Lanjutan Limit Fungsi Trigonometri

 C. Menentukan Nilai Limit Fungsi Trigonometri

Dalam bahasan ini yang akan dibahas adalah nilai limit mendekati a atau nilai x di sekitar a. Ada 3 cara yang populer digunakan untuk menentukan nilai limit fungsi trigonometri ini dengan salah satunya yang paling sering digunakan adalah substitusi langsung di antara cara-cara penyelesaian lainnya. Jika dengan cara substitusi langsung nantinya mendfapatkan nilai bentuk tak tentu yaitu 00, maka cara Anda harus menggunakan cara yang lainnya sampai Anda temukan nilai limitnya. Selanjutnya 3 cara yang dimaksud di atas adalah sebagai berikut:

C. 1 dengan substitusi langsung

CONTOH SOAL.

1.Tentukanlah nilai limit dari fungsi-sungsiberikutalimx0(sinx+tanx)blimxπ(sinx+cosx)climxπ4(sinx+cosxtanx)dlimx0(1+cos2x1+2cosx)Jawab:Dengan substitusi langsung didapatkana.limx0(sinx+tanx)=sin0+tan0=0+0=0b.limxπ(sinx+cosx)=sinπ+cosπ=0+(1)=1c.limxπ4(sinx+cosxtanx)=(sinπ4+cosπ4tanπ4)=122+1221=21=2d.limx0(1+cos2x1+2cosx)=(1+cos2(0)1+2cos(0))=1+11+2.1=23

C. 2 dengan menyederhanakan

Langkah ini ditempuh setelah langkah substitusi langsung tidak memungkinkan atau ketemu bentuk tak tentu  00.

Gunakanlah identitas-identitas trigonometri yang Anda dapatkan di kelas XI  dan akan sering digunakan nantinya di antaranya, yaitu:

sin2x=2sinxcosxcos2x=cos2xsin2x=12sin2x=2cos2x1tan2x=2tanx1tan2x

Demikian juga

sinA+sinB=2sin(A+B2)cos(AB2)sinAsinB=2cos(A+B2)sin(AB2)cosA+cosB=2cos(A+B2)cos(AB2)cosAcosB=2sin(A+B2)sin(AB2).

Masih banyak bentuk identitas trigonometri selain di atas, karenanya sekiranya perlu maka hafalkanlah

CONTOH SOAL.

2.Tentukanlah nilai limit dari fungsi-sungsiberikutalimx0sin2xsinxblimxπ2sin4xsinxcosxclimx01cos2xtan2xdlimx0sin2x1cosxJawab:Dengan menyederhankan bentuk trigonometriakan didapatkan bentuk yang lebih sederhanaa.limx0sin2xsinxsaat substitusi langsung menghsilkan bentuk=sin0sin0=00,maka perlu disederhanakan=limx0sin2xsinx=limx02sinxcosxsinx=limx02cosxbaru digunakan substitusinya=2cos0=2.1=2b.limxπ2sin4xsinxcosxSama seperti langkah di atas, yaitu:=limxπ2sin4xsinxcosx=limxπ22sin2xcos2xsinxcosx=limxπ24sinxcosxcos2xsinxcosx=limxπ24cos2x=4cos2(π2)=4cosπ=4.(1)=4c.limx01cos2xtan2xsaat substitusi langsung menghsilkan bentuk=1cos20tan20=110=00,maka perlu disederhanakan=limx01cos2xtan2x=limx0sin2x(sin2xcos2x)=limx0cos2x=cos20=12=1d.limx0sin2x1cosxsaat substitusi langsung menghsilkan bentuk=sin201cos0=011=00,maka perlu disederhanakan=limx0sin2x1cosx=limx01cos2x1cosx=limx0(1+cosx)(1cosx)1cosx=limx0(1+cosx)=1+cos0=1+1=2.

3.Tentukanlah nilai limit dari fungsi-sungsiberikutalimx0cosxcos3x1cos2xblimxπ41tanxsinxcosxJawab:Dengan menyederhankan bentuk trigonometriakan didapatkan bentuk yang lebih sederhanaa.limx0cosxcos3x1cos2xsaat substitusi langsung menghsilkan bentuk=cos0cos01cos0=1111=00,maka perlu disederhanakan=limx0cosxcos3x1cos2x=limx02sin(x+3x2)sin(x3x2)1(12sin2x)=limx02sin2xsin(x)2sin2x=limx02sin2xsinx2sinx.sinx=limx02(2sinxcosx)sinx2sinx.sinx=limx02cosxbaru digunakan substitusinya=2cos0=2.1=2b.limxπ41tanxsinxcosxsaat substitusi langsung menghsilkan bentuk=1tanxsinxcosx=11122122=00,maka perlu disederhanakan=limxπ41tanxsinxcosx=limxπ41(sinxcosx)sinxcosx=limxπ4(sinxcosx)cosx(sinxcosx)=limxπ41cosx=1cos(π4)=112=2

C. 3 dengan rumus limit fungsi trigonometri

Berikut rumus limit fungsi trigonometri yang akan kita gunakan

limx0sinaxax=limx0axsinax=aa=1limx0tanaxax=limx0axtanax=aa=1.

BUKTINYA ada di sini

CONTOH SOAL.

4.Tentukanlah nilai limit berikutalimx0sin4x7xblimx02xtan9xclimx0tan8xsin3xJawab:a.limx0sin4x7x=limx047×sin4x4x=47b.limx02xtan9x=limx029×9xtan9x=29c.limx0tan8xsin3x=limx0tan8x8x×limx03xsin3x×83=83.

5.Tentukanlah nilai limit berikutalimx024x28sin2xblimx05x215tan(9x)sin3xJawab:a.limx024x28sin2x=248×limx0xsinx×limx0xsinx=3×1×1=3b.limx05x215tan(9x)sin3x=515×limx0xtan(9x)×limx0xtan3x=13×(×limx09xtan9x×19)××limx03xtan3x×13=13×19×13=181.

6.Tentukanlah nilai limit berikutalimx01cos6xx2blimx0cos4xcos2xx2climx3(x25x+6)sin(x3)(x27x+12)2Jawab:a.limx01cos6xx2=limx01(12sin23x)x2=limx02sin23xx2=2×limx0sin3xx×limx0sin3xx=2×3×3=18b.limx0cos4xcos2xx2=limx02sin(4x+2x2)sin(4x2x2)x2=2×limx0sin3x.sinxx2=2×limx0sin3xx×limx0xx=2×3×1=6c.limx3(x25x+6)sin(x3)(x27x+12)2=limx3(x2)(x3)sin(x3)((x3)(x4))2=limx3(x2)(x3)sin(x3)(x3)(x3)(x4)2=limx3x2(x4)2×limx3sin(x3)(x3)=(32)(34)2×1=1(1)2=11=1.

7.Tentukanlah nilai limit darilimx12sin(4x2)tan2x1Jawab:Kita misalkana=2x1,ketikax12,maka akan didapatkana0(\textbf{dibaca}: saat nilaixmendekati12,maka nilaiaakan mendekati nilai0).Selanjutnya kita buatkan penyesuaian, yaitu:limx12sin(4x2)tan2x1=limx12sin2(2x1)tan2x1=limx0sin2atana=limx0sin2a2a×2×limx0atana=2×1=2.

LATIHAN SOAL.

1.Selidikilah limit fungsi berikut, apakahmemiliki nilai limit atau tidaka.limx02x1b.limx0x2x2c.limx1f(x),denganf(x)={2x;x<14x1;x1 d.limx2f(x),denganf(x)={4x1;x<22x+5;x2e.limx0(x+cosx)f.limx0xtanxg.limxπ2(sinx+2cosx)h.limxπ2(2tanxsin2x).

2.Tentukanlah nilai limit berikutalimx0sin5xxblimx04xsinxclimx0tan6x8xdlimx02xtan7xelimx0sin3xsin2xflimx0sin4xtan8x9limx0sin25x2x2hlimx0sin5xtan6xxtan7xilimxysinxsinyxyjlimx2sin(x24)x2klimx0sinmxsinnxcosmxcosnxllimx01cos3xcosxx2

DAFTAR PUSTAKA
  1. Kanginan, M., Nurdiansyah, H., Akhmad, G. 2016. Matematika untuk Siswa SMA/MA Kelas XII Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Bandung: YRAMA WIDYA.
  2. Sembiring, S., Zulkifli, M., Marsito, Rusdi, I. 2016. Matematika untuk Siswa SMA/MA Kelas XII Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Bandung: SRIKANDI EMPAT WIDYA UTAMA.
  3. Yuana, A.R., Indriyastuti. 2017. Perspektif Matematika untuk Kelas XII SMA dan MA Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu Alam. Solo: PT TIGA SERANGKAI PUSTAKA MANDIRI.


Limit Fungsi Trigonometri

 A. Pendahuluan

Mengingat kembali definisi limit yang telah dipelajari sebelumnya di kelas XI, yaitu limit fungsi aljabar f(x) yang didefinisikan dengan:

limxaf(x)=LadalahJikaxmendekatiadengan tidak sama dengana,maka nilaif(x)mendekatiL.

Perhatikan definisi di atas istilah  xmendekatia dituliskan dengan simbol  (xa). Suatu nilai limit dianggap ada jika nilai f(x) mendekati  a dari arah kiri sama dengan nilai f(x) mendekati  a dari arah kanan dengan nilai yang sama misalnya L. Jika disimbolkan pernyataan ini menjadi berikut

limxaf(x)=limxa+f(x)=limxaf(x)=L .

Perlu diperhatikan bahwa didekati darikiridisimbolkan denganlimxaf(x),dankanandisimbolkan denganlimxa+f(x).

CONTOH SOAL.

1.Tentukanlah nilai limit darif(x)=x24x2Jawab:Perhatikanlah ketika fungsix24x2di sekitarx=2sebagaimana dalam tabelberikut.


.Jadi, nilailimx2x24x2=2atau dapat dikatakannilailimx2x24x2adameskipun nilai substitusi langsungx=2yaituf(0)=02000=00berupa bentuk taktentu. Berikut ilustrasinya


2.Selidikilah limit fungsi berikut apakahmemiliki harga limitlimx5f(x),untukf(x)={xsaatx<55xsaatx5Jawab:Perhatikanlah ketika didekati dari kiri yaitux5,makalimx5f(x)=xataulimx5f(x)=5boleh juga dituliskan denganlimx5f(x)=x=5.Sedangkan ketikadidekati dari arah kanan yaitux5+,makalimx5+f(x)=limx5+(5x)=55=0.Karena nilailimx5f(x)limx5+f(x),makanilai atau hargalimx5f(x)tidak adaBerikut ilustrasi gambarnya.
3.Selidikilah limit fungsi berikut apakahmemiliki harga limitlimx0f(x),untukf(x)=cosxJawab:Perhatikanlah ketika didekati dari kiri yaitux0,makalimx0cosxx0,50,40,30,20,10cosx......0,9999860,9999940,99999851Sedangkan ketikadidekati dari arah kanan yaitux0+,makalimx0+cosxx00,10,20,30,40,5cosx10,99999850,9999940,999986......Karena nilailimx0f(x)=limx0+f(x)=1,makanilailimx0cosx adaBerikut ilustrasi gambarnya.

B. Sifat-Sifat Limit Fungsi

Misalkanfdangadalah fungsi-fungsi yangmempunyai nilai limit di titik sekitarx=aatau(xa)dancadalah suatu konstantasertanadalah suatu bilangan bulat positif,maka berlaku sifat-sifat berikut:1.limxac=c2.limxaxn=an3.limxac.f(x)=c.limxaf(x)4.limxa(f(x)±g(x))=limxaf(x)±limxag(x)5.limxa(f(x)×g(x))=limxaf(x)×limxag(x)6.limxaf(x)g(x)=limxaf(x)limxag(x)7.limxa(f(x))n=[limxaf(x))]n8.limxaf(x)n=limxf(x)n,denganlimxaf(x)0danngenap






Fungsi Eksponen

  A. Bilangan Pangkat Positif

Misalkan diketahui bahwa a adalah suatu bilangan tidak nol dan m adalah bilangan asli, maka bilangan ekponen atau bilangan berpangkat dedefinisikan dengan:

am=a×a××a×...×am

Bilangan:adisebut basis atau bilangan pokokndisebut sebagai bilangan pangkat/eksponen.

 CONTOH SOAL.

(1).34=3×3×3×3=81
(2).54=5×5×5×5=625
(3).26=2×2×2×2×2×2=64
(4).67=6×6×6×6×6×6×6=279936
(5).(3)3=(3)×(3)×(3)=27
(6).(2)4=(2)×(2)×(2)×(2)=16
(7).(15)3=(15)×(15)×(15)=1125
(8).(12)3=(12)×(12)×(12)=18

B. Sifat-Sifat Bilangan Pangkat Positif

1.am.an=am+n2.am:an=amn3.(am)n=am.n,syarata04.(ab)n=an.bn5.(ab)n=anbn,syaratb0

Beberpa hal yang perlu diketahui juga, yaitu

1.(a+b)2=a2+2ab+b22.(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b33.(a+1a)2=a2+2+1a2,syarata0

 CONTOH SOAL

(1).26×24×27=26+4+7=217(2).25×35×75=(2.3.7)5=(42)5(3).a3.a7.a6a9=a3+7+6a9=a16a9=a169=a7,syarata0
(4).37.73.2(42)3=21.37.73(2.3.7)3=21.37.7323.33.73=213.373.733=22.34.70=122.34.1=3422
(5).22020+22021+220227=1.22020+21.22020+22.220207=(1+2+4).220207=7.220207=22020
(6)(2n+2)222.22n2n.2n+2=22(n+2)22.22n2n.2n.22=22n.22.222.22n2n+n.22=22n(2422)22n.22=(2422)22=1644=124=3

C. Bentuk Akar

Bilangan bentuk akar di sini adalah kebalikan dari bilangan bentuk pangkat. Bilangan bentuk akar selanjutnya disebut bilangan irasional. Sebagai contoh 2, 3, 833, 43, 73 dan tapi ingat 4 dan  83 serta  273 adalah bukan bentuk akar, karena nantinya akan menghasilkan masing-masing 2 dan 3 serta 3.
1.a1n=an2.amn=amn3.a12=a12=a.

Cara membaca.
1.pndibacaakar pangkat n dari p2.p2ndibacaakar pangkat n dari p kuadrat3.p3ndibacaakar pangkat n dari p pangkat tiga4.pdibacaakar dari patauakar kuadrat dari pingat bahwa:p=p2.

DefinisiJikaadanbbilangan real dannbilangan bulat positif, maka:an=bbn=aketerangan:bndisebutakar (radikal)bdisebutradikan(bilangan pokok yang ditarik akarnya)ndisebutindeks(pangkat akar).

C.1  Bilangan Pangkat Pecahan.
Operasi Bilangan pangkat pecahan sama dengan operasi pangkat bilangan bulat.

 CONTOH SOAL.

1.a.12×a.13=a.12+13=a.562.a.15:a.13=a.1513=a.2153.(a.25)47=a.8354.81.12=(92).12=91=95.27.23=(33).23=(3)2=132=19.

6.Sederhanakanlah bentuk berikut dannyatakan hasilnya dalam pangkat positifa.(3p.53q.34)(2p.23q.54)b.(8p.23q0r.12)(4p.12q.13r)Jawab:a.(3p.53q.34)(2p.23q.54)=3.2.p.53+(23).q.34+54=6.p.33q.24=6pq.12b.(8p.23q0r.12)(4p.12q.13r)=2.p.23(12)q.0(13)r.121=2p.23+12q.13r.32=2p.4+36q.13.r.32=2p.76q.13.r.32=2p.76q.13r.32.

7.Sederhanakanlah bentuk berikut dannyatakan hasilnya dalam pangkat positifa.(p3n+1qnp3n+4q4n)13b.(p2q3p4q3)12(p4q5pq)13Jawab:a.(p3n+1qnp3n+4q4n)13=(p(3n+1)(3n+4)qn4n)13=(p3q3n)13=p3.13q3n.13=p1qn=1pqnb.(p2q3p4q3)12(p4q5pq)13=(p2.(12)q3.(12)p4.(12)q3.(12))(p4.(13)q5.(13)p.13q.13)=p1q.32p2q.32×p.43q.53p.13q.13=p1(2)+(43)(13)q3232+53(13)=p333q62+63=p31q3+2=p2q1=p2q

8.Jabarkanlah bentuk(2m.32+n.34)2Jawab:(2m.32+n.34)2=(2m.32)2+2(2m.32)(n.34)+(n.34)2INGAT:(A+B)2=A2+2AB+B2=22m.3.22+2.2.m.32n.34+n.3.24=4m3+4m.32n.34+n.32.

9.Jabarkanlah bentuk(2m.32n.34)3Jawab:(2m.32n.34)3=(2m.32)33(2m.32)2(n.34)+3(2m.32)(n.34)2(n.34)3INGAT:(AB)3=A33A2B+3AB2B3=23m.3.323.22.m.3.22n.34+3.2.m.32n.3.24n.3.34=8m.9212m3n.34+6m.32n.32n.92.

10.Jabarkanlah bentuk berikuta.(2p.123q.12)(p.12+4q.12)b.(p.13q.13)(p.23+p.13q.13+q.23)Jawab:a.(2p.123q.12)(p.12+4q.12)=2(p.12)2+2.4.p.12q.123q.12.p.123.4.(q.12)2=2p1+8q.12q.123p.12q.1212.q1=2p+5(pq).1212qb.(p.13q.13)(p.23+p.13q.13+q.23)=p.1+23+(p.13)2q.13+p.13q.23p.23q.13p.13(q.13)2q.1+23=p1+0+0q1=pq

DAFTAR PUSTAKA
  1. Sembiring, S., Zulkifli, M., Marsito, Rusdi, I. 2016. Matematika untuk Siswa SMA/MA Kelas X kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Bandung: SRIKANDI EMPAT WIDYA UTAMA.

Persamaan Garis Singgung Lingkaran (PGSL)

A. PGS melalui titik pada lingkaran pusat (0,0)

Misalkan titik  P(x1,y1) yang terletak pada lingkaran  x2+y2=r2. Gradien dari garis OP adalah  y1x1

Perhatikanlah ilustrasi gambar berikut


B. PGS melalui titik pada lingkaran pusat (p,q)

Kurang lebih dengan penjelasan yang sama dan persamaan garisnya di rumuskan 
{(p,q)(x1p)(xp)+(y1q)(yq)=r2(p,q)px+qy+12A(p+x)+12B(q+y)+C=0.

C. PGSL dengan gradien  m


D. PGS melalui titik di luar lingkaran pusat (0,0)


Contoh 9 Vektor

41.Diketahui segi empat ABCD denganDA=a,DB=b,danDC=c.Jika titik H pada ABdenganAH:HB=1:2,dan titik J pada BCdenganBJ:JC=1:2makaHJ=....a.a+b+c3b.a+b+c3c.2a+b+c3d.2ab+c3e.2a+b2c3Jawab:Coba perhatikanlah ilustrasi berikut

.Diketahui 1Diketahui 2AH:HB=1:2h=2a+b3BJ:JC=1:2j=2b+c3Proses PenyelesaianHJ=jh=(2b+c3)(2a+b3)=2a+b+c3.

42.Supaya vektora=(x47),danb=(6y14),segaris, hargaxy=....a.5d.4b.2c.3e.6Jawab:Dikethuibahwa:vektoradanbsegaris,makama=bdenganmadalah skalar/faktor pengalim(x47)=(6y14)didapatkan{mx=6...................(1)4m=y....................(2)7m=14...................(3)Dari persamaan(3)akandidapatkan nilaim=2makaakan didapatkan juga{x=3y=8sehingga nilai darixy=38=5.

43.DiketahuiOtitik pangkalA(0,1,2)danB(3,4,5),maka luas segitigaOABsama dengan....a.36b.236c.436d.326e.26Jawab:Coba perhatikanlah ilustrasi berikutMisalkan luas segitiga12|p×q|,dengan{p=OA=(012)q=OB=(345)p×q=|ijkx1y1z1x2y2z2|=(y1z2z1y2)i(x1z2z1x2)j+(x1y2y1x2)k=|ijk012345|=(58)i(06)j+(03)k=3i+6j3kSehingga|p×q|=(3)2+62+(3)2=9+36+9=54=36Maka luas segi tiganya adalah:luasABC=12|p×q|=12(36)=326.

44.Proyeksi skalar ortogonala=2i3j+6k,padab=i+2j+2kadalah....a.43d.163b.83c103e.203Jawab:Diketahui bahwa{a=(2,3,6)b=(1,2,2)Selanjutnya|c|=|ab|b||=(236)(122)12+22+22=26+129=83

45.Diketahui vektora=3i4j+pkdanb=2i+2j3k.Jika panjangproyeksi vektorapadabadalah417,maka nilaipadalah....a.2d.2b.1c1e.3Jawab:Panjang proyeksi skalar vektorapadab|c|=ab|b|417=(34p)(223)22+22+(3)2417=683p174=23p6=3p3p=6p=2

Contoh 8 Vektor

Contoh soal sebelumnya di sini Contoh Soal 7

34.Vektor satuan untuka=(214)adalah....a.123(214)b.133(214)c.155(214)d.177(214)e.12121(214)Jawab:Vektor satuanaadalahea,yaitu:ea=a|a|=(214)22+(1)2+42=121(214)=12121(214).

35.Posisi suatu titik dalam ruang saat waktutditunjukkan oleh vektor(tt2t).Jika pada saatt=1titik tersebut berada di titik P dan padasaatt=2titik tersebut berada di titik Q, maka jarak titik P dari Qadalah....a.243d.11b.22c.3e.43Jawab:a|PQ|=(xqxp)2+(yqyp)2+(yqyp)2=(21)2+(2212)2+((2)(1))2=12+32+(1)2=1+9+1=11

36.Jika diketahui|a|=43,|b|=5, dan(a+b).(a+b)=13,maka(a,b)=....a.30d.135b.60c.120e.150Jawab:(a+b).(a+b)=13a.a+a.b+b.a+b.b=13|a|2+2a.b+|b|2=13,ingat bahwaa.b=b.a(43)2+2|a||b|cos(a,b)+52=1348+2.(43).5.cos(a,b)+25=13403cos(a,b)=132548cos(a,b)=60403=123=cos30=cos(18030)cos(a,b)=cos150(a,b)=150.

37.Jika diketahui titikA(2,1,4),B(4,1,3), danC(2,0,5),makasin(AB,AC)=....a.175d.163b.1634c.232e.162Jawab:cos(AB,AC)=AB.AC|AB|.|AC|=(ba).(ca)x(ba)2+y(ba)2+z(ba)2.x(ca)2+y(ca)2+z(ca)2=(421+134).(220+154)(42)2+(1+1)2+(34)2.(22)2+(0+1)2+(54)2=2.0+2.1+1.14+4+1.0+1+1=132=162Sehingga,sin(AB,AC)=1cos2(AB,AC)=1(162)2=1236=3436=1634.

38.Diketahui segitiga ABC. Titik M di tengah AC, dan titik N pada BCJikaAB=c,AC=b,BC=a,makaMN=....a.12(bc)b.12(b+c)c.12(a+c)d.12(ab)e.12(a+b)Jawab:MN=MC+CN=12AC+12(BC)=12(ACBC)=12(ba)atau=12(a+b).

39.Jika titik berat segitiga ABC adalah ZdenganA(1,0,2),B(5,4,10),C(0,1,6),maka koordinat titik Z tersebut adalah....a.(2,1,6)d.(3,2,6)b.(2,1,6)c.(3,1,6)e.(6,4,12)Jawab:bCoba perhatikanlah ilustrasi berikut


.koordinattitik A=12(5+0,41,10+6)=(52,32,8)Dalam segitiga ABC untuk titik berat Z berlakuketentuan sebagai berikutAZ:ZA=2:1AZ:ZA=2:1OZ=OA+2OA3=(102)+2(52328)3=(216)Jadi,koordinat titik Z adalah(2,1,6).

40.Diketahui titikA(4,1,2),B(6,4,3),C(2,3,5).Jika titik M membagiABsehinggaAM:MB=3:2maka vektor yang diwakili olehMC=....a.(4,1,4)d.(6,4,1)b.(2,2,1)c.(0,5,6)e.(4,1,4)Jawab:Coba perhatikanlah ilustrasi berikut


.DiketahuiProses PenyelesaianAM:MB=3:2m=2a+3b5MC=cm=c2a+3b5=5c2a3b5=5(235)2(412)3(643)5=(20520)5=(414)



Proyeksi Ortoganal Suatu Vektor di Dimensi Tiga

 Materinya sama dengan proyeksi ortogonal pada dimensi dua klik di sini

Uraian berikut sebagai pengingat saja

Proyeksi skalar vektor|c|=ab|b|Vektor proyeksi ortogonalc=ab|b|2.b

Sebagai penjelasannya adalah sebagai berikut:

Penjelasan pertama berkaitan dengan proyeksi skalar vektor di dimensi tiga, yaitu:

Diberikan sebuah ilustrasi berikut,

Perhatikan ilustrasi gambar di atas!
OAC(a,b)cosθ=|c||a||c|=|a|cosθ........(1)cosθ=ab|a||b|........(2)
Dari(1)dan(2)diperoleh|c|=|a|cosθ=|a|(ab|a||b|)=|ab|b||

Dan penjelasan kedua berkaitan dengan vektor proyeksi ortogonalnya, yaitu:
Perhatikan pula misalc^adalah vektor satuan daricdanb,makac=|c|c^,danb=|b|b^=|b|c^.
Sehinggaproyeksi ortogonal vektorapadabadalah:c=|c|b^=(ab|b|)(b|b|)=(ab|b|2)b

CONTOH SOAL.

1.Diketahuia=(231)danb=(422).Tentukanlaha.proyeksi skalarapadabb.vektor proyeksiapadabc.proyeksi skalarbpadaad.vektor proyeksibpadaaJawab:Misalkan proyeksi skalarapadabadalah|c|,danmisalkan juga proyeksi skalarbpadaaadalah|d|,makaa.|c|=ab|b|=(231)(422)(4)2+22+22=86+224=122424=6Karena hasilnya berupa panjang, makadiharga mutlak/positif|c|=|6|=6b.c=ab|b|2×b=12(24)2×(422)=12(422)=(211)c.|d|=ba|a|=(422)(231)22+(3)2+12=86+214=121414=6714Karena hasilnya berupa panjang, makadiharga mutlak/positif|d|=|6714|=6714d.d=ba|a|2×a=12(14)2×(231)=1214(231)=(12718767)

2.Diketahuia=(32m)danb=(212).Jika proyeksi skalarapadabadalahbernilai23,maka tentukan nilaimJawab:Misalkan proyeksi skalarapadabadalah|f|,maka|f|=ab|b|23=(32m)(212)22+(1)2+(2)223=6+22m9=42m32=42m1=2+mm=21=1m=1.

4.Diketahui vektora=3i¯2j¯+2k¯danb=2i¯2j¯+k¯.Tentukanlah panjang vektor proyeksi ortogonala.apadabb.apada(a+b)Jawab:a.Misalkangadalah vektor proyeksi yangdimaksud, maka panjanynya(langsung diharga mutlak)|g|=|ab|b||=|(322).(221)22+(2)2+12|=|3.2+(2).(2)+2.14+4+1|=|123|=4b.Misalkanhadalah vektor proyeksi yangdimaksud, maka panjanynya(langsung diharga mutlak)|h|=|a(a+b)|a+b||=|(322).(3+22+(2)2+1)(3+2)2+(2+(2))2+(2+1)2|=|3.5+(2).(4)+2.325+16+9|=|2950|=2952=29105



DAFTAR PUSTAKA
  1. Johanes, Kastolan, Sulasim. 2006. Kompetensi Matematika 3A SMA Kelas XII Semester Pertama Program IPA. Jakarta: YUDHISTIRA.






 




Lanjutan 2 Materi Operasi Vektor Berdimensi Tiga

 G. Perbandingan Vektor .

Rumus perbandingan vektor yang berlaku pada dimensi dua juga berlaku untuk perbandingan vektor di dimensi tiga. Misalkan suatu  AB  dan  titik  T pada  AB dengan  AT:TB=m:n .

Karena titik T pada ruas garis AB, maka titik T membagi ruas AB dengan  a  dan  b sebagai vektor posisi dari masing-masing titik A dan B dan vektor posisi titik T dapat ditentukan, yaitu:

t=na+mbm+n

Sebagai ilustrasinya adalah gambar berikut

Untuk bukti silahkan merujuk di sini 

(dengan menyesuaikan posisi titiknya)

Jika titik T pada perpanjangan garis  AB , maka vektor posisi titik T-nya adalah:

t=na+mbmn.

CONTOH SOAL.

1.Jika titikA(12,12,0)danB(6,6,12)sertaPmembagi garis denganAP:PB=1:2.Tentukanlah koordinattitikPjika,Pmembagi di dalamPmembagi di luarJawab:a.Pmembagi di dalamp=na+mbm+n=2a+1p1+2=2(12120)+(6612)3=(303012)3=(10104)b.Pmembagi di luarp=na+mbmn=2(12120)+(6612)12=(181812)=(181812).

2.Jika titikA(3,2,1)danB(1,2,1)danC(7,m1,5).Tentukan nilaimagar ketiga titik itu segarisJawab:Diketahuia=(321),b=(121),(7m15)Agar ketiga titik segaris, makaAB=kBCba=k(cb)(121)(321)=k(7m15(121))(242)=k(6m+16){2=6k4=k(m+1)2=6k2=6kk=13maka4=k(m+1)4=13(m+1)12=m+1m=11


Lanjutan 1 Materi Operasi Vektor Berdimensi Tiga (Hasil Kali Vektor)

 F. 4. Perkalian Silang Vektor (Pengayaan).

Pada ruang dimensi tiga khususnya pada vektor akan berlaku perkalian silang (cross vektor) adalah perkalian antara dua vektor yang menghasilkan vektor tunggal. Misalkan diketahui  u  dan  v  adalah dua vektor sembarang dan keduanya membentuk sudut  θ, maka hasil kali kedua vektor tersebut adalah sebuah vektor baru dengan dinotasiakan sebagai  u×v. Tentunya sebagai syarat kedua vektor tersebut masing-masing tidak berupa vektor nol.

Jika  u×v=c , maka

u×v=c=|ijkx1y1z1x2y2z2|=(y1z2z1y2)i(x1z2z1x2)j+(x1y2y1x2)k

Lalu kalau sudah demikian berapa besarnya? dan ke mana arahnya?

Besarnya adalah  |u×v|=|u||v|sinθ  dan arahnya tegak lurus terhadap  u  dan  v.

Sebagai ilustrasi perhatikanlah gambar berikut  untuk dua buah vektor sebagai misal  a  dan  b.

Jika putarannya dibalik, maka akan mendapatkan hasil sebagai mana ilustrasi berikut
Sehingga perlu diingat bahwa :  a×b=b×a.

Pada hasil kali silang dua vektor berlaku
  1. tidak bersifat komutatif , karena  a×b=b×a.
  2. distributif terhadap penjumlahan : a×(b+c)=a×b+a×c.
  3. pada perkalian dengan skalar : k(a×b)=(ka)×b=a×(kb).
  4. berlaku untuk sembarang vektor : a×a=0.
  5. jika kedua vektor sejajar, maka hasil kalinya adalah = 0.
  6. Nilai dari perkalian kedua vektor terbut adalah sama dengan hasil luas jajar genjang.
  7. Nilai dari poin 6 jika dibagi 2 akan berupa hasil luas sebuah segitiga yang dibentuk oleh kedua vektor tersebut.
  8. berlaku identitas Lagrange : |a×b|2=|a|2.|b|2(ab)2.
CONTOH SOAL.

1.Diketahuia=4i+3jdanb=4i3kTentukanlah hasila×bdanb×aJawab:a×b=|ijkx1y1z1x2y2z2|=(y1z2z1y2)i(x1z2z1x2)j+(x1y2y1x2)k=|ijk430403|=(90)i(120)j+(012)k=9i+12j12kb×a=|ijkx2y2z2x1y1z1|=|ijk403430|=(0(9))i(0(12))j+(120)k=9i12j+12k.

2.Diketahuia=6i+2j+10kdanb=4i+j+9kTentukanlah hasila×bdanb×aJawab:a×b=|ijkx1y1z1x2y2z2|=(y1z2z1y2)i(x1z2z1x2)j+(x1y2y1x2)k=|ijk6210419|=(1810)i(5440)j+(68)k=8i14j2kb×a=|ijkx2y2z2x1y1z1|=|ijk4196210|=(1018)i(4054)j+(86)k=8i+14j+2k.

3.Tentukanlah luas segitigaABCjikadiketahuiA(2,1,2),B(0,1,0),danC(1,2,1)Jawab:Misalkan luas segitiga12|p×q|,dengan{p=AB=OBOA=(010)(212)=(222)q=AC=OCOA=(121)(212)=(311)p×q=|ijkx1y1z1x2y2z2|=(y1z2z1y2)i(x1z2z1x2)j+(x1y2y1x2)k=|ijk222311|=(22)i(2(6))j+(26)k=4i4j8kSehingga|p×q|=(4)2+(4)2+(8)2=16+16+64=96=46Maka luas segi tiganya adalah:luasABC=12|p×q|=12(46)=26


DAFTAR PUSTAKA
  1. Yuana, R.A., Indriyastuti. 2017. Perspektif Matematika untuk Kelas X SMA dan MA Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu Alam. Solo: PT. TIGA SERANGKAI PUSTAKA MANDIRI







Operasi Vektor Berdimensi Tiga

 F. Operasi Vektor Dalam Ruang

Operasi vektor pada dimensi tiga kurang lebih sama dengan operasi pada vektor berdimensi dua.

F. 1. Penjumlahan dan Pengurangan.

Jikadiketahui sebagai misalu¯=ai¯+bj¯+ck¯danv¯=pi¯+qj¯+rk¯makaPenjumlahan dua vektor di atas adalahu¯+v¯=(a+p)i¯+(b+q)j¯+(c+r)k¯demikian juga untuk penguranganu¯v¯=(ap)i¯+(bq)j¯+(cr)k¯.

CONTOH SOAL.

1.Jika diketahuia¯=(137)danb¯=(820)Tentukanlah hasil daria.a¯+b¯b.a¯b¯JawabDiketahui bahwaa¯=(137)danb¯=(820),makaa¯+b¯=(137)+(820)=(1+83+(2)7+0)=(917)Dan untuka¯b¯adalah:a¯b¯=(137)(820)=(183(2)70)=(757).

F. 2. Perkalian Skalar dengan Vektor.

Misalkan suatu skalar   m  dan suatu vektor  u¯=ai¯+bj¯+ck¯, maka perkalian m  dengan vektor  u¯ tersebut adalah  u¯=mai¯+mbj¯+mck¯.

CONTOH SOAL.

2.Jikaa¯=(202220212020),tentukanlah nilaidari2a¯dan3a¯Jawab2a¯=2(202220212020)=(404440424040),dan3a¯=3(202220212020)=(606660636060)

F. 3. Perkalian Skalar Dua Vektor.

Hasil dari perkalian skalar dua vektor a¯  dan  b¯ adalah :  a¯b¯.

Dengan

a¯b¯=|a¯||b¯|cosθ.  sehingga

Tanda dari hasil skalar ini adalahBesar sudutθTandaBentuk0θ<90PositifLancipθ=90NolSiku-siku90<θ180NegatifTumpulUntukθberupa sudut istimewa:θ030456090180cosθ11231221201

Adapun secara rumus untuk menentukan besar sudutnya adalah:

cosθ=a¯b¯|a¯||b¯|.

Sebagai ilustrasinya perhatikanlah gambar berikut

Selain hasil di atas ada cara lain menyelesaikan perkalian skalar dua vektor, yaitu:

Jikadiketahui sebagai misalu¯=ai¯+bj¯+ck¯danv¯=pi¯+qj¯+rk¯makaPerkalian skalar dua vektor adalah:u¯v¯=(ai¯+bj¯+ck¯)(pi¯+qj¯+rk¯)=ap.i¯i¯+aq.i¯j¯+ar.i¯k¯+bp.j¯i¯+bq.j¯j¯+br.j¯k¯+cp.k¯i¯+cq.k¯j¯+cr.k¯k¯=ap+0+0+0+bq+0+0+0+cr=ap+bq+cr

Sebagai penjelasannya adalah:i¯i¯=|i¯||i¯|cos0=1.1.1=1i¯j¯=|i¯||j¯|cos90=1.1.0=0i¯k¯=|i¯||k¯|cos90=1.1.0=0j¯i¯=i¯j¯=0j¯j¯=|j¯||j¯|cos0=1.1.1=1j¯k¯=|j¯||k¯|cos90=1.1.0=0k¯i¯=i¯k¯=0k¯j¯=j¯k¯=0k¯k¯=|k¯||k¯|cos90=1.1.1=1

Atau jika ditabelkan nilainyau¯v¯pi¯qj¯rk¯ak¯ap00bj¯0bq0ck¯00cr

CONTOH SOAL.

3.Jikaa=(124),danb=(540) tentukanlah nilaidariabJawabab=1.5+2.4+4.0=5+8+0=13

4.Jika diketahuia=i2j+3k,danb=3i4j+mkserta nilaiab=4,maka tentukannilaimJawabDiketahui bahwaa=i2j+3k=(123),danb=3i4j+mk=(34m)ab=1.3+3.(4)+3.m4=3+8+3m3m=11+4m=153=5

5.Diketahui|a|=10,|b|=6.Jikaadanbmembentuk sudut60.Tentukanlah nilaiabJawabab=|a||b|cosθ=10.6.cos60=60.(12)=30Jadihasil kali skalarnya adalah 30.

6.Diketahuia=(213)danb=(41t),jikaptegak lurusq,maka tentukanlahnilaitadalahJawab:Karenakedua vektor tersebut saling tegak lurus makaa.b=0(213)(41t)=0(2).4+1.(1)+3.t=081+3t=03t=9t=3

7.Tentukanlah nilaia.bjikaa.|a|=4,|b|=6,(a,b)=60b.a=2i+j5kdanb=2i3kc.a=(013)danb=(421)Jawab:a.a.b=|a||b|cos(a,b)=4.6.cos60=24.(12)=12b.a.b=2.2+1.0+(5).(3)=4+15=19c.a.b=0.4+(1).(2)+3.1=0+2+3=5

8.Diketahui|a|=10,|b|=3danab=153.Tentukan sudutyang dibentuk olehadanbJawabDari bentukab=|a||b|cosθdiperoleh bentukcosθ=ab|a||b|cosθ=15310.3=15303=123cosθ=cos30θ=30Jadisudut antara keduanya adalah30.

9.Tentukanlah besar sudut antara vektora=(110)danb=(122)Jawab:cosθ=a.b|a||b|=(110)(122)(1)2+1212+(2)2+22=12+029=12=122=cos45=cos(18045)cosθ=cos135θ=135.

10.Diketahui bahwa|a|=6,(ab)(a+b)=0dana(ab)=3.Tentukanlah besarsudut antaraadanbJawab:Perhatikanbahwa(ab)(a+b)=0|a|2|b|2=0|a|2=|b|2|a|=b=6dana(ab)=3|a|2ab=36ab=3ab=36=3ab=3|a||b|cosθ=3cosθ=366=36=12cosθ=cos60θ=60

Berikut dua contoh untuk sudut tidak istimewa.

11.Diketahuia=i+2j+2k,danb=3i+4j.Tentukan sudutyang dibentuk olehadanbJawabDiketahui bahwaa=i+2j+2k=(122)dan|a|=12+22+22=9=3b=3i+4j=(340)dan|b|=32+42+02=25=5Selanjutnyacosθ=ab|a||b|cosθ=(122)(340)3.5=3+8+015=1115cosθ=0,733θ=arccos(0.733)gunakan alat bantu tabel trigonometriatau kalkulator scientific=42,9Jadisudut antara keduanya adalah42,9

12.Diketahuip=(1,2,2),danq=(3,2,6).Tentukan sudutyang dibentuk olehpdanqJawabDiketahui bahwap=(1,2,2)=(122)dan|p|=12+22+22=9=3q=(3,2,6)=(326)dan|q|=32+(2)2+62=49=7Selanjutnyacosθ=pq|p||q|cosθ=(122)(326)3.7=34+1221=1121cosθ=0,524θ=arccos(0.524)gunakan alat bantu tabel trigonometriatau kalkulator scientific=58,4Jadisudut antara keduanya adalah58,4.

13.Diketahui vektoradanbmemiliki panjang masing-masing adalah 2 dan 3serta(a,b)=60.Carilah nilaia.|a+b|b.|ab|bbesar sudut antara(a+b)dan(ab)Jawab:a.|a+b|2=(a+b)(a+b)=aa+2ab+bb=|a|2cos0+2|a||b|cos60+|b|2cos0=22.1+2.2.3.12+32.1=4+6+9=19Jadi, nilainya adalah|a+b|=19b.|ab|2=(ab)(ab)=aa2ab+bb=|a|2cos02|a||b|cos60+|b|2cos0=22.12.2.3.12+32.1=46+9=7Jadi, nilainya adalah|ab|=7c.Untuk menentukan nilaicos(a+b,ab)=(a+b).(ab)|a+b|.|ab|=aaab+babb19.7=2232133=5133(a+b,ab)=arccos(5133)

Berikut contoh untuk bentuk sudutnya.

14.Diketahuip=(x,3,2),danq=(2,6,3).Tentukan nilaixagar kedua vektoramembentuk sudut lancipbmembentuk sudut siku-sikucmembentuk sudut tumpuldsama panjangJawabDiketahui bahwap=(x,3,2)=(x32)danq=(2,6,3)=(263)Selanjutnyapq=(x32)(263)=2x18+6=2x12SelanjutnyaaSyarat lancip,yaitu:pq>02x12>02x>12x>6bSyarat siku-siku,yaitu:pq=02x12=02x=12x=6cSyarat tumpul,yaitu:pq<02x12<02x<12x<6dSyarat panjang kedua vektor samayaitu:|p|=|q|,makax2+32+22=22+(6)2+32x2+9+4=4+36+9x2=36x=±36=±6Jadi,x=6ataux=6


DAFTAR PUSTAKA

  1. Johanes, Kastolan, Sulasim. 2006. Kompetensi Matematika Program IPA 3A SMA Kelas XII Semester Pertama. Jakarta: YUDHISTIRA.
  2. Kanginan, M., Nurdiansyah, H., Akhmad, G. 2016. Matematika untuk Siswa SMA/MA Kelas X Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Bandung: YRAMA WIDYA.
  3. Noormandiri, Sucipto, E. 2003. Buku Pelajaran Matematika SMU untuk Kelas 3 Program IPA. Jakarta: ERLANGGA.
  4. Yuana, R.A., Indriyastuti. 2017. Perspektif Matematika untuk Kelas X SMA dan MA Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu Alam. Solo: PT. TIGA SERANGKAI PUSTAKA MANDIRI.