Menjinakkan Deret Selang-Seling: Rahasia Suku Terakhir

Kekuatan Pasangan Minus

Pernahkah kamu melihat deret angka yang tandanya selang-seling seperti $1 - 2 + 3 - 4 + \dots$ lalu bertanya-tanya, "Gimana ya cara paling gampang buat ngitungnya?"

Saat melihat pola seperti ini, insting pertamamu mungkin adalah mengelompokkannya secara berpasangan. Ini adalah ide yang sangat bagus! Mari kita coba jalankan insting tersebut:

$(1 - 2) + (3 - 4) + (5 - 6) + \dots$

Setiap pasangan angka yang berdekatan ini memberikan hasil yang sama, yaitu $-1$. Artinya, jika kita berhenti di suku ke-2, hasil totalnya adalah $-1$. Jika kita lanjut dan berhenti di suku ke-4, kita punya dua pasangan, sehingga hasilnya $-2$. Kalau berhenti di suku ke-6, hasilnya $-3$.

Pola ini menunjukkan sebuah fakta krusial: selama kita memotong deret ini di suku berindeks genap (artinya kita mengambil pasangan yang utuh), total jumlah deretnya akan selalu negatif.

Berdasarkan pola pasangan di atas, jika deret 1 - 2 + 3 - 4 + ... diakhiri pada suku ke-100, apakah tanda dari hasil penjumlahannya?

  • A. Selalu positif
  • B. Bergantian antara positif dan negatif
  • C. Selalu negatif
  • D. Menjadi nol

Jawaban: C. Selalu negatif

Deret 1-2+3-4 selalu dapat dikelompokkan menjadi pasangan (1-2), (3-4), dll. Tiap pasangan bernilai -1. Karena itu, mengakhiri deret pada indeks genap berarti kita menjumlahkan kumpulan -1, sehingga hasilnya pasti negatif.

Pengelompokan deret selang-seling secara berpasangan selalu menghasilkan kelipatan bilangan negatif.

Misteri Tanda Suku Terakhir

Dari halaman sebelumnya, kita sudah sepakat bahwa mengelompokkan deret ke dalam pasangan (yang artinya deret berakhir di suku genap bertanda minus) akan selalu membawa kita ke hasil negatif.

Tapi tunggu dulu, coba lihat hasil akhir di soal utama kita: $+2024$. Angka ini tidak hanya positif, tapi juga cukup besar!

Lalu, bagaimana caranya sebuah deret yang isinya tumpukan bilangan negatif tiba-tiba bisa berubah haluan menjadi hasil positif yang besar? Jawabannya ada pada suku terakhir.

Kalau deretnya berhenti di suku negatif (misal $-n$, berarti $n$ genap), hasilnya pasti negatif. Supaya nilainya bisa melesat menembus angka $0$ dan menjadi positif, setelah rentetan pasangan negatif tersebut, harus ada satu 'dorongan' besar ke arah kanan. Suku tambahan ini haruslah bernilai positif dan cukup besar untuk mengalahkan tarikan negatif sebelumnya.

Itulah mengapa soal diakhiri dengan $+n$ (suku berindeks ganjil). Suku terakhir $+n$ inilah pahlawan yang menarik kembali total nilai deret menjadi positif!

Mengapa penambahan satu suku positif terakhir (ganjil) mampu mengubah total deret yang tadinya negatif menjadi positif?

  • A. Suku yang ditambahkan (ganjil) lebih besar dari total nilai negatif semua pasangan sebelumnya.
  • B. Semua suku ganjil pada deret tersebut memiliki nilai yang sangat besar.
  • C. Angka genap selalu menghasilkan nilai 0 jika digabungkan dengan angka ganjil.
  • D. Total pasangan bernilai -1 berubah menjadi positif saat dijumlahkan.

Jawaban: A. Suku yang ditambahkan (ganjil) lebih besar dari total nilai negatif semua pasangan sebelumnya.

Deret akan positif jika diakhiri suku ganjil +n, karena nilai n selalu lebih besar 1 angka dibanding nilai absolut (positif) dari total kumulatif negatif semua pasangan sebelumnya. Misalnya pada n=5: (1-2) + (3-4) = -2, lalu ditambah suku terakhir +5, hasilnya -2 + 5 = +3 (positif).

Hasil deret selang-seling 1-2+3... positif jika dan hanya jika diakhiri dengan suku ganjil (positif).

Jalan Pintas: Membaca Pola

Sekarang kita sudah tahu bahwa agar hasilnya $+2024$, suku terakhirnya pasti berupa $+n$ (dengan $n$ bilangan ganjil).

Sebenarnya, kamu bisa menggunakan rumus deret aritmatika panjang (memisahkan kelompok ganjil dan genap) untuk memecahkannya. Namun, intuisi grouping (berpasangan) yang kamu punya bisa membawa kita ke jalan pintas! Mari kita amati apa yang terjadi pada hasil deret jika kita selalu berhenti di angka ganjil:

Coba perhatikan baik-baik angka $n$ (suku terakhir) dan Hasil-nya. $1 \rightarrow 1$ $3 \rightarrow 2$ $5 \rightarrow 3$ $7 \rightarrow 4$

ilustrasi

Dengan menemukan pola sederhana ini, kita nggak perlu lagi susah-payah menjumlahkan deret secara manual atau menggunakan rumus deret yang rumit!

Dengan menggunakan pola jalan pintas yang baru kita temukan, berapakah hasil dari deret 1 - 2 + 3 - 4 + ... - 22 + 23?

  • A. 11
  • B. 12
  • C. 23
  • D. 24

Jawaban: B. 12

Karena berakhir pada +23 (angka ganjil), kita bisa langsung pakai pola jalan pintas (n+1)/2. Jadi, (23+1)/2 = 24/2 = 12.

Jumlah deret 1-2+3-4... hingga +n (ganjil) selalu bernilai (n+1)/2.