkapkan kuadrat, dan rumus ABC, membaca diskriminan, jumlah dan hasil kali akar, plus contoh soal.

Oleh Muhammad Nuur Rohman7 menit baca

Persamaan kuadrat sering diperkenalkan sebagai kumpulan rumus yang harus dihafal. Padahal, memahami mengapa setiap langkah bekerja membuat rumus itu jauh lebih mudah diingat — dan lebih mudah dipakai saat soal berubah bentuk, misalnya ketika persamaan kuadrat "bersembunyi" di dalam soal cerita, soal parameter, atau soal fungsi.

Di artikel ini kita membahas bentuk umum persamaan kuadrat, hubungannya dengan grafik parabola, tiga cara menyelesaikannya beserta kapan memakai masing-masing, cara membaca diskriminan, rumus jumlah dan hasil kali akar, serta kesalahan yang paling sering membuat jawaban meleset.

Bentuk umum dan cara membacanya

Persamaan kuadrat satu variabel selalu dapat ditulis sebagai:

ax2+bx+c=0,a≠0ax^2 + bx + c = 0, \qquad a \neq 0

Nilai aa, bb, dan cc disebut koefisien. Syarat a≠0a \neq 0 penting: tanpa suku x2x^2, persamaannya menjadi linear. Bilangan yang memenuhi persamaan disebut akar atau penyelesaian.

Soal jarang langsung memberi bentuk umum. Misalnya 3x2=5x−23x^2 = 5x - 2 harus dipindahkan ke satu ruas lebih dulu menjadi 3x2−5x+2=03x^2 - 5x + 2 = 0, sehingga a=3a = 3, b=−5b = -5, dan c=2c = 2.

Persamaan kuadrat dan grafik parabola

Setiap persamaan kuadrat terkait dengan fungsi y=ax2+bx+cy = ax^2 + bx + c yang grafiknya berbentuk parabola. Akar-akar persamaan adalah titik potong parabola dengan sumbu-xx, karena di titik itu y=0y = 0.

Parabola y = x kuadrat dikurangi 6x ditambah 5 dengan akar di x = 1 dan x = 5, titik puncak (3, minus 4), sumbu simetri x = 3, dan titik potong sumbu-y di (0, 5)
Anatomi parabola y = x² − 6x + 5: akar, titik puncak, sumbu simetri, dan titik potong sumbu-y.

Beberapa fakta yang langsung terbaca dari koefisien:

  • Jika a>0a \gt 0 parabola terbuka ke atas, jika a<0a \lt 0 terbuka ke bawah.
  • Sumbu simetri berada di x=−b2ax = -\frac{b}{2a}, tepat di tengah kedua akar.
  • Titik potong sumbu-yy adalah (0,c)(0, c).

Pada contoh di atas, a=1a = 1, b=−6b = -6, c=5c = 5, sehingga sumbu simetri x=3x = 3 dan puncaknya (3,−4)(3, -4).

Cara 1: pemfaktoran

Jika ruas kiri dapat ditulis sebagai (x−p)(x−q)=0(x - p)(x - q) = 0, maka akarnya x=px = p atau x=qx = q. Alasannya sederhana: hasil kali dua bilangan bernilai nol hanya jika salah satunya nol.

Untuk a=1a = 1, cari dua bilangan yang hasil kalinya cc dan jumlahnya bb. Pada x2−6x+5=0x^2 - 6x + 5 = 0, dua bilangan itu adalah −1-1 dan −5-5, sehingga (x−1)(x−5)=0(x - 1)(x - 5) = 0 dan akarnya x=1x = 1 atau x=5x = 5.

Contoh soal 1: pemfaktoran dengan a ≠ 1

Selesaikan 2x2+7x+3=02x^2 + 7x + 3 = 0.

Pembahasan. Cari dua bilangan yang hasil kalinya a⋅c=6a \cdot c = 6 dan jumlahnya b=7b = 7: bilangan itu 11 dan 66. Pecah suku tengah, lalu faktorkan per kelompok:

2x2+x+6x+3=x(2x+1)+3(2x+1)=(2x+1)(x+3)=02x^2 + x + 6x + 3 = x(2x + 1) + 3(2x + 1) = (2x + 1)(x + 3) = 0

Akarnya x=−12x = -\frac{1}{2} atau x=−3x = -3.

Cara 2: melengkapkan kuadrat

Setiap persamaan kuadrat dapat diubah menjadi bentuk (x+m)2=n(x + m)^2 = n. Idenya sangat visual: x2+6xx^2 + 6x bisa disusun sebagai persegi x×xx \times x ditambah dua persegi panjang 3×x3 \times x. Susunan itu hampir menjadi persegi besar — hanya kurang satu sudut berukuran 3×3=93 \times 3 = 9.

Model luas melengkapkan kuadrat: x kuadrat ditambah dua persegi panjang 3x membentuk persegi yang kurang satu sudut; menambahkan 9 menghasilkan persegi utuh bersisi x + 3
Melengkapkan kuadrat secara harfiah: menambahkan potongan 9 agar x² + 6x menjadi persegi utuh (x + 3)².

Contoh soal 2: melengkapkan kuadrat

Selesaikan x2+6x−7=0x^2 + 6x - 7 = 0.

Pembahasan. Pindahkan konstanta, lalu tambahkan (62)2=9\left(\frac{6}{2}\right)^2 = 9 ke kedua ruas:

x2+6x=7⇒x2+6x+9=16⇒(x+3)2=16x^2 + 6x = 7 \quad\Rightarrow\quad x^2 + 6x + 9 = 16 \quad\Rightarrow\quad (x + 3)^2 = 16

Maka x+3=4x + 3 = 4 atau x+3=−4x + 3 = -4, sehingga x=1x = 1 atau x=−7x = -7. Jangan lupa tanda ±\pm saat menarik akar kuadrat.

Dari melengkapkan kuadrat ke rumus ABC

Rumus ABC bukan rumus ajaib — ia adalah hasil melengkapkan kuadrat pada bentuk umum. Bagi kedua ruas dengan aa, lalu tambahkan (b2a)2\left(\frac{b}{2a}\right)^2:

(x+b2a)2=b2−4ac4a2⇒x=−b±b2−4ac2a\left(x + \frac{b}{2a}\right)^2 = \frac{b^2 - 4ac}{4a^2} \quad\Rightarrow\quad x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}

Cara 3: rumus ABC

x1,2=−b±b2−4ac2ax_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}

Rumus ini selalu bekerja, termasuk ketika akarnya berbentuk akar irasional yang mustahil ditemukan dengan pemfaktoran.

Contoh soal 3: akar irasional

Selesaikan 2x2−4x−3=02x^2 - 4x - 3 = 0.

Pembahasan. Dengan a=2a = 2, b=−4b = -4, c=−3c = -3:

x=4±16+244=4±404=4±2104=1±102x = \frac{4 \pm \sqrt{16 + 24}}{4} = \frac{4 \pm \sqrt{40}}{4} = \frac{4 \pm 2\sqrt{10}}{4} = 1 \pm \frac{\sqrt{10}}{2}

Memilih cara yang tepat

SituasiCara yang disarankan
Koefisien kecil, akar tampak bulatPemfaktoran
bb genap dan a=1a = 1Melengkapkan kuadrat
Akar kemungkinan pecahan rumit atau irasionalRumus ABC
Hanya ditanya jenis akarCukup hitung diskriminan

Membaca diskriminan

Bagian di dalam akar, D=b2−4acD = b^2 - 4ac, disebut diskriminan. Tanpa menghitung akarnya, DD sudah memberi tahu banyak hal:

Nilai DDJumlah akar realGrafik parabola
D>0D > 0Dua, berbedaMemotong sumbu-xx di dua titik
D=0D = 0Satu (akar kembar)Menyinggung sumbu-xx
D<0D < 0Tidak ada akar realTidak menyentuh sumbu-xx
Tiga parabola: dengan diskriminan positif memotong sumbu-x di dua titik, dengan diskriminan nol menyinggung sumbu-x, dan dengan diskriminan negatif tidak menyentuh sumbu-x
Diskriminan menentukan berapa kali parabola menyentuh sumbu-x.

Jika D>0D \gt 0 dan merupakan bilangan kuadrat sempurna (1, 4, 9, 16, ...), akar-akarnya rasional — tanda bahwa persamaan itu bisa difaktorkan.

Contoh soal 4: soal parameter

Tentukan nilai kk agar x2+kx+9=0x^2 + kx + 9 = 0 memiliki akar kembar.

Pembahasan. Akar kembar berarti D=0D = 0: k2−4⋅1⋅9=0k^2 - 4 \cdot 1 \cdot 9 = 0, sehingga k2=36k^2 = 36 dan k=6k = 6 atau k=−6k = -6. Untuk k=6k = 6, persamaannya (x+3)2=0(x + 3)^2 = 0 dengan akar kembar x=−3x = -3.

Jumlah dan hasil kali akar

Jika x1x_1 dan x2x_2 adalah akar-akar ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0, maka:

x1+x2=−ba,x1⋅x2=cax_1 + x_2 = -\frac{b}{a}, \qquad x_1 \cdot x_2 = \frac{c}{a}

Rumus ini sangat berguna ketika soal menanyakan bentuk simetris tanpa meminta akarnya satu per satu.

Contoh soal 5: bentuk simetris

Akar-akar 2x2−6x+1=02x^2 - 6x + 1 = 0 adalah x1x_1 dan x2x_2. Tentukan x12+x22x_1^2 + x_2^2.

Pembahasan. x1+x2=3x_1 + x_2 = 3 dan x1x2=12x_1 x_2 = \frac{1}{2}. Gunakan identitas aljabar:

x12+x22=(x1+x2)2−2x1x2=9−1=8x_1^2 + x_2^2 = (x_1 + x_2)^2 - 2x_1x_2 = 9 - 1 = 8

Rumus yang sama juga dipakai untuk menyusun persamaan kuadrat. Persamaan dengan akar 22 dan −3-3 adalah x2−(2+(−3))x+2⋅(−3)=0x^2 - (2 + (-3))x + 2 \cdot (-3) = 0, yaitu x2+x−6=0x^2 + x - 6 = 0.

Persamaan kuadrat dalam soal cerita

Sebuah kebun berbentuk persegi panjang memiliki panjang 3 meter lebih dari lebarnya, dan luasnya 40 m240\ \text{m}^2. Berapa ukurannya?

Misalkan lebarnya xx. Maka x(x+3)=40x(x + 3) = 40, atau x2+3x−40=0x^2 + 3x - 40 = 0. Pemfaktoran memberi (x+8)(x−5)=0(x + 8)(x - 5) = 0, sehingga x=5x = 5 atau x=−8x = -8. Karena panjang tidak mungkin negatif, kebunnya berukuran 5×85 \times 8 meter. Langkah terakhir — memeriksa kewajaran akar terhadap konteks — sama pentingnya dengan menghitung.

Kesalahan yang sering terjadi

  1. Membagi kedua ruas dengan xx. Pada x2=3xx^2 = 3x, membagi dengan xx menghilangkan akar x=0x = 0. Tulis x2−3x=0x^2 - 3x = 0, lalu faktorkan menjadi x(x−3)=0x(x - 3) = 0.
  2. Lupa tanda ±\pm. Dari (x+3)2=16(x + 3)^2 = 16 ada dua kemungkinan: x+3=4x + 3 = 4 atau x+3=−4x + 3 = -4.
  3. Salah tanda bb di rumus ABC. Jika b=−4b = -4, maka −b=4-b = 4.
  4. Penyebut 2a2a hanya membagi akar. Penyebut 2a2a membagi seluruh pembilang −b±D-b \pm \sqrt{D}, bukan hanya bagian akarnya.
  5. Tidak memeriksa konteks pada soal cerita, sehingga akar negatif ikut dijadikan jawaban panjang atau waktu.

Latihan mandiri

  1. Selesaikan x2−7x+12=0x^2 - 7x + 12 = 0.
  2. Selesaikan 3x2+5x−2=03x^2 + 5x - 2 = 0.
  3. Selesaikan x2+4x−1=0x^2 + 4x - 1 = 0 dengan melengkapkan kuadrat.
  4. Tentukan nilai mm agar x2−2mx+4=0x^2 - 2mx + 4 = 0 memiliki dua akar real berbeda.
  5. Jika x1x_1 dan x2x_2 akar-akar x2−5x+3=0x^2 - 5x + 3 = 0, tentukan 1x1+1x2\frac{1}{x_1} + \frac{1}{x_2}.

Ringkasan

  • Ubah dulu ke bentuk umum ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 sebelum memilih cara penyelesaian.
  • Akar persamaan kuadrat adalah titik potong parabola dengan sumbu-xx.
  • Pemfaktoran paling cepat, melengkapkan kuadrat menjelaskan asal rumus, rumus ABC selalu berhasil.
  • Diskriminan D=b2−4acD = b^2 - 4ac menunjukkan jenis akar tanpa menyelesaikan persamaan.
  • Jumlah dan hasil kali akar (−ba-\frac{b}{a} dan ca\frac{c}{a}) menyelesaikan soal bentuk simetris dengan cepat.

Ingin melatih semua teknik ini dengan soal yang menyesuaikan kemampuanmu? Coba Numekara Practice, atau pelajari ulang materinya di course Matematika Utama (SMA).

Pertanyaan yang sering diajukan

Apa saja cara menyelesaikan persamaan kuadrat?

Ada tiga cara utama: pemfaktoran (paling cepat bila akarnya bilangan sederhana), melengkapkan kuadrat (asal-usul rumus ABC), dan rumus ABC (selalu berhasil untuk bentuk apa pun). Pilih yang paling sesuai dengan bentuk soal.

Apa fungsi diskriminan pada persamaan kuadrat?

Diskriminan D = b kuadrat dikurangi 4ac menunjukkan jenis akar tanpa harus menyelesaikan persamaan. Jika D positif ada dua akar real berbeda, jika D nol ada satu akar kembar, dan jika D negatif tidak ada akar real.

Bagaimana cara mencari jumlah dan hasil kali akar tanpa menghitung akarnya?

Untuk persamaan ax kuadrat + bx + c = 0, jumlah akar adalah minus b per a dan hasil kali akar adalah c per a. Rumus ini berguna untuk menghitung bentuk seperti jumlah kuadrat akar atau menyusun persamaan kuadrat baru.

Kenapa tidak boleh membagi kedua ruas dengan x?

Karena x bisa bernilai nol, dan membagi dengan nol menghilangkan akar tersebut. Misalnya x kuadrat = 3x punya dua akar, 0 dan 3. Membagi dengan x hanya menyisakan x = 3. Cara yang benar adalah memindahkan semua suku ke satu ruas lalu memfaktorkan.

Lanjutkan belajarmu

Biar topik ini benar-benar dikuasai, bukan cuma terbaca

Pilih cara yang paling cocok: didampingi tutor secara langsung, atau belajar mandiri dengan Course dan Practice adaptif Numekara.

Les bersama tutor

Les privat & kelas kecil Numekara Math

  • Privat 1-on-1, atau kelas 2–10 siswa yang lebih hemat
  • 100% online, dari mana saja

Privat mulai Rp90.000/sesi · 90 menit

Belajar mandiri · langganan

Course gratis + Practice Premium

  • Semua course bisa dipelajari gratis, tanpa perlu akun
  • Practice adaptif menyesuaikan soal dengan kemampuanmu — mulai gratis dengan akun
  • Premium: latihan tanpa batas harian (batas wajar 30 sesi/hari) + Tutor AI di seluruh sesi belajar, hingga 30 jawaban AI per hari

Artikel terkait

Matematika Sekolah

Logika Matematika Dasar: Pernyataan, Tabel Kebenaran, Kesimpulan

Pengantar logika matematika: pernyataan, negasi, konjungsi, disjungsi, implikasi, tabel kebenaran, kuantor, ekuivalensi, dan penarikan kesimpulan beserta contoh.

Matematika Sekolah

SPLDV: Metode Substitusi, Eliminasi, Grafik, dan Contoh Soal

Cara menyelesaikan SPLDV dengan metode grafik, substitusi, eliminasi, dan gabungan, jenis-jenis penyelesaian, soal cerita, serta latihan beserta kuncinya.

Matematika Sekolah

Trigonometri Dasar: Memahami Sin, Cos, dan Tan Tanpa Menghafal

Memahami sin, cos, dan tan dari segitiga siku-siku dan lingkaran satuan, nilai sudut istimewa, sudut berelasi, aturan sinus-cosinus, dan contoh soal bertahap.