Tampilkan postingan dengan label Trigonometric Equations. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label Trigonometric Equations. Tampilkan semua postingan

Lanjutan 4 Persamaan Trigonometri

B. 2 Persamaan Trigonometri Bentuk Kuadrat

Persamaan trigonometri terkadang juga terdapat dalam bentuk kuadrat, sehingga penyelesaiannya menyesuaikan dengan persamaan kuadrat tersebut yaitu proses faktorisasi, atau melengkapkan kudrat sempurna,dan atau dengan rumus ABC.

CONTOH SOAL.

1.Tentukanlah himpunan penyelesaian darisinx2sin2x=0untuk0x360Jawab:sinx2sin2x=0(lalu difaktorkan)sinx(12sinx)=0sinx=0atau12sinx=0selanjutnyasinx=0sinx=sin0x=0+k.360ataux=180+k.360saatk=0x=0dan180saatk=1x=360dan540sinx=12sinx=sin30x=30+k.360ataux=(18030)+k.360=150+k.360saatk=0x=30dan150saatk=1x=390dan510HP={0,30,150,180,360}

2.Tentukanlah himpunan penyelesaian dari2tan2θsecθ+1=0untuk0θ360Jawab:tan2θsecθ+1=02(sec2θ1)secθ+1=02sec2θsecθ1=0(lalu difaktorkan)(2secθ+1)(secθ1)=0(2secθ+1)=0atau(secθ1)=0secθ=12atausecθ=11cosθ=12atau1cosθ=1cosθ=2(tidak mungkin)ataucosθ=1selanjutnyacosθ=1cosθ=cos0θ=±0+k.360θ=k.360k=0x=0k=1x=360k=2x=720tidak memenuhiHP={0,360}.

3.Tentukanlah himpunan penyelesaian dari5cos2β+3cosβ=2untuk0β360Jawab:5cos2β+3cosβ=25cos2β+3cosβ2=0(lalu difaktorkan)(5cosβ2)(cosβ+1)=0(5cosβ2)=0atau(cosβ+1)=05cosβ2=0ataucosβ+1=0cosβ=25ataucosβ=1cosβ=cos66,4ataucosβ=180selanjutnyaβ=±66,4+k.360k=0β=66,4atauβ=66,4(tm)k=1β=426,4(tm)atauβ=293,6k=2βtidak ada yang memenuhiβ=±180+k.360k=0β=180atauβ=180(tm)k=1β=540(tm)atauβ=180k=2βtidak ada yang memenuhiHP={66,4,180,293,6}.

4.Tentukanlah himpunan penyelesaian dari2sin2γ+3cosγ=3untuk0γ360Jawab:2sin2γ+3cosγ=32(1cos2γ)+3cosγ3=022cos2γ+3cosγ3=02cos2γ+3cosγ1=02cos2γ3cosγ+1=0(lalu difaktorkan)(2cosγ1)(cosγ1)=0(2cosγ1)=0 atau(cosγ1)=0cosγ=12ataucosγ=1cosγ=cos60ataucosγ=0selanjutnyaγ=±60+k.360k=0γ=60atauγ=60(tm)k=1γ=420(tm)atauγ=300k=2γtidak ada yang memenuhiγ=±0+k.360γ=0+k.360k=0γ=0k=1γ=360k=2γtidak adayang memenuhiHP={0,60,300,360}

B. 3 Persamaan Trigonometri Bentuk a sin x + b cos x 

Selain bentuk sederhana seperti yang telah diuraikan pada materi sebelumnya (lihat di sini), terdapat persamaan trigonometri bentuk  asinx+bcosx. Bentuk asinx+bcosx ini dalam penyelesaiannya diubah ke dalam bentuk  kcos(xα). Adapun untuk menemukan pembuktian dari kesamaan rumus ini, Anda harus mempelajari materi rumus trigonometri jumlah dan selisih dua sudut.

asinx+bcosx=kcos(xθ)dengan:k=a2+b2tanθ=ab(a>0danb>0,makaθdi kuadran I)(a>0danb<0,makaθdi kuadran II)(a<0danb<0,makaθdi kuadran III)(a<0danb>0,makaθdi kuadran IV)denganapada sumbu Y danbpada sumbu X

Dan ingat juga tabel nilai tangenberikutθ030456090tanθ013313TDθ120135150180tanθ311330.

θ180210225240270tanθ013313TDθ300315345360tanθ311330.

Untuk lebih lanjut tentang bukti dan lain sebagainya akan dipelajari di subbab berikutnya setelah materi persamaan trigonometri ini.

CONTOH SOAL.

1.Tentukanlah himpunan penyelesaian darisinx+3cosx=2untuk0θ360Jawab:sinx+3cosx=2(ingat:a=1,b=3)sinx+3cosx=kcos(xθ)=2{k=12+(3)2=4=2tanθ=ab=13=133θ=30sudutθdi kuadran I, karenaa,b>0selanjutnyasinx+3cosx=kcos(xθ)=22cos(x30)=2cos(x30)=1cos(x30)=cos0x30=±0+k.360x=30±0+k.360x=30+k.360k=0x=30(memenuhi)k=1x=390(tm)HP={30}.

2.Tentukanlah himpunan penyelesaian darisinx3cosx=2untuk0θ360Jawab:sinx3cosx=2(ingat:a=1,b=3)sinx3cosx=kcos(xθ)=2{k=12+(3)2=4=2tanθ=ab=13=133θ=150sudutθdi kuadran II, karenaa>0,b<0selanjutnyasinx3cosx=kcos(xθ)=22cos(x150)=2cos(x150)=22=122cos(x150)=cos45x150=±45+k.360x=150±45+k.360k=0x=150+45=195(mm)ataux=15045=105(mm)k=1x=150±45+360(tm)HP={105,195}.

3.Tentukanlah himpunan penyelesaian dari6sinx+2cosx=2untuk0θ360Jawab:6sinx+2cosx=2(ingat:a=6,b=2)6sinx+2cosx=kcos(xθ)=2{k=(6)2+(2)2=8=22tanθ=ab=62=3θ=60sudutθdi kuadran I, karenaa>0,b>0selanjutnya6sinx+2cosx=kcos(xθ)=222cos(x60)=2cos(x60)=222=12=122cos(x60)=cos45x60=±45+k.360x=60±45+k.360k=0x=60+45=105(mm)ataux=6045=15(mm)k=1x=60±45+360(tm)HP={15,105}.

4.Tentukanlah himpunan penyelesaian daricosx3sinx=1untuk0θ360Jawab:3sinx+cosx=1(ingat:a=3,b=1)3sinx+cosx=kcos(xθ)=1{k=(3)2+(1)2=4=2tanθ=ab=31=3θ=300sudutθdi kuadran IV, karenaa<0,b>0selanjutnya3sinx+cosx=kcos(xθ)=12cos(x300)=1cos(x300)=12cos(x300)=cos60x300=±60+k.360x=300±60+k.360k=0x=300+60=360=0(mm)ataux=30060=240(mm)k=1x=300±60+360(tm)HP={0,240,360}


DAFTAR PUSTAKA

  1. Kanginan, M., Nurdiasyah, H., Akhmad, G. 2016. Matematika untuk Siswa SMA/MA Kelas XI Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Bandung: YRAMA WIDYA.
  2. Noormandiri, B. K. 2016. Matematika untuk Siswa SMA/MA Kelas XI Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA.
  3. Sembiring, S., Zulkifli, M., Marsito, Rusdi, I. 2017. Matematika untuk Siswa SMA/MA Kelas XI Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Bandung: SRIKANDI EMPAT WIDYA UTAMA.
  4. Sukino. 2016. Matematika untuk Siswa SMA/MA Kelas XI Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA.

Lanjutan 3 Persamaan Trigonometri

 B. 1 Persamaan Trigonometri Sederhana

Dalam penyelesaian persamaan trigonometri sederhana dapat digunakan salah satu rumus berikut, yaitu:

(1).sinx=sinα{x=α+k.360ataux=(180α)+k.360(2).cosx=cosα{x=α+k.360ataux=α+k.360(3).tanx=tanαx=α+k.180.

Jika sudutnya dinyatakan dalam phi radian (πdibaca:phi), maka persamaan trigonometri sederhananya adalah:

(1).sinx=sinα{x=α+k.2πataux=(πα)+k.2π(2).cosx=cosα{x=α+k.2πataux=α+k.2π(3).tanx=tanαx=α+k.π.

CONTOH SOAL.

1.Tentukanlah akar-akar persamaan trigonometriberikut dan tentukan pula himpunanpenyelesaiannya untuk0x360a.sinx=sin50b.cosx=cos50c.tanx=tan50Jawab:.a.sinx=sin50x={50+k.360(18050)+k.360k=0diperoleh:x={50(memenuhi)130(memenuhi)k=1tidak ada yang memenuhiHP={50,130}.b.cosx=cos50x={50+k.36050+k.360k=0diperoleh:x={50(memenuhi)50(tidak memenuhi)k=1x={50+360=410(tidak memenuhi)50+360=310(memenuhi)HP={50,310}.c.tanx=tan50x=50+k.180k=0diperoleh:x=50memenuhik=1x=50+180=230memenuhik=2x=50+360=410tidak memenuhiHP={50,230}.

2.Tentukanlah himpunan penyelesaian dari persamaan-persamaan trigonometri berikutini untuk0x360a.sinx=12f.tanx=133k.sin2x=12b.cosx=123g2cosx=3l.cos2x=123c.tanx=3h3tanx=3m.tan2x=3d.sinx=1i.sinx=sin46n.sin(2x30)=sin45e.cosx=122j.cosx=cos93o.sin(2x+60)=sin90

.Jawab:

.a.sinx=12sinx=sin30x={30+k.360(18030)+k.360k=0diperoleh:x={30(memenuhi)150(memenuhi)k=1tidak ada yang memenuhiHP={30,150}

.b.cosx=123cosx=cos30x={30+k.36030+k.360k=0diperoleh:x={30(memenuhi)30(tidak memenuhi)k=1x={30+360=390(tidak memenuhi)30+360=330(memenuhi)HP={30,330}

.c.tanx=3tanx=tan60x=60+k.180k=0diperoleh:x=60memenuhik=1x=60+180=240memenuhik=2x=60+360=420tidak memenuhiHP={60,240}

.d.sinx=1sinx=sin270x={270+k.360(180270)+k.360k=0diperolehx={270memenuhi90tidak memenuhik=1tidak memenuhi semuanyaHP={270}.

.k.sin2x=12sin2x=sin302x={30+k.360(18030)+k.360sehinggax={15+k.180(9015)+k.180k=0diperoleh:x={15(memenuhi)75(memenuhi)k=1diperoleh:x={15+180=195(memenuhi)75+180=255(memenuhi)k=2tidak ada yang memenuhiHP={15,75,195,255}.

.l.cos2x=123cos2x=cos30=cos(18030)=cos1502x={150+k.360150+k.360sehinggax={75+k.18075+k.180k=0diperoleh:x={75(memenuhi)75(tidak memenuhi)k=1x={75+180=255(memenuhi)75+180=105(memenuhi)k=2x={75+360=435(tidak memenuhi)75+360=285(memenuhi)k=3tidak ada yang memenuhiHP={75,105,255,285}.

.m.tan2x=3tan2x=tan602x=60+k.180sehinggax=30+k.90k=0diperoleh:x=30memenuhik=1x=30+90=120memenuhik=2x=30+180=210memenuhik=3x=30+270=300memenuhik=4x=30+360=390tidak memenuhiHP={30,120,210,300}.

.n.sin(2x30)=sin45(2x30)={45+k.360(18045)+k.3602x={45+30+k.360135+30+k.360x={37,5+k.18082,5+k.180k=0diperolehx={37,582,5k=1diperolehx={37,5+180=217,582,5+180=262,5k=2tidak ada yang memenuhiHP={37,5,82,5,217,5,262,5}.

.o.sin(2x+60)=sin90(2x+60)={90+k.360(18090)+k.3602x={9060+k.3609060+k.360x=15+k.180k=0diperolehx=15k=1diperolehx=15+180=195k=2tidak ada yang memenuhiHP={15,195}

Lanjutan 2 Persamaan Trigonometri

 A. 2  Relasi Sudut

Mengingatkan kembali materi tentang nilai sudut diberbagai kuadran yang selanjutnya berkaitan erat dengan relasi sudutnya dari kuadran selain satu diubah ke kuadran satu supaya mudah menentukan nilai trigonometri.

Untuk tanda perbandingan trigonometrinya berkaitan dengan relasi sudutnya adalah disajikan sebagaimana dalam bagan berikut

Nilai yang positifhanyasinusSemua nilai trigonpositifNilai yang positifNilai yang positifhanyatangenhanyacosinus.

atau

{sin=+cos=tan=csc=+sec=cot={sin=+cos=+tan=+csc=+sec=+cot=+{sin=cos=tan=+csc=sec=cot=+{sin=cos=+tan=csc=sec=+cot=.

Adapun penjabaran sudut-sudut yang berelasi sebagaimana ilustrasi bagan berikut, yaitu:

Kuadran IIKuadran I(180α)Semua nilai trigonpositifKuadran IIIKuadran IV(180+α)(360α)

Ketentuan perubahan trigonometri berkaitan dengan sudut berelasi adalah sebagaimana tabel berikut:

KUADRAN PERTAMA

PosisiPerubahanRelasi SudutKuadran I0<α<90=(90α){sin=coscos=sintan=cotcsc=secsec=csccot=tansin(90α)=cosαcos(90α)=sinαtan(90α)=cotαcsc(90α)=secαsec(90α)=cscαcot(90α)=tanα.

KUADRAN KEDUA

ada 2 pilihan yaitu:

pertama

PosisiPerubahanRelasi SudutKuadran II90<α<180=(90+α){sin=coscos=sintan=cotcsc=secsec=csccot=tansin(90+α)=cosαcos(90+α)=sinαtan(90+α)=cotαcsc(90+α)=secαsec(90+α)=cscαcot(90+α)=tanα.

kedua

PosisiTidak Ada PerubahanRelasi SudutKuadran II90<α<180=(180α){sin=sincos=costan=tancsc=cscsec=seccot=cotsin(180α)=sinαcos(180α)=cosαtan(180α)=tanαcsc(180α)=cscαsec(180α)=secαcot(180α)=cotα.

KUADRAN KETIGA

ada 2 pilihan juga yaitu:

pertama

PosisiTidak Ada PerubahanRelasi SudutKuadran III180<α<270=(180+α){sin=sincos=costan=tancsc=cscsec=seccot=cotsin(180+α)=sinαcos(180+α)=cosαtan(180+α)=tanαcsc(180+α)=cscαsec(180+α)=secαcot(180+α)=cotα.

kedua

PosisiPerubahanRelasi SudutKuadran III180<α<270=(270α){sin=coscos=sintan=cotcsc=secsec=csccot=tansin(270α)=cosαcos(270α)=sinαtan(270α)=cotαcsc(270α)=secαsec(270α)=cscαcot(270α)=tanα.

KUADRAN KEEMPAT

ada 2 pilihan juga yaitu:

pertama

PosisiPerubahanRelasi SudutKuadran IV270<α<360=(270+α){sin=coscos=sintan=cotcsc=secsec=csccot=tansin(270+α)=cosαcos(270+α)=sinαtan(270+α)=cotαcsc(270+α)=secαsec(270+α)=cscαcot(270+α)=tanα.

kedua

PosisiTidak Ada PerubahanRelasi SudutKuadran IV270<α<360=(360α){sin=sincos=costan=tancsc=cscsec=seccot=cotsin(360α)=sinαcos(360α)=cosαtan(360α)=tanαcsc(360α)=cscαsec(360α)=secαcot(360α)=cotα.

 A. 3  Sudut Negatif dan Sudut lebih Besar dari  360

a.{sin(A)=sinAcos(A)=cosAtan(A)=tanAb.{csc(A)=cscAsec(A)=secAcot(A)=cotAc.{sin(n.360+A)=sinAcos(n.360+A)=cosAtan(n.360+A)=tanA,nN.

Catatan : 0=360=720=1080=n.360

CONTOH SOAL.

1.Tentukanlah nilaia.sin120b.cos240c.tan315Jawab:a.sin120=sin(18060)=sin60=123,atau=sin(90+30)=cos30=123b.cos240=cos(180+60)=cos60=12,atau=cos(27030)=sin30=12c.tan315=tan(36045)=tan45=1,atau=tan(270+45)=cot45=1.

2.Buktikan bahwaa.cos(90B)secB+sin(90B)cscB=2sinBcosBb.tanC+tan(90C)=secC.sec(90C)Bukti:a.cos(90B)secB+sin(90B)cscB=sinBsecB+cosBcscB=sinB1cosB+cosB1sinB=sinBcosB+sinBcosB=2sinBcosBb.tanC+tan(90C)=tanC+cotC=sinCcosC+cosCsinC=sin2C+cos2CsinCcosC=1sinCcosC=1cosC.1sinC=secC.cscC=secC.sec(90C).

3.Tentukanlah nilaia.tan(A90)sin(A)b.cos540+sin690c.sin2021+cos2021Jawab:a.tan(A90)sin(A)=tan((90A))(sinA)=tan(90A)(sinA)=tan(90A)(sinA)=cotA.sinA=cosAsinA.sinA=cosAb.cos540+sin690=cos(360+180)+sin(72030)=cos(0+180)+sin(030)=cos180+sin(30)=cos180sin30=112=32c.sin2021+cos2021=sin(5.360+221)+cos(5.360+221)=sin(0+221)+cos(0+221)=sin221+cos221=sin(180+41)+cos(180+41)=sin41cos41


Lanjutan Persamaan Trigonometri

f. Menentukan Nilai Perbandingan Trigonometripada Segitiga Siku-Siku.

 CONTOH SOAL.

1.Diketahuitanθ=axTentukanlah nilaixa2+x2Jawab:Perhatikanlah gambar segitiga AOX berikut

.Dengan rumus Pythagoras dapatr ditentukanpanjang ruasAX, yaitu:AO2+OX2=AX2atauAX2=AO2+OX2AX=AO2+OX2=x2+a2,makasinθ=ax2+a2cosθ=xx2+a2Jadi, nilaixx2+a2=cosθ.

2.Jikasinβ+cosβ=65,tentukanlaha.sinβcosβb.sin3β+cos3βJawab:a.sinβ+cosβ=65saat masing-masing ruas dikuadratkan,maka(sinβ+cosβ)2=(65)2sin2β+2sinβcosβ+cos2β=3625sin2β+cos2β+2sinβcosβ=36251+2sinβcosβ=36252sinβcosβ=362512sinβcosβ=362525=1125sinβcosβ=1150b.sin3β+cos3β=(sinβ+cosβ)(sin2β+cos2βsinβcosβ)=(sinβ+cosβ)(1sinβcosβ)=(65).(11150)=(65).(501150)=(65).(3950)=3×395×25=117125.

3.Jikatanα=17,tentukanlah(csc2αsec2αcsc2α+sec2α)Jawab:Diketahui bahwa:tanα=17,dan ingat juga bahwasec2α=tan2α+1=(17)2+1=17+1=87Demikian juga,cotα=1tanα=1(17)=7,maka,csc2α=cot2α+1=(7)2+1=7+1=8Selanjutnya(csc2αsec2αcsc2α+sec2α)=(8878+87)=568756+87=4864=34.

4.Jikaβsudut lancip dancosβ=35,tentukan nilai darisinβtanβ12tan2βJawab:Diketahuicosβ=35sin2β+cos2β=1sin2β+cos2β=1sinβ=1cos2β=1(35)2=1925=1625=45Sehinggatanβ=sinβcosβ=4535=43sinβtanβ12tan2β=45×4312(43)2=16151329=115329=932×15=332×5=3160

DAFTAR PUSTAKA
  1. Sukino. 2016. Matematika untuk SMA/MA Kelas XI Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA


Persamaan Trigonometri

 A. 1  Identitas Trigonometri.

A. 1. 1  Nilai Trigonometri Sudut
a.  Perbandingan Trigonometri dalam Segitiga Siku-Siku.
Perhatikanlah ilustrasi sebuah segitiga siku-siku sama kaki berikut
Diketahui pula bahwa :
sin45=12=122cos45=12=122tan45=1.
csc45=2sec45=2cot45=1.

Berikut ilustrasi segitiga dengan sudut istimewa yang lain yaitu 30 dan  60.

sin30=12cos30=123tan30=13=133sin60=123cos60=12tan30=3csc30=2sec30=23=233cot30=3csc60=23=233sec60=2cot30=133


Perhatikan segitiga ABC siku-siku di C berikut
Perhatikanlah segitiga OAB berikut
a.sinα=yrb.cosα=xrc.tanα=yxd.cscα=rye.secα=rxf.cotα=xy.

A. 1. 2  Identitas Trigonometri Dasar

a.  Dalil Pythagoras Segitiga Siku-Siku.


Dalil/rumus Pythagorasa2+b2=c2atauc=a2+b2sinACB=accosACB=bctanACB=ab=sinACBcosACBcscACB=casecACB=cbcotACB=ba=cosACBsinACB

b. Identitas trigonometri pada segitiga siku-siku.

Dalil/rumus Pythagorasa2+b2=c2Perhatikan lagi gambar di poin c di atas1.Rumus saat dibagi denganc2a2c2+b2c2=c2c2a2c2+b2c2=1menjadi(ac)2+(bc)2=1sin2ACB+cos2ACB=12Rumus saat dibagi denganb2a2b2+b2b2=c2b2a2b2+1=c2b2menjadi(ab)2+1=(cb)2tan2ACB+1=sec2ACB3Rumus saat dibagi dengana2a2a2+b2a2=c2a21+b2a2=c2a2menjadi1+(ba)2=(ca)21+cot2ACB=csc2ACB

c. Tabel trigonometri nilai sudut istimewa.

α030456090180sinα01212212310cosα11231221201tanα013313TD0.

d. Aturan sinus pada segitiga sebarang.

BCsinA=ACsinB=ABsinC

e. Aturan cosinus pada segitiga sebarang.

Perhatikanlah gmabar pada poin e di atas, aturan cosinusnya adalah:

cosA=b2+c2a22bccosB=a2+c2a22accosC=a2+b2a22ab.

Macam-Macam Identitas Trigonometri Dasar1.cscα=1sinα5.tanα=sinαcosα2.secα=1cosα6.tan2α+1=sec2α3.cotα=1tanα7.cot2α+1=csc2α4.cotα=cosαsinα8.sin2α+cos2=1.


 CONTOH SOAL.
1.Tunjukkan bahwatanα=sinαcosα1sin2αBukti:tanα=sinαcosα=sinαcosα×cosαcosα=sinαcosαcos2α=sinαcosα1sin2α.
2.Tunjukkan bahwa1tan2β×sinβ=cosβBukti:1tan2β×sinβ=1tanβ×sinβ=cosβsinβ×sinβ=cosβ.
3.Tunjukkan bahwacos2γ1sinγ=1+sinγBukti:cos2γ1sinγ=1sin2γ1sinγ=(1sinγ)(1+sinγ)1sinγ=1+sinγ.
4.Tunjukkan bahwa1tan2θ1+tan2θ=cos2θsin2θBukti:1tan2θ1+tan2θ=1tan2θsec2θ=1sin2θcos2θ1cos2θ=cos2θsin2θcos2θ1cos2θ=cos2θsin2θ.
5.Tunjukkan bahwacos4αsin4α=12sin2αBukti:cos4αsin4α=(cos2α)2(sin2α)2=(cos2αsin2α)(cos2α+sin2α)=(cos2αsin2α)×1=cos2αsin2α=(1sin2α)sin2α=12sin2α.
6.Tunjukkan bahwasinβsecβsin2βtan2β=cosβsin3βBukti:sinβsecβsin2βtan2β=sinβ(1cosβ)sin2βsin2βcos2β=(sinβcosβ)sin2β(11cos2β)×cos2βcos2β=sinβcosβsin2β(cos2β1)=cosβsinβ(sin2β)=cosβsin3β.

DAFTAR PUSTAKA
  1. Noormandiri, B. K. 2016. Matematika untuk SMA/MA Kelas XI Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA.
  2. Sukino. 2016. Matematika untuk SMA/MA Kelas XI Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA