Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Materi Fungsi Kuadrat Lengkap Contoh Dan Soal Pembahasan

Ini adalah catatan rangkuman lengkap materi fungsi kuadrat lengkap disertai dengan  contoh soal dan pembahasan.

Pembahasan materi fungsi kuadrat tidak bisa kita lepaskan dengan materi persamaan kuadrat yang memang keduanya merupakan materi dalam cakupan yang sama.

Jika persamaan kuadrat berfokus pada nilai akar – akar persamaan yang merupakan titik – titik potong kurva terhadap sumbu $x$, materi fungsi kuadrat membahas kurva parabolanya secara utuh.

Penggunaan fungsi kuadrat dalam kehidupan sehari – hari juga banyak.

Beberapa diantaranya ialah kasus optimasi suatu keadaan (maksimum atau minimum), mencari panjang lintasan parabolik, dan lain sebagainya.

BENTUK UMUM FUNGSI KUADRAT

Fungsi kuadrat mempunyai bentuk umum, $y=ax^{2}+bx+c$ atau bisa juga ditulis dalam bentuk sebuah fungsi $f(x)=ax^{2}+bx+c$ dimana $a,b,c \in \Re$ dan $a \ne 0$.

Sebagai contoh,

  • $f(x)=2x^{2}-5x+10$ maka $a=2$, $b=-5$ dan $c=10$ 
  • $f(x)=-3x^{2}-x+1$ maka $a=-3$, $b=-1$ dan $c=1$ 
  • $f(x)=6x+x^{2}-5$ maka $a=1$, $b=6$ dan $c=-5$ 

GRAFIK FUNGSI KUADRAT  

Grafik fungsi kuadrat berbentuk kurva parabola yang menghadap ke atas atau kebawah bergantung pada koefisien kuadratnya.

Sumbu simetri kurva, $x=\dfrac{-b}{2a}$.

Titik potong terhadap sumbu x diperoleh dengan $y=0$, sehingga $ax^{2}+bx+c=0$ yang akan menghasilkan  $(x_1,0)$ dan $(x_2,0)$.

Titik potong terhadap sumbu $y$ diperoleh dengan $x=0$ yang akan menghasilkan titik $(0,c)$.

Nilai maksimum atau minimum kurva (puncak parabola) : $\left( \dfrac{-b}{2a},\dfrac{D}{-4a} \right)$ dimana $D$ merupakan diskriminan fungsi kuadrat. $D=b^{2}-4ac$.

KARAKTER GRAFIK FUNGSI KUADRAT  

Berdasarkan nilai $a$,

$a>0$ : kurva parabola menghadap ke atas.

$a<0$ : kurva parabola menghadap ke bawah.

Berdasarkan nilai $a$ dan $b$,

$a>0$ dan $b>0$ : titik puncak kurva parabola di kiri sumbu $y$.

$a>0$ dan $b=0$ : titik puncak kurva parabola pada sumbu $y$.

$a>0$ dan $b<0$ : titik puncak kurva parabola di kanan sumbu $y$.

$a<0$ dan $b>0$ : titik puncak kurva parabola di kanan sumbu $y$.

$a<0$ dan $b=0$ : titik puncak kurva parabola pada sumbu $y$.

$a<0$ dan $b<0$ : titik puncak kurva parabola di kiri sumbu $y$.

Berdasarkan nilai $c$,

$c>0$ : kurva parabola memotong sumbu $y$ positif.

$c=0$ : kurva parabola memotong titik $O(0,0)$.

$c<0$ : kurva parabola memotong sumbu $y$ negatif.

Berdasarkan nilai $D$,

$D>0$ : kurva parabola memotong sumbu $x$ di dua titik berbeda.

$D=0$ : kurva parabola memotong sumbu $x$ di satu titik (menyinggung sumbu $x$).

$D<0$ : kurva parabola tidak memotong sumbu $x$, menggantung pada sumbu $y$.

MEMBENTUK FUNGSI KUADRAT

Dalam membentuk atau menyusun sebuah fungsi kuadrat ada beberapa kondisi berbeda, diantaranya adalah :

  • Jika diketahui dua titik potong terhadap sumbu $x$, $(x_1,0)$ dan $(x_2,0)$ maka fungsi  kuadratnya adalah $y=a(x-x_1)(x-x_2)$.
  • Jika diketahui titik puncak parabolanya $(x_p,y_p)$ maka fungsi  kuadratnya adalah $y=a(x-x_p)^{2}+y_p$.
  • Jika diketahui tiga titik sebarang yang dilalui oleh kurva parabolanya maka lakukan eliminasi dan substitusi untuk mendapatkan bentuk $y=ax^{2}+bx+c$.

DEFINIT POSITIF DAN DEFINIT NEGATIF

Sebuah fungsi kuadrat dikatakan definit positif jika bernilai selalu positif untuk semua nilai $x$ elemen bilangan real. Kurva parabolanya akan menggantung pada sumbu $y$ positif (di atas sumbu $x$). Syarat fungsi kuadrat definit positif adalah $a>0$ dan $D<0$

Sebaliknya fungsi kuadrat dikatakan definit negatif jika bernilai selalu negatif untuk semua nilai $x$ elemen bilangan real. Kurva parabolanya akan menggantung pada sumbu $y$ negatif (di bawah sumbu $x$). Syarat fungsi kuadrat definit positif adalah $a<0$ dan $D<0$.

SOAL DAN PEMBAHASAN FUNGSI KUADRAT

Dari materi fungsi kuadrat di atas kita akan terapkan untuk bahas soal – soal di bawah ini.

Soal No.1
Koordinat titik balik dari fungsi kuadrat $y=-3x^{2}-x+1$ adalah...
$ \begin{align} &(A) \ \left(\dfrac{1}{6},\dfrac{13}{12}\right) \\ &(B) \ \left(\dfrac{1}{6},-\dfrac{13}{12}\right) \\ &(C) \ \left(-\dfrac{1}{6},-\dfrac{13}{12}\right) \\ &(D) \ \left(-\dfrac{1}{6},\dfrac{13}{12}\right) \\ &(E) \ \left(-\dfrac{1}{12},\dfrac{13}{12}\right) \end{align} $
Koordinat titik balik sebenarnya adalah istilah lain dari koordinat titik puncak kurva parabola fungsi kuadrat $\to$ $\left( \dfrac{-b}{2a},\dfrac{D}{-4a} \right)$.
Fungsi kuadrat di atas mempunyai $a=-3$, $b=-1$, dan $c=1$
Sehingga, 
$\begin{align} x_p &= \dfrac{-1}{2(-3)} \\ &= -\dfrac{1}{6} \end{align}$

Dengan,
$\begin{align} y_p &= \dfrac{(-1)^{2}-4(-3)(1)}{-4(-3)} \\ &= \dfrac{13}{12} \end{align}$

Jadi koordinat titik baliknya adalah $(D) \ \left(-\dfrac{1}{6},\dfrac{13}{12}\right)$

Soal No.2
Sumbu simetri dari fungsi kuadrat $y=4x^{2}+2x-3$ adalah...
$ \begin{align} &(A) \ \dfrac{1}{4} \\ &(B) \ -\dfrac{1}{4} \\ &(C) \ \dfrac{1}{2} \\ &(D) \ -\dfrac{1}{2} \\ &(E) \ 4 \end{align} $ 
Sumbu simetri fungsi kuadrat $\to$ $x=\dfrac{-b}{2a}$.
$ \begin{align} x &= \dfrac{-2}{2(4)} \\ &= -\dfrac{1}{4} \end{align} $ 

Jadi jawaban yang tepat adalah $(B) \ x=-\dfrac{1}{4}$.

Soal No.3
Titik-titik potong kurva parabola $y=x^{2}-x-6$ terhadap kedua sumbu koordinat adalah...
$ \begin{align} &(A) \ (2,0),(-2,0),(0,-6) \\ &(B) \ (3,0),(-2,0),(0,-2) \\ &(C) \ (-3,0),(-2,0),(0,-5) \\ &(D) \ (2,0),(-2,0),(0,6) \\ &(E) \ (3,0),(-2,0),(0,-6) \end{align} $
Titik potong terhadap sumbu $y$ $\to$ $x=0$ maka $y=-6$ sehingga $(0,-6)$.

Titik potong terhadap sumbu $x$ $\to$ $y=0$ maka,
$ \begin{align} x^{2}-x-6 &= 0 \\ (x-3)(x+2)&= 0 \end{align} $ 

Sehingga kita dapatkan $x_1=3$ atau $x_2=-2$, dengan demikian titik potong terhadap sumbu $x$ adalah $(3,0)$ dan $(-2,0)$. 

Jadi pilihan jawaban yang TEPAT adalah $(E) \ (3,0),(-2,0),(0,-6)$.

Soal No.4
Persamaan grafik pada gambar di bawah adalah...
$ \begin{align} (A)\ & y=x^{2}-2x+2 \\ (B)\ & y=x^{2}+2x+1 \\ (C)\ & y=x^{2}-2x+1 \\ (D)\ & y=x^{2}-2x \\ (E)\ & y=x^{2}+2x \end{align} $
Fungsi kuadrat di atas memiliki puncak di $(1,1)$ dan melalui $(0,2)$. 

Untuk menyusun fungsi kuadratnya kita akan pakai rumus $y=a\left (x -x_{p}\right)^{2}+y_{p}$.

#Substitusikan puncaknya,
$y=a\left (x -1\right)^{2}+1$

#Substitusikan titik $(0,2)$,
$ \begin{align} 2 &= a\left (0 -1\right)^{2}+1 \\ 2 &= a\left (-1\right)^{2}+1 \\ 2 &= a+1 \\ 1 &= a \end{align} $

#Setelah mendapatkan nilai $a=1$, kita kembalikan lagi ke hasil perhitungan yang pertama,
$ \begin{align} y &= a\left (x -1\right)^{2}+1 \\ y &= 1 \left (x -1\right)^{2}+1 \\ y &= x^{2}-2x+1+1 \\ y &= x^{2}-2x+2 \end{align} $

Jadi pilihan yang TEPAT adalah $(A)\ y=x^{2}-2x+2$.
Penutup

Nah gimana sudah paham belum materi fungsi kuadratnya? Tentunya dengan semakin banyak latihan soal - soal fungsi kuadrat kalian pasti bakal makin dalam lagi pemahaman materinya.

Itu tadi adalah catatan - catatan atau rangkuman lengkap tentang materi fungsi kuadrat. Tentunya, masih banyak lho materi belajar lain yang bisa kamu pelajari di kreatifmatematika. 

Yuk, belajar bareng di kreatifmatematika.com

Semoga bermanfaat dan selamat belajar !
Kreatif Matematika
Kreatif Matematika Teman Ngopi Belajar Matematika