Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Kumpulan Soal dan Pembahasan Deret Geometri Tak Hingga Kelas 10 SMA

Ini adalah kumpulan soal dan pembahasan lengkap tentang materi deret geometri tak hingga kelas 10 SMA.
Salah satu bagian dari barisan dan deret geometri adalah adanya deret geomtri tak hingga.

Salah satu ciri untuk membedakan deret geometri tak hingga dengan deret geometri yang berhingga adalah dengan melihat nilai suku terakhirnya dalam soal.

Penulisan deret geometri tak hingga dalam soal akan ditandai dengan titik tiga "$\cdots$" yang artinya bahwa kondisi deret tersebut akan terus berlanjut suku - sukunya sampai tak hingga suku.

Lebih jelas lagi perhatikan penulisan dua deret geometri berikut :

Deret Geometri Berhingga

$2+4+8+10+ \cdots +100=S_{100}$

Deret Geometri Tak Hingga

$81+27+9+3+ \cdots =S_\infty$

Sampai sini paham??

Yuk kita bahas kembali sedikit tentang konsep dasar dari deret geometri tak hingga jika kalian masih belum memahami lebih jauh.


Deret Geometri Tak Hingga

Secara konsep deret geometri tak hingga hanya sedikit berbeda dengan deret geometri dasar (berhingga).

Yang mana ciri utamanya yaitu adanya rasio($r$) yang merupakan nilai perbandingan masing - masing dua suku berurutannya selalu tetap.

$r=\dfrac{U_2}{U_1}=\dfrac{U_3}{U_2}=\cdots=\dfrac{U_n}{U_{n-1}}$

Namun demikian deret geometri tak hingga mensyaratkan kondisi rasio tertentu agar nilai hasil jumlahnya ada.

Rumus jumlah tak hingga ($S_\infty$) dari deretnya adalah :
$S_\infty=\dfrac{a}{1-r}$

dimana $a$ merupakan suku pertama dari deretnya.

Deret geometri tak hingga akan ada nilai hasil jumlahnya alias konvergen jika memenuhi syarat $-1 \lt r \lt 1$.

Sebaliknya deretnya tidak akan mempunyai hasil jumlah suku - sukunya alias divergen jika kondisi rasionya $r \le -1$ atau $r \ge 1$.

Jika ditemui kondisi deret geometri tak hingga yang divergen maka nilai dari $S_\infty=\infty$.


Soal dan Pembahasan Deret Geometri Tak Hingga

Kumpulan soal berikut merupakan soal - soal yang berhasil dihimpun dari soal - soal tugas sekolah, tipe Ujian Nasional (UN) / Ujian Sekolah (USEK) serta beberapa tipe jenis soal lainnya yang bertujuan untuk meningkatkan pemahaman kalian tentang materi yang sedang kita bahas kesempatan kali ini.

Soal No.1 Deret Geometri Tak Hingga
Hasil jumlah deret $5+10+20+40+...= \dots$
$ \begin{align} & (A). \ -10 \\ & (B). \ -5 \\ & (C). \ \infty \\ & (D). \ 5 \\ & (E). \ 10 \end{align} $
Langkah pertama untuk untuk menyelesaikan soal deret di atas adalah dengan mencari nilai rasionya.

$ \begin{align} r &= \dfrac{U_2}{U_1} \\ &= \dfrac{10}{5} \\ &= 2 \end{align} $

Terlihat bahwa nilai $r=2$.

Karena nilai $r$ tidak memenuhi $-1 \lt r \lt 1$ maka deret geometri tak hingga nya divergen.

Sehingga $S_\infty=\infty$.

Jadi, pilihan jawaban yang TEPAT adalah $(C). \ \infty$.
Soal No.2 Deret Geometri Tak Hingga
Hasil jumlah deret $100+50+25+\frac{25}{2}+...= \dots$
$ \begin{align} & (A). \ 100 \\ & (B). \ 150 \\ & (C). \ 200 \\ & (D). \ 250 \\ & (E). \ 300 \end{align} $
Dari deret yang diketahui kita bisa dapatkan nilai rasionya adalah :
$ \begin{align} r &= \dfrac{U_2}{U_1} \\ &= \dfrac{50}{100} \\ &= \dfrac{1}{2} \end{align} $

Karena $r=\dfrac{1}{2}$ memenuhi $-1 \lt r \lt 1$ maka,
$ \begin{align} S_\infty &= \dfrac{a}{1-r} \\ &= \dfrac{100}{1-\frac{1}{2}} \\ &= \dfrac{100}{\frac{1}{2}} \\ &= 200 \end{align} $

Jadi, pilihan jawaban yang TEPAT adalah $(C). \ 200$.
Soal No.3 Deret Geometri Tak Hingga
Suatu deret geometri tak hingga mempunyai jumlah $81$. Jika rasionya $\frac{2}{3}$ maka suku ketiganya adalah...
$ \begin{align} & (A). \ 32 \\ & (B). \ 16 \\ & (C). \ 24 \\ & (D). \ 18 \\ & (E). \ 12 \end{align} $
$ \begin{align} S_\infty &= \dfrac{a}{1-r} \\ 81 &= \dfrac{a}{1-\frac{2}{3}} \\ 81 &= \dfrac{a}{\frac{1}{3}} \\ a &= 27 \end{align} $

Dengan menggunakan rumus $U_n$ berikutnya kita akan mencari nilai dari suku ketiganya,
$ \begin{align} U_n &= ar^{n-1} \\ U_3 &=ar^2 \\ &= 27 \left( \dfrac{2}{3} \right)^2 \\ &= 27 \left( \dfrac{4}{9} \right) \\ &= 12 \end{align} $

Jadi, pilihan jawaban yang TEPAT adalah $(E). \ 12$.
Soal No.4 Deret Geometri Tak Hingga
Suatu deret geometri tak hingga mempunyai jumlah $9$. Jika suku pertamanya $6$ maka suku kelimanya adalah...
$ \begin{align} & (A). \ 486 \\ & (B). \ \frac{2}{243} \\ & (C). \ \frac{2}{81} \\ & (D). \ \frac{2}{27} \\ & (E). \ \frac{2}{9} \end{align} $
$ \begin{align} S_\infty &= \dfrac{a}{1-r} \\ 9 &= \dfrac{6}{1-r} \\ 9-9r &= 6 \\ -9r &= -3 \\ r &= \dfrac{1}{3} \end{align} $

Dengan menggunakan rumus $U_n$ berikutnya kita akan mencari nilai dari suku kelimanya,
$ \begin{align} U_n &= ar^{n-1} \\ U_5 &=ar^4 \\ &= 6 \left( \dfrac{1}{3} \right)^4 \\ &= 6 \left( \dfrac{1}{81} \right) \\ &= \dfrac{6}{81} = \dfrac{2}{27} \end{align} $

Jadi, pilihan jawaban yang TEPAT adalah $(D). \ \dfrac{2}{27}$.
Soal No.5 Deret Geometri Tak Hingga
Jumlah tak hingga dari deret geometri $9-3+1-\frac{1}{3}+\frac{1}{9}-\cdots$ adalah...
$ \begin{align} & (A). \ 16 \\ & (B). \ \frac{39}{4} \\ & (C). \ \frac{27}{4} \\ & (D). \ \frac{25}{4} \\ & (E). \ 12 \end{align} $
Dalam soal bisa kita dapatkan $a=9$.

$r=\dfrac{-3}{9}=-\dfrac{1}{3}$.

Sehingga,
$ \begin{align} S_\infty &= \dfrac{a}{1-r} \\ &= \dfrac{9}{1-\left( \frac{1}{3} \right)} \\ &= \dfrac{9}{\dfrac{4}{3}} = \dfrac{27}{4} \\ \end{align} $

Jadi,pilihan jawaban yang TEPAT adalah $(C). \ \dfrac{27}{4}$.
Soal No.6 Deret Geometri Tak Hingga
Jumlah deret $4\sqrt{2}+4+2\sqrt{2}+2+\cdots$ adalah...
$ \begin{align} & (A). \ 6\sqrt{2}+6 \\ & (B). \ 8\sqrt{2}+8 \\ & (C). \ 4\sqrt{2}-2 \\ & (D). \ 8\sqrt{2}-8 \\ & (E). \ 4\sqrt{2}+4 \end{align} $
Diketahui dari soal kita dapatkan $a=4\sqrt{2}$.

$r=\dfrac{4}{4\sqrt{2}}=\dfrac{1}{\sqrt{2}}$.

Sehingga,
$ \begin{align} S_\infty &= \dfrac{a}{1-r} \\ &= \dfrac{4\sqrt{2}}{1-\left( \frac{1}{\sqrt{2}} \right)} \\ &= \dfrac{4\sqrt{2}}{\dfrac{\sqrt{2}-1}{\sqrt{2}}} \\ &= \dfrac{8}{\sqrt{2}-1} \\ \end{align} $

Rasionalkan,
$ \begin{align} &\dfrac{8}{\sqrt{2}-1} \times \dfrac{\sqrt{2}+1}{\sqrt{2}+1} \\ &= \dfrac{8(\sqrt{2}+1)}{2-1} \\ &= 8\sqrt{2}+8 \end{align} $

Jadi,pilihan jawaban yang TEPAT adalah $(B). \ 8\sqrt{2}+8$.
Soal No.7 Deret Geometri Tak Hingga
Jika deret geometri $1+(x+1)+(x+1)^2+(x+1)^3+\cdots$ merupakan deret yang konvergen, maka batas - batas nilai $x$ yang memenuhi adalah...
$ \begin{align} & (A). \ x \gt 0 \\ & (B). \ -2 \lt x \lt 0 \\ & (C). \ 0 \lt x \lt 2 \\ & (D). \ x \lt 0 \\ & (E). \ -1 \lt x \lt 1 \end{align} $
Syarat sebuah deret geometri tak hingga agar konvergen adalah rasionya ($r$) harus memenuhi kondisi $-1 \lt r \lt 1$.

Sehingga,
$ \begin{align} & -1 \lt r \lt 1 \\ & -1 \lt x+1 \lt 1 \\ & -2 \lt x \lt 0 \end{align} $

Jadi, pilihan jawaban yang TEPAT adalah $(B). \ -2 \lt x \lt 0 $.
Soal No.8 Deret Geometri Tak Hingga
Jika $2+\frac{2}{p}+\frac{2}{p^2}+\frac{2}{p^3}+\cdots=2p$ , maka nilai $p$ yang memenuhi adalah...
$ \begin{align} & (A). \ -\frac{1}{2} \\ & (B). \ 2 \\ & (C). \ 3 \\ & (D). \ 4 \\ & (E). \ \frac{1}{2} \end{align} $
$2+\frac{2}{p}+\frac{2}{p^2}+\frac{2}{p^3}+\cdots=2p$

Kita dapatkan $a=2$ dan rasio $r=\dfrac{1}{p}$.

Sehingga,
$ \begin{align} S_\infty &= \dfrac{a}{1-r} \\ 2p &= \dfrac{2}{1-\dfrac{1}{p}} \\ 2p-2 &= 2 \\ 2p &= 4 \\ p &= 2 \end{align} $

Jadi, pilihan jawaban yang TEPAT adalah $(B). \ 2$.
Soal No.9 Deret Geometri Tak Hingga
Suatu deret geometri tak hingga diketahui jumlah suku - suku ganjilnya $\frac{256}{3}$ dan suku - suku genapnya $\frac{128}{3}$, nilai suku kelima adalah...
$ \begin{align} & (A). \ \frac{1}{2} \\ & (B). \ 1 \\ & (C). \ 2 \\ & (D). \ 4 \\ & (E). \ 8 \end{align} $
Ada dua rumus penting yang harus kalian ketahui sebelum mengerjakan soal no. 9 di atas.

Rumus penting ini akan bermanfaat jika melibatkan jumlah rumus suku - suku yang genap($S_{genap}$) atau ganjil($S_{ganjil}$) dan hubungannya dengan menghitung jumlah tak hingga($S_\infty$) dan rasio($r$).

Rumus penting pertama,
$S_\infty=S_{genap}+S_{ganjil}$

Rumus penting kedua,
$r=\dfrac{S_{genap}}{S_{ganjil}}$

Oke, lanjut kita bahas jawabannya.

$\clubsuit$
$ \begin{align} r &= \dfrac{S_{genap}}{S_{ganjil}} \\ &= \dfrac{\frac{128}{3}}{\frac{256}{3}} \\ &= \dfrac{128}{256} = \dfrac{1}{2} \end{align} $

$\clubsuit$$\clubsuit$
$ \begin{align} & S_\infty=S_{genap}+S_{ganjil} \\ &= \dfrac{128}{3}+\dfrac{256}{3} \\ &= \dfrac{384}{3} \end{align} $

$\clubsuit$$\clubsuit$$\clubsuit$
$ \begin{align} S_\infty &= \dfrac{a}{1-r} \\ \dfrac{384}{3} &= \dfrac{a}{1-\frac{1}{2}} \\ \dfrac{384}{3} &= 2a \\ 384 &= 6a \\ a &= 64 \end{align} $

$\clubsuit$$\clubsuit$$\clubsuit$$\clubsuit$
$ \begin{align} U_5 &= ar^4 \\ &= 64 \left( \dfrac{1}{2} \right)^4 \\ &= 64 \left( \dfrac{1}{16} \right) \\ &= 4 \end{align} $

Jadi, pilihan jawaban yang TEPAT adalah $(D). \ 4$.
Soal No.10 Deret Geometri Tak Hingga
Jumlah suatu deret geometri tak hingga adalah $\frac{3}{4}$, sedangkan jumlah suku - suku genapnya adalah $\frac{3}{16}$, maka rasio dari deret tersebut adalah...
$ \begin{align} & (A). \ \frac{1}{2} \\ & (B). \ \frac{1}{3} \\ & (C). \ \frac{1}{4} \\ & (D). \ \frac{1}{5} \\ & (E). \ \frac{1}{9} \end{align} $
$ \begin{align} S_{ganjil} &=S_\infty-S_{genap} \\ &= \dfrac{3}{4}-\dfrac{3}{16} \\ &= \dfrac{9}{16} \end{align} $

Dengan demikian kita bisa dapatkan nilai rasionya,
$ \begin{align} r &= \dfrac{S_{genap}}{S_{ganjil}} \\ &= \dfrac{\frac{3}{16}}{\frac{9}{16}} \\ &= \dfrac{3}{9} = \dfrac{1}{3} \end{align} $

Jadi, pilihan jawaban yang TEPAT adalah $(B). \ \frac{1}{3}$.


Penutup

Nah sahabat kreatif, itu lah pembahasan kumpulan soal deret tak hingga Kelas 10 SMA.

Jangan lupa untuk share ke sahabat atau teman - teman jika pembahasan ini bermanfaat. 

Selamat Belajar !

“Bermimpilah setinggi langit. Jika kau jatuh, kau akan jatuh di antara bintang-bintang.” – Ir. Soekarno
Kreatif Matematika
Kreatif Matematika Teman Ngopi Belajar Matematika