Problems and Solutions Borneo Math Online Contest 9

ASTRAMATIK BMOC

Borneo Math Online Contest merupakan lomba yang diperuntukkan semua grade yang diadakan pada saat pandemi covid-19. Soal-soal lomba ini diambil dari lomba matematika di berbagai negara di dunia. Soal-soal yang dipilih merupakan soal-soal standart yang biasa digunakan dilomba-lomba OSN dan lomba-lomba matematika yang ada di Indonesia. Untuk anak-anak yang ingin mengembangkan kemampuan problem solving, kreatifitas dan menambah wawasan tentang matematikan, soal-soal BMOC sangat pas untuk itu.

Berikut ini adalah soal dan pembahasan BMOC 9, semoga bermanfaat.

1. Diketahui bilangan \(4\) digit berbeda \(BMOC\) dimana \(B\) dan \(M\) tidak boleh \(0\) dan memenuhi

Tentukan berapa banyak bilangan \(BMOC\) yang memenuhi?


\(BMOC\) dapat ditulis menjadi \(1000B + MOC\)
\(MOCB\) dapat ditulis menjadi \(10MOC + B\)
Kita kurangkan keduanya, diperoleh
\(999B – 9MOC = 1512\) (kedua ruas dibagi 9)
\(111B – MOC = 168\)
Karena \(M\) tak nol, maka nilai \(B\) yang memenuhi \(B > 2\)
Untuk \(B = 3\) diperoleh \(MOC = 333 – 168 = 165\) (memenuhi karena digitnya berbeda)
Untuk \(B = 4 \)diperoleh \(MOC = 444 – 168 = 276\) (memenuhi karena digitnya berbeda)
Untuk \(B = 5\) diperoleh \(MOC = 555 – 168 = 387\) (memenuhi karena digitnya berbeda)
Untuk \(B = 6\) diperoleh \(MOC = 666 – 168 = 498\) (memenuhi karena digitnya berbeda)
Untuk \(B = 7\) diperoleh \(MOC = 777 – 168 = 609\) (memenuhi karena digitnya berbeda)
Untuk \(B = 8\) diperoleh \(MOC = 888 – 168 = 720\) (memenuhi karena digitnya berbeda)
Untuk \(B = 9\) diperoleh \(MOC = 999 – 168 = 831\) (memenuhi karena digitnya berbeda)
Bilangan BMOC yang memenuhi \(3165, 4276, 5387, 6498, 7609, 8720, 9831\) yaitu sebanyak \(7\) bilangan.


2. Suatu bilangan asli n dapat dihasilkan dari penjumlahan bilangan-bilangan asli lainnya. Contoh: Banyaknya bentuk penjumlahan yang menghasilkan bilangan\(4\) ada \(5\) yaitu \((4), (3 + 1), (2 + 2), (2 + 1 + 1), (1 + 1 + 1 + 1)\) . Untuk bentuk \(2 + 1 + 1, 1 + 2 + 1, 1 + 1 + 2\) terhitung hanya sekali. Tentukan berapa banyak penjumlahan yang menghasilkan bilangan \(7\).


Kita urutkan mulai dari bilangan terbesar
\(7\)
\(6 + 1\)
\(5 + 2\)
\(5 + 1 + 1\)
\(4 + 3\)
\(4 + 2 + 1\)
\(4 + 1 + 1 + 1\)
\(3 + 3 + 1\)
\(3 + 2 + 2\)
\(3 + 2 + 1 + 1\)
\(3 + 1 + 1 + 1 + 1\)
\(2 + 2 + 2 + 1\)
\(2 + 2 + 1 + 1 + 1\)
\(2 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1\)
\(1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1\)
Jadi banyak penjumlahan yang menghasilkan bilangan \(7\) ada \(15\)


3. Tentukan jumlah semua bilangan \(3\) digit yang dapat dibentuk dari angka \(1, 2, 3\) dan \(4\). Susunan angkanya boleh berulang.


Karena boleh berulang maka banyak cara menyusun bilangan \(3\) digit dari angka \(1, 2, 3\), dan \(4\) ada \(4 \times 4 \times 4 = 64\) cara.
Dari \(64\) cara terbagi menjadi \(4\) bagian, masing-masing angka \(1, 2, 3\) dan \(4\) menempati angka ratusan, puluhan dan satuan sebanyak \(16\) kali, maka jumlah semua angka yang terbentuk adalah:
\(16 ( 1 + 2 + 3 + 4)\times 100 + 16 (1 + 2 + 3 + 4) \times 10 +  (1 + 2 + 3 + 4)\)
\(= 160 \times 100 + 60 \times 10 + 160\)
\(= 16000 + 1600 + 160\)
\(= 17760\)
Jadi jumlah semua bilangan adalah \(17760\)


4. Diberikan bilangan satu digit berbeda \( A, B, C, D, E, X\)dan \(Y\)  dan memenuhi:
\(A + B + C + D + E = \overline{XY}\)
Jika \(\overline {XY}\) bernilai maksimum maka tentukan berapakah nilai dari \(Y\) .


Karena nilai dari \(\overline {XY}\)  maksimum maka kita pilih nilai \( A, B, C, D, E\)  maksimum. Kita coba menggunakan trial and error.

nilai maksimum \(\overline {XY}\) ketika \( A = 9, B = 8, C = 6, D = 5, E = 4\) . Jumlah \(A + B + C + D + E = 32\) dimana digit-digit tidak ada yang berulang. Jadi nilai \(Y\) yang memenuhi adalah \(2\).


5. Sebuah segitiga \(ABC\)  memiliki panjang sisi \(AB = 5, BC = 4\),dan \(AC > 3\) . Jika luas segitiga adalah \(6 cm^2\) . Tentukan kuadrat panjang \(CA\)


Luas \(ABC = \frac {1}{2} \times BC \times AD = 6 ⇒ \frac {1}{2} \times 4 \times AD = 6 ⇒ AD = 3\) cm.
Selanjutnya mencari panjang \(BD\) menggunakan rumus pythagoras
\(BD = \sqrt {5^2 – 3^2} = \sqrt {16} = 4\)cm.
Dengan demikian panjang \(AC\) adalah 
\(AC = \sqrt {AD^2 + DC^2} = \sqrt {3^2 + 8^2} = \sqrt {9 + 64} = \sqrt {73}\)


6. Dalam lemari kaos kaki berisi \(9\) kaos kaki putih, \(20\) biru dan \(k\) hitam. Wawan ingin mengambil dua buah kaos kaki secara acak satu persatu tanpa pengembalian. Peluang terpilihnya keduanya kaos kaki berwarna hitam adalah \(\frac{1}{30}\) . Tentukan banyaknya kaos kaki hitam yang terdapat dalam lemari.


Peluang terambilnya keduanya berwarna hitam
\(P = \frac {k(k -1)}{(29 + k)(28 + k)} = \frac {1}{30}\)
\(⇒ k (k – 1) 30 = (29 + k)(28 + k)\)
\(⇒ 30k^2 – 30k = 812 + 57k + k^2\)
\(⇒ (29k + 116)(k – 7) = 0\)
Nilai \(k\) yang memenuhi adalah \(7\). Jadi banyaknya kaos kaki hitam yang terdapat dalam lemari adalah \(7\) kaos kaki.


Baca juga Problems and Solutions Borneo Math Online Contest 8


7. Tentukan nilai dari:
\(\frac {(13,75 + 9 \frac{1}{6}) \times 1,2}{(10,3 – 8 \frac{1}{2})\times \frac{5}{9}} + \frac {(6,8 – 3 \frac{3}{5}) \times 5 \frac{5}{6}}{(3 \frac{2}{3} – 3 \frac{1}{6})\times 56} – 27 \frac {1}{6}\)


\(\frac {(13,75 + 9 \frac{1}{6}) \times 1,2}{(10,3 – 8 \frac{1}{2})\times \frac{5}{9}} + \frac {(6,8 – 3 \frac{3}{5}) \times 5 \frac{5}{6}}{(3 \frac{2}{3} – 3 \frac{1}{6})\times 56} – 27 \frac {1}{6}\)
\( = \frac {(13 \frac{3}{4} + 9 \frac{1}{6}) \times \frac{6}{5}}{(10,3 – 8,5)\times \frac{5}{9}} + \frac {(6 \frac{4}{5} – 3 \frac{3}{5}) \times 5 \frac{5}{6}}{(3 \frac{2}{3} – 3 \frac{1}{6})\times 56} – 27 \frac {1}{6}\)
\( = \frac {(\frac{55}{4} + \frac {55}{6}) \times \frac {6}{5}}{(1,8) \times \frac{5}{9}} + \frac {(\frac{34}{5} – \frac{18}{5}) \times \frac{35}{6}}{(\frac{11}{3} – \frac{19}{6})\times 56} – \frac {163}{6}\)
\( = \frac {(\frac{33}{2} + 11)}{(\frac{18}{10}) \times \frac {5}{9}} + \frac {(\frac{16}{5}) \times \frac{35}{6}}{(\frac{3}{6}) \times 56} – \frac {163}{6}\)
\( = \frac {\frac{55}{2}}{1} + \frac {\frac {56}{3}}{28} – \frac {163}{6}\)
\( = \frac {55}{2} + \frac {2}{3} – \frac {163}{6} = \frac {165 + 4}{6} – \frac {163}{6} = \frac {6}{6} = 1\)


8. Diketahui \(x – \sqrt {\frac{20}{x}} = 7, x ≠ 0\).
Tentukan nilai dari \(\sqrt {5x} – x \)


\(x – \sqrt {\frac{20}{x}} = 7\)  (kalikan kedua ruas dengan \(\sqrt{x}\))
\(⇒ x \sqrt{x} – \sqrt {20} = 7 \sqrt {x}\)
\(⇒ x \sqrt{x} –  2\sqrt {5} = 5 \sqrt {x} + 2 \sqrt {x}\)
\(⇒ x \sqrt{x} –  5\sqrt {x} = 2 \sqrt {5} + 2 \sqrt {x}\)
\(⇒ \sqrt{x}(x – 5) = 2(\sqrt {5} + \sqrt {x})\)
\(⇒ \sqrt{x}(\sqrt{x} – \sqrt{5})(\sqrt{x} + \sqrt{5}) = 2(\sqrt {5} + \sqrt {x}\)
\(⇒ \sqrt{x}(\sqrt{x} – \sqrt{5})= 2\)
\(⇒ \sqrt {5x} – x = -2 \)
Jadi nilai dari \(\sqrt {5x} – x \) adalah \( -2\)


9. Diketahui segienam beraturan \(ABCDEF\) dengan panjang sisi \(6\). Tentukan kuadrat dari luas daerah yang diarsir.


Misalkan luas segitiga kecil ujung bawah yang diarsir adalah \(x\) , maka \(x = \frac {1}{4} (2)^2 \sqrt {3} = \sqrt {3}\)
Dengan menggunakan perbandingan luas segitiga yang  saling sebangun maka kita peroleh luas pada segienam \(ABCDEF\) daerah yang diarsir adalah \(7x + 11x + 9x\).
\(7x + 11x + 9x = 27x = 27 \sqrt{3}\).
Luas daerah yang dairsir pada segienam beraturan adalah \(27 \sqrt{3}\).
Jadi kuadrat luasnya adalah \((27 \sqrt{3})^2 = 2187\).

Ket: Untuk mempelajari lebih lanjut bagaimana bisa  mendapatkan nilai \(3x, 5x, 7x, 9x\) dan \(11x\) . Bisa mempelajari hubungan panjang sisi dan luas segitiga sebangun atau bisa juga dengan partisi gambar.


10. Perhatikan gambar berikut! Diketahui panjang sisi persegi besar, sedang dan kecil berturut-turut adalah \(3, 2\), dan \(1\). Tentukan luas daerah yang diarsir.


• Dari \(ΔCDL ≈ ΔADJ\) diperoleh perbandingan
\(\frac {CL}{AJ} = \frac{CD}{AD} ⇒ CL = \frac{CD}{AD}. AJ = \frac{1}{6} . 3 = \frac {1}{2}\)

• Dari \(ΔBDM ≈ ΔADJ\) diperoleh perbandingan
\(\frac {BM}{AJ} = \frac{BD}{AD} ⇒ BM = \frac{BD}{AD}. AJ = \frac{3}{6} . 3 = \frac {3}{2}\)

• \(L_3 = \frac {1}{2} CD . CL = \frac {1}{2}(1)(\frac{1}{2}) = \frac {1}{4}\)

• Luas \(BCLM = \frac{(CL + BM)BC}{2} = \frac {(\frac{1}{2}+\frac{3}{2})2}{2} = 2\)

• Luas \(L_2 = Luas BCGH – Luas BCLM = 4 – 2 = 2\)

• Luas \(L_1 = Luas ADJ – Luas BCLM – Luas L_3 =  \frac{1}{2} . 63 – 2 – \frac {1}{4} = 9 – 2 – \frac{1}{4} = 6 \frac{3}{4}\)

Jadi luas daerah yang diarsir adalah \(L_1 + L_2 + L_3 = 6 \frac{3}{4} + 2 + \frac{1}{4} = 9\)


11. Sebuah handphone merk X terisi baterai \(100\%\). Baterai akan habis jika
• Menonton video non stop selama \(5\) jam
• \(8\) jam digunakan untuk berkomunikasi
• \(20\) Jam dibiarkan dalam keadaan hidup
• \(40\) Jam mode pesawat
Baterai berkurang dalam tingkat yang konstan. Pada mulanya baterai HP X terisi penuh \(100\%\). \(1\) jam digunakan menonton video, \(1\) jam dibiarkan di saku celana, \(1\) jam digunakan untuk berkomunikasi, setelah itu HP X di atur ke mode pesawat. Berapa menit waktu tersisa dalam mode pesawat sampai baterai habis.


\(A\) = daya tahan nonton video \(=\frac{1}{5}\)
\(B\) = daya tahan komunikasi \(=\frac{1}{8}\)
\(C\) = daya tahan dibiarkan \(=\frac{1}{20}\)
\(D\) = daya tahan mode pesawat \(=\frac{1}{40}\)
\(1\) disini maksudnya adalah baterai dalam keadaan penuh, Jadi \(\frac{1}{5}\) artinya baterai penuh habis dalam waktu \(5\) jam.
\(1A + 1B + 1C + nD = 1\)
\(\frac {1}{5} + \frac {1}{8} + \frac{1}{20} + n (\frac{1}{40}) = 1\)
\(\frac {8+5+2}{40} + \frac {n}{40} = 1\)
\(\frac{15}{40} + \frac{n}{40} = \frac{40}{40}\)
\(n = 25\) jam = \(1500\) menit


12. Gambar di bawah ini adalah gambar segi lima tak beraturan. Dari titik \(O\) ditarik garis ke tiap sisi segilima sedemikian sehingga membagi dua sisi sama besar. Jika luas daerah masing masing tertera di tiap bagiannya maka tentukan luas \(A – B\)


Dari segitiga yang ditunjuk arah anak panah diperoleh \(A = 2 + B ⇒ A – B = 2\)
Jadi nilai dari \(A – B = 2\)


13. Diketahui Sebuah bilangan \(8\) digit merupakan kelipatan \(73\) dan juga kelipatan \(137\). Jika digit ke-dua dari kiri adalah \(7\), maka digit ke-enam dari kiri adalah …


Karena \(73\) dan \(137\) bilangan prima maka bilangan \(8\) digit tersebut juga habis dibagi \(73 \times 137 = 10001\)
Untuk menghasilkan bilangan \(8\) digit dan habis dibagi \(10001\) maka kita perkalikan \(\overline{abcd}\)  dengan \(10001\) hasilnya adalah \(\overline{abcdabcd}\)
Dengan demikian bilangan berbentuk \(\overline{abcdabcd}\) pasti merupakan bilangan kelipatan \(73\) dan juga kelipatan \(137\). Digit ke-dua dari kiri adalah \(c\)  dan digit ke-enam dari kiri adalah \(c\). Jadi dapat disimpulkan bahwa jika digit ke-dua dari kiri adalah \(7\), maka digit ke-enam dari kiri adalah \(7\).


14. Tentukan banyaknya solusi \((x, y)\) dimana \(x\) dan \(y\) bilangan bulat dan memenuhi persamaan:
\(2x^2 + 3y^2 + 2x + 3y = 10\)


\(2x^2 + 3y^2 + 2x + 3y = 10\)
\(⇒ 2x^2 + 2x + \frac{2}{4} + 3y^2 + 3y + \frac{3}{4} = 10 + \frac{2}{4} + \frac{3}{4}\)
\(⇒ 2(x^2 + x + \frac{1}{4}) + 3(y^2 + y + \frac{1}{4} = 10 + \frac{2}{4} + \frac{3}{4}\)
\(⇒ 2(x + \frac{1}{2})^2 + 3(y + \frac {1}{2})^2 = \frac {45}{4}\)    (kedua ruas dikali 4)
\(2(2x + 1)^2 + 3(2y + 1)^2 = 45\)
Diperoleh \((2x + 1)^2 = 9\)  dan \((2y + 1)^2 = 9\)
Untuk \(2x + 1 = 3, x = 1\)  dan untuk \(2x + 1 = -3, x = -2\)   ada \(2\) nilai \(x\) yaitu \(1\) dan \(-2\). Demikian juga untuk \((2y + 1)^2 = 9\)  ada dua nilai \(y\) yang memenuhi yaitu \(1\) dan \(-2\).
Jadi banyaknya pasangan \((x, y)\) yang memenuhi adalah \( 2 \times 2 = 4\)  pasang.


15. Diketahui adalah bilangan positif yang memenuhi:
\(a + a.b = 50\)
\(\frac{9}{a} = \frac{2}{b + 1}\)
Jika nilai dari \(a + b = \frac{x}{y}\)  dimana \(x, y\) saling prima maka nilai dari \(x + y\) adalah …


\(\frac{9}{a} = \frac{2}{b + 1} ⇒ \frac{9}{2} = \frac {a}{b + 1}\)
Kita bisa misalkan  dan \(a = 9k\) , dan \(b + 1 = 2k\) dari ;
\(a (1 + b) = 50\)
\(9k(2k) = 50\)
\(18k^2 = 50 ⇒ k^2 = \frac{50}{18} = \frac{25}{9} ⇒ k = \frac {5}{3}\)
Selanjutnya
\(a + b = 9k + 2k – 1 = 11k – 1 = 11 (\frac{5}{3}) – \frac{3}{3} = \frac {52}{3}\)
Karena nilai \(a + b = \frac {x}{y} = \frac {52}{3}\) maka nilai dari \(x + y\)  adalah \(52 + 3 = 55\).


16. Disediakan cat berwarna merah, kuning dan hijau, akan digunakan untuk mewarnai kotak di bawah ini dengan syarat kotak yang saling bertetangga harus berbeda warna. Dua kotak dikatakan saling bertetangga jika terdapat satu sisi persekutuan. Tentukan banyak perwarnaan yang bisa dilakukan.


Perhatikan gambar (1) terlihat bahwa \(A\) dan \(D\) berwarna sama karena pilihan warna di \(A\) tidak boleh sama di \(B\) atau \(C\), namun bisa juga \(A\) dan \(D\) berbeda warna  yaitu pada gambar (2). Jadi banyak pilihan warna adalah \(2^4 \times 3 + 2^3 \times 3 = 48 + 24 = 72\)  cara


17. Diketahui \(4a = 25b\) dan memenuhi:
\(KPK (a, b) + FPB (a, b) = 2020\)
Tentukan nilai dari \(a – b\)?


\(4a = 25b\) maka kita misalkan \(a = 25k\) dan \(b = 4k\) , maka
\(KPK (a, b) = KPK (25k, 4k) = 100k\)
\(FPB (a, b) = FPB (25k, 4k) = k\)
Diperoleh:
\(KPK (a, b) + FPB (a, b) = 100k + k = 101k\)
\(101k = 2020\)
\(k = 20\)
Jadi nilai \(a – b = 25k – 4k = 21k = 21(20) = 420\)


18. Diketahui \(x\) dan \(y\) bilangan positif dan memenuhi persamaan:
\(\frac {x – y}{x \sqrt{y} + y \sqrt{x}} = \frac {1}{\sqrt{x}}\)
Tentukan nilai dari \(\frac {x}{y}\)


\(\frac {x – y}{x \sqrt{y} + y \sqrt{x}} = \frac {(\sqrt{x})^2 – (\sqrt{y})^2}{(\sqrt{x})^2 \sqrt{y} + (\sqrt{y})^2 \sqrt{x}}  = \frac {1}{\sqrt{x}}\)
\(⇒ \frac {(\sqrt{x} – \sqrt{y})(\sqrt{x}+\sqrt{y})}{\sqrt{x}\sqrt{y}(\sqrt{x}+\sqrt{y})} = \frac {1}{\sqrt{x}}\)
\(⇒ \frac {(\sqrt{x} – \sqrt{y})}{\sqrt{x}\sqrt{y}} = \frac {1}{\sqrt{x}}\)
\(⇒\frac{(\sqrt{x} – \sqrt{y})}{\sqrt{y}} = 1\)
\(⇒\frac{\sqrt{x}}{\sqrt{y}} – 1 = 1\)
\(⇒\frac{\sqrt{x}}{\sqrt{y}} = 2\)
\(⇒\frac{x}{y} = 4\)
Jadi nilai dari \(\frac{x}{y} = 4\)


19. Diketahui segitiga sama kaki yang panjang sisi sisinya adalah bilangan bulat. Jika luas segitiga tersebut adalah \(48\) maka banyaknya segitiga yang dapat terbentuk adalah …



Luas \(= \frac {1}{2} \times a \times t = 48\) , nilai \(a \times t = 96\)
Banyak pasangan \((a, t)\) yang memenuhi \((1, 96), (2, 48), (3, 32), (4, 24), (6, 16), (8, 12), (12, 8), (16, 6), (24, 4), (32, 3), (48, 2), (96, 1)\). Selanjunya kita selidiki yang mana saja menyebabkan panjang \(b\) bilangan bulat. Yang memenuhi adalah \((16, 6)\) dan \((12, 8)\)
Untuk \((a, t) = (16, 6)\) di peroleh \(\frac{a}{2} = 8 ⇒ b = \sqrt {8^2 + 6^2} = \sqrt{100} = 10\) bilangan bulat
Untuk \((a, t) = (12, 8)\) di peroleh \(\frac{a}{2} = 6 ⇒ b = \sqrt {6^2 + 8^2} = \sqrt{100} = 10\) bilangan bulat
Jadi banyaknya segitiga yang memenuhi ada \(2\) yaitu \((10,10,12)\) dan \((10, 10, 16)\)


20. Diketahui persamaan:
\((10^{1008} + 25)^2 – (10^{1008} – 25)^2 = (\sqrt{10})^n\)
Tentukan nilai \(n\)  yang memenuhi persamaan di atas.


Misalkan \(a = 10^{1008}\) dan \(b = 25\) , maka persamaan di atas dapat diubah menjadi
\((a + b)^2 – (a – b)^2 = (\sqrt{10})^n\)
\(a^2 + 2ab + b^2 – (a^2 – 2ab + b^2) = (\sqrt {10})^n\)
\(4ab = (\sqrt{10})^n\)
\(4 . 10^{1008} . 25 = 10 ^\frac{n}{2}\)
\(100 . 10^{1008} = 10 ^\frac{n}{2}\)
\(10^{1010} = 10 ^\frac{n}{2}\)
\(\frac {n}{2} = 1010 ⇒ n = 2020\)
Jadi nilai \(n\) yang memenuhi adalah \(2020\).


 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *