1.
Latar Belakang
Aljabar merupakan
bagian dari ilmu matematika yang berhubungan dengan himpunan dan sifat
struktur-struktur di dalamnya. Struktur aljabar merupakan topik yang
fundamental dalam matematika sehingga menarik untuk dipelajari. Suatu struktur aljabar
merupakan himpunan tidak kosong dengan satu atau lebih operasi biner dan
memenuhi aksioma-aksioma tertentu .
Dalam kehidupan
sehari-hari, kita sering menjumpai berbagai problem atau permasalahan yang
berkaitan dengan aljabar. Berbagai bidang kehidupan telah mengangkat
permasalahan-permasalahan aljabar ke dalam bidang mereka sendiri.
Baik dari bidang
ekonomi maupun bidang-bidang lainnya, aljabar selalu diterapkan untuk mencapai
suatu keputusan dan hasil yang baik. Sehingga tak heran bila kita akan mendapatkan
materi pembelajaran Aljabar ketika belajar di kelas.
Dewasa ini, banyak
siswa yang belum mengenal bahkan mengetahui tentang materi aljabar. Mereka
menganggap aljabar sebagai pelajaran yang menakutkan. Bahkan tak sedikit pula
yang benar-benar membenci pelajaran ini.
Beranjak dari situlah,
materi aljabar selalu berusaha disajikan dalam bentuk yang lebih menyenangkan.
Penampilan-penampilan yang terasa baru memang patut dipertunjukkan untuk
meningkatkan kecintaan terhadap aljabar.
Sebuah peternakan memiliki
beberapa sapi. Suatu hari, sapi itu diperah, maka setiap sapi akan menghasilkan
1,5 liter. Jika hasil yang didapat dari perahan sapi adalah sebanyak 9 liter,
berapakah sapi yang dimiliki peternakan itu?
Segelintir pertanyaan
di atas hanyalah sedikit dari banyaknya permasalahan atau problem dalam soal
Matematika. Dengan pendekatan yang lebih menarik dan meningkatkan kreatifitas,
siswa bisa lebih terpacu dalam mengerjakan soal-soal aljabar.
Beragam hal dalam
berbagai aspek kehidupan bisa dihubungkan dengan Matematika yang juga berkaitan
langsung dengan aljabar. Aneka contoh juga bisa diterapkan dalam pelajaran matematika
satu per satu.
Ilmu aljabar abstrak
berkembang dengan pesat karena penerapan karakteristik dari bentuk-bentuk
struktur aljabar tersebut banyak bermanfaat dalam pengembangan metode
penyelesaian masalah yang bersifat abstrak.
1.
Sejarah Aljabar
Penemu Aljabar adalah
Abu Abdullah Muhammad Ibn Musa al-Khwarizmi (780-846 M). Aljabar
berasal dari Bahasa Arab "al-jabr" yang berarti "pertemuan",
"hubungan" atau "perampungan" adalah cabang matematika yang dapat dicirikan
sebagai generalisasi dari bidang aritmatika. Aljabar juga
merupakan nama sebuah struktur aljabar abstrak, yaitu aljabar
dalam sebuah bidang.
Tokoh
yang bernama lengkap Abu
Ja’far Muhammad bin Musa Al-Khwarizmi ini merupakan intelektual
arab yang banyak menyumbangkan karyanya di bidang matematika dan dari buku
terbitan pertamanyalah lahir kata Aljabar. Aljabar adalah cabang dari
matematika yang mempelajari penyerdehanaan dan pemecahan masalah dengan
menggunakan “simbol” sebagai pengganti konstanta dan variabel.
Aljabar adalah cabang dari
matematika yang mempelajari penyerdehanaan dan pemecahan masalah dengan
menggunakan “simbol” sebagai pengganti konstanta dan variable.
Gambar 1
Ini
adalah salah satu halaman dari buku aljabar AL-Khwarizmi yang berjudul kitab
al-jabr wal-muqobala ditulis sekitar tahun 825. Gambar di atas di ambil dari
halaman 15 buku Al-Khwarizmi dan kemudian iterjemahkan oleh Frederic Rosen
dalam bukunya The Algebra of Muhammed ben Musa yang juga diterbitkan kembali
dalam Islamic Mathematics and Astronomy di fakultas sejarah sains Islam-Arab
pada Universitas Goethe.
Pada gambar di atas Al-Khwarizmi membuktikan
persamaan kuadrat berbentuk x2 +bx = c. Dimana x2 simbol
dari luas area bujur sangkar ditengah yang tidak diketahui berapa panjang
sisinya. Kemudian masing-masing kotak di samping mempunyai lebar lalu jumlah luas bujursangkar ditengah plus
ke-4 kotak disamping adalah c, dan jumlah luas semua kotak adalah x2
+ bx + (b2)/4 = (x+b/2) 2, dan ini sama dengan c + (b2)/4.
Solusi dari persamaan kemudian terjawab.
Aljabar
bersama-sama dengan Geometri, Analisis dan Teori Bilangan adalah cabang-cabang
utama dalam Matematika. Aljabar Elementer merupakan bagian dari kurikulun dalam
sekolah menengah dan menyediakan landasan bagi ide-ide dasar untuk Ajabar
secara keseluruhan, meliputi sifat-sifat penambahan dan perkalian bilangan,
konsep variabel, definisi polinom, faktorisasi dan menentukan akar pangkat.
3. Asal Mula Aljabar
Asal mula Aljabar dapat ditelusuri berasal dari bangsa Babilonia Kuno
yang mengembangkan sistem aritmatika yang cukup rumit, dengan hal ini mereka
mampu menghitung dalam cara yang mirip dengan aljabar sekarang ini. Dengan
menggunakan sistem ini, mereka mampu mengaplikasikan rumus dan menghitung
solusi untuk nilai yang tak diketahui untuk kelas masalah yang biasanya
dipecahkan dengan menggunakan persamaan Linier, Persamaan Kuadrat dan Persamaan
Linier tak tentu. Sebaliknya, bangsa Mesir, dan kebanyakan bangsa India,
Yunani, serta Cina dalam milenium pertama sebelum masehi, biasanya masih
menggunakan metode geometri untuk memecahkan persamaan seperti ini, misalnya
seperti yang disebutkan dalam ‘the Rhind Mathematical Papyrus’, ‘Sulba Sutras’,
‘Euclid’s Elements’, dan ‘The Nine Chapters on the Mathematical Art’. Hasil
karya bangsa Yunani dalam Geometri, yang tertulis dalam kitab Elemen,
menyediakan kerangka berpikir untuk menggeneralisasi formula matematika di luar
solusi khusus dari suatu permasalahan tertentu ke dalam sistem yang lebih umum
untuk menyatakan dan memecahkan persamaan, yaitu kerangka berpikir logika
Deduksi.
Seperti telah disinggung di atas istilah ‘Aljabar’ berasal dari kata
arab “al-jabr” yang berasal dari kitab ‘Al-Kitab al-Jabr wa-l-Muqabala’ (yang
berarti “The Compendious Book on Calculation by Completion and Balancing”),
yang ditulis oleh Matematikawan Persia Muhammad ibn Musa al-Kwarizmi. Kata
‘Al-Jabr’ sendiri sebenarnya berarti penggabungan (reunion). Matematikawan
Yunani di jaman Hellenisme, Diophantus, secara tradisional dikenal sebagai
‘Bapak Aljabar’, walaupun sampai sekarang masih diperdebatkan siapa sebenarnya
yang berhak atas sebutan tersebut Al-Khwarizmi atau Diophantus?. Mereka yang
mendukung Al-Khwarizmi menunjukkan fakta bahwa hasil karyanya pada prinsip
reduksi masih digunakan sampai sekarang ini dan ia juga memberikan penjelasan
yang rinci mengenai pemecahan persamaan kuadratik. Sedangkan mereka yang
mendukung Diophantus menunjukkan Aljabar ditemukan dalam Al-Jabr adalah masih sangat
elementer dibandingkan Aljabar yang ditemukan dalam ‘Arithmetica’, karya
Diophantus. Matematikawan Persia yang lain, Omar Khayyam, membangun Aljabar
Geometri dan menemukan bentuk umum geometri dari persamaan kubik. Matematikawan
India Mahavira dan Bhaskara, serta Matematikawan Cina, Zhu Shijie, berhasil
memecahkan berbagai macam persamaan kubik, kuartik, kuintik dan polinom tingkat
tinggi lainnya.
Peristiwa lain yang penting adalah perkembangan lebih lanjut dari
aljabar, terjadi pada pertengahan abad ke-16. Ide tentang determinan yang
dikembangkan oleh Matematikawan Jepang Kowa Seki di abad 17, diikuti oleh
Gottfried Leibniz sepuluh tahun kemudian, dengan tujuan untuk memecahkan Sistem
Persamaan Linier secara simultan dengan menggunakan Matriks. Gabriel Cramer
juga menyumbangkan hasil karyanya tentang Matriks dan Determinan di abad ke-18.
Aljabar Abstrak dikembangkan pada abad ke-19, mula-mula berfokus pada teori
Galois dan pada masalah keterkonstruksian (constructibility)
Tahap-tahap perkembangan Aljabar simbolik
secara garis besar adalah sebagai berikut:
1.
Aljabar
Retorik (Rhetorical algebra), yang dikembangkan oleh bangsa Babilonia dan masih
mendominasi sampai dengan abad ke-16;
2.
Aljabar
yang dikontruksi secara Geometri, yang dikembangkan oleh Matematikawan Vedic
India dan Yunani Kuno;
3.
Syncopated
algebra, yang dikembangkan oleh Diophantus dan dalam ‘the Bakhshali
Manuscript’; dan
4.
Aljabar
simbolik (Symbolic algebra), yang titik puncaknya adalah pada karya Leibniz.
4. Tokoh-
Tokoh Pengembang Aljabar
Adapun tokoh- tokoh pengembang
aljabar sebagai berikut:
1. Muhammad Ibn Musa Al-Khawarizmi, Ia adalah
yang pertama kali yang mencetus Al-Jabar dalam bukunya dengan judul “Al-kitab
al-jabr wa-l-Muqabala” kitab ini merupakan karya yang sangat monumental pada
abad ke-9 M. ia merupakan seorang ahli matematika dari Persia yang dilahirkan
pada tahun 194 H/780 M, tepatnya di Khawarizm, Uzbeikistan.
2. Al-Qalasadi dalam mengembangkan matematika
sungguh sangat tak ternilai. Ia sang matematikus Muslim di abad ke-15, kalau
tanpa dia boleh jadi dunia dunia tak mengenal simbol-simbol ilmu hitung.
Sejarang mencatat, al Qalasadi merupakan salah seorang matematikus Muslim yang
berjasa memperkenalkan simbol-simbol Aljabar. Symbol-simbol tersebut pertama
kali dikembangkan pada abad 14 oleh Ibnu al-Banna kemudian pada abad 15
dikembangkan oleh al-Qalasadi, al-Qalasadi memperkenalkan symbol-simbol
matematika dengan menggunakan karakter dari alphabet Arab.
Ia
menggunakan wa yang berarti “dan” untuk penambahan (+), untuk pngurangan (-),
al-Qalasadi menggunakan illa berarti “kurang”. Sedangkan untuk perkalian (x),
ia menggunakan fi yang berarti “kali”. Simbol ala yang berarti ”bagi” digunakan
untuk pembegian (/).
3. Nikolai Ivanovich Lobachevsky (1 Desember
1792 – 24 Februari 1856) adalah matematikawan Rusia. Ia terutama dikenal
sebagai orang yang mengembangkan geometri non-Euclides (independen dari hasil
karya János Bolyai) yang diumumkannya pada 23 Februari 1826, serta metode
hampiran akar persamaan aljabar yang dikenal dengan nama Metode Dandelin-Gräffe
4. Sharaf al-Dīn al-Muẓaffar ibn Muḥammad ibn
al-Muẓaffar al-Ṭūsī (1135-1213) adalah matematikawan dan astronom Islam dari
Persia. Sharif al-Din mengajar berbagai topik matematika, astronomi dan yang
terkait, seperti bilangan, tabel astronomi, dan astrologi. Al-Tusi menulis
beberapa makalah tentang aljabar. Dia memberikan metode yang kemudian dinamakan
sebagai metode Ruffini-Horner untuk menghampiri akar persamaan kubik. Meskipun
sebelumnya metode ini telah digunakan oleh para matematikawan Arab untuk
menemukan hampiran akar ke-n dari sebuah bilangan bulat, al-Tusi adalah yang
pertama kali yang menerapkan metode ini untuk memecahkan persamaan umum jenis
ini. Dalam Al-Mu’adalat (Tentang Persamaan), al-Tusi menemukan solusi aljabar
dan numerik dari persamaan kubik dan yang pertama kali menemukan turunan
polinomial kubik, hasil yang penting dalam kalkulus diferensial
5. Omar Khayyam, ilmuwan yang berasal dari
Persia ini membangun Aljabar Geometri dan menemukan bentuk umum geometri dari
persamaan kubik.
6. Kowa
Seki ilmuwan yang berasal dari Jepang pada abad 17, ia mengambangkan tentang
determinan.
7. Robert Recorde adalah seorang yang
memperkenalkan tanda “=” yang terdapat dalam bukunya yang berjudul “The
Whetstone of Witte” pada tahun 1557.
5. Klasifikasi
Dari Aljabar
Aljabar secara garis besar dapat dibagi dalam kategori berikut ini:
1. Aljabar Elementer, yang mempelajari
sifat-sifat operasi pada bilangan riil direkam dalam simbol sebagai konstanta
dan variabel, dan Aturan yang membangun ekspresi dan persamaan Matematika yang
melibatkan simbol-simbol.(bidang ini juga mencakup materi yang biasanya
diajarkan di sekolah menengah yaitu ‘Intermediate Algebra’ dan ‘college
algebra’). Aljabar Elementer adalah bentuk paling dasar dari Aljabar, yang
diajarkan pada siswa yang belum mempunyai pengetahuan Matematika apapun selain
daripada Aritmatika Dasar. Meskipun seperti dalam Aritmatika, di mana bilangan
dan operasi Aritmatika (seperti +, -, x, ) muncul juga dalam aljabar, tetapi
disini bilangan seringkali hanya dinotasikan dengan symbol (seperti a, x, y, ).
Hal ini sangat penting sebab: hal ini mengijinkan kita menurunkan rumus umum
dari aturan Aritmatika (seperti a + b = b + a untuk semua a dan b), dan
selanjutnya merupakan langkah pertama untuk penelusuran yang sistematik
terhadap sifat-sifat sitem bilangan riil.Dengan menggunakan symbol, alih-alih
menggunakan bilangan secara langsung, mengijinkan kita untuk membangun
persamaan matematika yang mengandung variable yang tidak diketahui (sebagai
contoh “Carilah bilangan x yang memenuhi persamaan 3x+1=10”) . Hal ini juga
mengijinkan kita untukmembuat relasi fungsional dari rumus-rumus matematika
tersebut (sebagai contoh “Jika anda mnjual x tiket, kemudian anda mendapat
untung 3x -10 rupiah, dapat dituliskan sebagaif(x) = 3x – 10, dimana f adalah
fungsi dan x adalah bilangan dimana fungsi f bekerja”)
2.
Aljabar
Abstrak, kadang-kadang disebut Aljabar Modern, yang mempelajari Struktur
Aljabar semacam Grup, Ring dan Medan (fields) yang didefinisikan dan diajarkan
secara aksiomatis;
3.
Aljabar
Linier, yang mempelajari sifat-sifat khusus dari Ruang Vektor (termasuk Matriks);
4.
Aljabar
Universal, yang mempelajari sifat-sifat bersama dari semua Struktur aljabar.
5.
Aljabar komputer,
yang mengumpulkan manipulasi simbolis benda-benda matematis.
Dalam studi Aljabar lanjut, sistem aljabar aksiomatis semacam Grup,
Ring, Medan dan Aljabar di atas sebuah Medan (algebras over a field) dipelajari
bersama dengan telaah Struktur Geometri Natural yang kompatibel dengan Struktur
Aljabar tersebut dalam bidang Topologi.
6. Manfaat
Belajar Aljabar
1. Aplikasi Aljabar bagi siswa
Tentu saja, manfaat aplikasi Aljabar bagi para pelajar adalah agar nilai
ulangan Matematika tidak jatuh saat diberi soal Aljabar. Dan sebagai tambahan
nilai untuk nilai kelulusan.
Selain itu, manfaat aplikasi Aljabar yang sering diterapkan siswa adalah
untuk memanajemen uang saku yang diberikan orang tua tiap minggu. Contoh
penerapan aljabar dalam hal ini sebagai berikut:
Misalnya, uang saku kita sebesar Rp 70.000,00 setiap minggu. Karena
setiap hari Selasa dan Rabu ada pelajaran tambahan, serta hari Jumat ada
kegiatan ekstra kurikuler pada pukul 14.20 WIB sedangkan setelah pulang sekolah
kita tidak pulang dahulu (langsung lanjut belajar tambahan) maka dibutuhkan
uang makan + uang jajan sebesar Rp 10.000,00. Nah, kita kebingungan menentukan
uang saku setiap hari selain Selasa, Rabu, dan Jum’at selama satu minggu jika
dalam satu minggu itu kita ingin menabung uang sebesar Rp 25.000,00. Dengan
bantuan aljabar kita dapat menentukan uang saku kita per hari.
Cara
mengerjakan menggunakan Aljabar:
Kita
anggap uang saku kita per hari (selain Selasa, Rabu, dan Jumat karena sudah ada
jatahnya, yaitu Rp 10.000,00) dengan x. Maka,
Rp
70.000 = (uang saku 1 minggu)
Rp
25.000 = (uang tabungan selama 1 minggu)
70.000
– 25.000 = (3 X 10.000) + 1(6x -3x)
Rp
45.000 = Rp 30.000 + 1(3x)
Rp
45.000 = Rp 30.000 + 3x
Rp
45.000 – Rp 30.000 = 3x
Rp
15.000 = 3x
x = Rp
15.000/3
x = Rp
5.000
{Mengapa
(3 X 10.000)? 3 berasal dari Hari Selasa, Rabu, dan Jumat dalam satu Minggu.
Berarti kan ada 3 hari}
{Mengapa
1(6x – 3x)? 1 berasal dari 1 minggu sedangkan 6x – 3x berasal dari 6 hari dalam
satu Minggu kecuali Minggu karena libur, dikurangi 3 hari (Selasa, Rabu, dan
Jumat karena telah dijatah)}
Jadi,
uang saku per hari yang kita gunakan selain Selasa, Rabu, dan Jumat (sekali
lagi karena telah dijatah) dan selain Minggu (karena libur) maksimal sebesar Rp
5.000,00. Tidak boleh lebih tetapi boleh kurang (hehe, sebagai tambahan
tabungan). Boleh lebih tetapi harus konsekuen, yaitu mengurangi jatah uang saku
di hari berikutnya. Intinya silakan diatur sendiri ya uang saku dari ortu,
latihan jadi menteri keuangan untuk diri sendiri.
2.
Aplikasi
Aljabar bagi Ibu Rumah Tangga
Manfaat aplikasi Aljabar bagi Ibu Rumah Tangga adalah untuk memanajemen
uang gaji, uang saku anak, uang sekolah anak, dll. Contoh memanajemen uang bagi
Ibu Rumah Tangga adalah sebagai berikut:
Seorang Ibu setiap bulan mendapat gaji sebesar Rp 2.000.000,00. Ia diberi
uang tambahan dari suaminya sebesar Rp 4.000.000,00 per bulan. Dibutuhkan Rp
1.000.000,00 untuk uang belanja per bulan. Uang kesehatan Rp 500.000,00 dan
uang sekolah total dari ke-2 anaknya sebesar Rp 3.000.000,00. Sang Ibu
bingung, berapa uang saku perorangan yang harus ia berikan
untuk kedua anaknya tiap minggu tetapi uang per bulannya harus masih tersisa Rp
1.000.000,00 untuk ditabung. Jika Ibu itu pintar Aljabar maka Ibu itu dapat
menentukan uang saku tersebut secara tepat, tapi jika tidak? Hemm… silakan
dibayangkan sendiri sesuai imajinasi masing-masing ya…
Cara
mengerjakan menggunakan Aljabar:
Kita
anggap uang saku setiap anak per minggu sebagai x
(2.000.000
+ 4.000.000) – 1.000.000 = 1.000.000 + 500.000 + 3.000.000 + (4 X 2x)
6.000.000
– 1.000.000 = 4.500.000 + (8x)
5.000.000
= 4.500.000 + 8x
5.000.000
– 4.500.000 = 8x
500.000
= 8x
x =
500.000/8
x =
62.500
{Mengapa
(4 X 2x) karena 1 bulan = 4 minggu dan 2x itu adalah uang saku 2 orang anak}.
Jadi,
uang saku setiap anak dalam waktu seminggu adalah Rp 62.500,00. Dengan
matematika dan sistem Aljabar, cukup simple kan?
3.
Aplikasi
Aljabar bagi para Pedagang.
Aljabar dapat membantu pedagang untuk menghitung besar kecil keuntungan
atau kerugian yang dapat diperolehnya, dan dapat menentukan besar modal yang
dibutuhkan. Contoh penerapan Aljabar dalam kehidupan pedagang adalah sebagai
berikut:
Seorang pedagang pempek membeli 5 kg ikan giling dengan harga Rp
60.000,00. Dengan 5 kg ikan giling tersebut dapat dibuat menjadi 10 buah pempek
kapal selam. Pedagang itu ingin laba tiap pempek tersebut sebesar Rp 2.000,00.
Maka berapa harga jualnya? Jika pedagang itu pandai Matematika, pasti akan
mudah mengetahuinya, sebaliknya, jika tidak, apa yang akan terjadi? Bisa
dibayangkan sendiri segala kemungkinan yang akan terjadi dalam angan
masing-masing…
Cara
mengerjakan menggunakan sistem Aljabar:
Kita
anggap harga jual pempek itu sebagai x.
Maka
diperoleh:
x =
(60.000/10) + 2.000
x =
6.000 + 2.000
x =
8.000
Jadi,
harga jual yang bisa diterapkan agar laba satu pempek Rp 2.000 adalah sebesar
Rp 8.000,00. Dengan Matematika dan aplikasi Aljabar, sangat simple kan?
Selamat
belajar dan lebih mengakrabkan diri dengan Matematika. Make Mathematics
part of our life. Karena Matematika adalah bagian sangat dekat yang
tak terpisahkan dari kehidupan kita, salah satunya melalui pengaplikasian
Aljabar dalam kehidupan sehari-hari.
7. Kesimpulan
Penemu Aljabar adalah Abu Abdullah Muhammad Ibn Musa
al-Khwarizmi. Aljabar berasaldari BahasaArab“aljabar”yangberarti “pertemuan”, “hubungan”atau“perampungan” adalah cabang matematika yang dapat dicirikan sebagai generalisasi dari
bidang aritmatika. Aljabar juga merupakan nama sebuah struktur
aljabar abstrak, yaitu aljabar dalam sebuah bidang.
8. Saran
Penulis
menyadari bahwa makalah ini tidaklah sempurna. Maka dari itu penulis
menyarankankepada pembaca memberikan masukan yang lebih baik, guna terciptanya
makalah yang lebih baik lagi.