MATEMATIKA KELAS 12 BAB 3 — KOMBINATORIK


MATEMATIKA KELAS 12 KURIKULUM MERDEKA

BAB 3 — KOMBINATORIK

Kaidah Pencacahan dan Peluang


A. Pengertian Kombinatorik

Kombinatorik adalah cabang matematika yang mempelajari cara menghitung banyaknya kemungkinan atau susunan suatu objek tanpa harus menuliskan semua kemungkinan satu per satu.

Dalam kehidupan sehari-hari, kombinatorik dapat digunakan untuk menjawab pertanyaan seperti:

  • Berapa banyak cara memilih ketua dan wakil kelas?

  • Berapa banyak susunan angka yang dapat dibuat?

  • Berapa banyak cara memilih beberapa siswa dari suatu kelompok?

  • Berapa banyak kemungkinan hasil pelemparan dadu?

  • Berapa peluang mendapatkan angka tertentu?

Kombinatorik berkaitan erat dengan kaidah pencacahan dan peluang.


B. Kaidah Pencacahan

Kaidah pencacahan adalah aturan untuk menentukan banyaknya kemungkinan suatu kejadian.

Dua aturan dasar dalam kaidah pencacahan adalah:

  1. Aturan penjumlahan

  2. Aturan perkalian


C. Aturan Penjumlahan

Aturan penjumlahan digunakan ketika terdapat beberapa pilihan yang tidak dilakukan secara bersamaan atau merupakan pilihan alternatif.

Jika:

  • kejadian pertama dapat dilakukan dengan m cara

  • kejadian kedua dapat dilakukan dengan n cara

dan keduanya tidak dapat dilakukan secara bersamaan, maka banyak cara:

m + n

Contoh 1

Di kantin tersedia:

  • 5 jenis makanan

  • 4 jenis minuman

Seorang siswa hanya memilih satu jenis makanan atau satu jenis minuman.

Banyak pilihan:

5 + 4 = 9

Jadi, ada 9 pilihan.

Contoh 2

Seorang siswa dapat mengikuti:

  • 3 kegiatan olahraga, atau

  • 4 kegiatan seni.

Jika hanya boleh memilih satu kegiatan, banyak pilihan:

3 + 4 = 7 kegiatan


D. Aturan Perkalian

Aturan perkalian digunakan apabila suatu kegiatan dilakukan melalui beberapa tahap.

Jika:

  • tahap pertama dapat dilakukan dengan m cara

  • tahap kedua dapat dilakukan dengan n cara

maka banyak cara melakukan kedua tahap tersebut:

m × n

Contoh 3

Aziz mempunyai:

  • 3 kemeja

  • 2 celana

Berapa banyak pasangan pakaian yang dapat dibuat?

Penyelesaian:

Kemeja = 3 pilihan

Celana = 2 pilihan

Banyak pasangan:

3 × 2 = 6

Jadi terdapat 6 pasangan pakaian.


E. Diagram Pohon

Diagram pohon dapat digunakan untuk membantu menentukan banyak kemungkinan.

Misalnya terdapat:

  • 2 pilihan makanan

  • 3 pilihan minuman

Maka:

2 × 3 = 6 kemungkinan

Diagram pohon akan menunjukkan setiap makanan dapat dipasangkan dengan ketiga pilihan minuman.


F. Faktorial

Faktorial digunakan dalam banyak perhitungan kombinatorik.

Faktorial suatu bilangan n ditulis:

n!

dan berarti:

n! = n × (n − 1) × (n − 2) × ... × 2 × 1

Contoh:

5! = 5 × 4 × 3 × 2 × 1 = 120

Beberapa faktorial penting

  • 1! = 1

  • 2! = 2

  • 3! = 6

  • 4! = 24

  • 5! = 120

  • 6! = 720

  • 7! = 5.040

Selain itu:

0! = 1


G. Permutasi

Permutasi adalah penyusunan beberapa objek dengan memperhatikan urutan.

Kata kunci permutasi:

URUTAN DIPERHATIKAN

Misalnya:

AB berbeda dengan BA.


H. Permutasi Semua Unsur

Jika terdapat n objek berbeda dan semuanya akan disusun, banyak permutasinya:

P = n!

Contoh 4

Ada 4 buku berbeda:

A, B, C, dan D.

Berapa banyak susunan buku yang dapat dibuat?

P = 4!

= 4 × 3 × 2 × 1

= 24

Jadi ada 24 susunan.


I. Permutasi Sebagian Unsur

Jika dari n objek dipilih r objek dan urutannya diperhatikan:

P(n,r) = n!/(n − r)!

Contoh 5

Dari 5 siswa akan dipilih:

  • ketua

  • wakil

Karena jabatan ketua dan wakil berbeda, maka urutan/peran diperhatikan.

Banyak cara:

P(5,2) = 5!/(5 − 2)!

= 5!/3!

= (5 × 4 × 3!)/3!

= 20

Jadi ada 20 cara.


J. Permutasi dengan Unsur yang Sama

Jika terdapat beberapa objek yang sama, rumusnya:

P = n!/(k₁! × k₂! × ...)

Contoh 6

Berapa banyak susunan huruf dari kata:

MAMA

Huruf:

  • M = 2

  • A = 2

Jumlah seluruh huruf = 4.

Maka:

P = 4!/(2! × 2!)

= 24/(2 × 2)

= 6

Jadi terdapat 6 susunan berbeda.


K. Permutasi Melingkar

Permutasi melingkar digunakan ketika objek disusun membentuk lingkaran.

Rumus:

P = (n − 1)!

Contoh 7

Enam siswa duduk mengelilingi meja bundar.

Berapa banyak susunan tempat duduk yang mungkin?

P = (6 − 1)!

= 5!

= 120

Jadi terdapat 120 susunan.


L. Kombinasi

Kombinasi adalah pemilihan beberapa objek yang tidak memperhatikan urutan.

Kata kunci kombinasi:

URUTAN TIDAK DIPERHATIKAN

Contoh:

Memilih siswa A dan B sama dengan memilih siswa B dan A.

Rumus:

C(n,r) = n!/[r!(n − r)!]


M. Contoh Kombinasi

Contoh 8

Dari 5 siswa akan dipilih 2 siswa untuk mengikuti lomba.

Karena hanya memilih anggota dan tidak ada jabatan, urutan tidak diperhatikan.

Maka:

C(5,2) = 5!/[2!(5 − 2)!]

= 5!/(2! × 3!)

= (5 × 4 × 3!)/(2 × 1 × 3!)

= 20/2

= 10

Jadi terdapat 10 cara.


N. Perbedaan Permutasi dan Kombinasi

Ini merupakan bagian yang sangat penting.

PermutasiKombinasi
Urutan diperhatikanUrutan tidak diperhatikan
AB ≠ BAAB = BA
Menentukan ketua dan wakilMemilih anggota kelompok
Menyusun siswaMemilih siswa
P(n,r) = n!/(n−r)!C(n,r) = n!/[r!(n−r)!]

Cara mudah mengingat:

Permutasi = posisi/jabatan penting.

Kombinasi = hanya memilih.


O. Peluang

Peluang adalah ukuran yang menunjukkan seberapa besar kemungkinan suatu kejadian terjadi.

Nilai peluang berada pada:

0 ≤ P(A) ≤ 1

Keterangan:

  • P(A) = 0 → kejadian mustahil

  • P(A) = 1 → kejadian pasti

  • Semakin dekat dengan 1 → kemungkinan semakin besar


P. Ruang Sampel

Ruang sampel adalah himpunan seluruh kemungkinan hasil suatu percobaan.

Dilambangkan dengan:

S

Sedangkan banyak anggota ruang sampel ditulis:

n(S)

Contoh 9

Sebuah dadu dilempar satu kali.

Kemungkinan hasil:

S = {1, 2, 3, 4, 5, 6}

Maka:

n(S) = 6


Q. Kejadian

Kejadian adalah bagian dari ruang sampel yang menjadi perhatian.

Misalnya pada pelemparan dadu:

Kejadian mendapatkan bilangan genap:

A = {2, 4, 6}

Maka:

n(A) = 3


R. Rumus Peluang

Jika setiap hasil memiliki kemungkinan yang sama, maka:

P(A) = n(A)/n(S)

Keterangan:

  • P(A) = peluang kejadian A

  • n(A) = banyak hasil yang mendukung A

  • n(S) = banyak seluruh kemungkinan


S. Contoh Peluang Dadu

Sebuah dadu dilempar satu kali.

Tentukan peluang mendapatkan bilangan genap.

Ruang sampel:

S = {1, 2, 3, 4, 5, 6}

Bilangan genap:

A = {2, 4, 6}

Maka:

n(A) = 3

n(S) = 6

P(A) = 3/6

= 1/2

Jadi peluang mendapatkan bilangan genap adalah 1/2.


T. Peluang pada Koin

Sebuah koin memiliki dua kemungkinan:

S = {angka, gambar}

Maka:

n(S) = 2

Peluang muncul angka:

P(A) = 1/2

Jadi peluang muncul angka adalah:

1/2


U. Peluang Komplemen

Komplemen suatu kejadian A adalah kejadian A tidak terjadi.

Ditulis:

Aᶜ

Rumus:

P(Aᶜ) = 1 − P(A)

Contoh 10

Peluang seorang siswa datang terlambat adalah 1/5.

Maka peluang siswa tidak terlambat:

P(Aᶜ) = 1 − 1/5

= 4/5


V. Peluang Dua Kejadian Saling Lepas

Dua kejadian dikatakan saling lepas jika keduanya tidak dapat terjadi secara bersamaan.

Jika A dan B saling lepas:

P(A ∪ B) = P(A) + P(B)

Contoh 11

Sebuah dadu dilempar.

A = mendapatkan angka 1.

B = mendapatkan angka 6.

Kedua kejadian tidak dapat terjadi bersamaan.

Maka:

P(A) = 1/6

P(B) = 1/6

P(A ∪ B)

= 1/6 + 1/6

= 1/3


W. Peluang Kejadian Tidak Saling Lepas

Jika dua kejadian dapat terjadi secara bersamaan, maka:

P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)

Keterangan:

  • A ∪ B = A atau B terjadi

  • A ∩ B = A dan B terjadi

Contoh 12

Dari sebuah dadu:

A = bilangan genap = {2, 4, 6}

B = bilangan lebih dari 3 = {4, 5, 6}

Maka:

A ∩ B = {4, 6}

P(A) = 3/6

P(B) = 3/6

P(A ∩ B) = 2/6

Sehingga:

P(A ∪ B)

= 3/6 + 3/6 − 2/6

= 4/6

= 2/3


X. Peluang Kejadian Saling Bebas

Dua kejadian dikatakan saling bebas jika terjadinya satu kejadian tidak memengaruhi kejadian lainnya.

Rumus:

P(A ∩ B) = P(A) × P(B)

Contoh 13

Sebuah koin dan sebuah dadu dilempar secara bersamaan.

Peluang muncul:

  • angka pada koin

  • angka 6 pada dadu

adalah:

P = 1/2 × 1/6

= 1/12


Y. Peluang Bersyarat

Peluang bersyarat adalah peluang suatu kejadian terjadi dengan syarat kejadian lainnya telah terjadi.

Ditulis:

P(A|B)

dan dirumuskan:

P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)

dengan P(B) ≠ 0.

Materi ini membantu kita memahami peluang ketika informasi tambahan sudah diketahui.


Z. Contoh Soal Gabungan

Dalam sebuah kelas terdapat 30 siswa.

  • 18 siswa mengikuti Pramuka.

  • 12 siswa mengikuti Futsal.

  • 7 siswa mengikuti keduanya.

Tentukan banyak siswa yang mengikuti Pramuka atau Futsal.

Gunakan:

n(A ∪ B) = n(A) + n(B) − n(A ∩ B)

= 18 + 12 − 7

= 23 siswa

Jika seorang siswa dipilih secara acak, peluang siswa tersebut mengikuti Pramuka atau Futsal adalah:

P(A ∪ B) = 23/30

Jadi peluangnya:

23/30


RANGKUMAN RUMUS

MateriRumus
Aturan penjumlahanm + n
Aturan perkalianm × n
Faktorialn! = n(n−1)...1
Permutasi semua unsurn!
Permutasi sebagianP(n,r) = n!/(n−r)!
Permutasi unsur saman!/(k₁!k₂!... )
Permutasi melingkar(n−1)!
KombinasiC(n,r) = n!/[r!(n−r)!]
PeluangP(A) = n(A)/n(S)
KomplemenP(Aᶜ) = 1 − P(A)
GabunganP(A∪B) = P(A)+P(B)−P(A∩B)
Kejadian bebasP(A∩B) = P(A)×P(B)
Peluang bersyaratP(A|B) = P(A∩B)/P(B)

CONTOH SOAL AKHIR

Soal

Dari 8 siswa, akan dipilih 3 siswa untuk menjadi anggota tim lomba.

Berapa banyak cara memilih 3 siswa tersebut?

Penyelesaian

Karena hanya memilih anggota tim dan urutan tidak diperhatikan, maka menggunakan kombinasi.

C(8,3)

= 8!/[3!(8−3)!]

= 8!/(3! × 5!)

= (8 × 7 × 6 × 5!)/(3 × 2 × 1 × 5!)

= (8 × 7 × 6)/6

= 56

Jadi, terdapat 56 cara memilih 3 siswa.


LATIHAN SISWA

Kerjakan dengan langkah-langkah yang lengkap!

Soal 1 — Aturan Perkalian

Seorang siswa memiliki 4 pilihan kemeja dan 3 pilihan celana.

Berapa banyak kombinasi pakaian yang dapat dibuat jika siswa memilih satu kemeja dan satu celana?


Soal 2 — Permutasi

Dari 6 siswa, akan dipilih seorang ketua, wakil ketua, dan sekretaris.

Berapa banyak susunan kepengurusan yang dapat dibuat?


Soal 3 — Kombinasi

Dari 8 siswa, akan dipilih 3 siswa untuk mengikuti lomba Matematika.

Berapa banyak cara memilih ketiga siswa tersebut?


Soal 4 — Peluang

Sebuah dadu dilempar satu kali.

Tentukan peluang muncul:

a. Bilangan ganjil
b. Bilangan lebih dari 4
c. Bilangan prima


Soal 5 — HOTS

Dalam sebuah kotak terdapat 5 bola merah, 3 bola biru, dan 2 bola hijau. Satu bola diambil secara acak.

Tentukan:

a. Banyak seluruh bola.
b. Peluang mendapatkan bola merah.
c. Peluang mendapatkan bola biru atau hijau.
d. Peluang tidak mendapatkan bola merah.

Petunjuk: Tentukan terlebih dahulu ruang sampel dan banyak anggota setiap kejadian.

Komentar

Postingan populer dari blog ini

PAI Kelas 10 Bab 1: Meraih Kesuksesan dengan Kompetisi dalam Kebaikan dan Etos Kerja:

PAI Kelas 11 Bab 1

LAGU PEMBELAJARAN BAHASA ARAB