Berikut ini merupakan soal mengenai pangkat, akar, dan logaritma (soal standar dengan tingkat LOTS dan MOTS) yang dikutip dari berbagai sumber referensi. Soal-soal berikut masing-masing telah disediakan pembahasannya.
Soal ini telah tersedia dalam file PDF. Jika Anda ingin mencari mengunduhnya, termasuk untuk soal latihan lainnya, silakan akses ke folder soal premium dari mathcyber1997.com dengan mendaftar di . Folder soal tersebut juga berisi soal UTBK-SNBT, soal persiapan CPNS-PPPK, soal psikotes, soal TPA, soal ujian masuk perguruan tinggi (termasuk STAN), soal kompetensi matematika (termasuk OSN dan ON MIPA), dan masih banyak lagi.
Baca : Soal dan Pembahasan- Pangkat, Akar, dan Logaritma (Versi HOTS dan Olimpiade)
Today Quote
Baca : Soal dan Pembahasan- Persamaan Pangkat (Eksponen) Sederhana
Bagian Pilihan Ganda
Soal Nomor 1
Bentuk $10^9 \times 100^2 \times 1.000^{-3} \times 10.000^{-2}$ $\times 2.222^0$ dapat dinyatakan dalam basis $10$ menjadi $\cdots \cdot$
A. $10^{-8}$ C. $10^{-4}$ E. $10^4$
B. $10^{-6}$ D. $10^2$
Perhatikan bahwa $100 = 10^2,\! 1.000 = 10^3,\! 10.000=10^4$, dan $a^0 = 1$ untuk $a \neq 0$ sehingga bentuk pangkat di atas dapat ditulis menjadi
$\begin{aligned} & 10^9 \times (10^2)^2 \times (10^3)^{-3} \times (10^4)^{-2} \times 1 \\ & = 10^9 \times 10^4 \times 10^{-9} \times 10^{-8} \\ & = 10^{9 + 4 + (-9) + (-8)} = 10^{-4} \end{aligned}$
Jadi, bentuk tersebut dapat ditulis menjadi basis $10$, yaitu $\boxed{10^{-4}}$
(Jawaban C)
Soal Nomor 2
Nilai dari $\dfrac{5 \times 10^{-6} \times 1.000.000}{(100)^{-3}}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $5 \times 10^{-6}$ D. $5 \times 10^{5}$
B. $5 \times 10^{-5}$ E. $5 \times 10^{6}$
C. $5 \times 10^{3}$
Dengan menggunakan sifat-sifat pangkat beserta aturan notasi ilmiah, diperoleh
$$\begin{aligned} \dfrac{5 \times 10^{-6} \times 1.000.000}{(100)^{-3}} & = \dfrac{5 \times 10^{-6} \times 10^6}{(10^2)^{-3}} \\ & = \dfrac{5 \times 10^{-6 + 6}} {10^{-6}} \\ & = 5 \times 10^{-6 + 6- (-6)} = \boxed{5 \times 10^6}. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\dfrac{5 \times 10^{-6} \times 1.000.000}{(100)^{-3}} = 5 \times 10^6}.$
(Jawaban E)
Soal Nomor 3
Bentuk sederhana dari $\left(\dfrac{9a^2b^{-1}c^3}{27a^{-1}b^2c^2}\right)^{-1}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $\dfrac{3b^3}{a^3c}$ D. $\dfrac{b^3c}{3a^3}$
B. $\dfrac{3a^3}{b^3c}$ E. $\dfrac{3a^3b^3}{c}$
C. $\dfrac{a^3c}{3b^3}$
Sederhanakan dengan menggunakan sifat-sifat pangkat dan nyatakan dalam pangkat positif.
$\begin{aligned} \left(\dfrac{9a^2b^{-1}c^3}{27a^{-1}b^2c^2}\right)^{-1} & = \dfrac{27a^{-1}b^2c^2}{9a^2b^{-1}c^3} \\ & = 3a^{-1-2}b^{2-(-1)}c^{2-3} \\ & = 3a^{-3}b^3c^{-1} \\ & = \boxed{\dfrac{3b^3}{a^3c}} \end{aligned}$
(Jawaban A)
Soal Nomor 4
Bentuk sederhana dari $\left(\dfrac{2x^{-1}y^2z^{-2}} {4xy^{-3}z^2}\right)^{-2}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $\dfrac{2x^4z^8}{y^{10}}$ D. $\dfrac{2x^2z^4}{y^{5}}$
B. $\dfrac{4x^4z^8}{y^{10}}$ E. $\dfrac{4x^2z^4}{y^{5}}$
C. $\dfrac{4x^4z^8}{y^{8}}$
Sederhanakan dengan menggunakan sifat-sifat pangkat dan nyatakan dalam pangkat positif.
$$\begin{aligned} \left(\dfrac{2x^{-1}y^2z^{-2}} {4xy^{-3}z^2}\right)^{-2} & = \left(\dfrac{y^{2-(-3)}}{2x^{1-(-1)}z^{2-(-2)}}\right)^{-2} \\ & = \left(\dfrac{y^5}{2x^2z^4}\right)^{-2} \\ & = \left(\dfrac{2x^2z^4}{y ^5}\right)^2 \\ & = \boxed{\dfrac{4x^4z^8}{y^{10}}}\end{aligned}$$(Jawaban B)
Soal Nomor 5
Bentuk $\left(\dfrac{x^{-1} + y^{-1}} {x^{-1}-y^{-1}}\right)^{-1}$ dalam pangkat positif adalah $\cdots \cdot$
A. $\dfrac{x-y}{x+y}$ D. $\dfrac{x+y}{y-x}$
B. $\dfrac{y-x}{x+y}$ E. $\dfrac{1}{x+y}$
C. $\dfrac{x+y}{x-y}$
Ingat bahwa $x^{-1} = \dfrac{1}{x}$ untuk setiap $x \neq 0$. Untuk itu,
$\begin{aligned} \left(\dfrac{x^{-1} + y^{-1}} {x^{-1}-y^{-1}}\right)^{-1} & = \dfrac{x^{-1}-y^{-1}} {x^{-1}+y^{-1}} \\ & = \dfrac{\dfrac{1}{x}- \dfrac{1}{y}} {\dfrac{1}{x} + \dfrac{1}{y}} \\ & = \dfrac{\dfrac{y-x} {\cancel{xy}}} {\dfrac{x+y} {\cancel{xy}}} = \dfrac{y-x}{x+y} \end{aligned}$
Jadi, bentuk pangkat positif dari $\left(\dfrac{x^{-1} + y^{-1}} {x^{-1}-y^{-1}}\right)^{-1}$ adalah $\boxed{\dfrac{y-x} {x+y}}.$
(Jawaban B)
Soal Nomor 6
Jika $3^{2+x} = 45$, maka $3^{2x}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $9$ C. $45$ E. $125$
B. $25$ D. $81$
Perhatikan bahwa persamaan $3^{2+x} = 45$ dapat ditulis menjadi
$\begin{aligned} \cancel{3^2} \cdot 3^x & = \cancel{3^2} \cdot 5 \\ 3^x & = 5 \\ \text{Kuadratkan}&~\text{kedua ruas} \\ (3^x)^2 & = 5^2 \\ 3^{2x} & = 25. \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $3^{2x}$ adalah $\boxed{25}.$
(Jawaban B)
Soal Nomor 7
Jika $x > 0$ dan $x \neq 1$ memenuhi bentuk $x^{\frac{1}{p}} \cdot x^{\frac{1}{q}} = x^{\frac{1}{pq}}$ dengan $p$ dan $q$ merupakan bilangan rasional, maka hubungan antara $p$ dan $q$ adalah $\cdots \cdot$
A. $p+q=0$ D. $p-q=1$
B. $p+q=1$ E. $q-p=1$
C. $p-q=0$
Dengan menggunakan sifat perpangkatan, diperoleh
$\begin{aligned} x^{\frac{1}{p}} \cdot x^{\frac{1}{q}} & = x^{\frac{1}{pq}} \\ x^{\frac{1}{p} + \frac{1}{q}} & = x^{\frac{1}{pq}}. \end{aligned}$
Karena $x > 0$ dan $x \neq 1,\!$ maka persamaan terakhir berlaku jika pangkatnya sama.
$\begin{aligned} \dfrac{1}{p} + \dfrac{1}{q} & = \dfrac{1}{pq} \\ \dfrac{p+q} {\cancel{pq}} & = \dfrac{1}{\cancel{pq}} \\ p+q & = 1 \end{aligned}$
Jadi, hubungan antara $p$ dan $q$ dinyatakan oleh persamaan $\boxed{p + q = 1}.$
(Jawaban B)
Soal Nomor 8
Jika diketahui $x$ dan $y$ merupakan bilangan real dengan $x > 1$ dan $y > 0$ sehingga $xy = x^y$ dan $\dfrac{x} {y} = x^{5y},$ maka $x^2 +3y = \cdots \cdot$
A. $14$ C. $26$ E. $30$
B. $16$ D. $28$
Misalkan $xy = x^y$ disebut sebagai persamaan pertama, sedangkan $\dfrac{x} {y} = x^{5y}$ disebut sebagai persamaan kedua. Pandang persamaan kedua.
$\begin{aligned} \dfrac{x}{y} & = x^{5y} \\ y & = \dfrac{x} {x^{5y}} = x^{1-5y} \end{aligned}$
Substitusikan ini ke persamaan pertama:
$$\begin{aligned} x(x^{1-5y}) & = x^y \\ x^{2-5y} & = x^y \\ 2-5y & = y \\ y & =\dfrac{1}{3} \end{aligned}$$Substitusikan $y = \dfrac{1}{3}$ ke persamaan kedua sehingga diperoleh
$$\begin{aligned} \dfrac13x & = x^{\frac13} \\ \left(\dfrac13x\right)^3 & = \left(x^{\frac13}\right)^3 \\ \dfrac{1}{27}x^3 & = x \\ x^2 & = 27. \end{aligned}$$Dengan demikian, $\boxed{x^2 + 3y = 27+ 3\left(\dfrac{1}{3}\right) = 28}.$
(Jawaban D)
Soal Nomor 9
Bentuk sederhana dari $\dfrac{1}{1+a^{p-q}} + \dfrac{1}{1+a^{q-p}}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $1$ C. $a^q$ E. $a^p + a^q$
B. $a^p$ D. $a^{p + q}$
Dengan menggunakan sifat pangkat bahwa $\boxed{a^{m- n} = \dfrac{a^m}{a^n}}$, diperoleh
$$\begin{aligned} \dfrac{1}{1+a^{p-q}} + \dfrac{1}{1+a^{q-p}} & = \dfrac{1}{1 + \dfrac{a^p}{a^q}} + \dfrac{1}{1 + \dfrac{a^q}{a^p}} \\ & = \dfrac{1}{\dfrac{a^q}{a^q} + \dfrac{a^p}{a^q}} + \dfrac{1}{\dfrac{a^p}{a^p} + \dfrac{a^q}{a^p}} \\ & = \dfrac{1}{\dfrac{a^q + a^p}{a^q}} + \dfrac{1}{\dfrac{a^p + a^q}{a^p}} \\ & = \dfrac{a^q}{a^q + a^p} + \dfrac{a^p}{a^p + a^q} \\ & = \dfrac{a^p + a^q}{a^p + a^q} = 1 \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\dfrac{1}{1+a^{p-q}} + \dfrac{1}{1+a^{q-p}}=1}.$
(Jawaban A)
Soal Nomor 10
Panjang hipotenusa dari suatu segitiga siku-siku adalah $2^{x+2}.$ Jika panjang dua sisi yang lain adalah $4$ dan $2^{2x+1}$, maka nilai $x$ yang memenuhi adalah $\cdots \cdot$
A. $-\dfrac12$ C. $\dfrac14$ E. $1$
B. $0$ D. $\dfrac12$
Berdasarkan Teorema Pythagoras, berlaku
$\begin{aligned} 4^2 + (2^{2x+1})^2 & = (2^{x+2})^2 \\ 16 + 2^{4x+2} & = 2^{2x+4} \\ 16 + 2^{4x} \cdot 2^2 & = 2^{2x} \cdot 2^4 \\ 16 + (2^{2x})^2 \cdot 4 & = 16 \cdot 2^{2x} \end{aligned}$
Misalkan $2^{2x} =a$ sehingga diperoleh
$$\begin{aligned} 16 + a^2 \cdot 4 & = 16a \\ 4a^2-16a + 16 & = 0 \\ a^2-4a + 4 & = 0 && (\text{kedua ruas dibagi 4}) \\ (a-2)^2 & = 0 \end{aligned}$$Jadi, diperoleh $a = 2$. Ini berarti, $2^{2x} = 2$, dan akibatnya nilai $x$ adalah $\boxed{\dfrac{1}{2}}.$
(Jawaban D)
Soal Nomor 11
Jika $p = (x^{\frac{3}{2}} + x^{\frac{1}{2}})(x^{\frac{1}{3}}-x^{-\frac{1}{3}})$ dan $q = (x^{\frac{1}{2}} + x^{-\frac{1}{2}})(x-x^{\frac{1}{3}}),$ maka $\dfrac{p} {q} = \cdots \cdot$
A. $\sqrt{x^{-1}}$ C. $\sqrt[3]{x}$ E. $\sqrt[5]{x}$
B. $\sqrt[3]{x^{-1}}$ D. $\sqrt[4]{x}$
Perhatikan bahwa
$$\begin{aligned} \dfrac{p} {q} & = \dfrac{(x^{\frac{3}{2}} + x^{\frac{1}{2}})(x^{\frac{1}{3}}- x^{-\frac{1}{3}})} {(x^{\frac{1}{2}} + x^{-\frac{1}{2}})(x-x^{\frac{1}{3}})} \\ & = \dfrac{x\cancel{(x^{\frac{1}{2}} + x^{-\frac{1}{2}})}\bcancel{(x^{\frac{1}{3}}-x^{-\frac{1}{3}})}} {\cancel{ (x^{\frac{1}{2}} + x^{-\frac{1}{2}})} x^{\frac{2}{3}}\bcancel{(x^{\frac{1}{3}}-x^{-\frac{1}{3}})}} \\ & = \dfrac{x} {x^{\frac{2}{3}}} = x^{\frac{1}{3}} = \sqrt[3]{x} \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\dfrac{p} {q} $ adalah $\boxed{\sqrt[3]{x}}.$
(Jawaban C)
Soal Nomor 12
Jika $a+b=1$ dan $a^2 + b^2 = 2,$ maka $a^4 + b^4 = \cdots \cdot$
A. $2\dfrac12$ C. $3\dfrac12$ E. $4\dfrac12$
B. $3\dfrac14$ D. $4$
Kuadratkan kedua ruas pada persamaan $a+b=1$ sehingga ditulis
$\begin{aligned} (a+b)^2 & = 1^2 \\ a^2 + b^2 + 2ab & = 1 \\ 2 + 2ab & = 1 \\ 2ab & =-1 \\ ab & =-\dfrac{1}{2} \end{aligned}$
Selanjutnya, dengan menggunakan kesimetrian bentuk pangkat, diperoleh
$\begin{aligned} a^4 + b^4 & = (a^2 + b^2)(a^2 + b^2)- 2(ab)^2 \\ & = (2)(2)- 2\left(-\dfrac{1}{2}\right)^2 \\ & = 4- 2 \times \dfrac{1}{4} \\ & = 4-\dfrac{1}{2} = 3\dfrac{1}{2} \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{a^4 + b^4 = 3\dfrac{1}{2}}.$
(Jawaban C)
Soal Nomor 13
Jika $a^x = b^y = c^z$ dan $b^2=ac,$ maka $x = \cdots \cdot$
A. $\dfrac{2yz}{y+z}$ D. $\dfrac{yz}{2y-z}$
B. $\dfrac{2yz}{2z-y}$ E. $\dfrac{yz}{2z-y}$
C. $\dfrac{2yz}{2y-z}$
Misalkan $a^x = b^y = c^z = k^{xyz}$ sehingga $a = k ^{yz}, b = k^{xz}$, dan $c = k^{xy}$
Dengan demikian, dari persamaan $b^2=ac$, berlaku
$\begin{aligned} (k^{xz})^2 & = k^{yz}k^{xy} \\ k^{2xz} & = k^{yz + xy} \\ 2xz & = yz + xy \\ x(2z-y) & = yz \\ x & = \dfrac{yz}{2z-y} \end{aligned}$
Jadi, nilai $\boxed{x = \dfrac{yz}{2z-y}}.$
(Jawaban E)
Soal Nomor 14
Bentuk $\dfrac{3\sqrt{3} + \sqrt{7}} {\sqrt{7}-2\sqrt{3}}$ dapat disederhanakan menjadi $\cdots \cdot$
A. $\sqrt{21}+5$
B. $\sqrt{21}-5$
C. $5-\sqrt{21}$
D. $-5-\sqrt{21}$
E. $\sqrt{5}+21$
Akar sekawan dari $\sqrt{7}-2\sqrt{3}$ adalah $\sqrt{7} + 2\sqrt{3}$ sehingga dengan menggunakan perkalian akar sekawan, diperoleh
$$\begin{aligned} \dfrac{3\sqrt{3} + \sqrt{7}} {\sqrt{7}-2\sqrt{3}} & = \dfrac{3\sqrt{3} + \sqrt{7}} {\sqrt{7}-2\sqrt{3}} \times \dfrac{\sqrt{7} + 2\sqrt{3}}{\sqrt{7}+2\sqrt{3}} \\ & = \dfrac{3\sqrt{3} \cdot \sqrt{7} + 3\sqrt{3} \cdot 2\sqrt{3} +\sqrt{7} \cdot \sqrt{7} + \sqrt{7} \cdot 2\sqrt{3}} {(\sqrt{7})^2- (2\sqrt{3})^2} \\ & = \dfrac{3\sqrt{21} + 18 + 7 + 2\sqrt{21}} {7-12} \\ & = \dfrac{5\sqrt{21} + 25}{-5} \\ & =-\dfrac{\cancel{5}(\sqrt{21}+5)}{\cancel{5}} \\ & =-(\sqrt{21} + 5) \\ & = -5- \sqrt{21} \end{aligned}$$Jadi, bentuk sederhana dari $\dfrac{3\sqrt{3} + \sqrt{7}} {\sqrt{7}-2\sqrt{3}}$ adalah $\boxed{-5- \sqrt{21}}.$
(Jawaban D)
Soal Nomor 15
Bentuk sederhana dari $\dfrac{\sqrt{3} + \sqrt{5}} {2\sqrt{3}-3\sqrt{5}}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $\dfrac{21+5\sqrt{15}} {33}$
B. $\dfrac{21-5\sqrt{15}} {33}$
C. $\dfrac{-21+5\sqrt{15}} {33}$
D. $\dfrac{-21-5\sqrt{15}} {33}$
E. $\dfrac{-33-5\sqrt{15}} {21}$
Akar sekawan dari $2\sqrt{3}-3\sqrt{5}$ adalah $2\sqrt{3} + 3\sqrt{5}$ sehingga dengan menggunakan perkalian akar sekawan, diperoleh
$$\begin{aligned} \dfrac{\sqrt{3} + \sqrt{5}} {2\sqrt{3}-3\sqrt{5}} \\ & = \dfrac{\sqrt{3} + \sqrt{5}} {2\sqrt{3}- 3\sqrt{5}} \times \dfrac{2\sqrt{3} + 3\sqrt{5}} {2\sqrt{3} + 3\sqrt{5}} \\ & = \dfrac{\sqrt{3} \cdot 2\sqrt{3}+\sqrt{3} \cdot 3\sqrt{5} + \sqrt{5} \cdot 2\sqrt{3} + \sqrt{5} \cdot 3\sqrt{5}} {(2\sqrt{3})^2-(3\sqrt{5})^2} \\ & = \dfrac{6 + 3\sqrt{15} + 2\sqrt{15} + 15}{12-45} \\ & = \dfrac{21+5\sqrt{15}} {-33} \\ & = \dfrac{-21-5\sqrt{15}} {33} \end{aligned}$$Jadi, bentuk sederhana dari $\dfrac{\sqrt{3} + \sqrt{5}} {2\sqrt{3}-3\sqrt{5}}$ adalah $\boxed{\dfrac{-21-5\sqrt{15}}{33}}.$
(Jawaban D)
Soal Nomor 16
Bentuk sederhana dari $$\sqrt{72} + \sqrt{50} \times \sqrt{288}-\sqrt{200}$$ adalah $\cdots \cdot$
A. $4\sqrt2+40$ D. $-4\sqrt2+60$
B. $4\sqrt2+60$ E. $-4\sqrt2+120$
C. $4\sqrt2+120$
Sederhanakan dengan menggunakan sifat-sifat akar.
$$\begin{aligned} &\sqrt{72} + \sqrt{50} \times \sqrt{288}- \sqrt{200} \\ & = \sqrt{36 \times 2} + \sqrt{25 \times 2} \times \sqrt{144 \times 2}-\sqrt{100 \times 2} \\ & = 6\sqrt{2} + 5\sqrt{2} \times 12\sqrt{2}- 10\sqrt{2} \\ & = 6\sqrt{2} + (5 \times 12) \times 2-10\sqrt{2} \\ & =-4\sqrt{2} + 120 \end{aligned}$$Jadi, bentuk sederhananya adalah $\boxed{-4\sqrt{2} + 120}.$
(Jawaban E)
Soal Nomor 17
Bentuk sederhana dari $$2\sqrt{2} + \sqrt{8} + \sqrt{32} + 2\sqrt{3} + \sqrt{12}$$ adalah $\cdots \cdot$
A. $2\sqrt2+2\sqrt3$ D. $8\sqrt2+4\sqrt3$
B. $4\sqrt2+2\sqrt3$ E. $8\sqrt2+8\sqrt3$
C. $4\sqrt2+4\sqrt3$
Sederhanakan bentuk akar yang ditandai dengan warna merah, kemudian operasikan dengan menggunakan sifat penjumlahan dan pengurangan bentuk akar.
$$\begin{aligned} & 2\sqrt{2} + \color{red}{\sqrt{8}} + \color{red}{\sqrt{32}}+ 2\sqrt{3} + \color{red}{\sqrt{12}} \\ & = 2\sqrt{2} + \sqrt{4 \times 2} + \sqrt{16 \times 2} + 2\sqrt{3} + \sqrt{4 \times 3} \\ & = 2\sqrt{2} + 2\sqrt{2} + 4\sqrt{2} + 2\sqrt{3} + 2\sqrt{3} \\ & = (2+2+4)\sqrt{2} + (2+2)\sqrt{3} \\ & = 8\sqrt{2} + 4\sqrt{3} \end{aligned}$$Jadi, bentuk sederhananya adalah $\boxed{8\sqrt{2} + 4\sqrt{3}}$
(Jawaban D)
Soal Nomor 18
Bentuk sederhana dari $\sqrt{6 + \sqrt{20}}$ adalah $a + \sqrt{b}$ dengan $a$ dan $b$ merupakan bilangan bulat positif. Nilai dari $a + b = \cdots \cdot$
A. $4$ C. $6$ E. $9$
B. $5$ D. $8$
Gunakan sifat berikut.
$\boxed{ \sqrt{(a+b) + 2\sqrt{ab}} = \sqrt{a} + \sqrt{b}}$
Dengan demikian, diperoleh
$\begin{aligned} \sqrt{6 + \sqrt{20}} & = \sqrt{6 + \sqrt{4 \times 5}} \\ & = \sqrt{6 + 2\sqrt{5}} \\ & = \sqrt{(5 + 1) + 2\sqrt{5 \times 1}} \\ & = \sqrt{5} + \sqrt{1} \\ & = 1 + \sqrt{5} \end{aligned}$
Jadi, bentuk sederhana dari $\sqrt{6 + \sqrt{20}}$ adalah $\boxed{1 + \sqrt{5}}$ sehingga $a = 1$ dan $b = 5$, berarti $\boxed{a+b=1+5=6}.$
(Jawaban C)
Soal Nomor 19
Bentuk $\sqrt[4]{49-20\sqrt{6}}$ dapat disederhanakan menjadi $\cdots \cdot$
A. $\sqrt3+\sqrt2$ D. $-\sqrt3-\sqrt2$
B. $\sqrt3-\sqrt2$ E. $\sqrt5+\sqrt3+\sqrt2$
C. $\sqrt2-\sqrt3$
Gunakan sifat akar berikut.
$\boxed{\begin{aligned} & \sqrt[m]{\sqrt[n]{a}} = \sqrt[mn] {a} \\ & \sqrt{(a+b)-2\sqrt{ab}} = \sqrt{a}- \sqrt{b} \end{aligned}}$
Dengan demikian, dapat ditulis
$$\begin{aligned} \sqrt[4]{49-20\sqrt{6}} & = \sqrt{\sqrt{49-20\sqrt{6}}} \\ & = \sqrt{\sqrt{49-2 \cdot 10\sqrt{6}}} \\ & = \sqrt{\sqrt{49- 2\sqrt{100 \cdot 6}}} \\ & = \sqrt{\sqrt{(25+24)-2\sqrt{25 \cdot 24}}} \\ & = \sqrt{\sqrt{25}-\sqrt{24}} \\ & = \sqrt{5-2\sqrt{6}} \\ & = \sqrt{(3+2)-2\sqrt{3 \cdot 2}} \\ & = \sqrt{3}-\sqrt{2} \end{aligned}$$Jadi, bentuk $\sqrt[4]{49-20\sqrt{6}}$ dapat disederhanakan menjadi $\boxed{\sqrt{3}- \sqrt{2}}.$
(Jawaban B)
Soal Nomor 20
Jika $\sqrt[4]{a} + \sqrt[4]{9} = \dfrac{1}{2-\sqrt{3}},$ maka $a = \cdots \cdot$
A. $2$ C. $8$ E. $27$
B. $4$ D. $16$
Perhatikan bahwa ruas kanan persamaan di atas dapat ditulis sebagai berikut.
$\begin{aligned} \dfrac{1}{2-\sqrt{3}} & = \dfrac{1}{2-\sqrt{3}} \times \dfrac{2+\sqrt{3}} {2+\sqrt{3}} \\ & = \dfrac{2+\sqrt{3}}{4-3} \\ & = 2 + \sqrt{3} \end{aligned}$
Jadi, persamaannya dapat ditulis ulang menjadi
$\sqrt[4]{a} + \sqrt[4]{9} = 2 + \sqrt{3}$
Sekarang, perhatikan bahwa $\sqrt[4]{9} = \sqrt[4]{3^2} = \sqrt{3}$ sehingga haruslah
$\begin{aligned} \sqrt[4]{a} & = 2 \\ (\sqrt[4]{a})^4 & = 2^4 \\ a & = 16 \end{aligned}$
Dengan demikian, nilai $a$ yang memenuhi persamaan di atas adalah $\boxed{a = 16}.$
(Jawaban D)
Soal Nomor 21
Jika $3^{\frac{x}{y}}$ adalah penyederhanaan dari $\sqrt{3\sqrt{9\sqrt{27}}},$ maka nilai $x+y = \cdots \cdot$
A. $13$ C. $19$ E. $29$
B. $17$ D. $23$
Perhatikan bahwa $3,\! 9,\! 27$ memiliki basis perpangkatan yang sama dan ingat bahwa $\boxed{\sqrt[m]{a^n} = a^{\frac{n}{m}}}$ sehingga
$\begin{aligned} \sqrt{3\sqrt{9\sqrt{27}}} & = \sqrt{3\sqrt{9\sqrt{3^3}}} \\ & = \sqrt{3\sqrt{9(3^{\frac{3}{2}})}} \\ & = \sqrt{3\sqrt{3^2(3^{\frac{3}{2}})}} \\ & = \sqrt{3\sqrt{3^{\frac{7}{2}}}} \\ & = \sqrt{3(3^{\frac{7}{4}})} \\ & = \sqrt{3^{\frac{11}{4}}}= 3^{\frac{11}{8}} \end{aligned}$
Jadi, bentuk sederhana dari $\sqrt{3\sqrt{9\sqrt{27}}}$ adalah $3^{\frac{11}{8}}$ sehingga diperoleh nilai $x = 11$ dan $y = 8$. Dengan demikian, $\boxed{x + y = 11 + 8 = 19}.$
(Jawaban C)
Soal Nomor 22
Bentuk $\dfrac{\sqrt{6} + \sqrt{2}} {\sqrt{2+\sqrt{3}}}$ dapat disederhanakan menjadi $\cdots \cdot$
A. $1$ C. $3$ E. $6$
B. $2$ D. $4$
Ingat bahwa $\boxed{\sqrt{(a+b) \pm 2\sqrt{ab}} = \sqrt{a} \pm \sqrt{b}}$
Untuk itu, dapat kita tuliskan
$$\begin{aligned} \dfrac{\sqrt{6} + \sqrt{2}} {\sqrt{2+\sqrt{3}}} & = \dfrac{\sqrt{6}+\sqrt{2}} {\sqrt{2+\sqrt{4 \cdot \frac{3}{4}}}} \\ & = \dfrac{\sqrt{6} + \sqrt{2}} {\sqrt{2 + 2\sqrt{\frac{3}{4}}}} \\ & = \dfrac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{\sqrt{\left(\frac{3}{2}+\frac{1}{2}\right) + 2\sqrt{\frac{3}{2} \cdot \frac{1}{2}}}} \\ & = \dfrac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{\sqrt{\frac{3}{2}} + \sqrt{\frac{1}{2}}} \times \dfrac{\sqrt{\frac{3}{2}}-\sqrt{\frac{1}{2}}}{\sqrt{\frac{3}{2}}- \sqrt{\frac{1}{2}}} \\ & = \dfrac{\sqrt{9}-\sqrt{3} + \sqrt{3}- \sqrt{1}} {\frac{3}{2}-\frac{1}{2}} \\ & = \dfrac{3-1}{1} = 2 \end{aligned}$$Jadi, bentuk sederhana dari $\boxed{\dfrac{\sqrt{6} + \sqrt{2}} {\sqrt{2+\sqrt{3}}} = 2}.$
(Jawaban B)
Soal Nomor 23
Bentuk sederhana dari $\dfrac{(\sqrt2-1)^{1-\sqrt3}}{(\sqrt2+1)^{1+\sqrt3}}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $1-2\sqrt2$ D. $3-3\sqrt2$
B. $2-2\sqrt2$ E. $2\sqrt2$
C. $3-2\sqrt2$
Sederhanakan dengan menerapkan sifat akar.
$$\begin{aligned}\dfrac{(\sqrt2-1)^{1-\sqrt3}}{(\sqrt2+1)^{1+\sqrt3}} & = \dfrac{\dfrac{\sqrt2-1}{(\sqrt2-1)^{\sqrt3}}}{(\sqrt2+1)(\sqrt2+1)^{\sqrt3}} \\ & = \dfrac{\sqrt2-1}{\color{red}{(\sqrt2-1)^{\sqrt3}}(\sqrt2+1)\color{red}{(\sqrt2+1)^{\sqrt3}}} \\ & = \dfrac{\sqrt2-1}{(\sqrt2+1)(2-1)^{\sqrt3}} \\ & = \dfrac{\sqrt2-1}{\sqrt2+1} \times \color{red}{\dfrac{\sqrt2-1}{\sqrt2-1}} \\ & = \dfrac{2-2\sqrt2 + 1}{2-1} \\ & = 3-2\sqrt2 \end{aligned}$$Jadi, bentuk sederhana dari $\dfrac{(\sqrt2-1)^{1-\sqrt3}}{(\sqrt2+1)^{1+\sqrt3}}$ adalah $\boxed{3- 2\sqrt2}.$
(Jawaban C)
Soal Nomor 24
Jika $\dfrac25 < x < \dfrac45,$ maka nilai dari $$\sqrt{25x^2-20x+4} + \sqrt{25x^2-40x+16}$$ adalah $\cdots \cdot$
A. $1$ C. $3$ E. $8$
B. $2$ D. $4$
Karena $\dfrac25 < x < \dfrac45$, maka kita peroleh $2 < 5x < 4,\!$ mengimplikasikan
$\begin{aligned} 5x > 2 & \Leftrightarrow 5x-2 > 0 && (\cdots 1) \\ 5x < 4 & \Leftrightarrow 5x-4 < 0 && (\cdots 2) \end{aligned}$$Dengan demikian,
$$\begin{aligned} & \sqrt{25x^2-20x+4} + \sqrt{25x^2-40x+16} \\ & = \sqrt{(5x-2)^2} + \sqrt{(5x-4)^2} \\ & = (5x-2)+(-(5x-4)) \\ & = 5x-2-5x+4 = 2 \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $$\boxed{\sqrt{25x^2-20x+4} + \sqrt{25x^2-40x+16} = 2}$$(Jawaban B)
Soal Nomor 25
Diketahui $\log a = 2$ dan $\log b = 4.$ Nilai dari $\dfrac{\sqrt{a} \cdot b^3}{a^3 \cdot \sqrt{b}}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $10^3$ C. $10^6$ E. $10^9$
B. $10^5$ D. $10^7$
Karena $\log a = 2$ dan $\log b = 4$, maka diperoleh $a = 10^2$ dan $b = 10^4$.
Dengan demikian,
$\begin{aligned} \dfrac{\sqrt{a} \cdot b^3}{a^3 \cdot \sqrt{b}} & = \dfrac{\sqrt{10^2} \cdot (10^4)^3}{(10^2)^3 \cdot \sqrt{10^4}} \\ & = \dfrac{10 \cdot 10^{12}}{10^6 \cdot 10^2} \\ & = \dfrac{10^{13}}{10^8} = 10^5 \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{\dfrac{\sqrt{a} \cdot b^3}{a^3 \cdot \sqrt{b}} = 10^5}.$
(Jawaban B)
Soal Nomor 26
Diketahui $\log 3,\!16 = 0,\!5.$ Nilai dari $(3,\!16)^4$ adalah $\cdots \cdot$
A. $1$ D. $1.000$
B. $10$ E. $10.000$
C. $100$
Dengan menggunakan hubungan pangkat dan logaritma beserta sifat-sifat eksponen, diperoleh
$$\begin{aligned} \log 3,\!16 & = 0,\!5 \\ 10^{0,5} & = 3,\!16 && (^a \log b = c \iff a^c = b) \\ (10^{0,5})^4 & = (3,\!16)^4 \\ 10^2 = 100 & = (3,\!16)^4 \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{(3,\!16)^4 = 100}.$
(Jawaban C)
Soal Nomor 27
Jika $a = 0,\!909090\cdots$ dan $b = 1,\!331,$ maka $^a \log b = \cdots \cdot$
A. $-3$ C. $\dfrac13$ E. $3$
B. $-1$ D. $1$
Ubah $a$ menjadi bentuk pecahan biasa sebagai berikut.
$\begin{aligned} a & = 0,\!909090\cdots \\ 100a & = 90,\!909090\cdots \\ & \rule{3 cm} {0.8pt}~- \\ 99a & = 90 \\ a & = \dfrac{90}{99} = \dfrac{10}{11} \end{aligned}$
Selanjutnya, $b = 1,\!331 = \dfrac{1.331}{1.000}.$
Dengan demikian, dapat ditulis
$\begin{aligned} ^a \log b & = ^{\frac{10}{11}} \log \dfrac{1.331}{1.000} \\ & = ^{\frac{10}{11}} \log \left(\dfrac{11}{10}\right)^3 \\ & = 3 \times ^{\frac{10}{11}} \log \dfrac{11}{10} \bigstar\\ & =-3 \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{^a \log b =-3}.$
NB: $\bigstar$ Gunakan sifat bahwa $\boxed{^{\frac{a}{b}} \log \dfrac{b} {a} =- ^{\frac{a} {b}} \log \dfrac{a}{b} =-1}.$
(Jawaban A)
Soal Nomor 28
Karakteristik $\log 1.234,\!56789$ adalah $\cdots \cdot$
A. $1$ C. $3$ E. $9$
B. $2$ D. $4$
Nilai karakteristik logaritma ditentukan oleh numerusnya.
Jika diberikan $^a \log x = n$, maka: karakteristiknya 0 jika $1 < x < 10$, karakteristiknya 1 jika $10 < x < 100$, karakteristiknya 2 jika $100 < x < 1.000$ dan seterusnya.
Karena numerus logaritmanya yaitu $1234,\!56789$, berada di antara $1.000$ dan $10.000$, maka ini berarti karakteristik logaritmanya adalah $\boxed{3}.$
(Jawaban C)
Soal Nomor 29
Nilai dari $\dfrac{^3 \log^2 18-^3 \log^2 2}{^3 \log 36}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $0$ C. $2$ E. $4$
B. $1$ D. $3$
Gunakan sifat pemfaktoran berikut. $\boxed{a^2-b^2 = (a+b) (a-b)}.$
Dalam hal ini, $a = ^3 \log 18$ dan $b = ^3 \log 2$ sehingga dapat ditulis
$\begin{aligned} & \dfrac{^3 \log^2 18-^3 \log^2 2}{^3 \log 36} \\ & = \dfrac{(^3 \log 18-^3 \log 2)(^3 \log 18 + ^3 \log 2)}{^3 \log 36} \\ & = \dfrac{(^3 \log \frac{18}{2})(^3 \log (18 \times 2))} {^3 \log 36} \\ & = \dfrac{(^3 \log 9)(\cancel{^3 \log 36})} {\cancel{^3 \log 36}} \\ & = ^3 \log 9 = 2 \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{\dfrac{^3 \log^2 18-^3 \log^2 2}{^3 \log 36} = 2}.$
(Jawaban C)
Soal Nomor 30
Hasil dari $\dfrac{(^3 \log 45)^2-(^3 \log 5)^2}{^3 \log \sqrt[3]{15}}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $6$ C. $12$ E. $18$
B. $8$ D. $16$
Perhatikan bahwa bentuk pada pembilang dapat difaktorkan dengan mengikuti konsep: $a^2-b^2 = (a+b) (a-b)$ sehingga dapat ditulis
$$\begin{aligned} &\dfrac{(^3 \log 45)^2-(^3 \log 5)^2}{^3 \log \sqrt[3]{15}} \\ & = \dfrac{(^3 \log 45 + ^3 \log 5)(^3 \log 45-^3 \log 5)} {^3 \log 15^{\frac{1}{3}}} \\ & = \dfrac{(^3 \log 225)(^3 \log 9)} {\frac{1}{3} \cdot ^3 \log 15} \\ & = \dfrac{(^3 \log 15^2)(2)} {\frac{1}{3} \cdot ^3 \log 15} \\ & = \dfrac{(2)(2)\cancel{(^3 \log 15)}} {\frac{1}{3} \cdot \cancel{^3 \log 15}} = \dfrac{4}{\frac{1}{3}} = 12 \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\dfrac{(^3 \log 45)^2-(^3 \log 5)^2}{^3 \log \sqrt[3]{15}}$ adalah $\boxed{12}.$
(Jawaban C)
Soal Nomor 31
Bentuk sederhana dari
$$\dfrac{^5 \log \sqrt{3} \cdot ^9 \log 125 + ^{16} \log 32}{^2 \log^2 8-^2 \log^2 2}$$adalah $\cdots \cdot$
A. $\dfrac18$ C. $\dfrac14$ E. $1$
B. $\dfrac16$ D. $\dfrac12$
Ingat bahwa $^a \log^b c = (^a \log c)^b$.
Dengan menggunakan sifat-sifat logaritma, diperoleh
$\begin{aligned} & \dfrac{^5 \log \sqrt{3} \cdot ^9 \log 125 + ^{16} \log 32}{^2 \log^2 8-^2 \log^2 2} \\ & = \dfrac{^5 \log 3^{\frac{1}{2}} \cdot ^{3^2} \log 5^3 + ^{2^4} \log 2^5}{(^2 \log 8 + ^2 \log 2)(^2 \log 8-^2 \log 2)} \\ & = \dfrac{\frac{1}{2} \cdot ^5 \log 3 \cdot \frac{3}{2} ^3 \log 5 + \frac{5}{4} ^2 \log 2}{(3 + 1)(3-1)} \\ & = \dfrac{\frac{3}{4} \cdot ^5 \log 5 + \frac{5}{4}} {4 \cdot 2} = \dfrac{2}{8} = \dfrac{1}{4} \end{aligned} $
Jadi, bentuk sederhana dari $\dfrac{^5 \log \sqrt{3} \cdot ^9 \log 125 + ^{16} \log 32}{^2 \log^2 8-^2 \log^2 2}$ adalah $\boxed{\dfrac{1}{4}}.$
(Jawaban C)
Soal Nomor 32
Jika $a = 0,\!111\cdots,$ maka nilai $^a \log 729 = \cdots \cdot$
A. $-9$ C. $-1$ E. $3$
B. $-3$ D. $1$
Ubah $0,\!111\cdots$ menjadi bentuk pecahan biasa terlebih dahulu. Perhatikan bahwa,
$\begin{cases} a & = 0,\!111\cdots && (\cdots 1) \\ 10a & = 1,\!111\cdots && (\cdots 2) \end{cases}$
Kurangi persamaan $(2)$ dengan persamaan $(1)$,
$\begin{aligned} 10a- a & = 1,\!111\cdots- 0,\!111\cdots \\ 9a & = 1 \\ a & = \dfrac{1}{9} = 9^{-1} \end{aligned}$
Dengan demikian,
$\begin{aligned} ^a \log 729 & = \! ^{9^{-1}} \log 9^3 \\ & = \dfrac{3}{-1} \cdot ^9 \log 9 =-3 \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{^{0,\!111\cdots} \log 729 =-3}.$
(Jawaban B)
Soal Nomor 33
Hubungan antara kecepatan pompa sirkulasi dan kapasitas ditentukan oleh
$$R = 356 \cdot (10)^{0,000152G}$$dengan $R$ menyatakan kecepatan (putaran/menit) dan $G$ menyatakan kapasitas (galon/menit). Jika $R = 500,$ nilai $G$ yang memenuhi persamaan tersebut adalah $\cdots \cdot$
A. $\dfrac{\log 500+\log 356}{0,\!000152}$
B. $\dfrac{\log 500-\log 356}{0,\!000152}$
C. $\dfrac{\log 356-\log 500}{0,\!000152}$
D. $\dfrac{0,\!000152}{\log 500+\log 356}$
E. $\dfrac{0,\!000152}{\log 500-\log 356}$
Diketahui bahwa $R = 356.(10)^{0,000152G}$ dan $R = 500$ sehingga selanjutnya dapat ditulis
$\begin{aligned} 500 & = 356 \cdot (10)^{0,000152G} \\ \dfrac{500}{356} & = 10^{0,000152G} \\ ^{10} \log \dfrac{500}{356} & = 0,\!000152G \\ \log 500-\log 356 & = 0,\!000152G \\ G & = \dfrac{\log 500-\log 356}{0,\!000152} \end{aligned}$
Jadi, nilai $G$ yang memenuhi persamaan tersebut adalah $\boxed{G = \dfrac{\log 500- \log 356}{0,\!000152}}.$
(Jawaban B)
Soal Nomor 34
Nilai dari $\dfrac{5^{^{25} \log 9}} {8^{^2 \log 3}} = \cdots \cdot$
A. $\dfrac13$ C. $\dfrac15$ E. $\dfrac19$
B. $\dfrac14$ D. $\dfrac18$
Gunakan sifat logaritma berikut. $\boxed{a^{^a \log b} = b}$
Dengan demikian,
$\begin{aligned} \dfrac{5^{^{25} \log 9}} {8^{^2 \log 3}} & = \dfrac{5^{^{\sqrt{25}} \log \sqrt{9}}}{8^{^{2^3} \log 3^3}} \\ & = \dfrac{5^{^5 \log 3}} {8^{^8 \log 27}} \\ & = \dfrac{3}{27} = \dfrac{1}{9} \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{\dfrac{5^{^{25} \log 9}} {8^{^2 \log 3}} = \dfrac19}.$
(Jawaban E)
Soal Nomor 35
Bentuk $5^{^6 \log 7}$ senilai dengan $\cdots \cdot$
A. $7^{^6 \log 5}$ D. $7^{^5 \log 6}$
B. $6^{^7 \log 5}$ E. $6^{^5 \log 7}$
C. $5^{^7 \log 6}$
Dengan menggunakan sifat-sifat logaritma, diperoleh
$$\begin{aligned} 5^{^6 \log 7} & = 5^{\dfrac{^5 \log 7}{^5 \log 6}} \\ & = \left(5^{^5 \log 7}\right)^{\dfrac{1}{^5 \log 6}} \\ & = 7^{^6 \log 5}. \end{aligned}$$Jadi, bentuk $5^{^6 \log 7}$ senilai dengan $\boxed{7^{^6 \log 5}}.$
(Jawaban A)
Soal Nomor 36
Jika $m > 1,$ $n > 1,$ dan $x > 1,$ maka bentuk sederhana dari $\dfrac{^n \log x} {1+ \! ^n \log m} = \cdots \cdot$
A. $^{mn} \log x$ D. $^{x} \log mn$
B. $^{m+n} \log x$ E. $^{x} \log \dfrac{m}{n}$
C. $^{m-n} \log x$
$\begin{aligned} \dfrac{^n \log x} {1+ \! ^n \log m} & = \dfrac{^n \log x} {^n \log n + \! ^n \log m} \\ & = \dfrac{^n \log x} {^n \log mn} \\ & = \! ^{mn} \log x \end{aligned}$
Jadi, bentuk sederhana dari $\dfrac{^n \log x} {1+ \! ^n \log m}$ adalah $\boxed{^{mn} \log x}.$
(Jawaban A)
Soal Nomor 37
Diketahui $^5 \log 3 = a$ dan $^3 \log 4 = b.$ Nilai dari $^4 \log 15 = \cdots \cdot$
A. $\dfrac{a+1}{ab}$ D. $\dfrac{1-a}{ab}$
B. $\dfrac{a-1}{ab}$ E. $\dfrac{ab}{a+1}$
C. $\dfrac{a+b}{ab}$
Diketahui:
$\begin{aligned} & ^5 \log 3 = a \iff ^3 \log 5 = \dfrac{1}{a} \\ & ^3 \log 4 = b \end{aligned}$
Ditanya: $^4 \log 15 = \cdots$
Gunakan sifat logaritma berikut.
$\boxed{^a \log b = \dfrac{^c \log b} {^c \log a}}$
Dengan demikian,
$\begin{aligned} ^4 \log 15 & = \dfrac{^3 \log 15}{^3 \log 4} \\ & = \dfrac{^3 \log (3 \times 5)}{^3 \log 4} \\ & = \dfrac{^3 \log 3 + ^3 \log 5}{^3 \log 4} \\ & = \dfrac{1 + \frac{1}{a}} {b} \\ & = \dfrac{1+\frac{1}{a}} {b} \times \dfrac{a} {a} \\ & = \dfrac{a + 1}{ab} \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{^4 \log 15 = \dfrac{a+1}{ab}}.$
(Jawaban A)
Soal Nomor 38
Diketahui $^2 \log 3 = a$ dan $^2 \log 5 = b.$ Nilai dari $^9 \log 150$ dalam $a$ dan $b$ adalah $\cdots \cdot$
A. $\dfrac{1+a+2b}{2a}$ D. $\dfrac{1+2a+b}{2b}$
B. $\dfrac{1+a+2b}{2b}$ E. $\dfrac{1-a-2b}{2a}$
C. $\dfrac{1+2a+b}{2a}$
Diketahui:
$\begin{aligned} & ^2 \log 3 = a \\ &^2 \log 5 = b \end{aligned}$
Ditanya: $^9 \log 150$
Gunakan sifat logaritma berikut.
$\boxed{^a \log b = \dfrac{^c \log b} {^c \log a}}$
Dengan demikian,
$\begin{aligned} ^9 \log 150 & = \dfrac{^2 \log 150}{^2 \log 9} \\ & = \dfrac{^2 \log (2 \times 3 \times 5^2)} {^2 \log (3 \times 3)} \\ & = \dfrac{^2 \log 2 + ^2 \log 3 + 2 \cdot ^2 \log 5}{^2 \log 3 + ^2 \log 3} \\ & = \dfrac{1 + a + 2b}{2a} \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $^9 \log 150$ dalam $a$ dan $b$ adalah $\boxed{\dfrac{1 + a + 2b}{2a}}.$
(Jawaban A)
Soal Nomor 39
Jika nilai $^2 \log 3 = a$ dan $^3 \log 5 = b,$ maka $^6 \log 15 = \cdots \cdot$
A. $\dfrac{a+b}{1+a}$ D. $\dfrac{b(1+a)}{1+a}$
B. $\dfrac{ab}{1+a+b}$ E. $\dfrac{a(1+b)}{1-a}$
C. $\dfrac{a(1+b)}{1+a}$
Diketahui:
$\begin{aligned} & ^2 \log 3 = a \iff ^3 \log 2 = \dfrac{1}{a} \\ & ^3 \log 5 = b \end{aligned}$
Ditanya: $^6 \log 15 = \cdots$
Dengan menggunakan cara yang sama, diperoleh
$\begin{aligned} ^6 \log 15 & = \dfrac{^3 \log 15}{^3 \log 6} \\ & = \dfrac{^3 \log (5 \times 3)} {^3 \log (3 \times 2)} \\ & = \dfrac{^3 \log 5 + ^3 \log 3}{^3 \log 3 + ^3 \log 2} \\ & = \dfrac{b+1}{1+\dfrac{1}{a}} \\ & = \dfrac{b+1}{1+\dfrac{1}{a}} \times \dfrac{a} {a} \\ & = \dfrac{a(1+b)} {1+a} \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{^6 \log 15 = \dfrac{a(1+b)}{1+a}}.$
(Jawaban C)
Soal Nomor 40
Jika $^6 \log 3 = x$ dan $^6 \log 2 = y,$ maka $^6 \log \dfrac{2}{27}\sqrt{2}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $\dfrac{6x+3y}{2}$ D. $\dfrac{6x+6y}{2}$
B. $\dfrac{3x+6y}{2}$ E. $\dfrac{-6x+3y}{2}$
C. $\dfrac{3x+3y}{2}$
Diketahui:
$\begin{aligned} ^6 \log 3 & = x \\ ^6 \log 2 & = y \end{aligned}$
Ditanya: $^6 \log \dfrac{2}{27}\sqrt{2}.$
Dengan menggunakan sifat penjumlahan dan pengurangan logaritma, diperoleh
$$\begin{aligned} ^6 \log \dfrac{2}{27}\sqrt{2} & = ^6 \log 2\sqrt{2}-^6 \log 27 \\ & = ^6 \log 2 + ^6 \log 2^{\frac{1}{2}}-^6 \log 3^3 \\ & = ^6 \log 2 + \dfrac{1}{2} \cdot ^6 \log 2- 3 \cdot ^6 \log 3 \\ & = y + \dfrac{1}{2}y- 3x \\ & = \dfrac{3}{2}y-3x \\ & = \dfrac{-6x + 3y}{2} \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{^6 \log \dfrac{2}{27}\sqrt{2} = \dfrac{-6x+3y}{2}}.$
(Jawaban E)
Soal Nomor 41
Jika $^{30} \log 3 = a$ dan $^{30} \log 5 = b,$ maka $^{30} \log 4 = \cdots \cdot$
A. $2(2-a-b)$
B. $2(1-a-b)$
C. $2(1+a-b)$
D. $2+a+b$
E. $2-a-b$
Diketahui:
$\begin{aligned} ^{30} \log 3 &=a \\ ^{30} \log 5 & = b \end{aligned}$
Perhatikan bahwa $30 = 2 \times 3 \times 5$. Dengan menggunakan sifat-sifat logaritma, kita peroleh
$$\begin{aligned} ^{30} \log 30 & = ^{30} \log (2 \times 3 \times 5) \\ ^{30} \log 30 & = ^{30} \log 2 + ^{30} \log 3 + ^{30} \log 5 \\ 1 & = ^{30} \log 2 + a + b \\ ^{30} \log 2 & =1-a-b \\ 2 \times ^{30} \log 2 & = 2(1-a-b) \\ ^{30} \log 4 & = 2(1-a-b) \end{aligned}$$Jadi, hasil dari $\boxed{^{30} \log 4=2(1-a-b)}.$
(Jawaban B)
Soal Nomor 42
Jika $60^a = 3$ dan $60^b = 5,$ maka nilai dari $12^{\frac{1-a-b} {2-2b}} $ adalah $\cdots \cdot$
A. $1$ C. $4$ E. $8$
B. $2$ D. $5$
Diketahui:
$\boxed{\begin{aligned} 60^a = 3 & \iff a = ^{60} \log 3 \\ 60^b = 5 & \iff b = ^{60} \log 5 \end{aligned}}$
Sederhanakan dulu ekspresi pangkatnya.
$$\begin{aligned} \dfrac{1-a-b} {2-2b} & = \dfrac{1-^{60} \log 3-^{60} \log 5}{2-2(^{60} \log 5)} \\ & = \dfrac{^{60} \log 60-^{60} \log 3-^{60} \log 5}{^{60} \log 60^2-^{60} \log 25} \\ & = \dfrac{^{60} \log (60 \div 3 \div 5)} {^{60} \log (3600 \div 25)} \\ & = \dfrac{^{60} \log 4}{^{60} \log 144} \\ & = ^{144} \log 4 = ^{12} \log 2 \end{aligned}$$Dengan demikian, dapat ditulis $12^{^{12} \log 2} = 2.$
Jadi, nilai dari $12^{\frac{1-a-b} {2-2b}}$ adalah $\boxed{2}.$
(Jawaban B)
Soal Nomor 43
Jika $\dfrac{^2 \log a} {^3 \log b} = m$ dan $\dfrac{^3 \log a} {^2 \log b} = n$ dengan $a > 1,$ maka $\dfrac{m} {n} = \cdots \cdot$
A. $^2 \log 3)$
B. $^3 \log 2$
C. $(^2 \log 3)^2$
D. $(^3 \log 2)^2$
E. $-(^2 \log 3)^2$
Perhatikan bahwa $\dfrac{m} {n} = m \times \dfrac{1}{n}$ sehingga
$$\begin{aligned} \dfrac{m} {n} & = \dfrac{^2 \log a} {^3 \log b} \times \dfrac{^2 \log b} {^3 \log a} \\ & = \dfrac{\dfrac{^3 \log a} {^3 \log 2}} {^3 \log b} \times \dfrac{\dfrac{^3 \log b} {^3 \log 2}} {^3 \log a} \\ & = \dfrac{\cancel{^3 \log a \cdot ^3 \log b} } {^3 \log 2 \cdot ^3 \log 2} \times \dfrac{1}{\cancel{^3 \log b \cdot ^3 \log a}} \\ & = \dfrac{1}{(^3 \log 2)^2} = (^2 \log 3)^2 \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\dfrac{m} {n} = (^2 \log 3)^2}.$
(Jawaban C)
Baca: Soal dan Pembahasan- Fungsi Eksponen (Pangkat)
Soal Nomor 44
Jika $a > b > c > 1$, maka bentuk sederhana dari $\dfrac{^b \log a \cdot \! ^c \log a} {^b \log a + \! ^c \log a}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $^{bc} \log a$ D. $^{ac} \log b$
B. $^{a} \log bc$ E. $^{b} \log ac$
C. $^{ab} \log c$
Gunakan sifat logaritma berikut.
$\boxed{\begin{aligned} ^a \log b \cdot \! ^b \log c & = \! ^a \log c \\ ^a \log b + \! ^a \log c & = \! ^a \log bc \\ ^a \log b & = \dfrac{^c \log b} {^c \log a}\end{aligned}}$
Dengan demikian, diperoleh
$$\begin{aligned} \dfrac{^b \log a \cdot \! ^c \log a} {^b \log a + \! ^c \log a} & = \dfrac{\dfrac{\log a} {\log b} \cdot \dfrac{\log a} {\log c}} {\dfrac{\log a} {\log b} + \dfrac{\log a} {\log c}} \\ & = \dfrac{\dfrac{\log^2 a} {\cancel{\log b \log c}}} {\dfrac{\log a \log c + \log a \log b}{\cancel{\log b \log c}} } \\ & = \dfrac{\log^2 a} {\log a \log c + \log a \log b} \\ & = \dfrac{\log^{\cancel{2}} a} {\cancel{\log a}(\log c + \log b)} \\ & = \dfrac{\log a} {\log c + \log b} \\ & = \dfrac{\log a} {\log bc} \\ & = \! ^{bc} \log a \end{aligned}$$Jadi, bentuk sederhana dari $\dfrac{^a \log b \cdot \! ^c \log a} {^b \log a + \! ^c \log a}$ adalah $\boxed{^{bc} \log a}.$
(Jawaban A)
Soal Nomor 45
Misalkan $^a \log b = 2,$ $^b \log c = 3,$ dan $^c \log d = 4.$ Nilai dari $^{abc} \log d$ adalah $\cdots \cdot$
A. $\dfrac23$ C. $\dfrac83$ E. $\dfrac{16}{3}$
B. $\dfrac53$ D. $\dfrac{10}{3}$
Gunakan sifat logaritma berikut.
$\boxed{\begin{aligned} ^a \log bc & = \! ^a \log b + \! ^a \log c \\ ^a \log b & = \dfrac{^c \log b}{^c \log a}, c > 0 \\ ^a \log b \cdot \! ^b \log c & = \! ^a \log c \end{aligned}}$
Diketahui: $^a \log b = 2,\! ^b \log c = 3$, dan $^c \log d = 4$. Dengan menggunakan sifat perkalian logaritma, diperoleh
$\begin{aligned} ^a \log b \cdot ^b \log c & = 2 \cdot 3 \\ ^a \log c & = 6 \end{aligned}$
dan
$\begin{aligned} ^a \log b \cdot \! ^b \log c \cdot \! ^c \log d & = 2 \cdot 3 \cdot 4 \\ ^a \log d & = 24 \end{aligned}$
Untuk itu,
$\begin{aligned} ^{abc} \log d & = \dfrac{^a \log d}{^a \log (abc)} \\ & = \dfrac{^a \log d}{^a \log a + \! ^a \log b + ^a \log c} \\ & = \dfrac{24}{1+2+6} \\ & = \dfrac{24}{9} = \dfrac{8}{3} \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $^{abc} \log d$ adalah $\boxed{\dfrac{8}{3}}.$
(Jawaban C)
Soal Nomor 46
Jika $x = \dfrac{3}{9}$ dan $y = 0,\!111\cdots,$ maka nilai dari $(^x \log y)a^{^a \log 10}$ dengan $a>1$ adalah $\cdots \cdot$
A. $20$ D. $2a$
B. $10a$ E. $\frac{1}{2}$
C. $2$
Diketahui:
$\begin{aligned} x & = \dfrac{3}{9} = \dfrac{1}{3} = 3^{-1} \\ y & = 0,\!111\cdots = \dfrac{1}{9} = 3^{-2}. \end{aligned}$
Perhatikan bahwa bentuk $a^{^a \log b} = b$ untuk $a > 1$.
Dengan demikian,
$\begin{aligned} (^x \log y)a^{^a \log 10} & = (^{3^{-1}} \log 3^{-2}) \cdot 10 \\ & = \dfrac{-2}{-1} \cdot ^3 \log 3 \cdot 10 \\ & = 2 \cdot 1 \cdot 10 = 20 \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $(^x \log y)a^{^a \log 10}$ adalah $\boxed{20}.$
(Jawaban A)
Soal Nomor 47
Jika $x>0$ dan $y>0,$ maka $\dfrac{3-3 \log^2 xy} {1- \log x^3y^2 + 2 \log x\sqrt{y}} = \cdots \cdot$
A. $3+\log xy$ D. $\dfrac{1}{3}$
B. $3 \log xy$ E. $3$
C. $3 \log 10xy$
Perhatikan bahwa
$$\begin{aligned} & \dfrac{3-3 \log^2 xy} {1- \log x^3y^2 + 2 \log x\sqrt{y}} \\ & = \dfrac{3(1- \log^2 xy)} {1-(\log x^3y^2-\log (x\sqrt{y})^2)} \\ & = \dfrac{3\cancel{(1- \log xy)}(1 + \log xy)} {\cancel{1-\log xy}} \\ & = 3(1 + \log xy) \\ & = 3(\log 10 + \log xy) \\ & = 3 \log 10xy \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $$\boxed{\dfrac{3-3 \log^2 xy} {1- \log x^3y^2 + 2 \log x\sqrt{y}} = 3 \log 10xy}.$$(Jawaban C)
Soal Nomor 48
Hasil dari $\dfrac{9-\log^2 a^3b^3}{1-\log a^5b^3 + 2 \log a^2b} = \cdots \cdot$
A. $9 + \log 10ab$
B. $3 + \log 10ab$
C. $3 + 3 \log ab$
D. $9 + 9 \log ab$
E. $\log ab$
$\begin{aligned} & \dfrac{9-\log^2 a^3b^3}{1-\log a^5b^3 + 2 \log a^2b} \\ & = \dfrac{(3 + \log a^3b^3)(3-\log a^3b^3)}{1-\log a^5b^3 + \log a^4b^2} \\ & = \dfrac{(3 + 3 \log ab)(3-3 \log ab)}{1-\left(\log \dfrac{a^5b^3}{a^4b^2}\right)} \\ & = \dfrac{3(1 + \log ab) \cdot 3\cancel{(1-\log ab)}}{\cancel{1-\log ab}} \\ & = 9(1 + \log ab) \\ & = 9 + 9 \log ab \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $$\boxed{\dfrac{9- \log^2 a^3b^3}{1-\log a^5b^3 + 2 \log a^2b} = 9 + 9 \log ab}.$$(Jawaban D)
Baca: Soal dan Pembahasan – Persamaan Eksponen
Soal Nomor 49
Jika $x, y$, dan $z$ merupakan bilangan bulat positif yang memenuhi
$$x^y \cdot z = \dfrac{3^{50} + 3^{17} \cdot 3^{33} + 3^{16} \cdot 3^{16} \cdot 3^{18} + 3^{11} \cdot 3^{12} \cdot 3^{13} \cdot 3^{14}}{11 \cdot 3^3 + 4 \cdot 3^4 + 13 \cdot 3^3},$$maka nilai $x+y+z$ yang mungkin adalah $\cdots \cdot$
A. $51$ C. $53$ E. $55$
B. $52$ D. $54$
Dengan memakai sifat-sifat eksponen, kita peroleh
$$\begin{aligned} x^y \cdot z & = \dfrac{3^{50} + 3^{17} \cdot 3^{33} + 3^{16} \cdot 3^{16} \cdot 3^{18} + 3^{11} \cdot 3^{12} \cdot 3^{13} \cdot 3^{14}}{11 \cdot 3^3 + 4 \cdot 3^4 + 13 \cdot 3^3} \\ & = \dfrac{3^{50} + 3^{17+33} + 3^{16+16+18} + 3^{11+12+13+14}}{11 \cdot 3^3 + 12 \cdot 3^3 + 13 \cdot 3^3} \\ & = \dfrac{3^{50} + 3^{50} + 3^{50} + 3^{50}}{(11+12+13) \cdot 3^3} \\ & = \dfrac{\cancel{4} \cdot 3^{50}}{\cancelto{9}{36} \cdot 3^3} \\ & = \dfrac{3^{50}}{3^2 \cdot 3^3} \\ & = 3^{50-2-3} = 3^{45} \end{aligned}$$Diperoleh $x^y \cdot z = 3^{45}$.
Dari bentuk ini, kita dapat menganalisis nilai $x, y$, dan $z$ sebagai berikut.
- Jika $x^y \cdot z = 3^{45}$, maka diperoleh $x = 3$, $y = 45$, dan $z = 1$ sehingga $x+y+z = 49$ (tidak menjadi opsi)
- Jika $x^y \cdot z = 3^{44} \cdot 3$, maka diperoleh $x = 3$, $y = 44$, dan $z = 3$ sehingga $x+y+z = 50$ (tidak menjadi opsi)
- Jika $x^y \cdot z = 3^{43} \cdot 9$, maka diperoleh $x = 3$, $y = 43$, dan $z = 9$ sehingga $\color{red}{x+y+z = 55}$.
Jadi, nilai $x+y+z$ yang mungkin adalah $\boxed{55}.$
(Jawaban E)
Soal Nomor 50
Jika $2^x = 2-\sqrt3,$ maka $^{2+\sqrt3} \log 4^x = \cdots \cdot$
A. $-2$ C. $1$ E. $2$
B. $-\dfrac12$ D. $\dfrac12$
Perhatikan bahwa
$$\begin{aligned} 2^x & = 2-\sqrt3 \\ 2^x(2+\sqrt3) & = (2-\sqrt3)(2+\sqrt3) \\ 2^x(2+\sqrt3) & = 4-3 = 1 \\ 2^x & = (2+\sqrt3)^{-1} \\ \text{Kuadratkan}&~\text{kedua ruas} \\ 4^x & = (2+\sqrt3)^{-2} \\ ^{2+\sqrt3} \log 4^x & = -2 \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{^{2+\sqrt3} \log 4^x = -2}.$
(Jawaban A)
Soal Nomor 51
Dari bilangan berikut, manakah bilangan yang terbesar?
A. $2^{120}$ D. $6^{60}$
B. $3^{100}$ E. $15^{40}$
C. $4^{80}$
Kelima bilangan berpangkat tersebut merupakan bilangan yang nilainya sangat besar sehingga tidak mungkin dihitung secara manual. Untuk menentukan urutan besar-kecilnya, kita bisa menyamakan pangkatnya. Perhatikan bahwa kelima pangkatnya merupakan kelipatan $20.$ Jadi, kita bisa membuat setiap pangkatnya menjadi $20$ seperti berikut.
$$\begin{aligned} 2^{120} & = (2^6)^{20} = 64^{20} \\ 3^{100} & = (3^5)^{20} = 243^{20} \\ 4^{80} & = (4^4)^{20} = 256^{20} \\ 6^{60} & = (6^3)^{20} = 216^{20} \\ 15^{40} & = (15^2)^{20} = 225^{20} \end{aligned}$$Dengan melihat basisnya saja, jelas bahwa $256^{20} = 4^{80}$ adalah bilangan yang terbesar di antara kelima bilangan itu.
(Jawaban C)
Soal Nomor 52
Jika $43^x = 2.021$ dan $47^y = 2.021,$ maka nilai dari $\dfrac{x + 4xy + y}{2xy-x-y}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $1$ C. $3$ E. $7$
B. $2$ D. $5$
Perhatikan bahwa
$$\begin{aligned} 43^x = 2.021 & \Rightarrow 43^{xy} = 2.021^y \\ 47^y = 2.021 & \Rightarrow 47^{xy} = 2.021^x \end{aligned}$$Dengan mengalikan kedua persamaan itu sesuai ruasnya dan menggunakan sifat pangkat, diperoleh
$$\begin{aligned} 43^{xy} \cdot 47^{xy} & = 2.021^y \cdot 2.021^x \\ 2021^{xy} & = 2021^{x + y} \\ xy & = x + y. \end{aligned}$$Dengan demikian, didapat
$$\begin{aligned} \dfrac{x + 4xy + y}{2xy-x-y} & = \dfrac{(x + y) + 4xy}{2xy-(x+y)} \\ & = \dfrac{xy + 4xy}{2xy-xy} \\ & = \dfrac{5xy}{xy} \\ & = 5. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari ekspresi tersebut adalah $\boxed{5}.$
(Jawaban D)
Bagian Uraian
Soal Nomor 1
Ubahlah bentuk berikut ke bentuk pangkat positif, kemudian hitunglah hasilnya.
a. $5^{-3}$
b. $4^{-2} \times 7^{-2}$
c. $\dfrac{8^{-6}} {8^{-2}}$
d. $(2^{-5})^{-2}$
Perpangkatan negatif didefinisikan sebagai $\boxed{a^{-n} = \dfrac{1}{a^n}}.$
Jawaban a)
$5^{-3} = \dfrac{1}{5^3} = \dfrac{1}{5 \times 5 \times 5} = \dfrac{1}{125}$
Jawaban b)
$\begin{aligned} 4^{-2} \times 7^{-2} & = \dfrac{1}{4^2} \times \dfrac{1}{7^2} \\ & = \dfrac{1}{16} \times \dfrac{1}{49} = \dfrac{1}{784} \end{aligned}$
Jawaban c)
$\begin{aligned} \dfrac{8^{-6}} {8^{-2}} & = 8^{-6-(-2)} =8^{-4} \\ & = \dfrac{1}{8^4} = \dfrac{1}{8 \times 8 \times 8 \times 8}= \dfrac{1}{4.096} \end{aligned}$
Jawaban d)
$(2^{-5})^{-2} = 2^{-5 \times (-2)} = 2^{10} = 1.024$
Soal Nomor 2
Bentuk baku (notasi ilmiah) ditulis sebagai $a \times 10^n$ dengan $1 \leq a < 10$ dan $n$ merupakan bilangan bulat. Nyatakan bilangan-bilangan berikut dalam bentuk baku.
a. $0,\!0053$
b. $0,\!00082$
c. $3^{-5}$
d. $\left(\dfrac{1}{2}\right)^8$
e. $1.329.000.000.000.000$
f. $9.880.034.000.000.000$
Jawaban a)
$0,\!0053 = 5,\!3 \times 10^{-3}$
Jawaban b)
$0,\!00082 = 8,\!2 \times 10^{-4}$
Jawaban c)
$\begin{aligned} 3^{-5} = \dfrac{1}{3^5} & = \dfrac{1}{243} \approx 0,\!004115226 \\ & = 4,\!115226 \times 10^{-3} \end{aligned}$
Jawaban d)
$\begin{aligned} \left(\dfrac{1}{2}\right)^8 & = (0,\!5)^8 = (5 \times 10^{-1})^8 \\ & = 390.625 \times 10^{-8} \\ & = 3,\!90625 \times 10^{-3} \end{aligned}$
Jawaban e)
$1.329.000.000.000.000 = 1,\!329 \times 10^{15}$
Ada $12$ angka nol (dari belakang) dan $3$ angka di belakang koma sehingga pangkatnya adalah $12+3=15.$
Jawaban f)
$9.880.034.000.000$ $= 9,\!880034 \times 10^{12}$
Ada $6$ angka nol (dari belakang) dan $6$ angka di belakang koma sehingga pangkatnya adalah $6+6=12.$
Soal Nomor 3
Diketahui bahwa hasil $(12.345.678)^3$ adalah bilangan dengan $n$ angka. Berapakah nilai $n$?
Perhatikan bahwa bilangan tersebut dapat kita ubah bentuknya sebagai berikut.
$$\begin{aligned} (12.345.678)^3 & = (1,\!2345678 \times 10^7)^3 \\ & = 1,\!2345678^3 \times 10^{21} \end{aligned}$$Selanjutnya, kita tahu bahwa nilai $1,\!2345678$ itu berada di antara $1$ dan $2$ sehingga dapat kita tuliskan sebagai berikut.
$$\begin{array}{rcccl} & 1 & 1,\!2345678 & < & 2 \\ 1^3 & < & 1,\!2345678^3 & < & 2^3 \\ 1 & < & 1,\!2345678^3 & < & 8 \\ 1 \times 10^{14} & < & 1,\!2345678^3 \times 10^{14} & < & 8 \times 10^{14} \end{array}$$Bilangan $1 \times 10^{14}$ dan $8 \times 10^{14}$ keduanya merupakan bilangan 15 angka (lihat pangkat 10-nya, lalu ditambah 1). Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa bilangan $1,\!2345678^3 \times 10^{14}$ juga pasti merupakan bilangan 15 angka.
Jadi, nilai $\boxed{n = 15}$
Soal Nomor 4
Tentukan hasil dari $\dfrac{5^{2-n}-(0,\!2)^n}{5^{1-n} + (0,\!2)^n}$.
Dengan menggunakan sifat pangkat: $\boxed{\dfrac{a^m}{a^n} = a^{m-n}}$ dan definisi bahwa $\boxed{a^{-n} = \dfrac{1}{a^n}},$ kita peroleh
$$\begin{aligned} \dfrac{5^{2-n}-(0,\!2)^n}{5^{1-n} + (0,\!2)^n} & = \dfrac{\dfrac{5^2}{5^n}-\left(\dfrac{1}{5}\right)^n}{\dfrac{5}{5^n} + \left(\dfrac{1}{5}\right)^n} \\ & = \dfrac{\dfrac{25}{5^n}-\dfrac{1}{5^n}}{\dfrac{5}{5^n} + \dfrac{1}{5^n}} \\ & = \dfrac{\dfrac{25-1}{\cancel{5^n}}}{\dfrac{5+1}{\cancel{5^n}}} \\ & = \dfrac{25-1}{5+1} = \dfrac{24}{6} = 4 \end{aligned}$$Jadi, hasil dari $\boxed{\dfrac{5^{2-n}-(0,\!2)^n}{5^{1-n} + (0,\!2)^n} = 4}.$
Baca: Soal dan Pembahasan – Persamaan Logaritma
Soal Nomor 5
Dari lima bilangan: $1.000,\! 125,\! 1,\! \dfrac12,\!$ dan $\dfrac{1}{11},$ manakah bilangan yang termasuk bilangan berpangkat sempurna (perfect power)?
Catatan: Suatu bilangan asli $n$ disebut bilangan berpangkat sempurna jika terdapat bilangan bulat $k > 1$ dan $m > 1$ sehingga $m^k = n.$ Lebih lanjut, didefinisikan pula bahwa $0$ dan $1$ termasuk bilangan berpangkat sempurna karena $0^k = 0$ untuk setiap $k>0$ dan $1^k = 1$ untuk setiap $k.$
Perhatikan bahwa $1.000 = 10^3$ dan $125 = 5^3,\!$ sedangkan $1$ didefinisikan sebagai bilangan berpangkat sempurna. Bilangan berpangkat sempurna harus berupa bilangan asli sehingga $\dfrac12$ maupun $\dfrac{1}{11}$ tidak termasuk. Jadi, bilangan berpangkat sempurna meliputi $1.000,\! 125,\!$ dan $1.$
Soal Nomor 6
Dalam suatu kotak terdapat bola hitam dan bola putih. Jika peluang muncul bola hitam adalah $\log x$ dan peluang muncul bola putih adalah $\log 2x,$ tentukan nilai $x^2 + 1.$
Gunakan sifat logaritma berikut.
$\boxed{\begin{aligned} \log a + \log b & = \log bc \\ ^a \log b = c \iff b & = a^c \end{aligned}}$
Peluang mendapatkan bola hitam atau bola putih dinyatakan oleh
$\begin{aligned} \log x + \log 2x & = 1 \\ \log 2x^2 & = 1 \\ 2x^2 & = 10 \\ x^2 & = 5 \\ x^2 + 1 & = 6 \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $x^2+1$ adalah $\boxed{6}.$