Distribusi Binomial (Matematika Peminatan kelas XII SMA/MA)

 A. Pendahuluan Distribusi Binomial

{(1)Review{Peluang{PopulasiSampel{AcakBukan Acak.Kombiasi(2)Variabel Acak{Diskrit.Kontinue(3)Distribusi{Distribusi Peluang Variabel AcakFungsi Distribusi KumulatifVariabel Acak BinomialDistribusi Binomial

Penjelasan

NoIstilahPenjelasan1StatistikaIlmu tentang pengumpulan, pengolahan,penganalisaan serta penarikan kesimpulandata. Selanjutnya akan dibagi dua yaitudeskriptif dan inferensia2StatistikKumpulan data/ukuran sampel3ParameterUkuran populasi4PopulasiKeseluruhan/semua anggota objek/data5SampelSubjek/Objek yang mewakili populasi6SesusPenelitian seluruh data (populasi)7TekikCara pengambilan data terbatas padaSamplingsebagian saja dari populasi yang diteliti.

B. Kombinasi, Peluang, dan Variabel Acak.

Untuk memulai bahasan ini kita sertakan pengertian yang berkaitan dengan kombinasi yaitu adalah permutasi. Perhatikanlah tabel berikut

IstilahPermutasiKombinasiDefinisiPermutasi r unsur dari n unsuradalah banyaknya kemungkinanurutan r unsur yang dipilihdari n unsur yang tersedia.Tiap unsur berbeda danrnKombinasi r unsur dan n unsuradalah banyaknya kemungkinantidak terurut dalam pemilihanr unsur yang diambil dari nunsur yang tersedia. Tiap unsurberbeda danrnTipeBentuk khusus kaidahperkalianBentuk khusus dari bentukpermutasiNotasinPr,Pnr,atauP(n,k)nCr,Crn,(nr),atauC(n,r)RumusP(n,r)=n!(nr)!(nr)=C(n,r)=n!r!(nr)!.

Sebagai catatan bahwan!=1×2×3××(n1)×n

Selanjutnya yang akan kita bahas berkaitan bab ini adalah kombinasi beserta contohnya. Perhatikan pula tabel berikut

KombinasiKombinasi dalamdengan pengulanganBinom NewtonC(n+r1,r)=C(n+r1,n1)(n+r1r)=(n+r1n1)(x+y)n=k=on(nr)xnkykKoefisien untukxnkyk,yaitusuku ke(k+1)adalah(nr).

serta


CONTOH SOAL

1.Tentukanlah nilaia.3!e.6!4!i.2!0!+3!1!+4!2!b.5!f.10!6!j.2!0!×3!1!+4!2!c.0!+1!+2!+3!g.7!3!×4!k.3×4!3!(5!5!)d.(2!)!+(3!)!h.13!12!+12!l.3!+5!+7!4!+6!Jawab:a.3!=3.2.1=6b.5!=5.4.3.2.1=120c.0!+1!+2!+3!=1+1+2+6=10d.(2!)!+(3!)!=2!+6!=2+720=722e.6!4!=72024=30atau6!4!=6.5.4.3.2.14.3.2.1=6.5=30f.10!6!=10.9.8.7.6.5.4.3.2.16.5.4.3.2.1=....(silahkan diselesaikan sendiri)g.7!3!×4!=7.6.5.4.3.2.1(3.2.1)×(4.3.2.1)=....(silahkan juga diselesaikan sendiri)(silahkan selanjutnya diselesaikan sendiri)

2.Sederhanakanlaha.n!(n1)!e.1n!+n(n+1)!1(n1)!b.(n+2)!(n+1)!f.(4n)!(4n+1)!+(4n)!(4n1)!c.(2n)!(2n+1)!g.1nn!(n1).(n2)!d.(n+2)!(n2+3n+2)h.1.1!+2.2!+3.3!+4.4!+5.5!+...+n.n!Jawab:a.n!(n1)!=n.(n1)!(n1)!=nb.(n+2)!(n+1)!=(n+2).(n+1)!(n+1)!=n+2c.(2n)!(2n+1)!=(2n)!(2n+1).(2n)!=12n+1d.(n+2)!n2+3n+2=(n+2)!(n+2).(n+1)=(n+2).(n+1).n!(n+2).(n+1)=n!(silahkan selanjutnya diselesaikan sendiri sebagai latihan)h.1.1!+2.2!+3.3!+4.4!+5.5!+...+n.n!=(21).1!+(31).2!+(41).3!+(51).4!+...+(n+11).n!=2.1!+3.2!+4.3!+5.4!+...+(n+1).n!1!2!3!4!...n!=2!+3!+4!+5!+...+(n+1)!(1!+2!+3!+4!+...+n!)=(n+1)!1

3.Sederhanakanlah bentuk penjumlahan berikut31!+2!+3!+42!+3!+4!+53!+4!+5!++10098!+99!+100!Jawab:Perhatikanbahwa31!+2!+3!=31+2+6=39=13×22=21×2×3=23!=313!=33!13!=32!×313!=12!13!sehingga31!+2!+3!=12!13!42!+3!+4!==13!14!53!+4!+5!==14!15!10098!+99!+100!==199!1100!=12!1100!.



Contoh Soal Vektor di Dimensi Dua (Kelas X Matematika Peminatan) Bagian 2

 4.Perhatikanlah ilustrasi gambar berikut

.Nyatakanlah vektor-vektor di atas dalama.vektor kolomb.vektor barisc.vektor basisJawab:Vektor di atas saat dinyatakan denganNoKolomBarisBasis1a¯=(24)a¯=(2,4)a¯=2i¯+4j¯2b¯=(42)b¯=(4,2)b¯=4i¯+2j¯3c¯=(50)c¯=(5,0)c¯=5i¯4d¯=(24)d¯=(2,4)d¯=2i¯4j¯5e¯=(04)e¯=(0,4)e¯=4j¯6f¯=(33)f¯=(3,3)f¯=3i¯3j¯

5Tentukanlah panjang atau besar darivektor-vektor berikuta.a¯=(43)d.d¯=(6,8)b.b¯=(50)e.e¯=2i¯+4j¯c.c¯=(4,6)f.f¯=5i¯+12j¯Jawab:Lambang panjang suatu vektor adalah:|(u1u2)|=u12+u22,maka|a¯|=(4)2+32=16+9=25=5|b¯|=52+02=25=5|c¯|=42+62=16+36=52=213|d¯|=62+(8)2=36+64=100=10|e¯|=22+42=4+16=20=25|f¯|=(5)2+122=25+144=169=13

6Pada soal no.4 di atas dengan menggunakanaturan segitiga dan jajar genjang, gambarlahvektor-vektor berikut pada kertas berpertaka.a¯+b¯d.(a¯+b¯)+c¯b.b¯+c¯e.2a¯+e¯+2b¯+3d¯c.a¯+(b¯+c¯)f.2(a¯+b¯+c¯+d¯+e¯)Jawab:













Contoh Soal Vektor di Dimensi Dua (Kelas X Matematika Peminatan) Bagian 1

 Perhatikanlah gambar berikut untuk menjawab soal no.1

1.JikaXW=a,XY=b,danYZ=cNyatakan dalam vektor,a,b,&cuntuk vektor-vektor berikuta.WYd.WZb.XZe.WMc.ZXf.MYJawab:a.WY=WX+XY=a+bb.XZ=XY+YZ=b+cc.ZX=ZY+YX=c+(b)=bc=(b+c)atauZX=XZ=(b+c)d.WZ=WX+XY+YZ=a+b+ce.WM=12WZ=12(a+b+c)f.MY=MZ+ZY=12WZ+ZY=12(a+b+c)+(c)=12(a+b+c)c=12(a+bc)

Perhatikanlah gambar berikut untuk menjawab soal no.2
2.JikaPQ=a,QR=b,danRS=cdan titikEdanFadalah titik tegahRSdanQS,nyatakanlah dalam vektor,a,b,&cuntuk vektor-vektor berikuta.PRe.PFb.RPf.SFc.PSg.FRd.QEh.EFJawab:a.PR=PQ+QR=a+bb.RP=RQ+QP=ba=(a+b)c.PS=PQ+QR+RS=a+b+cd.QE=QR+RE=QR+12RS=b+12ce.PF=PQ+QF=PQ+12QS=PQ+12(QR+RS)=12(2a+b+c)f.SF=12SQ=12(SR+RQ)=12(c+(b))=12(b+c)g.FR=FQ+QR=12SQ+QR=12(b+c)+b=12(bc)h.EF=ES+SF=12RS+12SQ=12c+(12(b+c))=12b

3.Perhatikanlah gambar berikut
.Jika pada titik P bekerja 3 buah gayaseperti pada gambar di bawah, lukislahvektorr=a+b+cJawab:Dengan aturan poligon kita akanmendapatkan gambar berikut








Materi Vektor Lanjutan 2 (Kelas X Matematika Peminatan)

 K. Operasi Vektor

1. Penjumlahan

1. 1 Secara Geometri

Perhatikanlah ilustrasi berikut
Penjumlahan di atas adalah penjumlahan menurut aturan segitiga
perhatikan pula pemisalan berikut
Menurut aturan segitigaAB+BC=a¯+b¯=AC,SelanjutnyaAC+CD=a¯+b¯+c¯=AD,makaAD+DE=a¯+b¯+c¯+d¯=AE

Pada penjumlahan dengan vektor adalah tetap (tidak berubah)
a+0=0+a=aSehingga vektor nol disebut sebagaielemen identitas

1. 2 Secara Aljabar

Misal  
a=(x1y1)danb=(x2y2)maka secara aljabara+b=(x1y1)+(x2y2)=(x1+x2y1+y2)
Perhatikan kembali gambar berikut (lihat pada pembahasan sebelumnya) 

CONTOH SOAL.

Titik  A(-3,4) , B(-2,1) , C(1,1) , D(5,4) , E(7,3) & F(3,1)
AB=(13)danCD=(43)maka penjumlahan secara AljabarAB+CD=(13)+(43)=(1+4(3)+3)=(50)

Dan untuk contoh yang lain adalah:
AB=(13),CD=(43)danEF=(42)maka penjumlahan secara AljabarAB+CD+EF=(13)+(43)+(42)=(1+4+(4)(3)+3+(2))=(12)

2. Pengurangan

2. 1 Secara Geometri

Pada pengurangan vektor aolehb  dapat didefinisikan sebagai:
ab=a+(b). Perhatikanlah ilustrasi secara geometri berikut:

2. 2 Secara Aljabar

Misalkana=(x1y1)danb=(x2y2)makab=(x2y2)Selanjutnyaab=a+(b)=(x1x2y1y2).

CONTOH SOAL.

Pada contoh soal bahasan penjumlahan di atas, perhatikan lagi bahwa
Titik  A(-3,4) , B(-2,1) , C(1,1) , D(5,4) , E(7,3) & F(3,1)
AB=(13)danCD=(43)maka penjumlahan secara AljabarABCD=(13)+(43)=(14(3)3)=(36)

3. Perkalian dengan Skalar

3. 1 Secara Geometri

Perhatikanlah ilustrasi berikut!

3. 2 Secara Aljabar


Perkalian suatu skalar dengan suatu vektor tergantung pada skalarnya. Jika suatu skalar  k  dengan  k>0,  maka perkalian ini akan menghasilkan vektor baru yang besarnya sekian  k  kali dari vektor semula  atau  k|a|   dan arahnya searah dengan vektor yang dikalikan. Demikian sebaliknya, jika nilai  k<0, maka besar vektor hasil perkaliannya adalah  k|a|  dengan arah yang berlawanan dari vektor semula.

CONTOH SOAL.

Misalkan diketahui vektor-vektor sebagai berikut:
AB=(13),CD=(43)danEF=(42)maka penjumlahan secara Aljabardengan muculnya skalar adalah:3AB+4CD5EF=3(13)+4(43)5(42)=(3.1+4.4+(5).(4)3.(3)+4.3+(5).(2))=(3913)


DAFTAR PUSTAKA
  1. Kuntarti, Sulistiyono, & Kurnianingsih, S. 2005. Matematika untuk SMA dan MA Kelas XII Program Ilmu Alam. Jakarta: PT. Gelora Aksara Pratama







Materi Vektor Lanjutan (Kelas X Matematika Peminatan)

 

D. Modulus Vektor

Modulus suatu vektor adalah ukuran (panjang) suatu vektor. Dalam hal ini modulus suatu vektor adalah besar/panjang suatu vektor.

Lihat pada pembahasan sebelumnya tentang panjang vektor di  R2  di sini.

Dalam menuliskan modulus/panjang vektor ini digunakan notasi  |a|  jika vektornya a

Bila  a=(x1y1),maka|a|=x12+y12

CONTOH SOAL

Perhatikanlah ilustrasi gambar berikut

Tentukanlah modulus/panjang vektor  u ?
Jawab:
Diketahui bahwa vektoru=(46)maka modulus vektoru=|u|=42+62=16+36=52=213

E. Vektor Posisi dan Vektor Bebas
Perhatikanlah ilustrasi berikut
Vektor yang titik pangkalnya berada di titik O(0,0), maka vektor tersebut dinamakan vektor posisi. Pada gambar di atas titik A rekatif terhadapa O(0,0), maka  OA disebut vektor posisi A terhadap titik O(0,0) dan vektor yang lainnya dinamakan vektor bebas. Pada gambar di atas  BC&DF  adalah contoh vektor bebasnya.

F. Kesamaan Dua Vektor
Perhatikanlah dua vektor bebas pada gambar di atas, cukup jelas secara geometri tampak panjang vektor BC&DF  sama. Dan secara aljabar dapat ditunjukkan juga bahwa:
BC=(46)&DF=(46).
Secara aljabarpula dua vektordikatakan sama, jika komponenkomponen yang bersesuaian sama(a1a2)=(b1b2){a1=b1a2=b2.
Secara definisi
a=b{|a|=|b|araha=arahb

CONTOH SOAL.

1.Tentukan nilaixdanyjika(xy)=(25)Jawab:Jelas bahwa jawabannya adalahx=2,dany=5.

2.Tentukan nilaixdanyjika(x+yxy)=(91)Jawab:Jelas bahwa jawabannya adalahx+y=9xy=1+2x=10x=102=5danx+y=95+y=9v=95=4Jadi,x=5,dany=4.

G. Vektor Negatif
Perhatikanlah ilustrasi berikut
a=(46)&b=(46)=(46)
Vektor  a=b memiliki ukuran yang sama dengan   a.
Selanjutnya vektor  a=bmaka|a|=|b|

H. Vektor Satuan
Perhatikanlah ilustrasi berikut
Jika diketahui  a&b seperti gambar di atas, maka
{a|a|adalah vektor satuan dari vektorab|b|adalah vektor satuan dari vektorb 
Dan panjang dari vektor satuan ini adalah selalu satu satuan.

CONTOH SOAL.

Tentukanlah vektor satuan dari dua vektor pada gambar di atas?
Jawab:
{a|a|=(25)(2)2+52=129(25)=12929(25)b|b|=(64)62+42=152(64)=12652(64)

I. Vektor Basis
Vektor satuan yang saling tegak lurus. Didalam ruang dimensi dua terdapat dua vektir basis., yaitu:
i¯=(10)danj¯=(01)
Misalkan vektoru¯=(u1u2)dapat dinyatakan dalam kombinasi linearvektor basisi¯danj¯di atas, yaituu¯=(u1u2)=u1(10)+u2(01)maka akan menjadiu¯=u1i¯+u2j¯SEBAGAI CONTOHAB=(58)dalam vektor basis menjadiAB=5i¯+8j¯Demikian juga jikaCD=(38)dalam vektor basis menjadiAB=3i¯8j¯

J. Vektor Nol
Jika vektor  a=b , maka ab=0.
0  disebut sebagai vektor ol.
Sebagai tabahan penjelasan vektor  0  tidak mempunyai besar dan arahnya tak tentu. 








Vektor (Kelas X Matematika Peminatan)

 A. Pendahuluan

Vektor adalah besaran yang memiliki panjang/besar sekaligus memiliki arah. Secara geometri, vektor digambarkan dengan anak panah (ruas garis berarah) yang mana memiliki titik pangkal dan titik ujung.

Perhatikanlah ilustrasi berikut


Perhatikanlah vektor   pada gambar di atas. Vektor tersebut dilambangkan dengan sebuah huruf  b  kecil tebal yang memiliki titik pangkal pada koordinat kartesius di titik  (52,32)  dan berujung di titik (1,2) . Selain vektor b dituliskan dengan sebuah huruf kecil tercetak tebal dapat juga dituliskan dengan sebuah huruf kecil tanpa tercetak tebal tapi diberi anak panah kecil  atau ruas garis di atasnya, yaitu :  a,a¯.

Berikut cara penulisan notasi vektor
  1. Menggunakan dua huruf kapital yang di atasnya ada anak panah, misalnya  PQ,RS,danAZ
  2. Menggunakan dua huruf kapital yang di atasnya diberikan anak panah, seperti  PQ,RS,danAZ
  3. Menggunakan sebauah huruf kecil tercetak tebal seperti pembahasan sebelumnya di atas, yaitu :  a,b,c,d,dane
  4. Menggunakan sebuah huruf kecil yang di atsnya diberikan anak panah, misalnya:  a,b,c,d,dane
  5. Menggunakan sebuah huruf kecil yang bawahnya diberi garis
  6. Menggunakan sebuah huruf kecil yang di atasnya diberi ruas garis, seperti  a¯,b¯,c¯,d¯,dane¯
B. Vektor padaR2

Vektor di  R2 adalah sebuah vektor yang diwakili oleh sebuah garis berarah dalam sebuah bidang datar atau Cartesius.
Perhatikanlah ilustrasi berikut
Misalkan pada salah satu vektor pada gambar di atas, ambil contoh AB . Vektor tersebut dilambangkan secara geometri dengan AB  dan dibaca "vektor AB" yang berarti "vektor dari titik A ke titik B", dengan titik A sebagai titik pangkal dan B sebagai titik ujung. Sedangkan penulisan vektor secara aljabar dapat dinyatakan dalam matriks kolom atau matrik baris.

Pada   R2  (penulisan vektor pada ruang dimensi dua) penulisan vektor ini dituliskan dengan  AB, dengan 

AB=(komponen horisontalkomponen vertikal)

Sehingga pada ilustrasi gambar di atas vektor-vektorya dapat dituliskan sebagai:

AB=(13),CD=(43),&EF=(42)
atau
AB=[1,3],CD=[4,3],&EF=[4,2]

C. Panjang Vektor

Panjang suatu vektor dilambangkan dengan tanda harga mutlak. Misal pada gambar di atas pada bahasan vekor di  R2, yaitu:
|AB|,|CD|,&|EF|.
Misalkan suatu vektor  u¯ dengan  u¯=(u1u2), maka panjang dari vektor  u¯  ini dapat ditentukan dengan 
= |u¯|=u12+u22.
Sehingga pada gambar di atas, panjang/besar vektornya dapat kita tentukan, yaitu:
|AB|=12+(3)2=1+9=10|CD|=42+32=16+9=25=5|EF|=(4)2+(2)2=16+4=20=25

CONTOH SOAL.

1. Perhatikanlah gambar berikut

.Nyatakan vektor pada gambar di atassecara aljabar dan tentukan panjangnyaJawab:Secara aljabar dinyatakana=(61)=(6,1)b=(105)=(10,5)c=(36)=(3,6)Besar/panjang vektornya adalah|a|=62+(1)2=36+1=37|b|=102+52=100+25=125|c|=(3)2+(6)2=9+36=45=35.

2.Tentukan panjang vektor berikuta.(34),b.(69)Jawab:|(34)|=32+42=9+16=25=5|(69)|=62+92=36+81=117


Kedudukan Titik terhadap Lingkaran (Kelas XI)

D. Kedudukan Titik Terhadap Lingkaran .


Kedudukan sebuah titik terhadap sebuah lingkaran yang berpusat di O(0,0) memiliki 3 kemungkinan, yaitu:
  • jika titik A(x,y) di dalam lingkaran, maka berlaku  x2+y2<r2.
  • jika titik A(x,y) pada lingkaran, maka berlaku  x2+y2=r2, dan
  • jika titik A(x,y) di luar lingkaran, maka berlaku  x2+y2>r2.

Demikian juga kedudukan sebuah titik terhadap sebuah lingkaran yang berpusat di (a,b) memiliki 3 kemungkinan, yaitu:

  • jika titik A(x,y) di dalam lingkaran, maka berlaku (xa)2+(yb)2<r2  atau  x2+y2+Ax+By+C<0.
  • jika titik A(x,y) pada lingkaran, maka berlaku (xa)2+(yb)2=r2  atau  x2+y2+Ax+By+C=0.
  • jika titik A(x,y) di luar lingkaran, maka berlaku (xa)2+(yb)2>r2  atau  x2+y2+Ax+By+C>0.

CONTOH SOAL.

1.Sebuah lingkaran yang berpusat pada pangkal koordinata.Tentukanlah persamaan lingkaran yang berjari-jari 5b.Gambarlah lingkaran (pada soal a.) pada kertas grafiksc.Lukislah titik-titik dari,A(2,3),B(4,3),danC(3,6).d.Nyatakan kedudukan titik-titikA,B,danCterhadap lingkaran. Di dalam, pada, atauberadakah di luar lingkaranJawab:Perhatikanlah ilustrasi berikut.


a.Diketahuir=5x2+y2=52x2+y2=25atauL{(x,y)|x2+y2=25}b.Lihat gambar di atasc.Lihat juga gambar di atasd.Dari gambar jelas bahwa:TitikA(2,3)berada di dalam lingkaranatau:(2)2+(3)2=4+9=13<25TitikA(4,3)berada pada lingkaranatau:(4)2+(3)2=16+9=25=25TitikA(3,6)berada di luar lingkaranatau:(3)2+(6)2=9+36=45>25.

2.Tentukanlah persamaan lingkaranyang berpusat di pangkal koordinatdan melalui titikP(5,3)Jawab:Diketahuipusat lingkaran di pangkal koordinatO(0,0)serta lingkaranyang melalui titikP(5,3),makar=(xp0)2+(yp0)2=52+(3)2=25+9=34Sehingga ,persamaan lingkarannya adalahLx2+y2=r2x2+y2=34.


DAFTAR PUSTAKA
  1. Kartini, Suprapto, Subandi, Setiadi, U. 2005. Matematika Program Studi Ilmu Alam Kelas XI untuk SMA dan MA. Klaten: INTAN PARIWARA.
  2. Sobirin. 2006. Kompas Matematika Strategi Praktis Menguasai Tes Matematika SMA Kelas 2. Jakarta: KAWAN PUSTAKA.
  3. Wirodikromo, S. 2007. Matematika Jilid 2 IPA untuk Kelas XI. Jakarta: ERLANGGA.

Lingkaran (Matematika Peminatan Kelas XI)

 A. Definisi Lingkaran.

Secara definisi lingkaran adalah tempat kedudukam titik-titik yang berjarak sama terhadap satu titik tertentu. Selanjutnya titik tertentu disebut sebagai pusat lingkaran sedangkan jarak yang salalu sama terhadapa titik tertentu tersebut disebut sebagai jari-jari atau radius (r).

Sebagai ilustrasi berikut diberikan gambar berkaitan kedudukan titik-titik tersebut

B. Persamaan Lingkaran Berpusat di O(0,0) .

Persamaan sebuah lingkaran dengan dengan jari-jari  r  dan berpusat di titik pusat koordinat dapat dilustrasikan sebagai berikut

Misalkan sebuah titik  P(x,y)  terletak pada sebuah lingkaran yang berpusat di O(0,0). Dan titik P(x,0) adalah proyeksi titik  P  pada sumbu-X sehingga  OPP   berupa sebuah segitiga siku-siku di P. Dengan rumus Pythagoras kita mendapatkan
OP2=(OP)2+(PP)2r2=x2+y2r=x2+y2
Untuk lebih memudahkan pemahaman Anda, perhatikanlah ilustrasi berikut
Sehingga dapat disimpulkan persamaan lingkaran yang berpusat di O(0,0) adalah:
x2+y2=r2.

CONTOH SOAL.

1.Tentukan persamaan lingkaran yang berpusat di O dan berjari-jari1210Jawab:Diketahui pusat lingkaran di Odengan jarijarir=1210Persamaan lingkarannya adalah:x2+y2=r2x2+y2=(1210)2x2+y2=104,ataux2+y2=52Jadi, persamaan lingkarannyaadalahx2+y2=52.

2.Tentukan pusat dan jari-jari lingkaranyang memenuhi persamaanx2+y2=6Jawab:Diketahui persamaan lingkaranx2+y2=6maka pusat lingkaran adalah Ox2+y2=r2dengan jari-jarinya adalahr2=6r=6Jadi, pusat lingkaran di O denganjari-jari sebesarr=6.

C.  Persamaan Lingkaran Berpusat di (a,b).

Perhatikanlah ilustrasi berikut

Pada ilustrasi gambar di atas ditunjukkan sebuah lingkaran berpusat di N(a,b) dengan jari-jari  r, misalkan kita ambil sebuah titik P(x,y) pada keliling lingkaran, maka NP=r.

(xa)2+(yb)2=r2(xa)2+(yb)2=r2persamaan di atas adalahBentuk UmumdariPersamaan Lingkaranyangberpusat di(a,b)

Selanjutnya perhatikanlah rangkuman berikut

Lingkaranx2+y2=r2(xp)2+(yq)2=r2Pusat(0,0)(p,q)Jari-jarirrPesamaan garissinggung melaluititik(x1,y1)pada lingkaranx1x+y1y=r2(x1p)(xp)+(y1q)(yq)=r2Persamaan garissinggung dengangradienmy=mx±rm2+1(yq)=m(xa)±rm2+1.

Kusus untuk yang pusat  (a,b) adalah:

Lingkaranx2+y2+Ax+By+C=0Pusat(12A,12B)Jari-jarir=14(A2+B2)CPesamaan garissinggung melaluititik(x1,y1)pada lingkaranx1x+y1y+A2(x1+x)+B2(y1+y)+C=0Persamaan garissinggung dengangradienmy+12B=m(x+12A)±14(A2+B2)C.m2+1.

CONTOH SOAL.

1.Tentukan persamaan lingkaran yang berpusat di (0,-2) dan berjari-jari5Jawab:Diketahui pusat lingkaran berpusatdi(0,2)dan berjari-jarir=5Persamaan lingkarannya adalah:(xa)2+(yb)2=r2(x0)2+(y(2))2=(5)2x2+(y+2)2=25,ataux2+y2+4y+4=25Jadi, persamaan lingkarannyaadalahx2+y2+4y21=0,

2.Tentukan persamaan lingkaranyang berpusat di titikM(1,3)dan melalui titikN(2,5)Jawab:Diketahui jari-jari lingkaranr=MN=(xMxN)2+()2=(21)2+(53)2=(3)2+22=9+4=13makapersamaan lingkarannya adalah(x1)2+(y3)2=r2(x1)2+(y3)2=(13)2(x1)2+(y3)2=13Jadi, jari-jari lingkarannyaadalah13.Dan persamaanlingkarannya adalah:(x1)2+(y3)2=13.

3.Tentukanlah pusat dan jari-jari lingkaran berikut?a.L(x+1)2+(y+2)2=9b.L(x+1)2+(y2)2=9c.L(x1)2+(y+2)2=9d.L(x1)2+(y2)2=9e.L(x+3)2+(y3)2=9f.L(x1)2+(y2)2=25g.L(x1)2+y2=27h.Lx2+(y1)2=27Jawab:L(x+1)2+(y+2)2=9,pusat di(1,2)dan jari-jarinya adalah9=3Soal yang belum dibahas silahkan diselesaikan sendiri sebagai latihan.


4.Tentukanlah pusat dan jari-jari dari persamaan lingkaran L2x2+2y22x+6y3=0Jawab:Persamaan lingkaran L2x2+2y22x+6y3=0x2+y2x+3y32=0{A=1B=3C=32maka{Pusat=(12,32)=(12,32)Jari-jari=r=(1)24+324(32)=14+94+64=4=2Jadi, lingkaran2x2+2y22x+6y3=0 berpusat di(12,32)dan berjari-jari2.

5.Diketahui persamaan lingkaran L2x2+2y24x+3py30=0dan melalui titik(2,1).Tentukanlah persamaan lingkaran baru yangkosentris(sepusat) dan panjang jari-jarinyadua kali panjang jari-jari lingkaran semula?JawabDiketahui persamaan lingkaran2x2+2y24x+3py30=0,melalui(2,1),makakita tentukan hargapdulu, yaitu:2(2)2+2(1)24(2)+3p(1)30=08+2+8+3p30=03p=12p=4Akibatnya persamaan lingkaran menjadi2x2+2y24x+12y30=0x2+y22x+6y15=0{Pusat:(12A,12B)=(12.(2),12,6)=(1,3)Jari-jari :r=(12A)2+(12B)C=12+(3)2(15)=1+9+15=5SelanjutnyaPersamaanlingkaran baru dengan pusat(1,3)dan jari-jarirbaru=2r=2.5=10(x1)2+(y+3)2=(10)2x22x+1+y2+6x+9=100x2+y22x+6y90=0

Berikut ilustrasi gambarnya





Contoh Soal 14 (Segitiga dan Ketaksamaan)

 66.Diberikana,b,c>0,tunjukkan bahwab+ca+c+ab+a+bc6Bukti:Alternatif 1Dengan mengaplikasikan AM-GM-HMpada1a+1b+1ckita dapat menemukan1a+1b+1c3(abc).139a+b+cJika kedua ruas dikalikan dengana+b+c,maka3+b+ca+c+ab+a+bc9(a+b+c)a+b+cb+ca+c+ab+a+bc6Alternatif 2Asumsikanabc,makaa+ba+cb+cdan1c1b1a.Perhatikan bahwa(a+ba+cb+c)dan1c1b1amemiliki kemonotonan yang samamaka denganketaksamaan Renatadapat diperoleh bentuk(b+c).1a+(c+a).1b+(a+b).1c(b+c).1b+(c+a).1c+(a+b).1a1+cb+1+ac+1+ba3+cb+ac+ba3+3(abcabc).133+36.

67.Diberikana,b,c>0,tunjukkan kebenaranketaksamaan Nesbittberikutab+c+bc+a+ca+b32Bukti:Alternatif 1Asumsikan,{abc1b+c1a+c1a+bDenganKetaksamaan Chebyshevab+c+bc+a+ca+b3(a+b+c)3((1b+c+1a+c+1a+b)3)Dengan AM-HM danK=ab+c+bc+a+ca+bK3(a+b+c)3(3(b+c)+(a+c)+(a+b))K3(a+b+c)2(a+b+c)K32ab+c+bc+a+ca+b32Alternatif 2Pertama,asumsikan{abc1b+c1a+c1a+bDenganKetaksamaan Chebyshev3(ab+c+bc+a+ca+b)(a+b+c)(1b+c+1a+c+1a+b)Kedua,asumsikan{a+ba+cb+c1a+b1a+c1b+cDenganKetaksamaan Chebyshev3(a+ba+b+a+ca+c+b+cb+c)(a+b+a+c+b+c)(1a+b+1a+c+1b+c)3(1+1+1)2(a+b+c)(1a+b+1a+c+1b+c)92(a+b+c)(1a+b+1a+c+1b+c)Dari dua ketaksamaan di atas didapatkan3(ab+c+bc+a+ca+b)92(ab+c+bc+a+ca+b)32 

68.Jikaa,b,c>0,denganabctunjukkan bahwa(a3+b3+c3)>(a+b+c)39>3abcBukti:Denganketaksamaan Chebyshevuntukabc,dapat diperoleh bentuk(a3+b3+c3)3>(a+b+c3)(a+b+c3)(a+b+c3)(a3+b3+c3)3>(a+b+c3)3>(3abc33)3(a3+b3+c3)3>(a+b+c)327>abc(a3+b3+c3)>(a+b+c)39>3abc.

69.tunjukkan bahwa untuknbilangan asliberlaku1n(1+12+13++1n)(2n1).14Bukti:Denganketaksamaan Chebyshevuntuk:(112131n)dapat diperoleh bentuk berikut(1+12+13++1n)2n(1+12.2+13.3++1n.n)(1+12+13++1n)2n(1+11.2+12.3++1(n1).n)(1+12+13++1n)2n(1+(112)+(1213)++(1(n1)1n))(1+12+13++1n)2n(1+11n)=n(21n)(1+12+13++1n)2n1..........(1)Gunakan lagiketaksamaan Chebyshev(1+12+13++1n)2n(1+12+13++1n)1n(1+12+13++1n)2(1+12+13++1n)...(2)Dari ketaksamaan (1) dan (2), dapat diperoleh1n(1+12+13++1n)22n1=(2n1).121n(1+12+13++1n)(2n1).14.

70.(OSN 2011)Jikaa,b,c>0,denganabc=1Jika diketahuia2011+b2011+c2011<1a2011+1b2011+1c2011tunjukkan bahwa(a+b+c)>1a+1b+1cBukti:Asumsikan{abc1c1b1aDenganketaksamaan ChebyshevPerhatikan1a2011+1b2011+1c201113(1a+1b+1c)(1a2010+1b2010+1c2010)1a2010+1b2010+1c201013(1a+1b+1c)(1a2009+1b2009+1c2009)1a2009+1b2009+1c200913(1a+1b+1c)(1a2008+1b2008+1c2008)1a3+1b3+1c313(1a+1b+1c)(1a2+1b2+1c2)1a2+1b2+1c213(1a+1b+1c)(1a+1b+1c)Sehingga1a2011+1b2011+1c2011132010(1a+1b+1c)2011.....(1)dana2011+b2011+c201113(a+b+c)(a2010+b2010+c2010)a2010+b2010+c201013(a+b+c)(a2009+b2009+c2009)a2009+b2009+c200913(a+b+c)(a2008+b2008+c2008)a3+b3+c313(a+b+c)(a2+b2+c2)a2+b2+c213(a+b+c)(a+b+c)Sehinggaa2011+b2011+c2011132010(a+b+c)2011........(2)Dari ketaksamaan (1) dan (2) didapatkan1a2011+1b2011+1c2011132010(1a+1b+1c)2011>a2011+b2011+c2011132010(a+b+c)2011atausiklik.1a2011132010(siklik.1a)2011>siklik.a2011132010(siklik.)2011132010(1a+1b+1c)2011>132010(a+b+c)2011(1a+1b+1c)>(a+b+c)a+b+c<1a+1b+1c.

DAFTAR PUSTAKA

  1. Young, B. 2009. Seri Buku Olimpiade Matematika Strategi Menyelesaikan Soal-Soal Olimpiade Matematika: Ketaksamaan (Inequality). Bandung: PAKAR RAYA.

Contoh Soal 13 (Segitiga dan Ketaksamaan)

 .Mengenal penulisan polaSiklik dan SimetriMisal untukn=3,pada penulisan unsurx,y,danz,makaPola SiklikPola Simetrisiklik.x2=x2+y2+z2sym.x2=x2+x2+y2+y2+z2+z2=2(x2+y2+z2)siklik.x3=x3+y3+z3sym.x3=2(x3+y3+z3)siklik.x2y=x2y+y2z+z2xsym.x2y=x2y+x2z+y2x+y2z+z2x+z2ysiklik.xyz=xyz+yzx+zxy=3xyzsym.xyz=xyz+xzy+=6xyz.


61.(IMO 1995)Jikaa,b,cbilangan-bilangan real positifdenganabc=1,maka tunjukkan bahwa1a3(b+c)+1b3(c+a)+1c3(a+b)32BuktiMisalkanx=1a,y=1b,danz=1c,maka1a3(b+c)+1b3(c+a)+1c3(a+b)=x3yzy+z+y3xzx+z+z3xyx+y,karenaxyz=1=x2y+z+y2x+z+z2x+yDengan ketaksamaanCauchy-Schwarz(2siklik.y+z)(x2y+z+y2x+z+z2x+y)(x+y+z)2(x2y+z+y2x+z+z2x+y)(x+y+z)22(x+y+z)(x2y+z+y2x+z+z2x+y)(a+b+c)2(x2y+z+y2x+z+z2x+y)3xyz32(x2y+z+y2x+z+z2x+y)32.

62.Diketahuia,bbilangan real positifTunjukkan bahwaa2b+b2aa+bBuktiAsumsikan bahwaab,makaa2b2dan1b1a.Perhatikan bahwa baik(a2,b2)dan(1b,1a)adalah kumpulan dua barisan yang monotonsama yaitu sama-sama naik. Sehinggadenganketaksamaan Renatadiperoleha2.1b+b2.1aa2.1a+b2.1ba2b+b2aa+b.

63.Diberikana,b,c>0,tunjukkan bahwaabc+bca+caba+b+cBukti:Alternatif 1Dengan AM-GM  diperolehac+ca2ca2acbc+cb2bc2cbab+ba2ab2baSehinggaabc+bca+caba(2cb)+b(2ac)+c(2ba)=2aacb+2babc+2cbcaabc+bca+cab2(a+b+c)(abc+bca+cab)2(abc+bca+cab)2(a+b+c)abc+bca+caba+b+cAlternatif 2Dengan ketaksamaan RenataAsumsikanabc,makaabcabcdan1c1b1a.Perhatikan bahwa(abcabc)dan(1c1b1a)memiliki kemonotonan yang samamaka denganketaksamaan Renatadapat diperoleh bentukab.1c+ac.1b+bc.1aab.1b+ac.1a+bc.1cabc+bca+caba+c+babc+bca+caba+b+c.

64.Diberikana,b,c>0,tunjukkan kebenaranketaksamaan Nesbittberikutab+c+bc+a+ca+b32Bukti:Alternatif 1Dengan AM-GM  diperoleh(a+b)+(b+c)+(c+a)331a+b+1b+c+1c+a((a+b)+(b+c)+(c+a))(1a+b+1b+c+1c+a)92(ab+c+bc+a+ca+b)+692(ab+c+bc+a+ca+b)3(ab+c+bc+a+ca+b)32Alternatif 2Dengan ketaksamaan RenataAsumsikanabc,makaa+ba+cb+cdan1b+c1a+c1a+b.Perhatikan bahwa(abc)dan1b+c1a+c1a+bmemiliki kemonotonan yang samamaka denganketaksamaan Renatadapat diperoleh bentuka.1b+c+b.1a+c+c.1a+bb.1b+c+c.1a+c+a.1a+bdana.1b+c+b.1a+c+c.1a+bc.1b+c+a.1a+c+b.1a+bJika dijumlahkan keduanya, maka2(ab+c+bc+a+ca+b)3(ab+c+bc+a+ca+b)32.

65.(OSN 2015)Diberikana,b,c>0,Buktikan bahwaab+c+bc+a+bc+a+ca+b+ca+b+ab+c3Bukti:Perhatikan bukti soal no. 4 di atasDengankeksamaan Renatadapat diperolehab+c+ba+cbb+c+aa+cMisalkanx=b+c,y=c+a,y=a+b,makaab+c+ba+cbb+c+aa+cab+c+ba+cy+zx2x+x+zy2yab+c+ba+cy+zx2x+x+zy2y=12yx+zx1+xy+zy1dengan AM-GM12zx+zy+2yx.xy2=12zx+zy+2212zx+zy22z2xy=z2xyab+c+ba+cz2xybc+a+ca+bx2yzca+b+ab+cy2xzSelanjutnyaab+c+bc+a+bc+a+ca+b+ca+b+ab+cz2xy+x2yz+y2xzDengan AM-GM lagi3z2xy×x2yz×y2xz33(xyz)2(xyz)233

DAFTAR PUSTAKA

  1. Young, B. 2009. Seri Buku Olimpiade Matematika Strategi Menyelesaikan Soal-Soal Olimpiade Matematika: Ketaksamaan (Inequality). Bandung: PAKAR RAYA.


WEBSITE
  1. https://holdenlee.github.io/high_school/omc/23-rearrange.pdf diakses 18 Januari 2022.
  2. https://www.gotohaggstrom.com/Advanced%20inequality%20manipulations.pdf  diakses 20 Januari 2022