‹ Daftar slidePertemuan 5: Fungsi Logaritma dan Eksponensial
Program Studi Manajemen • FEB
Matematika Bisnis
Pertemuan 5 — Fungsi Logaritma dan Eksponensial
Dari pertumbuhan deposito BRI hingga aset perbankan syariah: dua fungsi matematika yang menggerakkan seluruh dunia keuangan.
RPS MINGGU 5 • SUB-CPMK1 • DURASI 2 × 50 MENIT
Tujuan Pembelajaran Hari Ini
Setelah pertemuan ini, Anda diharapkan mampu menjelaskan dan menghitung menggunakan fungsi eksponensial dan logaritma (Sub-CPMK1).
CAPAIAN 1
DEFINISI
Menjelaskan fungsi eksponensial (fungsi dengan variabel sebagai pangkat) f(x) = ax dan bilangan Euler e ≈ 2,71828.
CAPAIAN 2
HITUNG
Menghitung pertumbuhan kontinu P = P₀·ert untuk deposito dan aset perbankan dengan ketelitian dua desimal.
CAPAIAN 3
INVERSE
Menggunakan logaritma natural (ln) untuk mencari periode investasi t = ln(Pₜ/P₀)/r tanpa kesalahan operasi logaritma.
CAPAIAN 4
SIFAT
Menerapkan 3 sifat logaritma (perkalian, pembagian, pangkat) dan Rule of 72 untuk masalah bisnis numerik.
Uang Tumbuh Seperti Apa?
Bayangkan dua nasabah menyimpan Rp 10 juta di bank selama 10 tahun dengan r = 8%/tahun:
Jenis Bunga
Formula
Nilai Akhir
Bunga sederhana (simple interest)
P₀ × (1 + r × t)
Rp 18.000.000
Bunga majemuk tahunan (compound)
P₀ × (1 + r)t
Rp 21.589.250
Bunga kontinu (eksponensial)
P₀ × ert
Rp 22.255.409
Fungsi eksponensial mendeskripsikan pertumbuhan paling “alami” — inilah yang terjadi saat bunga dihitung setiap detik. Bunga sederhana (bunga hanya dari pokok awal) menghasilkan nilai paling kecil; bunga kontinu adalah batas tertinggi penggandaan.
BAGIAN 1
Fungsi Eksponensial & Bilangan e
Dari f(x) = ax hingga konstanta alam semesta keuangan: e ≈ 2,71828
Fungsi eksponensial berbentuk f(x) = ax, di mana a = basis (base), syarat: a > 0 dan a ≠ 1; x = pangkat/eksponen, dapat berupa bilangan real apa pun.
Basis a
Fungsi
f(0)
f(1)
f(2)
f(3)
2
2x
1
2
4
8
10
10x
1
10
100
1.000
e ≈ 2,718
ex
1
2,718
7,389
20,086
Ciri khas: Selalu positif f(x) > 0 untuk semua x; melewati titik (0, 1) karena a&sup0; = 1. Pertumbuhan semakin cepat seiring x bertambah — inilah arti harfiah "pertumbuhan eksponensial".
Bilangan Euler e ≈ 2,71828
e adalah bilangan irasional (tidak bisa dinyatakan sebagai pecahan, desimalnya tidak berakhir dan tidak berulang — seperti π) dengan nilai e ≈ 2,71828.
Frekuensi majemuk/tahun (n)
Rumus (1 + 1/n)n
Hasil
1 (tahunan)
(1 + 1/1)1
2,00000
12 (bulanan)
(1 + 1/12)12
2,61304
365 (harian)
(1 + 1/365)365
2,71457
∞ (kontinu = bunga dihitung setiap saat tanpa henti)
lim n→∞ (1+1/n)n
e = 2,71828…
e adalah batas alam dari pertumbuhan majemuk kontinu. Di kalkulator, tombol [ex] atau [exp] menggunakan basis e. Coba ketik e1 → hasilnya 2,71828.
Sifat Operasi Fungsi Eksponensial
Sifat-sifat pangkat berlaku penuh untuk fungsi eksponensial (a > 0):
Sifat
Rumus
Contoh (basis e)
Perkalian
ax · ay = ax+y
e² · e³ = e5
Pembagian
ax / ay = ax−y
e5 / e² = e³
Pangkat dari pangkat
(ax)y = axy
(e²)³ = e6
Pangkat nol
a&sup0; = 1
e&sup0; = 1
Pangkat negatif (peluruhan eksponensial: nilai menyusut)
a−x = 1/ax
e−2 = 1/e² ≈ 0,135
Kunci: e−x mendeskripsikan peluruhan eksponensial — nilai mengecil seiring x bertambah. Ini kebalikan pertumbuhan.
BAGIAN 2
Pertumbuhan & Peluruhan Eksponensial
Rumus P = P₀·ert dan cara menggunakannya untuk deposito, kredit, dan aset perbankan
1Model pertumbuhan kontinu→2HDN deposito BRI→3Kontinu vs diskret→4Rule of 72→5Peluruhan
Model Pertumbuhan Kontinu P = P₀·ert
P = P₀ · ert
Simbol
Artinya
Satuan
P
Nilai akhir (masa depan)
Rupiah
P₀
Nilai awal (modal pokok)
Rupiah
e
Bilangan Euler ≈ 2,71828
—
r
Laju pertumbuhan kontinu (laju di mana nilai tumbuh setiap saat, dalam desimal)
per tahun (desimal)
t
Waktu
tahun
Catatan: r dimasukkan sebagai desimal (6% → r = 0,06). | Urutan kalkulator: hitung r×t terlebih dahulu → tekan [ex] → × P₀
Hitung dari Nol 1 — Deposito BRI Bunga Kontinu
Soal: Nasabah menyimpan Rp 10.000.000 di deposito BRI dengan laju bunga kontinu r = 6%/tahun selama t = 5 tahun. Berapa nilai simpanan di akhir?
Langkah
Perhitungan
Nilai
1 — Identifikasi variabel
P₀ = 10.000.000 | r = 0,06 | t = 5
—
2 — Hitung pangkat r × t
0,06 × 5
0,30
3 — Hitung e0,30 [tombol ex di kalkulator]
e0,30
1,349859
4 — Hitung P = P₀ × ert
10.000.000 × 1,349859
Rp 13.498.588
Dari Rp 10 juta, Anda mendapatkan kembali sekitar Rp 13,5 juta setelah 5 tahun — bunga total ≈ Rp 3,5 juta. Coba kerjakan sendiri di kalkulator sekarang!
Kontinu vs Diskret: Mana Lebih Besar?
Dengan modal dan laju yang sama (P₀ = Rp 10 juta, r = 6%, t = 5 tahun):
Metode
Rumus
Hasil Akhir
Bunga Diperoleh
Diskret (bunga dihitung tahunan)
P₀ × (1,06)5
Rp 13.382.256
Rp 3.382.256
Kontinu
P₀ × e0,30
Rp 13.498.588
Rp 3.498.588
Selisih
—
Rp 116.332
Rp 116.332
Bunga kontinu selalu sedikit lebih besar dari diskret — karena penggandaan lebih sering. Selisihnya kecil (<1,2%), bukan berlipat ganda. Untuk aset triliunan rupiah, selisih 1% pun bernilai miliaran.
Coba Sendiri: Geser Bunga & Tenor, Lihat PV/FV Berubah
Ubah pokok, suku bunga, dan jangka waktu, lalu amati bagaimana nilai sekarang (PV) dan nilai masa depan (FV) satu arus kas bergerak.
Rule of 72 — Perkiraan Cepat Waktu Melipat Ganda
t ≈ 72 / r(%) (t dalam tahun, r dalam persen)
Tingkat Bunga
t ≈ 72 / r
Artinya
r = 6%/tahun
72 / 6 = 12 tahun
Deposito BRI: Rp 10 juta → Rp 20 juta
r = 8%/tahun
72 / 8 = 9 tahun
Aset BPR tumbuh 8%: berlipat dua dalam 9 thn
r = 12%/tahun
72 / 12 = 6 tahun
Portofolio saham agresif: berlipat dua dalam 6 thn
Rule of 72 adalah aproksimasi (pendekatan/perkiraan) dari t = ln(2)/r ≈ 0,693/r. Angka 72 dipilih karena banyak faktor pembagi (2, 3, 4, 6, 8, 9, 12) sehingga mudah dihitung mental.
Coba Sendiri: Bandingkan Laju Pertumbuhan Kontinu
Ubah laju pertumbuhan r dan waktu t, lalu bandingkan kurva pertumbuhan kontinu dengan perkiraan cepat Rule of 72.
Peluruhan Eksponensial: f(t) = A · e−kt
Tidak semua pertumbuhan positif. Peluruhan eksponensial mendeskripsikan nilai yang menurun dengan laju proporsional:
f(t) = A · e−kt(A = nilai awal, k > 0 = laju peluruhan, t = waktu)
Aplikasi bisnis:
Nilai kendaraan/peralatan yang menyusut
Nilai agunan kredit yang merosot
Kepercayaan merek yang memudar setelah skandal
Contoh Ringkas
Kendaraan operasional Rp 300 juta, laju peluruhan k = 15%/thn. t = 5 thn: f(5) = 300 × e−0,75 ≈ 300 × 0,4724 = Rp 141,7 juta (nilai residu: sisa nilai aset setelah peluruhan)
Studi Kasus: Nilai Agunan Kredit yang Merosot
Konteks: Sebuah BPR di Jawa Tengah menerima agunan (jaminan aset yang diserahkan debitur kepada bank) berupa kendaraan niaga senilai Rp 200 juta. Laju peluruhan k = 20%/tahun kontinu.
Langkah
Perhitungan
Nilai
Hitung pangkat: −k × t
−0,20 × 3
−0,60
Hitung e−0,60
e−0,60
0,5488
Nilai agunan: 200 × 0,5488
200.000.000 × 0,5488
Rp 109,76 juta
Implikasi: Plafon kredit (batas maksimum pinjaman) sebaiknya tidak melebihi ~80% dari nilai agunan saat pengajuan. Dalam 3 tahun nilainya hampir separuh. OJK mewajibkan analisis nilai agunan dalam penilaian kredit (POJK No. 40/POJK.03/2019 — verifikasi nomor pasti sebelum sitasi formal).
BAGIAN 3
Logaritma: Kebalikan Eksponen
Jika eksponen menjawab “berapa nilai akhirnya?”, logaritma menjawab “butuh berapa lama?”
ex = y↔x = ln(y)
1Definisi log→2log₁₀ vs ln→3Tiga sifat kunci→4Pitfall umum
Definisi Logaritma: Inverse Eksponen
Logaritma basis a dari y adalah pangkat yang harus diberikan kepada a untuk menghasilkan y. Jika ax = y, maka x = logₐ(y).
Eksponen
Logaritma
Hubungan
10² = 100
log₁₀(100) = 2
kebalikan satu sama lain
ex = y
ln(y) = x
kebalikan satu sama lain
e0,30 = 1,3499
ln(1,3499) = 0,30
kebalikan satu sama lain
Hukum dasar saling membatalkan: logₐ(ax) = x • alogₐ(x) = x. Ini kunci mencari t dari P = P₀·ert.
log₁₀ vs ln — Dua Jenis Logaritma
Dua jenis logaritma yang paling sering dipakai dalam bisnis dan matematika:
Hitung dari Nol 2 — Modal BPR Rp 500 Juta → Rp 750 Juta
Soal: Modal inti (komponen utama ekuitas bank; diatur OJK) sebuah BPR tumbuh dari Rp 500 juta menjadi Rp 750 juta dengan laju kontinu r = 8%/tahun. Berapa tahun?
Studi Kasus: Pertumbuhan Aset BSI — Kapan Target Tercapai?
Konteks: BSI (Bank Syariah Indonesia, kode emiten BRIS di BEI — Bursa Efek Indonesia) adalah bank syariah (berbasis prinsip Islam, diatur OJK) terbesar di Indonesia. Aset perbankan syariah nasional tumbuh pesat.
Skenario ilustratif: Jika total aset perbankan syariah pada tahun dasar = Rp 800 triliun dan tumbuh dengan laju kontinu r = 12%/tahun, kapan aset menembus Rp 1.000 triliun?
Langkah
Perhitungan
Nilai
Rasio Pₜ/P₀
1.000 / 800
1,25
ln(1,25)
[ln] → 1,25
0,2231
t = 0,2231 / 0,12
0,2231 / 0,12
1,86 tahun
Catatan akurasi: Skenario ini ilustratif — angka Rp 800 T dan r = 12% adalah asumsi untuk latihan. Data aktual: OJK Statistik Perbankan Syariah (data.ojk.go.id). Verifikasi sebelum presentasi.
Pendalaman: Logaritma untuk Analisis Data & Elastisitas
APLIKASI 1
DATA MIRING
Data aset perusahaan, pendapatan, atau transaksi biasanya sangat miring ke kanan. Mengambil ln(data) membuatnya lebih simetris — asumsi statistik lebih terpenuhi.
APLIKASI 2
ELASTISITAS
Regresi log-log: ln(Q) = a + b·ln(P). Koefisien b langsung memberikan elastisitas harga permintaan (seberapa banyak permintaan berubah per 1% perubahan harga).
APLIKASI 3
GRAFIK SAHAM
Grafik harga saham BBCA/TLKM jangka panjang sering disajikan dalam skala logaritmik agar persentase perubahan terlihat proporsional.
Contoh: Analisis kredit OJK menggunakan transformasi ln pada variabel NPL (Non-Performing Loan — rasio kredit macet) dan LDR (Loan-to-Deposit Ratio — rasio pinjaman terhadap dana) untuk menstabilkan varian dalam model regresi.
Deposito BNI Rp 20.000.000 dengan laju bunga kontinu r = 7,5%/tahun selama t = 3 tahun. Hitung nilai akhir!
Petunjuk: P = 20.000.000 × e(0,075×3)
Jawaban: e0,225 ≈ 1,25232 → Rp 25.046.454
Latihan B — Berpasangan (5 menit)
Jika aset PT Telkom (TLKM, emiten di BEI) tumbuh dari Rp 200 triliun menjadi Rp 260 triliun dengan laju kontinu r = 10%/tahun, butuh berapa tahun?
Petunjuk: t = ln(260/200) / 0,10
Jawaban: ln(1,3) ≈ 0,2624 → t ≈ 2,62 tahun
Diskusi Kelas: Mengapa bank komersial tidak secara eksplisit mengiklankan "bunga kontinu" kepada nasabah? Apa yang mereka lakukan sebagai gantinya? (Kaitkan dengan EAR — Effective Annual Rate dan regulasi OJK tentang pengungkapan bunga efektif.)
Persiapan Pertemuan 6 — Bunga Majemuk & Nilai Waktu Uang
Hari Ini Kita Telah Mempelajari ✓
Fungsi eksponensial f(x) = ax dan bilangan Euler e
Pertumbuhan & peluruhan kontinu: P = P₀·ert
Logaritma sebagai inverse eksponen: 3 sifat + aplikasi bisnis
Mencari periode investasi: t = ln(Pₜ/P₀)/r
Rule of 72 untuk estimasi cepat
Pertemuan 6 — Preview
Generalisasi: bunga diskret tahunan, semesteran, bulanan
FV (Future Value) dan PV (Present Value) formal
Fondasi untuk Capital Budgeting (NPV — Net Present Value, IRR — Internal Rate of Return)
Tugas persiapan: Baca Haeussler et al. (2018), Ch. 5; kerjakan 3 soal dari bank soal pertemuan ini.
Pertemuan 6 → Nilai Waktu Uang • Haeussler Ch. 5–6