LAB MAYA MATEMATIKA • FASE E/F

PROGRAM LINEAR

Temukan solusi terbaik dari masalah nyata. Bangun model matematika, jelajahi daerah penyelesaian, lalu buktikan titik yang menghasilkan nilai maksimum atau minimum.

Materi sistematisGrafik interaktifLKPD bertahapKuis otomatis
Misi pembelajaran

Bagaimana memilih keputusan terbaik?

Seorang pengusaha membuat dua jenis paket makanan. Bahan baku, waktu produksi, dan modal terbatas. Ia perlu menentukan banyak paket setiap jenis agar keuntungan paling besar.

Program linear membantu kita mengubah situasi tersebut menjadi model matematika dan menemukan keputusan paling menguntungkan.

Tujuan belajar

Setelah menyelesaikan Lab Maya, kamu mampu:

  • Menentukan variabel keputusan.
  • Menyusun fungsi tujuan dan kendala.
  • Menggambar garis batas serta daerah penyelesaian.
  • Menentukan titik pojok daerah penyelesaian.
  • Menguji titik pojok untuk menemukan nilai optimum.

Alur belajar

01 • PahamiKenali variabel, tujuan, dan keterbatasan.
02 • ModelkanTuliskan fungsi tujuan dan sistem kendala.
03 • VisualisasikanGambarkan garis dan arsiran daerah yang memenuhi semua kendala.
04 • OptimalkanUji titik pojok dan pilih nilai terbesar atau terkecil sesuai tujuan.
Materi inti

Apa itu program linear?

Program linear adalah metode untuk menentukan nilai maksimum atau minimum suatu fungsi tujuan dengan memenuhi sejumlah kendala yang dinyatakan sebagai persamaan atau pertidaksamaan linear.

Fungsi tujuanBesaran yang ingin dimaksimumkan atau diminimumkan, misalnya keuntungan.
KendalaBatasan sumber daya, waktu, kapasitas, atau jumlah produksi.

Contoh kontekstual

Usaha makanan membuat paket A dan paket B. Keuntungan paket A adalah Rp40.000 dan paket B Rp30.000. Setiap paket A membutuhkan 2 unit bahan I dan 1 unit bahan II. Paket B membutuhkan 1 unit bahan I dan 2 unit bahan II. Tersedia 10 unit bahan I dan 8 unit bahan II.

Misalkan x = jumlah paket A dan y = jumlah paket B.

Maksimumkan: Z=40.000x+30.000y
Kendala: 2x+y ≤ 10
x + 2y ≤ 8
x≥0, y≥0

Untuk perhitungan yang lebih ringkas, fungsi tujuan dapat ditulis Z=4x+3y dalam satuan sepuluh ribu rupiah. Titik (4, 2) menghasilkan Z = 22 atau Rp220.000.

Enam langkah penyelesaian sistematis

1

Tentukan variabel keputusan

Pilih simbol untuk besaran yang belum diketahui. Contoh: x jumlah paket A dan y jumlah paket B.

2

Susun fungsi tujuan

Tuliskan besaran yang akan dioptimalkan. Contoh: Z=4x+3y, untuk memaksimumkan keuntungan.

3

Susun semua kendala

Terjemahkan setiap keterbatasan menjadi pertidaksamaan. Kata “paling banyak” biasanya berarti ≤, sedangkan “paling sedikit” berarti ≥.

4

Gambar garis batas

Ubah pertidaksamaan menjadi persamaan. Cari dua titik untuk setiap garis, lalu hubungkan pada bidang koordinat.

5

Tentukan daerah layak dan titik pojok

Pilih irisan daerah yang memenuhi semua kendala. Catat seluruh titik pojok, termasuk perpotongan antargaris dan sumbu yang relevan.

6

Uji fungsi tujuan

Substitusikan koordinat setiap titik pojok ke fungsi tujuan. Pilih nilai terbesar untuk maksimum atau nilai terkecil untuk minimum.

Ingat: titik yang tampak paling tinggi atau paling kanan pada grafik belum tentu optimum. Keputusan ditentukan dengan menguji fungsi tujuan pada semua titik pojok daerah layak.

Tabel uji titik pojok contoh

Titik pojokZ=4x+3yKeterangan
(0, 0)0Memenuhi kendala
(5, 0)20Memenuhi kendala
(4, 2)22Perpotongan garis
(0, 4)12Memenuhi kendala
Pembelajaran terpandu • Ikuti urutan

Dari soal cerita sampai keuntungan maksimum

Baca satu tahap, pahami alasannya, lalu tekan tombol berikutnya. Semua tahap memakai satu masalah yang sama agar hubungan cerita, pertidaksamaan, grafik, dan keputusan akhir terlihat jelas.

Soal cerita yang sedang diselesaikan

Sebuah usaha membuat dua jenis paket makanan: Paket A dan Paket B.

  • Keuntungan Paket A adalah Rp50.000 per paket.
  • Keuntungan Paket B adalah Rp40.000 per paket.
  • Paket A memakai 2 unit bahan dan Paket B memakai 1 unit bahan. Persediaan bahan paling banyak 10 unit.
  • Paket A membutuhkan 1 jam pengerjaan dan Paket B membutuhkan 2 jam. Waktu yang tersedia paling banyak 8 jam.

Pertanyaan: Berapa paket A dan B yang sebaiknya dibuat agar keuntungan maksimum?

Kita akan menyelesaikannya secara berurutan. Jangan langsung menebak titik optimum; buktikan dengan model matematika dan tabel titik pojok.
Eksperimen grafik

Jelajahi daerah penyelesaian

Grafik di bawah menampilkan kendala contoh. Daerah yang diarsir memenuhi semua kendala pada kuadran I. Geser atau ubah parameter untuk melihat bagaimana batas kendala berubah.

Titik pojok akan ditampilkan di sini.

Bagaimana membaca grafik?

  1. Garis penuh menunjukkan garis batas kendala.
  2. Daerah berwarna adalah irisan kendala di kuadran I.
  3. Titik yang diberi label adalah kandidat titik pojok.
  4. Nilai fungsi tujuan dihitung untuk setiap titik pojok agar nilai optimum dapat dipilih.

Model ini mengasumsikan x≥0 dan y≥0. Untuk jumlah barang, nilai variabel dalam praktik biasanya bilangan bulat, walaupun metode grafik dasar memeriksa titik pada model linear kontinu.

Lembar Kerja Peserta Didik

Misi: Produksi suvenir sekolah

Sebuah kelompok siswa membuat gantungan kunci dan pin. Keuntungan setiap gantungan kunci Rp5.000 dan setiap pin Rp4.000. Satu gantungan kunci memerlukan 2 satuan bahan dan 1 menit pengerjaan. Satu pin memerlukan 1 satuan bahan dan 2 menit pengerjaan. Bahan tersedia 10 satuan dan waktu pengerjaan tersedia 8 menit.

Misalkan x = jumlah gantungan kunci dan y = jumlah pin. Untuk LKPD ini, gunakan model linear kontinu sebagai latihan metode grafik.

Petunjuk bertahap

A

Mulai dari informasi

Keuntungan 5 dan 4 dalam satuan ribu rupiah. Jadi fungsi tujuan menggunakan koefisien tersebut.

B

Ubah batas menjadi pertidaksamaan

Jumlah bahan dan waktu yang digunakan tidak boleh melebihi persediaan.

C

Cari titik pojok

Tentukan titik potong dengan sumbu dan titik potong kedua garis. Pastikan setiap titik memenuhi seluruh kendala.

D

Bandingkan hasil

Masukkan setiap titik pojok ke fungsi tujuan, lalu pilih nilai terbesar.

Jawabanmu tidak langsung ditampilkan semuanya agar kamu dapat mencoba dahulu. Gunakan tombol periksa untuk memperoleh umpan balik.
Evaluasi mandiri

Kuis Program Linear

Pilih satu jawaban untuk setiap soal. Nilai dihitung setelah tombol “Periksa nilai” ditekan.

Refleksi belajar

Jawab dengan jujur untuk mengetahui bagian yang sudah kamu kuasai dan yang masih perlu dilatih.

Checklist penguasaan

Jawaban dan refleksi pada file ini tersimpan sementara selama halaman terbuka. Fitur ini belum mengirim data atau nilai ke Moodle.