Matematika adalah bahasa universal yang membuka pintu pemahaman kita tentang dunia. Salah satu konsep fundamental dalam matematika yang sering kita temui, baik dalam pelajaran di sekolah maupun aplikasi praktis, adalah akar pangkat. Ada akar pangkat dua (akar kuadrat) yang mungkin paling dikenal, dan ada juga akar pangkat tiga (akar kubik).
Menghitung akar pangkat tiga mungkin terdengar rumit bagi sebagian orang, terutama jika bilangan yang diakarkan cukup besar. Namun, dengan pemahaman konsep yang tepat dan penguasaan beberapa metode, proses ini bisa menjadi jauh lebih mudah dan bahkan menyenangkan. Artikel ini akan membawa Anda melalui perjalanan lengkap untuk memahami apa itu akar pangkat tiga, mengapa penting, dan berbagai metode efektif untuk menghitungnya, mulai dari yang paling sederhana hingga yang lebih canggih.
Kami akan membahas definisi, terminologi, cara mengenali bilangan kubik sempurna, dan panduan langkah demi langkah untuk setiap metode perhitungan. Kami juga akan menyertakan contoh-contoh praktis, tips, serta latihan soal untuk menguji pemahaman Anda. Siapkah Anda untuk menguasai akar pangkat tiga? Mari kita mulai!
Sebelum melangkah lebih jauh ke metode perhitungan, penting untuk memahami secara mendalam apa sebenarnya akar pangkat tiga itu. Dalam matematika, operasi akar pangkat tiga (disebut juga akar kubik) adalah operasi kebalikan dari pemangkatan tiga (kubus).
Ketika kita mengatakan "memangkatkan tiga" suatu bilangan, itu berarti kita mengalikan bilangan tersebut dengan dirinya sendiri sebanyak tiga kali. Misalnya, 23 berarti 2 x 2 x 2 = 8. Angka 8 ini adalah "kubus" dari 2.
Nah, akar pangkat tiga dari suatu bilangan adalah bilangan yang jika dipangkatkan tiga akan menghasilkan bilangan tersebut. Jadi, jika kita mencari akar pangkat tiga dari 8, jawabannya adalah 2, karena 23 = 8.
Secara matematis, akar pangkat tiga dari sebuah bilangan x ditulis sebagai 3√x atau x1/3. Simbol √ disebut tanda akar, dan angka 3 di atas tanda akar (indeks) menunjukkan bahwa ini adalah akar pangkat tiga. Jika tidak ada angka yang ditulis, itu berarti akar pangkat dua.
Contoh lain:
33 = 3 x 3 x 3 = 27. Maka, 3√27 = 3.43 = 4 x 4 x 4 = 64. Maka, 3√64 = 4.53 = 5 x 5 x 5 = 125. Maka, 3√125 = 5.Pemahaman tentang akar pangkat tiga tidak hanya terbatas pada pelajaran matematika di sekolah. Konsep ini memiliki berbagai aplikasi praktis dalam kehidupan nyata dan berbagai bidang ilmu:
Sama seperti ada bilangan kuadrat sempurna (misalnya 4, 9, 16), ada juga bilangan kubik sempurna. Bilangan kubik sempurna adalah bilangan hasil dari pemangkatan tiga suatu bilangan bulat. Mengenali bilangan kubik sempurna sangat membantu dalam menghitung akar pangkat tiga, terutama dengan metode estimasi atau faktorisasi.
Berikut adalah daftar bilangan kubik sempurna yang umum dan akar pangkat tiganya:
| Bilangan | Kubus (x³) | Akar Pangkat Tiga (³√x) |
|---|---|---|
| 1 | 1 x 1 x 1 = 1 | 1 |
| 2 | 2 x 2 x 2 = 8 | 2 |
| 3 | 3 x 3 x 3 = 27 | 3 |
| 4 | 4 x 4 x 4 = 64 | 4 |
| 5 | 5 x 5 x 5 = 125 | 5 |
| 6 | 6 x 6 x 6 = 216 | 6 |
| 7 | 7 x 7 x 7 = 343 | 7 |
| 8 | 8 x 8 x 8 = 512 | 8 |
| 9 | 9 x 9 x 9 = 729 | 9 |
| 10 | 10 x 10 x 10 = 1.000 | 10 |
| 11 | 11 x 11 x 11 = 1.331 | 11 |
| 12 | 12 x 12 x 12 = 1.728 | 12 |
| 13 | 13 x 13 x 13 = 2.197 | 13 |
| 14 | 14 x 14 x 14 = 2.744 | 14 |
| 15 | 15 x 15 x 15 = 3.375 | 15 |
| 16 | 16 x 16 x 16 = 4.096 | 16 |
| 17 | 17 x 17 x 17 = 4.913 | 17 |
| 18 | 18 x 18 x 18 = 5.832 | 18 |
| 19 | 19 x 19 x 19 = 6.859 | 19 |
| 20 | 20 x 20 x 20 = 8.000 | 20 |
| 25 | 25 x 25 x 25 = 15.625 | 25 |
| 30 | 30 x 30 x 30 = 27.000 | 30 |
| 50 | 50 x 50 x 50 = 125.000 | 50 |
| 100 | 100 x 100 x 100 = 1.000.000 | 100 |
Perhatikan pola pada digit terakhir bilangan kubik. Ini akan sangat membantu dalam salah satu metode cepat yang akan kita bahas nanti:
Pola ini menunjukkan bahwa hanya angka 2 dan 8 (saling bertukar), serta 3 dan 7 (saling bertukar) yang memiliki digit terakhir berbeda dari angka aslinya. Angka lainnya (0, 1, 4, 5, 6, 9) memiliki digit terakhir yang sama. Ini adalah kunci penting untuk metode trik cepat.
Ada beberapa cara untuk menghitung akar pangkat tiga, tergantung pada ukuran dan jenis bilangannya, serta tingkat presisi yang Anda butuhkan. Mari kita jelajahi masing-masing metode secara detail.
Metode ini sangat intuitif dan paling baik digunakan untuk bilangan kubik sempurna, atau ketika Anda hanya membutuhkan estimasi kasar. Idenya adalah Anda mencoba mengalikan bilangan bulat tertentu dengan dirinya sendiri tiga kali hingga Anda menemukan bilangan yang tepat atau mendekati.
3√21653 = 125 dan 103 = 1.000. Jadi, akarnya pasti antara 5 dan 10.7 x 7 x 7 = 343.6 x 6 x 6 = 216.3√216 = 6.3√4.913103 = 1.000 dan 203 = 8.000. Jadi, akarnya pasti antara 10 dan 20.73 = 343, 173 = 4913). Ini memberikan petunjuk kuat bahwa akar pangkat tiganya mungkin berakhir dengan 7. Mari kita coba 17.17 x 17 x 17 = 289 x 17 = 4.913.3√4.913 = 17.Kelebihan metode ini: Sangat mudah dipahami dan cepat untuk bilangan kubik sempurna yang relatif kecil.
Kekurangan metode ini: Bisa memakan waktu lama untuk bilangan besar atau jika bilangan tersebut bukan kubik sempurna dan Anda mencari estimasi yang sangat dekat.
Metode faktorisasi prima adalah cara yang sangat sistematis dan akurat untuk menghitung akar pangkat tiga, terutama untuk bilangan bulat yang merupakan kubik sempurna. Bahkan jika bilangan tersebut bukan kubik sempurna, metode ini dapat membantu menyederhanakan akar pangkat tiga.
3√216216 ÷ 2 = 108108 ÷ 2 = 5454 ÷ 2 = 2727 ÷ 3 = 99 ÷ 3 = 33 ÷ 3 = 12 x 2 x 2 x 3 x 3 x 3 atau 23 x 33.
(2 x 2 x 2)(3 x 3 x 3)(2 x 2 x 2), ambil satu 2.(3 x 3 x 3), ambil satu 3.2 x 3 = 6.3√216 = 6.3√1.7281728 ÷ 2 = 864864 ÷ 2 = 432432 ÷ 2 = 216216 ÷ 2 = 108108 ÷ 2 = 5454 ÷ 2 = 2727 ÷ 3 = 99 ÷ 3 = 33 ÷ 3 = 12 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 3 x 3 x 3 atau 26 x 33.
(2 x 2 x 2) dan (2 x 2 x 2).(3 x 3 x 3).(2 x 2 x 2) pertama, ambil satu 2.(2 x 2 x 2) kedua, ambil satu 2.(3 x 3 x 3), ambil satu 3.2 x 2 x 3 = 12.3√1.728 = 12.3√9261Untuk bilangan yang tidak bisa dibagi 2 atau 5, coba bilangan prima lain seperti 3 atau 7.
9+2+6+1=18, 18 habis dibagi 3, jadi 9261 habis dibagi 3.
9261 ÷ 3 = 3087
3+0+8+7=18, 18 habis dibagi 3.
3087 ÷ 3 = 1029
1+0+2+9=12, 12 habis dibagi 3.
1029 ÷ 3 = 343
343 ÷ 7 = 49
49 ÷ 7 = 77 ÷ 7 = 13 x 3 x 3 x 7 x 7 x 7 atau 33 x 73.
(3 x 3 x 3)(7 x 7 x 7)(3 x 3 x 3), ambil satu 3.(7 x 7 x 7), ambil satu 7.3 x 7 = 21.3√9.261 = 21.Kelebihan metode ini: Sangat akurat dan bekerja untuk setiap bilangan bulat. Ini juga membantu menyederhanakan akar jika bilangan tersebut bukan kubik sempurna (misalnya, 3√54 = 3√(27 x 2) = 33√2).
Kekurangan metode ini: Bisa sangat memakan waktu untuk bilangan yang sangat besar atau yang memiliki banyak faktor prima yang berbeda.
Metode ini adalah trik mental yang sangat berguna untuk menemukan akar pangkat tiga dari bilangan kubik sempurna yang besar (biasanya hingga enam digit) dengan cepat, tanpa perlu kalkulator atau faktorisasi panjang. Ini mengandalkan pola digit terakhir kubus dan pengetahuan tentang rentang bilangan kubik sempurna dasar.
Anda harus familiar dengan bilangan kubik sempurna dari 1 hingga 10, serta pola digit terakhirnya:
| Bilangan (x) | x³ | Digit Terakhir x³ |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 |
| 2 | 8 | 8 |
| 3 | 27 | 7 |
| 4 | 64 | 4 |
| 5 | 125 | 5 |
| 6 | 216 | 6 |
| 7 | 343 | 3 |
| 8 | 512 | 2 |
| 9 | 729 | 9 |
| 10 | 1000 | 0 |
Perhatikan pasangan digit terakhir yang "terbalik":
3√10.64864810648 adalah 8. Dari pola, jika kubus berakhir dengan 8, akarnya berakhir dengan 2. Jadi, digit satuan dari 3√10.648 adalah 2.10. Cari bilangan kubik sempurna terbesar yang kurang dari atau sama dengan 10.
13 = 123 = 833 = 27≤ 10 adalah 8 (yaitu 23). Jadi, digit puluhan dari akar adalah 2.22.3√10.648 = 22.Verifikasi: 22 x 22 x 22 = 484 x 22 = 10.648.
3√17.57657617576 adalah 6. Dari pola, jika kubus berakhir dengan 6, akarnya berakhir dengan 6. Jadi, digit satuan adalah 6.17. Cari bilangan kubik sempurna terbesar yang ≤ 17.
13 = 123 = 833 = 27≤ 17 adalah 8 (yaitu 23). Jadi, digit puluhan adalah 2.26.3√17.576 = 26.Verifikasi: 26 x 26 x 26 = 676 x 26 = 17.576.
3√474.552552474552 adalah 2. Dari pola, jika kubus berakhir dengan 2, akarnya berakhir dengan 8. Jadi, digit satuan adalah 8.474. Cari bilangan kubik sempurna terbesar yang ≤ 474.
73 = 34383 = 512≤ 474 adalah 343 (yaitu 73). Jadi, digit puluhan adalah 7.78.3√474.552 = 78.Verifikasi: 78 x 78 x 78 = 6084 x 78 = 474.552.
Kelebihan metode ini: Sangat cepat dan efisien untuk bilangan kubik sempurna yang besar.
Kekurangan metode ini: Hanya berfungsi untuk bilangan kubik sempurna. Tidak dapat digunakan untuk bilangan yang bukan kubik sempurna atau untuk menemukan akar pangkat tiga desimal secara akurat.
Metode Newton-Raphson adalah metode numerik yang digunakan untuk menemukan akar (solusi) dari suatu fungsi. Dalam konteks akar pangkat tiga, kita dapat menggunakannya untuk mendapatkan estimasi yang sangat akurat, bahkan untuk bilangan yang bukan kubik sempurna dan hasil desimal. Metode ini melibatkan iterasi, yaitu mengulang suatu proses beberapa kali untuk mendekati solusi yang diinginkan.
Meskipun mungkin terdengar kompleks, ide dasarnya adalah kita memulai dengan tebakan awal, lalu menggunakan rumus untuk memperbaiki tebakan kita, membuat tebakan baru semakin dekat dengan nilai sebenarnya.
Untuk mencari n√A, rumus iterasi Newton-Raphson adalah:
xk+1 = xk - f(xk) / f'(xk)
Dimana f(x) = xn - A dan f'(x) = n * xn-1.
Untuk akar pangkat tiga (n=3), rumusnya menjadi:
xk+1 = xk - (xk³ - A) / (3 * xk²)
Yang bisa disederhanakan menjadi:
xk+1 = (1/3) * (2 * xk + A / xk²)
x1.x1 sebagai tebakan baru untuk menghitung x2, dan seterusnya, sampai perubahan antara xk+1 dan xk menjadi sangat kecil (mencapai tingkat akurasi yang Anda inginkan).3√30 (hingga dua angka desimal)Kita tahu 33 = 27 dan 43 = 64. Jadi, 3√30 berada di antara 3 dan 4. Mari kita gunakan tebakan awal x0 = 3.
x1 = (1/3) * (2 * x0 + A / x0²) x1 = (1/3) * (2 * 3 + 30 / 3²) x1 = (1/3) * (6 + 30 / 9) x1 = (1/3) * (6 + 3.3333...) x1 = (1/3) * (9.3333...) x1 ≈ 3.1111
x1 = 3.1111 sebagai tebakan baru.
x2 = (1/3) * (2 * x1 + A / x1²) x2 = (1/3) * (2 * 3.1111 + 30 / (3.1111)²) x2 = (1/3) * (6.2222 + 30 / 9.679...) x2 = (1/3) * (6.2222 + 3.0995...) x2 = (1/3) * (9.3217...) x2 ≈ 3.1072
x2 = 3.1072 sebagai tebakan baru.
x3 = (1/3) * (2 * x2 + A / x2²) x3 = (1/3) * (2 * 3.1072 + 30 / (3.1072)²) x3 = (1/3) * (6.2144 + 30 / 9.6546...) x3 = (1/3) * (6.2144 + 3.1073...) x3 = (1/3) * (9.3217...) x3 ≈ 3.1072
Perhatikan bahwa x2 dan x3 sudah sangat dekat. Jika kita menginginkan dua angka desimal, kita bisa berhenti di sini.
3√30 ≈ 3.11 (dibulatkan dua angka desimal).Penting: Metode Newton-Raphson memerlukan kalkulator untuk perhitungan yang akurat dalam setiap langkah iterasi. Tanpa itu, akan sangat sulit untuk mendapatkan presisi tinggi, terutama dengan bilangan yang besar atau akar desimal.
Di era modern ini, cara paling praktis dan cepat untuk menghitung akar pangkat tiga adalah menggunakan kalkulator, baik kalkulator fisik (ilmiah) maupun kalkulator online/aplikasi di perangkat digital. Ini sangat berguna untuk bilangan yang sangat besar, bilangan desimal, atau ketika Anda membutuhkan presisi tinggi.
3√ atau x1/3. Kadang-kadang, tombol ini bisa menjadi fungsi sekunder (biasanya diakses dengan menekan tombol "Shift" atau "2ndF" terlebih dahulu).= atau Enter untuk melihat hasilnya.Tips: Jika kalkulator Anda tidak memiliki tombol 3√ secara langsung, Anda bisa menghitungnya dengan menggunakan fungsi pangkat (^) atau (yx) dengan pangkat (1/3) atau 0.3333....
Misalnya, untuk 3√27, Anda bisa mengetik 27 ^ (1/3) atau 27 ^ 0.333333.
3√75.357.168 menggunakan kalkulator1. Ketik 75357168.
2. Tekan tombol 3√.
3. Hasilnya akan langsung muncul: 422.
Kelebihan metode ini: Sangat cepat, akurat, dan efisien untuk semua jenis bilangan.
Kekurangan metode ini: Anda bergantung pada alat eksternal dan tidak benar-benar memahami proses perhitungan di baliknya. Ini mungkin tidak diperbolehkan dalam ujian tertentu yang melarang penggunaan kalkulator.
Seperti yang telah disinggung sebelumnya, akar pangkat tiga memiliki relevansi di berbagai disiplin ilmu dan situasi praktis:
V, maka panjang setiap sisinya (s) adalah s = 3√V. Misalnya, jika Anda memiliki tangki air berbentuk kubus dengan volume 1000 liter (yang setara dengan 1 meter kubik), maka panjang setiap sisi tangki adalah 3√1000 = 10 desimeter atau 1 meter.V = (4/3)πr³). Untuk menemukan jari-jari (r) dari bola jika volumenya diketahui, Anda akan perlu menggunakan operasi akar pangkat tiga setelah melakukan beberapa manipulasi aljabar.Memahami dan menguasai cara menghitung akar pangkat tiga tidak hanya memperkaya pengetahuan matematika Anda, tetapi juga membekali Anda dengan keterampilan analitis yang berguna di banyak area kehidupan dan profesional.
Meskipun keduanya adalah operasi akar, ada perbedaan fundamental antara akar pangkat dua (akar kuadrat) dan akar pangkat tiga (akar kubik):
√9 berarti 2√9). Ini mencari bilangan yang dikalikan dua kali menghasilkan bilangan di bawah akar.3√27). Ini mencari bilangan yang dikalikan tiga kali menghasilkan bilangan di bawah akar.52 = 25, maka √25 = 5.53 = 125, maka 3√125 = 5.√-9 tidak ada solusi real). Hasilnya adalah bilangan imajiner.3√-8 = -2, karena (-2) x (-2) x (-2) = 4 x (-2) = -8. Ini karena mengalikan tiga bilangan negatif menghasilkan bilangan negatif.Untuk membantu Anda lebih menguasai perhitungan akar pangkat tiga, berikut adalah beberapa tips tambahan:
3√-X = -3√X. Jadi, jika Anda perlu menghitung akar pangkat tiga dari bilangan negatif, cukup hitung akar pangkat tiga dari bilangan positifnya, lalu tambahkan tanda negatif pada hasilnya. Contoh: 3√-64 = -3√64 = -4.3√0.008Metode 1: Ubah ke Pecahan
3√0.008 = 3√(8/1000) = 3√8 / 3√1000 = 2 / 10 = 0.2
Metode 2: Geser Koma Desimal
Bilangan 0.008. Untuk mendapatkan bilangan bulat, kita geser koma 3 tempat ke kanan, menjadi 8.
3√8 = 2.
Karena kita menggeser koma 3 tempat ke kanan (yaitu 3 x 1), kita harus menggeser koma pada hasilnya (2) sebanyak 1 tempat ke kiri.
Jadi, 2 menjadi 0.2.
3√-1253√-125 = -3√125 = -5
Uji pemahaman Anda dengan mencoba menyelesaikan soal-soal berikut. Setelah Anda mencoba menyelesaikannya secara manual, Anda bisa memeriksa jawabannya di bagian bawah atau menggunakan kalkulator.
3√643√7293√13313√27443√33753√58323√80003√92613√156253√297913√689213√1038233√0.0643√-2163√17280003√64 = 4 (Karena 4 x 4 x 4 = 64)3√729 = 9 (Karena 9 x 9 x 9 = 729)3√1331 = 11 (Karena 11 x 11 x 11 = 1331)3√2744 = 14 (Karena 14 x 14 x 14 = 2744)3√3375 = 15 (Karena 15 x 15 x 15 = 3375)3√5832 = 18 (Karena 18 x 18 x 18 = 5832)3√8000 = 20 (Karena 20 x 20 x 20 = 8000)3√9261 = 21 (Karena 21 x 21 x 21 = 9261)3√15625 = 25 (Karena 25 x 25 x 25 = 15625)3√29791 = 31 (Menggunakan trik cepat: digit terakhir 1 -> akar 1; bagian sisa 29 -> 3^3=27 <= 29. Jadi 31)3√68921 = 41 (Menggunakan trik cepat: digit terakhir 1 -> akar 1; bagian sisa 68 -> 4^3=64 <= 68. Jadi 41)3√103823 = 47 (Menggunakan trik cepat: digit terakhir 3 -> akar 7; bagian sisa 103 -> 4^3=64, 5^3=125. Ambil 4. Jadi 47)3√0.064 = 0.4 (3√(64/1000) = 4/10 = 0.4)3√-216 = -6 (Karena 3√216 = 6, maka untuk negatif hasilnya juga negatif)3√1728000 = 120 (Kita tahu 3√1728 = 12. Karena ada tiga nol di belakang, kita bagi nol tersebut dengan 3, hasilnya satu nol. Jadi 12 diikuti satu nol menjadi 120)Menghitung akar pangkat tiga adalah keterampilan matematika yang berharga, dengan aplikasi yang meluas dari geometri dasar hingga bidang teknik dan ilmiah yang lebih kompleks. Meskipun mungkin tampak menakutkan pada awalnya, dengan memahami konsep dasar dan melatih berbagai metode yang telah kita bahas, Anda dapat menguasai perhitungan ini dengan percaya diri.
Kami telah menjelajahi metode estimasi dan uji coba untuk pendekatan cepat, metode faktorisasi prima untuk keakuratan sistematis, trik cepat berbasis pola digit untuk bilangan kubik sempurna yang lebih besar, dan metode iteratif Newton-Raphson untuk presisi tinggi pada bilangan non-kubik sempurna. Masing-masing metode memiliki kekuatan dan kelemahannya sendiri, dan pemilihan metode yang tepat seringkali bergantung pada konteks masalah dan sumber daya yang tersedia.
Ingatlah bahwa kuncinya adalah latihan yang konsisten. Mulailah dengan bilangan yang lebih kecil, secara bertahap tantang diri Anda dengan angka yang lebih besar dan lebih kompleks, dan selalu gunakan kalkulator untuk memverifikasi jawaban Anda sampai Anda merasa nyaman dengan proses manualnya. Dengan dedikasi, Anda akan segera menemukan bahwa menghitung akar pangkat tiga adalah tugas yang mudah dan memuaskan. Selamat berlatih!