Geometri Ruang (Dimensi Tiga)

 A. Kedudukan Titik, Garis, dan Bidang

Perhatikanlah gambar bangunan gedung MA Futuhiyah Jeketro (gambar diambil sekitar awal tahun 2020) berikut


Jika tiang-tiang yang ada pada gambar di atas diasumsikan sebagai garis lurus dan tembok atau lantai atau pun halaman madrasah diasumsikan sebagai luasan maka dari kedua hal tersebut kita dapat melihat kedudukan antara garis dengan garis atau antara garis dengan bidang yang akhirnya mendasari bagaimana hubungan sebuah titik dengan titik yang lain yang tidak berimpit.

Dan perhatikanlah pula gambar kubus ABCD.EFGH berikut ini

Semakin jelas bahwa kedudukan 3 unsur utama yaitu titik, garis an bidang sangat dominan dalam pembahasan selanjutnya

Selanjutnya tempat kedudukan dalam hal ini akan terbagi dalam beberapa bagian dalam bangun ruang dimensi tiga yang lebih detil yaitu:

  • hubungan titik dengan titik
  • hubungan titik dengan garis 
  • hubungan titik dengan bidang 
  • hubungan garis dengan garis
  • hubungan garis dengan bidang, dan
  • hubungan bidang dengan bidang

B. Menghitung Jarak.

B.1 Kedudukan Suatu Titik Terhadap Titik Lain.

Jarak antara suatu titik dengan dengan suatu titik yang lain adalah panjang garis yang menghubungkan kedua titik itu

Selanjutnya untuk menentukan jarak antara titik beberapa pemecahan masalah dibutuihkan dalil Pythagoras.

Perhatikanlah ilustrasi gambar kubus ABCD.EFGH berikut ini yang telah disertakan jaraknya berbantuan dalil Pythagoras

Pada ilustrasi gambar di atas sudah dimunculkan jarak antar titik di antaranya sebagai berikut

NoKedudukanBesar jarak1A ke BAB=AE=a2A ke CAC=AF=a23A ke GAG=CE=a34A ke QAQ=BQ=12a65A ke PAP=EP=32a6C ke RCR=BR=12a5.

B. 1. 1 Penamaan Bangun Ruang.

perhatikanlah gambar kubus di atas. Penamaan bangun ruang model kubus itu dinamakan dengan istilah kubus ABCD.EFGH atau  EFGHABCD. Dan penulisan ABCD posisi di depan atau di bawah menunjukkan posisi bidang alas dan EFGH dituliskan setelah ABCD atau EFGH posisi di atas menunjukkan bahwa bidang EFGH adalah bidang atas. Urutan penyebutan titik pada bangun ruang itupun harus mengikuti arah putar jarum jam atau sebaliknya, sebagi misal pada bidang alas kubus tidak boleh disebutkan bidang ABDC tetapi ditulis dengan arah putar berkebalikan arah putar jarum jam yaitu ABCD. Jika Bagian alas dituliskan menggunakan kebalikan arah putar jarum jam, maka bidang alasnyapun mengikuti dengan diikuti peletakaan tanda titik yang menunjukkan perbedaan posisi bidangnya, sehingga bangun ruang kubus biasa disebutkan dengan istilah ABCD.EFGH. Hal penamaan tersebut akan berlaku pula pada bangun ruang seperti: Balok, Prisma dan semacamnya. Khusus untuk Limas penamaan di awali dengan posisi puncaknya terlebih dahulu sebagai contoh limas D.ABC berikut

B. 1. 2  Proyeksi Titik.

Perhatikanlah ilustrasi berikut

Ilustrasi di atas adalah suasana ketika tengah hari dan posisi matahari tepat di atas sehingga posisi matahari tepat memebentuk sudut 90 terhadap permukaan bumi, maka bayangan benda akan tepat tegak lurus sebagaimana ilustrasi di atas. 

Ilustrasi di atas adalah sebagai gambaran proyeksi suatu benda pada benda lain. Proyeksi adalah bayangan yang terbentuk dari suatu bangun pada bidang datar dengan arah bayangan dengan bidang datar tersebut sebagai bidang proyeksi membentuk sudut 90 jika dilukiskan.  

a. Proyeksi titik pada garis.

b. Proyeksi titik pada bidang.

c. Proyeksi garis pada bidang.

B. 1. 3  Alat Bantu Hitung Bangun Ruang.

a. Luas bangun datar beraturan.

NoBangun DatarLuas1Segitigaalas×tinggi2ataus(sa)(sb)(sc)dengansadalah keliling segitigaataus=a+b+catau[ABC]=12absinC[ABC]=12acsinB[ABC]=12bcsinAdengan[ABC]=luas segitiga ABC2Persegisisi×sisiataudiagonal 1×diagonal 223Persegi panjangpanjang×lebar4Belah ketupatdiagonal 1×diagonal 225Layang-Layangdiagonal 1×diagonal 226Trapesiumjumlah sisi sejajar×tinggi27Lingkaranπ×jari-jari2atau14×π×diagonal2

b. Dalil Pythagoras untuk segitiga siku-siku.


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

c. 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

d. Tabel trigonometri nilai sudut istimewa.

α030456090180sinα01212212310cosα11231221201tanα013313TD0.

e. Aturan sinus pada segitiga sebarang.

BCsinA=ACsinB=ABsinC

f. Aturan cosinus pada segitiga sebarang.

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

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

CONTOH SOAL.

1.Diketahui kubus ABCD.EFGH dengan rusuk 8 cm.Jika titik P, Q dan R berturut-turut terletak padapertengahan garis AB, BC, dan bidang ADHE,tentukanlah jarak antaraa.titik P ke titik Rb.titik Q ke titik RJawab:Perhatikanlah gambar kubus berikut.

.a.PR=...(gunakan rumus Pythagoraspada segitiga PAR, yaitu:)PR2=PA2+AR2dengan PA=12sisi=12.8=4cmAR=12.diagonal sisi kubus=12(82)=42sehingga panjang PR dapat dihitung, yaitu:PR2=PA2+AR2PR=PA2+AR2=42+(42)2=16+16.2=48=16.3=43cmbQR=.....perhatikanlah gambar berikut.

.QR=...(gunakan rumus Pythagoraspada segitiga qR'R, yaitu:)QR2=(QR')2+(R'R)2dengan QR'=sisikubus=8cmR'R=12.sisi kubus=12(8)=4cmsehingga panjang QR dapat dihitung, yaitu:QR2=(QR')2+(R'R)2QR=(QR')2+(R'R)2=82+(4)2=64+16=80=16.5=45cm.

2.Diketahui limas beraturan T.ABCD dengan .panjang semua rusuknya adalah sama yaitu 8 cm. Jika titik P terletak pada pada rusuk tegak TB, tentukanlah jarak titik A ke titik PJawab:Perhatikanlah gambar kubus berikut.


Kita gambarkan posisi titik P yang berada di rusuk tegak TB, yaitu

Selanjutnya gambar kita partisi lagi supaya kita lebih fokus menjadi

Tampak bahwa dengan memandang sebuah segitiga ABP dalam segitiga besar ABT kita akan dengan mudah menentukan jarak titik A ke titik P dengan aturan cosinus.

Perhatikanlah gambar berikut

AturanCosinus:cosB=AB2+BP2AP22.AB.APcos60=82+42x22.8.412=64+16x26432=80x2x2=8032x=8032=48=16.3=43cm.
Jadi, jarak titik A ke titik P adalah sebesar  43   cm.

3.Diketahui kubus ABCD.EFGH dengan rusukacm.Jika titik P merupakan proyeksi titik C padabidang AFH, tentukanlah jarak dari titik A ke titik SJawab:Perhatikanlah gambar kubus berikut.

.Dikethui bahwa:proyeksi titik C pada bidang AFH adalah SKetika dilukiskan tampak sebagaimana ilustrasigambar di atas. Dan diketahui pula, masih terkaitpembahasan materi ini beberapa komponen ruasgaristelah diketahui panjangnya, yaitu:AP=PC=12a6cmAC=a2cmPQ=acmCS=...cm(belum diketahui, demikian pula)AS=...cm(juga belum diketahui).
.PandanglahAPCdenganmenghitung luasAPC,kita akanmenentukan jarak titik C ke S, yaitu:[APC]=[APC]alas×t2=alas×t2alas×t=alas×tmisalkantCSadalah jarak titik C ke SalasAP×tCS=alasAC×tPQtCS=alasAC×tPQalasAPtCS=AC×PQAP=a2×a12a6=2a3=2a3×33=2a33cmJelas juga bahwa:APCS,makaASCsiku-sikukarena semua ini efek proyeksi, akibatnyaberlakurumus Pythagoras, yaitu:AC2=AS2+SC2AS2=AC2SC2AS=AC2SC2=(a2)2(2a3)2=2a24a23=6a24a23=2a23=2a23×33=a36cm

DAFTAR PUSTAKA

  1. Sharma, S.N., dkk. 2017. Jelajah Matematika SMA Kelas XII Program Wajib. Jakarta: YUDHISTIRA.
  2. Thohir, Ahmad. 2020. Geometri Ruang. http:https://ahmadthohir1089.wordpress.com/2020/07/25/geometri-ruang-xii-matematika-wajib/

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

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)