LINGKARAN-PERSAMAAN GARIS SINGGUNG (PGS)-MATERI LANJUTAN (IRISAN KERUCUT)

 A. Pendahuluan

Kita sebelumnya telah membahasas kedudukan suatu lingkaran terhadap suatu garis. Terkait dengan garis singgung lingkaran suatu lingkaran dapat memiliki sekian banyak garis singgung dan tentunya lebih dari satu garis singgung jika ingin dibuat. Garis singgung lingkaran adalah suatu garis yang memotong lingkaran tepat di satu titik. Masih ingat kembali kedudukan suatu garis terhadap lingkaran saat nilai  $D=b^{2}-4ac=0$, dari sanalah akhir dari penyelesaian masalah yang terkait dengan ini. 

B. Garis Singgung Melalui Sebuah Titik pada Lingkaran

Misalkan suatu titik $P(x_{1},y_{1})$ terdapat pada (keliling) lingkaran $x^{2}+y^{2}=r^{2}$, maka berakibat akan memiliki gradien dari garis OP berupa $m_{\textrm{P}}=\displaystyle \frac{y_{1}}{x_{1}}$.

Perhatikan dua ilustrasi berikut

Ilustrasi berikutnya menjadi seperti berikut

Perhatikan tiga ilustrasi di atas, jika titik P adalah titik sinngung lingkaran $x^{2}+y^{2}=r^{2}$, maka gradien garis singgung lingkarannya, misal kita namakan $m_{l}$ adalah $m_{l}=-\displaystyle \frac{x_{1}}{y_{1}}$, sehingga persamaan garis singgungnya yang melalui titik P tersebut dan bergradien $m_{l}=-\displaystyle \frac{x_{1}}{y_{1}}$ adalah:

$\begin{aligned}y-y_{1}&=-\displaystyle \frac{x_{1}}{y_{1}}\left ( x-x_{1} \right )\\ \Leftrightarrow y_{1}y-&y_{1}^{2}=-x_{1}x+x_{1}^{2}\\ \Leftrightarrow x_{1}x+&y_{1}y=x_{1}^{2}+y_{1}^{2}\\ \Leftrightarrow x_{1}x+&y_{1}y=r^{2}\\\\ \textrm{Jadi, per}&\textrm{samaan garis singgungnya adalah}:\\ &\quad \LARGE\boxed{x_{1}x+y_{1}y=r^{2}} \end{aligned}$.

$\LARGE\colorbox{magenta}{CONTOH SOAL}$.

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Tentukanlah persamaan lingkaran yang }\\ &\textrm{berpusat di pangkal koordinat dan}\\ &\textrm{menyinggung}\: \: k\equiv 2x+y-5=0\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\textrm{Perhatikan ilustrasi berikut} \end{array}$.

menjadi

$.\qquad\begin{aligned}&\textrm{Diketahui}\: \textrm{bahwa titik}\: \: O\: \: \textrm{ke garis}\: \: k\: \: \textrm{adalah}\\ &r=OA=\displaystyle \left |\frac{ax_{1}+by_{1}+c}{\sqrt{a^{2}+b^{2}}} \right |\\ &=\displaystyle \left | \frac{2(0)+(0)-5}{\sqrt{2^{2}+1^{2}}} \right |\\ &=\displaystyle \left | \frac{-5}{\sqrt{5}} \right |\\ &=\left | -\sqrt{5} \right |\\ &=-(-\sqrt{5})=\sqrt{5}\\ &\textrm{(ingat, nilai mutlak bilangan negatif adalah bilngan positif)}\\ &\textrm{Sehingga persamaan lingkarannya adalah}:\\ &\qquad L\equiv x^{2}+y^{2}=r^{2}\Leftrightarrow \color{red}x^{2}+y^{2}=5\end{aligned}$.

$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Tentukanlah persamaan lingkaran yang }\\ &\textrm{berpusat di}\: \: A(2,-1)\: \: \textrm{dan menginggung}\\ &\textrm{garis}\: \: 4y+3x-12=0\: \: \textrm{di titik}\: \: P\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\textrm{Perhatikan ilustrasi berikut} \end{array}$.

$.\qquad\begin{aligned}&\textrm{Sehingga}\\ &r=AP=\left | \frac{3(2)+4(1)-12}{\sqrt{3^{2}+4^{2}}} \right |\\ &\: \: =\left | \frac{-10}{5} \right |=\left | -2 \right |=2\\ &\textrm{Sehingga persamaan lingkarannya adalah}\\\ &L\equiv (x-2)^{2}+(y+1)^{2}=\color{red}4 \end{aligned}$.

$\begin{array}{ll}\\ 3.&\textrm{Tentukanlah persamaan garis singgung lingkaran}\\ & x^{2}+y^{2}=169\: \: \textrm{dan melalui titik}\: \: Q(5,-12)\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\color{red}\textrm{Alternatif 1}\\ &\textrm{Diketahui}\: \: L\equiv x^{2}+y^{2}=169\: \: \color{blue}\textrm{atau}\\ &L\equiv x^{2}+y^{2}-169=0\: \: \textrm{dan}\: \: Q(5,-12)\\ &\textrm{kuasa titik A (posisi titik Q) adalah}:\\ &=5^{2}+(-12)^{2}-169=0\\ &\textrm{Sehingga titik Q pada lingkaran dengan}\\ &\textrm{persamaan}\\ &\qquad x_{1}x+y_{1}y=r^{2}\Rightarrow \color{red}5x-12y=169\\ &\begin{aligned}&\color{red}\textrm{Alternatif 2}\\ &\textrm{Persamaan lingkaran}\\& L\equiv x^{2}+y^{2}=169\: ...................(1)\\ &\textrm{Persamaan garis singgung}\: \: g\: \: \textrm{melalui}\\ &Q(5,-12)\: \: \textrm{adalah}:\\ &g\equiv y+12=m(x-5)\\ &\Leftrightarrow \: \: \qquad y=mx-5m-12\: ....(2)\\ &\textrm{Dari persamaan (1) dan (2)}\\ &x^{2}+(mx-5m-12)^{2}=169\\ &\Leftrightarrow x^{2}+m^{2}x^{2}+25m^{2}+144-10m^{2}-24mx+120m=169\\ &\Leftrightarrow (1+m^{2})x^{2}-(10m^{2}+24m)x+25m^{2}+120m-25=0\\ &\textrm{Syarat menyinggung}\: \: \color{blue}D\color{black}=\color{blue}b^{2}-4ac\color{black}=0\\ &(10m^{2}+24m)^{2}-4(1+m^{2})(25m^{2}+120m-25)=0\\ &\Leftrightarrow 144m^{2}-120m+25=0\\ &\Leftrightarrow (12m-5)^{2}=0\\ &\Leftrightarrow m=\displaystyle \frac{5}{12}\: .......(3)\\ &\textrm{Jika (1) disebstitusikan ke (2), maka}\\ &y+12=\displaystyle \frac{5}{12}(x-5)\\ &\Leftrightarrow y=\displaystyle \frac{5}{12}x-\frac{169}{12}\: \: \textrm{atau}\\ &\Leftrightarrow \color{red}5x-12y=169  \end{aligned}   \end{array}$.

$.\qquad\textrm{Berikut ilustrasi lingkaran dan garis singgungnya}$

$\begin{array}{ll}\\ 4.&\textrm{Tentukan persamaan garis singgung di}\\ &\textrm{titik}\: \: R(-2,-4)\: \: \textrm{pada lingkaran}\\ &(x-2)^{2}+(y+1)^{2}=25\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\textrm{Kita cek sebentar posisi/kedudukan titik}\: \: R\\ &K_{R}=K_{(-2,-4)}\equiv (-2-2)^{2}+(-4+1)^{2}-\color{blue}25\\ &\: \: \: \qquad\qquad\qquad \equiv 16+9-\color{blue}25\color{black}=\color{red}0\\ &\textrm{Sehingga posisi titik}\: \: R\: \: \textrm{pada keliling lingkaran}\\ &\color{blue}\textrm{Alternatif 1}\\ &(x_{1}-a)(x-a)+(y_{1}-b)(y-b)=r^{2}\\ &\textrm{maka}\\ &(x_{1}-2)(x-2)+(y_{1}+1)(y+1)=25\\ &\textrm{Untuk titik}\: \: R(-2,-4),\: \textrm{maka garis singgungnya}\\ &(-2-2)(x-2)+(-4+1)(x+1)=25\\ &\Leftrightarrow (-4)(x-2)+(-3)(x+1)=25\\ &\Leftrightarrow -4x+8-3x-3=25\\ &\Leftrightarrow 4x+3y+20=0\\ &\textrm{Jadi, garis singgungnya adalah}:\: 4x+3y+20=0\\ &\begin{aligned}&\color{blue}\textrm{Alternatif 2}\\ &(x-2)^{2}+(y+1)^{2}=25\\ &\Leftrightarrow x^{2}-4x+4+y^{2}+2y+1=25\\ &\Leftrightarrow x^{2}+y^{2}-4x+2y-20=0\\ &\textrm{Selanjutnya untuk garis sinngung}\\ &\textrm{lingkaran di titik}\: \: R(-2,-4)\: \: \textrm{adalah}:\\ &x_{1}x+y_{1}y+\displaystyle \frac{1}{2}A(x_{1}+x)+\displaystyle \frac{1}{2}B(y_{1}+y)+C=0\\ &\Leftrightarrow (-2)x+(-4)y-2(-2+x)+(-4+y)-20=0\\ &\Leftrightarrow -2x-4y+4-2x-4+y-20=0\\ &\Leftrightarrow -4x-3y-20=0\\ &\Leftrightarrow 4x+3y+20=0\\ &\textrm{Jadi, garis singgungnya adalah}:\: 4x+3y+20=0 \end{aligned} \end{array}$.

C. Garis Singgung Melalui Sebuah Titik di Luar Lingkaran

Perhatikan ilustrasi berikut

Titik $\textrm{T}(x_{1},y_{1})$ berada di luar lingkaran $L$. Garis  $\textrm{g}_{1}$  dan  $\textrm{g}_{2}$ melalui T dan menyinggung lingkaran L di titik Q dan R.

Ada dua alternatif minimal untuk mencari persamaan garis dinggung $\textrm{g}_{1}$  dan  $\textrm{g}_{2}$ pada lingkaran L.

1. menentukan gradien garis $\textrm{g}_{1}$  dan  $\textrm{g}_{2}$, kemudian menentukan garis singgungnya
2. menentukan titik singgung Q dan R dengan cara menentukan garis kutub dati titik T, kemudian menentukan perpotongan dengan lingkaran L. Sealanjutnya menentukan persamaan garis singgung di titik Q dan R.

$\LARGE\colorbox{magenta}{CONTOH SOAL}$.

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Tentukanlah persamaan garis singgung lingkaran}\\ & x^{2}+y^{2}=25\: \: \textrm{dan melalui titik}\: \: P(7,0)\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&\textrm{Diketahui persamaan lingkaran}\\ &x^{2}+y^{2}=25\\ &\textrm{Kedudukan titik}\: \: \textrm{T}(7,0):7^{2}+0^{2}=49>25\\ &\textrm{Sehingga T berada di luar lingkaran L}\\&\color{blue}\textbf{Cara 1}\\ &\textrm{Persamaan garis singgung lingkaran (PGSL)}\\ &\textrm{melalui titik T}(7,0)\: \: \textrm{adalah}:\\ &\begin{aligned}y&=m(x-x_{1})+y_{1}\\ &=m(x-7)+0=\color{red}mx-7m\end{aligned}\\ &\textrm{Selanjutnya hasil di atas kita substitusikan}\\ &\textrm{lingkaran L, yaitu}:\\ &x^{2}+(mx-7m)^{2}=25\\ &\Leftrightarrow x^{2}+m^{2}x^{2}-14m^{2}x+49m^{2}-25=0\\ &(1+m^{2})x^{2}-14m^{2}x+49m^{2}-25=0  \end{aligned} \\ &\begin{aligned}&\textrm{Selanjutnya, syarat menyinggung}\: ,\: \textrm{D}=b^{2}-4ac=0\\ & (-14m^{2})^{2}-4.(m^{2}+1)(49m^{2}-25)=0\: \: \textrm{(dibagi 4)}\\ &\Leftrightarrow 49m^{4}-(49m^{4}-25m^{2}+49m^{2}-25)=0\\ &\Leftrightarrow 24m^{2}-25=0\Leftrightarrow m^{2}=\displaystyle \frac{25}{24}\Leftrightarrow m=\pm \displaystyle \frac{5}{12}\sqrt{6}\\ & \textrm{Sehingga persa}\textrm{maan garis singgungnya}\\ &y_{1}= \displaystyle \frac{5}{12}x\sqrt{6}- \displaystyle \frac{35}{12}\sqrt{6}\: \: \textrm{dan}\\ &y_{2}=- \displaystyle \frac{5}{12}x\sqrt{6}+ \displaystyle \frac{35}{12}\sqrt{6} \end{aligned}\\ &\begin{aligned}&\color{blue}\textbf{Cara 2}\\ &\textrm{Persmaan garis kutubnya dari titik T}(7,0)\\ &x_{1}x+y_{1}y=25\Leftrightarrow 7x=25\Leftrightarrow x=\displaystyle \frac{25}{7}\\ &\textrm{Hasilnya kita substitusikan ke persamaan }\\ &\textrm{lingkaran L, yaitu}:x^{2}+y^{2}=25\\ &\Leftrightarrow \left ( \displaystyle \frac{25}{7} \right )^{2}+y^{2}=5^{2}\Leftrightarrow y^{2}=5^{2}-\left ( \displaystyle \frac{25}{7} \right )^{2}\\ &\Leftrightarrow y=\pm \sqrt{\left ( 5+\displaystyle \frac{25}{7} \right )\left ( 5-\displaystyle \frac{25}{7} \right )}\\ &\Leftrightarrow y=\pm \sqrt{\displaystyle \frac{60}{7}\times \frac{10}{7}}=\pm \displaystyle \frac{10}{7}\sqrt{6}\\ &\Leftrightarrow \left\{\begin{matrix} y_{1}=\displaystyle \frac{10}{7}\sqrt{6}\\ y_{2}=-\displaystyle \frac{10}{7}\sqrt{6} \end{matrix}\right.\\ &\textrm{Sehingga diperoleh titik singgungnya yaitu}:\\ &\left ( \displaystyle \frac{25}{7},\frac{10}{7}\sqrt{6} \right )\: \: \textrm{dan}\: \: \left ( \displaystyle \frac{25}{7},-\frac{10}{7}\sqrt{6} \right )\\ &\textrm{dan garis singgungnya adalah}:\\ &\displaystyle \frac{25}{7}x+\frac{10}{7}y\sqrt{6}=25\: \: \textrm{dan}\: \: \displaystyle \frac{25}{7}x-\frac{10}{7}y\sqrt{6}=25\\ &\textrm{atau}\\ &\color{red}\displaystyle \frac{5}{7}x+\frac{2}{7}y\sqrt{6}=5\color{black}\: \: \textrm{dan}\: \: \color{red}\displaystyle \frac{5}{7}x-\frac{2}{7}y\sqrt{6}=5\\ &\Leftrightarrow \displaystyle \frac{5}{7}x+\frac{2}{7}y\sqrt{6}=5\: \: \textrm{dan}\: \: \displaystyle \frac{5}{7}x-\frac{2}{7}y\sqrt{6}=5\\ &\Leftrightarrow \displaystyle 5x+2y\sqrt{6}=35\: \: \textrm{dan}\: \: \displaystyle 5x-2y\sqrt{6}=35\\ &\Leftrightarrow 2y\sqrt{6}=-5x+35\: \: \textrm{dan}\: \: 2y\sqrt{6}=5x-35\\ &\Leftrightarrow y=\displaystyle \frac{-5x+35}{2\sqrt{6}}\: \: \textrm{dan}\: \:  y=\displaystyle \frac{5x-35}{2\sqrt{6}}\\ &\Leftrightarrow y=\displaystyle \frac{-5x+35}{2\sqrt{6}}\times \frac{\sqrt{6}}{\sqrt{6}}\: \: \textrm{dan}\: \:  y=\displaystyle \frac{5x-35}{2\sqrt{6}}\times \frac{\sqrt{6}}{\sqrt{6}}\\ &\Leftrightarrow y=\displaystyle \frac{-5x\sqrt{6}+35\sqrt{6}}{12}\: \: \textrm{dan}\: \:  y=\displaystyle \frac{5x\sqrt{6}-35\sqrt{6}}{12}\\ &\Leftrightarrow \color{red}y=-\displaystyle \frac{5}{12}x\sqrt{6}+\displaystyle \frac{35}{12}\sqrt{6}\: \: \color{black}\textrm{atau}\: \:  \color{red}y=\displaystyle \frac{5}{12}x\sqrt{6}-\displaystyle \frac{35}{12}\sqrt{6}   \end{aligned} \end{array}$.

Berikut ilustrasi gambarnya

$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Tentukanlah persamaan garis singgung lingkaran}\\ & x^{2}+y^{2}=12\: \: \textrm{dan melalui titik}\: \: P(0,4)\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&\textrm{Diketahui persamaan lingkaran}\\ &x^{2}+y^{2}=12\\ &\textrm{Persamaan garis kutub lingkaran}\\ &\textrm{melalui titik}\: \: (x_{1},y_{1})\: \: \textrm{adalah}:\\ &\begin{aligned}x^{2}+y^{2}&=12\\ xx+yy&=12\\ x_{1}x+y_{1}y&=12\\ \textrm{garis ini melalui}&\: \: \textrm{titik}\\ P(0,4)&, \textrm{maka}\\ x_{1}.0+y_{1}.4&=12\\ y_{1}&=3\: ......(1)\end{aligned}\\ &\textrm{Karena titik}\: \: (x_{1},y_{1})\: \: \textrm{pada lingkaran}\\ &\textrm{maka},\\ &x_{1}^{2}+y_{1}^{2}=12\: ......(2)\\ &\textrm{Selanjutnya dari persamaan}\: \: (1)\: \&\: (2)\\ &\textrm{akan diperoleh}\\ &\begin{aligned}&x_{1}^{2}+y_{1}^{2}=12\\ y_{1}=3\Rightarrow \: \: &x_{1}^{2}+(3)^{2}=12\\ \Leftrightarrow \: \: &x_{1}^{2}+9=12\\ \Leftrightarrow \: \: &x_{1}^{2}=3\\ \Leftrightarrow \: \: &x_{1}=\pm \sqrt{3}\end{aligned}\\ &\begin{aligned}& \textrm{Sehingga persa}\textrm{maan garis singgungnya}\\ &\left ( x_{1}x+y_{1}y=12 \right )\: \: \textrm{adalah}:\\ &\begin{cases} \textrm{di titik} & (x_{1},y_{1})=(\sqrt{3},3)\: \: \, \, \Rightarrow \color{red}\sqrt{3}x+3y=12\\ \textrm{di titik} & (x_{1},y_{1})=(-\sqrt{3},3)\Rightarrow \color{red}-\sqrt{3}x+3y=12 \end{cases}\\ &\end{aligned} \end{aligned} \end{array}$

Berikut ilustrasi gambarnya

DAFTAR PUSTAKA

1. Kartini, Suprapto, Subandi, Setiadi, U. 2005. Matematika Program Studi Ilmu Alam Kelas XI untuk SMA dan MA. Klaten: INTAN PARIWARA.
2. Noormandiri. 2017. Matematika Jilid 2 untuk SMA/MA Kelas XI Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA.
3. Sobirin. 2006. Kompas Matematika Strategi Praktis Menguasai Tes Matematika SMA Kelas 2. Jakarta: KAWAN PUSTAKA.
4. Wirodikromo, S. 2007. Matematika Jilid 2 IPA untuk Kelas XI. Jakarta: ERLANGGA.

LINGKARAN-KEDUDUKAN GARIS-MATERI LANJUTAN (IRISAN KERUCUT)

 $\color{blue}\textrm{E. Kedudukan Garis Terhadap Lingkaran }$.

Posisi garis terhadap lingkaran tergantung nilai Diskriminan (D) hasil substitusi persamaan garis ke persamaan lingkaran.

$\begin{cases} \bullet &\textrm{memotong lingkaran di dua titik}\: \: (D>0)\\ & \textrm{ada garis dan titik polar} \\ \bullet &\textrm{menyinggung lingkaran}\: \: (D=0) \\ \bullet &\textrm{tidak memotong ataupun menyinggung}\: \: (D<0) \end{cases}$.

Berikut Ilustrasi gambarnya

$\color{blue}\textrm{F. Jarak Garis ke Pusat Lingkaran}$.

$\begin{array}{|l|l|}\hline \textrm{Jarak titik}\: \: M(p,q)\: \: \textrm{terhadap pusat}&\\ \textrm{lingkaran}\: \: N(a,b)&\left | MN \right |=r\\ \qquad r=\left | \displaystyle \frac{Ap+Bq+C}{\sqrt{A^{2}+B^{2}}} \right |&\\\hline \end{array}$.

$\LARGE\colorbox{yellow}{CONTOH SOAL}$.

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Tentukanlah nilai}\: \: p\: \: \textrm{supaya lingkaran}\\ & x^{2}+y^{2}-px-10y+4=0 \\ &\textrm{a}.\quad \textrm{menyinggung sumbu x}\\ &\textrm{b}.\quad \textrm{memotong sumbu x di dua titik}\\ &\textrm{c}.\quad \textrm{tidak memotong dan tidak menyinggung }\\ &\quad\: \: \: \: \textrm{sumbu x}\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}\\ &\textrm{Persamaan lingkaran}:\\ &x^{2}+y^{2}-px-10y+4=0\\ &\textrm{saat menyinggung}\: \: \textrm{sumbu x},\: \: \textrm{maka}\: \: y=0\\ &\textrm{adalah gar}\textrm{is yang sejajar sumbu x, maka}\\ &y=0\Rightarrow \: \: x^{2}+y^{2}-px-10y+4=0\\ &\: \qquad \Leftrightarrow \: \: x^{2}+0^{2}-px-0+4=0\\ &\: \qquad \Leftrightarrow \: \: \color{red}x^{2}-px+4 \end{aligned}\\ &\textrm{Selanjutnya}\\ &\begin{array}{|c|c|c|}\hline \textrm{Menyinggung}&\textrm{memotong}&\textrm{Tidak keduanya}\\\hline \begin{aligned}D&= b^{2}-4ac=0\\ &\Leftrightarrow p^{2}-4.1.4=0\\ &\Leftrightarrow p^{2}=16\\ &\Leftrightarrow p=\pm 4\\ & \end{aligned}&\begin{aligned}D&>0\\ &\Leftrightarrow b^{2}-4ac>0\\ &\Leftrightarrow p^{2}-16>0\\ &\Leftrightarrow (p+4)(p-4)>0\\ &\therefore \quad p<-4\: \: \textrm{atau}\: \: p>4 \end{aligned}&\begin{aligned}D&<0\\ &\Leftrightarrow b^{2}-4ac<0\\ &\Leftrightarrow p^{2}-16<0\\ &\Leftrightarrow (p+4)(p-4)<0\\ &\therefore \quad -4<p<4 \end{aligned}\\\hline \end{array} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Tentukanlah nilai}\: \: a\: \: \textrm{supaya lingkaran}\\ & x^{2}+y^{2}=1\: \: \textrm{dan garis}\: \: y=ax+2 \\ &\textrm{a}.\quad \textrm{bersinggungan}\\ &\textrm{b}.\quad \textrm{berpotongan}\\ &\textrm{c}.\quad \textrm{tidak berpotongan maupun bersinggungan}\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&\textrm{Di sini yang kita bahas adalah yang poin b, }\\ &\textrm{yaitu untuk}\: \: y=ax+2,\: \: \textrm{maka}\\ &x^{2}+y^{2}=1\\ &x^{2}+(ax+2)^{2}=1\\ &x^{2}+a^{2}x^{2}+4ax+4=1\\ &(1+a^{2})x^{2}+4ax+3=0\\ &\textrm{syarat berpotongan}\: \: D=b^{2}-4ac\geq 0\\ &(\textrm{artinya bersinggungan sekaligus berpotongan di 2 titik})\\ &(4a)^{2}-4(1+a^{2})(3)\geq 0\\ &16a^{2}-12a^{2}-12\geq 0\\ &4a^{2}-12\geq 0\\ &a^{2}-3\geq 0\\ &(a+\sqrt{3})(a-\sqrt{3})\geq 0\\ &\therefore \: \: \: \: a\leq -\sqrt{3}\: \: \textrm{atau}\: \: a\geq \sqrt{3} \end{aligned} \end{array}$.

LINGKARAN-KEDUDUKAN TITIK-MATERI LANJUTAN (IRISAN KERUCUT)

 $\color{blue}\textrm{D. Kedudukan Titik Terhadap Lingkaran }$.

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  $x^{2}+y^{2}<r^{2}$.
• jika titik A(x,y) pada lingkaran, maka berlaku  $x^{2}+y^{2}=r^{2}$, dan
• jika titik A(x,y) di luar lingkaran, maka berlaku  $x^{2}+y^{2}>r^{2}$.

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 $(x-a)^{2}+(y-b)^{2}<r^{2}$  atau  $x^{2}+y^{2}+Ax+By+C<0$.
• jika titik A(x,y) pada lingkaran, maka berlaku $(x-a)^{2}+(y-b)^{2}=r^{2}$  atau  $x^{2}+y^{2}+Ax+By+C=0$.
• jika titik A(x,y) di luar lingkaran, maka berlaku $(x-a)^{2}+(y-b)^{2}>r^{2}$  atau  $x^{2}+y^{2}+Ax+By+C>0$.

$\LARGE\colorbox{yellow}{CONTOH SOAL}$.

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Sebuah lingkaran yang berpusat pada }\\ &\textrm{pangkal koordinat}\\ &\textrm{a}.\quad \textrm{Tentukanlah persamaan lingkaran }\\ &\qquad\textrm{yang berjari-jari 5}\\ &\textrm{b}.\quad \textrm{Gambarlah lingkaran (pada soal a.) }\\ &\qquad\textrm{pada kertas grafiks}\\ &\textrm{c}.\quad \textrm{Lukislah titik-titik dari},\\ &\qquad A(2,3),\: B(4,3),\: \: \textrm{dan}\: \: C(3,6).\\ &\textrm{d}.\quad \textrm{Nyatakan kedudukan titik-titik}\\ &\qquad A,\: B,\: \textrm{dan}\: C\: \textrm{terhadap lingkaran. }\\ &\qquad\textrm{Di dalam, pada, atau}\\ &\qquad\textrm{beradakah di luar lingkaran}\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\textrm{Perhatikanlah ilustrasi berikut} \end{array}$.

$\begin{aligned}\textrm{a}.\quad&\textrm{Diketahui}\: \: r=5\\ &\begin{aligned}&x^{2}+y^{2}=5^{2}\\ &\qquad\qquad \updownarrow\\ &x^{2}+y^{2}=25\\ &\textrm{atau}\\ &L\equiv \left \{ (x,y)|x^{2}+y^{2}=25 \right \} \end{aligned}\\ \textrm{b}.\quad&\textrm{Lihat gambar di atas}\\ \textrm{c}.\quad&\textrm{Lihat juga gambar di atas}\\ \textrm{d}.\quad&\textrm{Dari gambar jelas bahwa}:\\ &\begin{matrix} \bullet \quad \textrm{Titik}\: \: A(2,3)\: \textrm{berada di dalam lingkaran}\\ \textrm{atau}:(2)^{2}+(3)^{2}=4+9=13<\color{red}25\\ \bullet \quad \textrm{Titik}\: \: A(4,3)\: \textrm{berada pada lingkaran}\: \: \: \: \: \: \: \\ \textrm{atau}:(4)^{2}+(3)^{2}=16+9=25=\color{red}25\\ \bullet \quad \textrm{Titik}\: \: A(3,6)\: \textrm{berada di luar lingkaran}\: \: \: \,\\ \textrm{atau}:(3)^{2}+(6)^{2}=9+36=45>\color{red}25\\ \end{matrix} \end{aligned}$.

$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Tentukanlah persamaan lingkaran}\\ &\textrm{yang berpusat di pangkal koordinat}\\ &\textrm{dan melalui titik}\: \: P(5,-3)\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}\textrm{Diketahui}&\: \textrm{pusat lingkaran di pangkal }\\ \textrm{koordinat}&\: \: O(0,0)\: \: \textrm{serta lingkaran}\\ \textrm{yang mela}&\textrm{lui titik}\: \: P(5,-3),\: \textrm{maka}\\ r&=\sqrt{(x_{p}-0)^{2}+(y_{p}-0)^{2}}\\ &=\sqrt{5^{2}+(-3)^{2}}\\ &=\sqrt{25+9}\\ &=\sqrt{34}\\ \textrm{Sehingga }&,\: \textrm{persamaan lingkarannya adalah}\\ L&\equiv x^{2}+y^{2}=r^{2}\Leftrightarrow x^{2}+y^{2}=\color{red}34 \end{aligned}\end{array}$.

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 (IRISAN KERUCUT)

  $\color{blue}\textrm{A. Definisi Lingkaran}$.

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

$\color{blue}\textrm{B. Persamaan Lingkaran Berpusat di O(0,0) }$.

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

Misalkan sebuah titik  $\textrm{P}(x,y)$  terletak pada sebuah lingkaran yang berpusat di O(0,0). Dan titik $\textrm{P}'(x,0)$ adalah proyeksi titik  P  pada sumbu-X sehingga  $\bigtriangleup \textrm{OP}'\textrm{P}$   berupa sebuah segitiga siku-siku di $\textrm{P}'$. Dengan rumus Pythagoras kita mendapatkan

$\begin{aligned}&OP^{2}=(OP')^{2}+(PP')^{2}\\ &\Leftrightarrow \: r^{2}=x^{2}+y^{2}\\ &\Leftrightarrow r=\sqrt{x^{2}+y^{2}} \end{aligned}$

Untuk lebih memudahkan pemahaman Anda, perhatikanlah ilustrasi berikut

Sehingga dapat disimpulkan persamaan lingkaran yang berpusat di O(0,0) adalah:

$\begin{array}{|ccc|}\hline &&\\ &\color{red}x^{2}+y^{2}=r^{2}&\\ &&\\\hline \end{array}$.

$\LARGE\colorbox{yellow}{CONTOH SOAL}$.

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Tentukan persamaan lingkaran yang }\\ & \textrm{berpusat di O dan berjari-jari}\: \: \displaystyle \frac{1}{2}\sqrt{10}\\\\ &\color{blue}\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&\textrm{Diketahui pusat lingkaran di O}\\ &\textrm{dengan jarijari}\: \: r=\displaystyle \frac{1}{2}\sqrt{10}\\ &\textrm{Persamaan lingkarannya adalah}:\\ &\color{red}x^{2}+y^{2}=r^{2}\\ &\Leftrightarrow \: x^{2}+y^{2}=\left ( \displaystyle \frac{1}{2}\sqrt{10} \right )^{2}\\ &\Leftrightarrow \: x^{2}+y^{2}=\displaystyle \frac{10}{4},\quad \textrm{atau}\\ &\Leftrightarrow \: x^{2}+y^{2}=\displaystyle \frac{5}{2}\\ &\textrm{Jadi, persamaan lingkarannya}\\ &\textrm{adalah}\: \: \: x^{2}+y^{2}=\displaystyle \frac{5}{2} \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Tentukan pusat dan jari-jari lingkaran}\\ & \textrm{yang memenuhi persamaan}\: \: \\ &x^{2}+y^{2}=6\\\\ &\color{blue}\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&\textrm{Diketahui persamaan lingkaran}\\ &\: \: x^{2}+y^{2}=6\\ &\textrm{maka }\\ &\bullet \: \: \textrm{pusat lingkaran adalah O}\\ &\qquad\color{red}x^{2}+y^{2}=r^{2}\\ &\bullet \: \: \textrm{dengan jari-jarinya adalah}\\ &\qquad r^{2}=6\Rightarrow \color{red}r=\sqrt{6}\\ &\textrm{Jadi, pusat lingkaran di O dengan}\\ &\textrm{jari-jari sebesar}\: \: r=\sqrt{6} \end{aligned} \end{array}$.

$\color{blue}\textrm{C.  Persamaan Lingkaran Berpusat di (a,b)}$.

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 $NP=r$.

$\begin{aligned}&\sqrt{(x-a)^{2}+(y-b)^{2}}=r^{2}\\ &\color{red}(x-a)^{2}+(y-b)^{2}=r^{2}\\ &\textrm{persamaan di atas adalah}\: \: \textbf{Bentuk Umum}\\ &\textrm{dari}\: \: \textbf{Persamaan Lingkaran}\: \: \textrm{yang}\\ &\textrm{berpusat di}\: \: (a,b) \end{aligned}$

Selanjutnya perhatikanlah rangkuman berikut

$\begin{array}{|l|c|c|}\hline \textrm{Lingkaran} &x^{2}+y^{2}=r^{2}&(x-p)^{2}+(y-q)^{2}=r^{2}\\\hline \textrm{Pusat}&(0,0)&(p,q)\\\hline \textrm{Jari-jari}&r&r\\\hline \begin{aligned}&\textrm{Pesamaan garis}\\ &\textrm{singgung melalui}\\ &\textrm{titik}\: \: (x_{1},y_{1})\\ &\textrm{pada lingkaran} \end{aligned}&x_{1}x+y_{1}y=r^{2}&\begin{aligned}&(x_{1}-p)(x-p)\\ &\: +(y_{1}-q)(y-q)=r^{2} \end{aligned}\\\hline \begin{aligned}&\textrm{Persamaan garis}\\ &\textrm{singgung dengan}\\ &\textrm{gradien}\: \: m \end{aligned}&\begin{aligned}&y=mx\\ &\: \pm r\sqrt{m^{2}+1} \end{aligned}&\begin{aligned}&(y-q)=m(x-a)\\ &\: \pm r\sqrt{m^{2}+1} \end{aligned}\\\hline \end{array}$.

Kusus untuk yang pusat  $(a,b)$ adalah:

$\begin{array}{|l|c|}\hline \textrm{Lingkaran} &x^{2}+y^{2}+Ax+By+C=0\\\hline \textrm{Pusat}&\left ( -\frac{1}{2}A,-\frac{1}{2}B \right )\\\hline \textrm{Jari-jari}&r=\sqrt{\displaystyle \frac{1}{4}\left ( A^{2}+B^{2} \right )-C}\\\hline \begin{aligned}&\textrm{Pesamaan garis}\\ &\textrm{singgung melalui}\\ &\textrm{titik}\: \: (x_{1},y_{1})\\ &\textrm{pada lingkaran} \end{aligned}&\begin{aligned}&x_{1}x+y_{1}y\\ &\: +\displaystyle \frac{A}{2}(x_{1}+x)\\ &\: +\displaystyle \frac{B}{2}(y_{1}+y)+C=0 \end{aligned}\\\hline \begin{aligned}&\textrm{Persamaan garis}\\ &\textrm{singgung dengan}\\ &\textrm{gradien}\: \: m \end{aligned}&\begin{aligned}&y+\frac{1}{2}B=m(x+\frac{1}{2}A)\\ &\: \pm \sqrt{\displaystyle \frac{1}{4}\left ( A^{2}+B^{2} \right )-C}.\sqrt{m^{2}+1} \end{aligned}\\\hline \end{array}$.

$\LARGE\colorbox{yellow}{CONTOH SOAL}$.

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Tentukan persamaan lingkaran yang }\\ & \textrm{berpusat di (0,-2) dan berjari-jari}\: \: 5\\\\  &\color{blue}\textbf{Jawab}:\\  &\begin{aligned}&\textrm{Diketahui pusat lingkaran berpusat}\\ &\textrm{di}\: \: (0,-2)\: \: \textrm{dan berjari-jari}\: r=5\\ &\textrm{Persamaan lingkarannya adalah}:\\ &\color{red}(x-a)^{2}+(y-b)^{2}=r^{2}\\ &\Leftrightarrow \: (x-0)^{2}+(y-(-2))^{2}=\left ( 5 \right )^{2}\\ &\Leftrightarrow \: x^{2}+(y+2)^{2}=25,\quad \textrm{atau}\\ &\Leftrightarrow \: x^{2}+y^{2}+4y+4=25\\ &\textrm{Jadi, persamaan lingkarannya}\\ &\textrm{adalah}\: \: \: x^{2}+y^{2}+4y-21=0 \end{aligned}  \end{array}$,

$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Tentukan persamaan lingkaran}\\ & \textrm{yang berpusat di titik}\: \: M(1,3)\\ &\textrm{dan melalui titik}\: \: N(-2,5)\\\\ &\color{blue}\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&\textrm{Diketahui jari-jari lingkaran}\\ &r=MN=\sqrt{(x_{M}-x_{N})^{2}+()^{2}}\\ &\Leftrightarrow \: \: =\sqrt{(-2-1)^{2}+(5-3)^{2}}\\ &\Leftrightarrow \: \: =\sqrt{(-3)^{2}+2^{2}}\\ &\Leftrightarrow \: \: =\sqrt{9+4}=\sqrt{13}\\ &\textrm{maka}\\ &\textrm{persamaan lingkarannya adalah}\\ &(x-1)^{2}+(y-3)^{2}=r^{2}\\ &\Leftrightarrow \: (x-1)^{2}+(y-3)^{2}=\left ( \sqrt{13} \right )^{2}\\ &\Leftrightarrow \: (x-1)^{2}+(y-3)^{2}=13\\ &\textrm{Jadi, jari-jari lingkarannya}\\ &\textrm{adalah}\: \: \sqrt{13}\: .\: \textrm{Dan persamaan}\\ &\textrm{lingkarannya adalah}:\: (x-1)^{2}+(y-3)^{2}=13 \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 3.&\textrm{Tentukanlah pusat dan jari-jari lingkaran berikut?}\\ &\textrm{a}.\quad L\equiv (x+1)^{2}+(y+2)^{2}=9\\ &\textrm{b}.\quad L\equiv (x+1)^{2}+(y-2)^{2}=9\\ &\textrm{c}.\quad L\equiv (x-1)^{2}+(y+2)^{2}=9\\ &\textrm{d}.\quad L\equiv (x-1)^{2}+(y-2)^{2}=9\\ &\textrm{e}.\quad L\equiv (x+3)^{2}+(y-3)^{2}=9\\ &\textrm{f}.\quad L\equiv (x-1)^{2}+(y-2)^{2}=25\\ &\textrm{g}.\quad L\equiv (x-1)^{2}+y^{2}=27\\ &\textrm{h}.\quad L\equiv x^{2}+(y-1)^{2}=27\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &L\equiv (x+1)^{2}+(y+2)^{2}=9,\: \: \textrm{pusat di}\: \: (-1,-2)\\  &\textrm{dan jari-jarinya adalah}\: \: \sqrt{9}=3\\ &\textrm{Selanjutnya, perhatikantabel berikut}\\ &\begin{array}{|c|l|c|l|}\hline 3.\textrm{a}&\left\{\begin{matrix} \textrm{Pusat}\: :\: (-1,2)\\ \textrm{Jar-jari}:\sqrt{9}=3 \end{matrix}\right.&3.\textrm{b}&\left\{\begin{matrix} \textrm{Pusat}\: :\: (-1,-2)\\ \textrm{Jar-jari}:\sqrt{9}=3 \end{matrix}\right.\\\hline 3.\textrm{c}&\left\{\begin{matrix} \textrm{Pusat}\: :\: (1,-2)\\ \textrm{Jar-jari}:\sqrt{9}=3 \end{matrix}\right.&3.\textrm{d}&\left\{\begin{matrix} \textrm{Pusat}\: :\: (1,2)\\ \textrm{Jar-jari}:\sqrt{9}=3 \end{matrix}\right.\\\hline 3.\textrm{e}&\left\{\begin{matrix} \textrm{Pusat}\: :\: (-3,3)\\ \textrm{Jar-jari}:\sqrt{9}=3 \end{matrix}\right.&3.\textrm{f}&\left\{\begin{matrix} \textrm{Pusat}\: :\: (1,2)\\ \textrm{Jar-jari}:\sqrt{25}=5 \end{matrix}\right.\\\hline 3.\textrm{g}&\left\{\begin{matrix} \textrm{Pusat}\: :\: (1,0)\\ \textrm{Jar-jari}:\sqrt{27}=3\sqrt{3} \end{matrix}\right.&3.\textrm{h}&\left\{\begin{matrix} \textrm{Pusat}\: :\: (0,1)\\ \textrm{Jar-jari}:\sqrt{27}=3\sqrt{3} \end{matrix}\right.\\\hline \end{array} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 4.&\textrm{Tentukanlah pusat dan jari-jari dari }\\ &\textrm{persamaan lingkaran}\\\ & L\equiv 2x^{2}+2y^{2}-2x+6y-3=0\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&\textrm{Persamaan lingkaran}\\\ & L\equiv 2x^{2}+2y^{2}-2x+6y-3=0\\ &\Leftrightarrow \color{blue}x^{2}+y^{2}-x+3y-\displaystyle \frac{3}{2}=0\color{red}\begin{cases} A & =-1 \\ B & =3 \\ C & =-\displaystyle \frac{3}{2} \end{cases}\\ &\textrm{maka}\: \: \begin{cases} \textrm{Pusat} & =\left ( -\displaystyle \frac{-1}{2},- \frac{3}{2}\right )=\left ( \displaystyle \frac{1}{2},-\frac{3}{2} \right ) \\ \textrm{Jari-jari} & =r=\sqrt{\displaystyle \frac{(-1)^{2}}{4}+\frac{3^{2}}{4}-\left ( -\frac{3}{2} \right )}\\ &=\sqrt{\displaystyle \frac{1}{4}+\frac{9}{4}+\frac{6}{4}}=\sqrt{4}=2 \end{cases}\\ &\textrm{Jadi, lingkaran}\: \: 2x^{2}+2y^{2}-2x+6y-3=0\\\ & \textrm{berpusat di} \: \: \left ( \displaystyle \frac{1}{2},-\frac{3}{2} \right )\: \: \textrm{dan berjari-jari}\: \: 2\end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 5.&\textrm{Diketahui persamaan lingkaran}\\\ &L\equiv 2x^{2}+2y^{2}-4x+3py-30=0\\ & \textrm{dan melalui titik}\: \: (-2,1).\: \textrm{Tentukanlah }\\ &\textrm{persamaan lingkaran baru yang} \\ &\textrm{kosentris(sepusat) dan panjang jari-jarinya}\\ &\textrm{dua kali panjang jari-jari lingkaran semula?}\\\\ &\textbf{Jawab}\\ &\begin{aligned}&\textrm{Diketahui persamaan lingkaran}\\ &2x^{2}+2y^{2}-4x+3py-30=0,\: \: \textrm{melalui}\\ &(-2,1), \: \: \textrm{maka}\\ &\begin{aligned}&\textrm{kita tentukan harga}\: \: p\: \: \textrm{dulu, yaitu}:\\ &2(-2)^{2}+2(1)^{2}-4(-2)+3p(1)-30=0\\ &\Leftrightarrow \: \: 8+2+8+3p-30=0\\ &\Leftrightarrow \: \: 3p=12\\ &\Leftrightarrow \: \: \color{red}p=4 \end{aligned}\\ &\textrm{Akibatnya persamaan lingkaran menjadi}\\ &\begin{aligned}&2x^{2}+2y^{2}-4x+12y-30=0\\ &\Leftrightarrow \: \: x^{2}+y^{2}-2x+6y-15=0 \end{aligned}\\ &\begin{aligned}&\begin{cases} \color{blue}\textrm{Pusat}: \\ \left ( -\displaystyle \frac{1}{2}A,-\frac{1}{2}B \right )\\ =\left ( -\displaystyle \frac{1}{2}.(-2),-\frac{1}{2},6 \right )\\ =(1,-3) \\\\ \color{blue}\textrm{Jari-jari }:\\ \begin{aligned}r&=\sqrt{\left ( -\frac{1}{2}A \right )^{2}+\left ( -\frac{1}{2}B \right )-C}\\ &=\sqrt{1^{2}+(-3)^{2}-(-15)}\\ &=\sqrt{1+9+15}=5 \end{aligned} \end{cases} \\ & \end{aligned}\\ &\textrm{Selanjutnya}\\ &\begin{aligned}&\textrm{Persamaan}\: \textrm{lingkaran baru }\\ &\textrm{dengan pusat}\: \: (1,-3)\: \: \textrm{dan jari-jari}\\ & r_{\textrm{baru}}=2r=2.5=10\\ &(x-1)^{2}+(y+3)^{2}=(10)^{2}\\ &\Leftrightarrow \: \: x^{2}-2x+1+y^{2}+6x+9=100\\ &\Leftrightarrow \: \: \color{red}x^{2}+y^{2}-2x+6y-90=0\end{aligned} \end{aligned} \end{array}$

Berikut ilustrasi gambarnya

IRISAN KERUCUT

 A. Pendahuluan

Irisan Kerucut yang dimasud di sini adalah bangun-bangun geometri yang diperoleh dengan cara mengiris sebuah kerucut tegak berselimut ganda dengan sebuah bidang datar dengan arah pengirisan tertentu. Garis potong antara bidang datar dan kerucut tegak tersebut akan menyebabkan beberapa kemungkinan, di antaranya:

• lingkaran, jika kerucut dipotong oleh bidang datar tegak lurus dengan sumbu kerucut dan tidak melalui titik puncak kerucut atau dapat juga dengan kondisi dipotong oleh bidang datar dan sejajar dengan bidang alas
• elips, jika kerucut dipotong pada bidang miringdari garis pelukis sampai garis pelukislainnya, atau dapat juga dikatakan dengan kondisi di mana kerucut dipotong oleh bidang datar membentuk sudut lancip terhadap sumbu dan tidak melalui puncak kerucut
• parabola, jika bidang datar membentuk sejajar dengan garis pelukis kerucut dan tidak melalui puncak kerucut
• hiperbola, jika bidang datar sejajar dengan sumbu kerucut dan tidak melalui titik nol

Kerucut tegak ganda

Kerucut dipotong oleh bidang datar sejajar alas kerucut, penampang irisannya berupa lingaran

penampang irisannya berupa elips

Penampang irisannya berupa parabola

Penampang irisannya berupa hiperbola

$\begin{aligned}&\textrm{Eksentrisitas}\\ &e=\displaystyle \frac{PF}{PL}\\ &\begin{array}{|c|c|c|c|}\hline \textrm{Lingkaran}&\textrm{Elips}&\textrm{Parabola}&\textrm{Hiperbola}\\ (\textrm{Circle})&(\textrm{Ellips})&(\textrm{Parabola})&(\textrm{Hyperbola})\\\hline e=0&e<1&e=1&e>1\\\hline \end{array} \end{aligned}$

DAFTAR PUSTAKA

1. Kurnia, N, dkk. 2017. Jelajah Matematika SMA Kelas XI Peminatan MIPA. Jakarta: YUDHISTIRA

CONTOH SOAL TRANSFORMASI FUNGSI BAGIAN 5

 $\begin{array}{ll}\\ 21.&\textrm{Jika}\: \: T_{1}=\begin{pmatrix} 1 & 2\\ 1 & 1 \end{pmatrix}\: \: \textrm{dan}\: \: T_{2}=\begin{pmatrix} -2 & 5\\ -1 & 3 \end{pmatrix}\\ &\textrm{maka bayangan garis}\: \: x+y+1=0\\ &\textrm{oleh}\: \: T_{2}\circ T_{1}\: \: \textrm{adalah}\, ...\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad x-2y-1=0&&\\ \textrm{b}.\quad x+2y-1=0&\\ \textrm{c}.\quad x+2y+1=0&\\ \textrm{d}.\quad x-2y+1=0\\ \textrm{e}.\quad x+y-1=0 \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{a}\\ &\begin{aligned}\textrm{Dike}&\textrm{tahui bahwa}:\\ \begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}&=T_{2}\circ T_{1}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} -2 & 5\\ -1 & 3 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 1 & 2\\ 1 & 1 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} -2+5 & -4+5\\ -1+3 & -2+3 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 3 & 1\\ 2 & 1 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 3x+y\\ 2x+y \end{pmatrix}\\ \textrm{Dipe}&\textrm{roleh}\\ &\begin{array}{lllllllll}\\ \quad x'&=3x+y\\ \quad y'&=2x+y\qquad\quad-\\\hline x'-y'&=x\\ \Leftrightarrow \quad x&=x'-y'\qquad ....(1)\\ \textrm{maka}\\ \qquad y&=x'-3x\\ &=x'-3(x'-y')\\ &=3y'-2x'\quad ....(2) \end{array}\\ \textrm{Sehin}&\textrm{gga}\\ x+y&+1=0\\ x'-&y'+3y'-2x'+1=0\\ -x'+&2y'+1=0\\ x'-&2y'-1=0\\ \textrm{maka}&\: \textrm{bayangan garisnya}\\ x-2&y-1=0 \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 22.&\textrm{Diketahui}\: \: M\: \: \textrm{adalah pencerminan terhadap}\\ &\textrm{garis}\: \: y=-x\: \: \textrm{dan}\: \: T\: \: \textrm{adalah transformasi} \\ &\textrm{yang dinyatakan oleh matriks}\: \: \begin{pmatrix} 2 & 3\\ 0 & -1 \end{pmatrix}\\ &\textrm{Koordinat bayangan titik}\: \: A(2,-8)\: \: \textrm{oleh}\\ &\textrm{transformasi}\: \: M\: \: \textrm{dilanjutkan oleh}\: \: T\: \: \textrm{adalah}\, ...\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad (-10,2)&&\\ \textrm{b}.\quad (-2,-10)&\\ \textrm{c}.\quad (10,2)&\\ \textrm{d}.\quad (-10,-2)\\ \textrm{e}.\quad (2,10) \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{c}\\ &\begin{aligned}\textrm{Dike}&\textrm{tahui bahwa}:\\ \begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix} &=T\circ M\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 2 & 3\\ 0 & -1 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 0 & -1\\ -1 & 0 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 2\\ -8 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 0-3 & -2+0\\ 0+1 & 0+0 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 2\\ -8 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} -3 & -2\\ 1 & 0 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 2\\ -8 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} -6+16\\ 2+0 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 10\\ 2 \end{pmatrix} \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 23.&\textrm{Jika}\: \: W\: \: \textrm{adalah transformasi oleh}\\ &\textrm{matriks}\: \: \begin{pmatrix} 1 & 0\\ 3 & 1 \end{pmatrix},\: \: \textrm{maka titik mula}\\ &\textrm{dari}\: \: W'(-2,5)\: \: \textrm{adalah}\, ...\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad (-11,-2)&&\\ \textrm{b}.\quad (11,-2)&\\ \textrm{c}.\quad (-2,11)&\\ \textrm{d}.\quad (2,11)\\ \textrm{e}.\quad (12,11) \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{c}\\ &\begin{aligned}\textrm{Dimi}&\textrm{salkan}:\\ A&=\begin{pmatrix} -2\\ 5 \end{pmatrix},\: \: \textrm{dan}\\ W&=\begin{pmatrix} 1 & 0\\ 3 & 1 \end{pmatrix},\: \: \textrm{serta}\: \: X=\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ \textrm{mak}&\textrm{a}\\ &\begin{array}{|c|}\hline \begin{aligned}A&=BX\\ B^{-1}A&=B^{-1}BX\\ B^{-1}A&=I.X\\ B^{-1}A&=X\\ X&=B^{-1}A \end{aligned}\\\hline \end{array}\\ \begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}&=\displaystyle \frac{1}{\begin{vmatrix} 1 &0 \\ 3 & 1 \end{vmatrix}}\begin{pmatrix} 1 & 0\\ -3 & 1 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} -2\\ 5 \end{pmatrix}\\ &=1.\begin{pmatrix} -2+0\\ 6+5 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} -2\\ 11 \end{pmatrix} \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 24.&\textrm{Jika setiap titik pada grafik dengan}\\ &\textrm{dengan persamaan}\: \: y=\sqrt{x}\: \: \textrm{dicerminkan} \\ &\textrm{terhadap garis}\: \: y=x\: ,\: \textrm{maka persamaan}\\ &\textrm{grafik yang dihasilkan adalah}\, ...\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad y=x^{2}\: ,\: x\geq 0&&\\ \textrm{b}.\quad y=-\sqrt{x}\: ,\: x\geq 0&\\ \textrm{c}.\quad y=-x^{2}\: ,\: x\leq 0&\\ \textrm{d}.\quad y=\sqrt{-x}\: ,\: x\leq 0\\ \textrm{e}.\quad y=-\sqrt{-x}\: ,\: x\leq 0 \end{array}\\\\ &\quad\quad\qquad \textbf{UMB Tahun 2011 Kode 152}\\\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{a}\\ &\begin{aligned}\textrm{Dike}&\textrm{tahui bahwa}:\\ y&=\sqrt{x},\: \: \textrm{atau}\: \: y^{2}=x\\ \textbf{Alt}&\textbf{ernatif 1}\\ \textrm{mak}&\textrm{a}\: \: \textrm{saat dicerminkan terhadap}\\ \textrm{gari}&\textrm{s}\: \: y=x,\: \textrm{adalah}\: \: x^{2}=y\\ \textrm{atau}&\: \: y=x^{2}.\\ \textbf{Alt}&\textbf{ernatif 2}\\ \textrm{Jika}\: &\textrm{ingin dikerjakan dengan rumus}\\ \begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}&=M_{x=y}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 0 & 1\\ 1 & 0 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} y\\ x \end{pmatrix}\\ \textrm{Sela}&\textrm{njutnya hasilnya disubstitusikan}\\ \textrm{ke p}&\textrm{ersamaan}\: \: y=\sqrt{x}\Rightarrow x'=\sqrt{y'}\\ \sqrt{y'} &=x'\: \: \: \textrm{maka}\\ y'&=\left ( x' \right )^{2}\: \: \: \textrm{selanjutnya}\\ y&=x^{2} \end{aligned} \end{array}$.

Sebelum dicerminkan terhadap garis y=x

Gambar kurva/grafik setelah cerminkan terhadap garis y=x

$\begin{array}{ll}\\ 25.&\textrm{Transformasi}\: \: T\: \: \textrm{adalah pencerminan}\\ &\textrm{terhadap garis}\: \: y=\displaystyle \frac{x}{3}\: \: \textrm{dilanjutkan oleh} \\ &\textrm{pencerminan terhadap garis}\: \: y=-3x.\\ &\textrm{Matriks yang bersesuian dengan}\\ &\textrm{transformasi}\: \: T\: \: \textrm{adalah}\, ...\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad \begin{pmatrix} -1 & 0\\ 0 & 1 \end{pmatrix}&&\\ \textrm{b}.\quad \begin{pmatrix} -1 & 0\\ 0 & -1 \end{pmatrix}&\\ \textrm{c}.\quad \begin{pmatrix} 1 & 0\\ 0 & -1 \end{pmatrix}&\\ \textrm{d}.\quad \begin{pmatrix} 0 & 1\\ -1 & 0 \end{pmatrix}\\ \textrm{e}.\quad \begin{pmatrix} 0 & -1\\ -1 & 0 \end{pmatrix} \end{array}\\\\ &\quad\quad \textbf{SBMPTN Tahun 2013 Kode 433}\\\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{b}\\ &\begin{aligned}\textrm{Dike}&\textrm{tahui bahwa}:\\ \textrm{sebu}&\textrm{ah persamaan garis lurus}\\ \textrm{dapa}&\textrm{t dituliskan dengan}:\: y=mx\\ \textrm{Dike}&\textrm{tahui pula bahwa ada 2 garis}:\\ y_{1}&=\displaystyle \frac{1}{3}x\quad \textrm{dan}\: \: \: y_{2}=-3x\\ \textrm{seba}&\textrm{gai representasi transformasi}\: \: T.\\ \textrm{Kare}&\textrm{na}\: \: m_{1}\times m_{2}=\left ( \displaystyle \frac{1}{3} \right )(-3)=-1\\ \textrm{bera}&\textrm{rti 2 garis di atas saling tegak}\\ \textrm{luru}&\textrm{s dan hal ini seperti rotasi 2}\\ \textrm{kali}\: \: &90^{\circ}\: \: \textrm{atau}\: \: 180^{\circ}\\ \textrm{Jadi},&\: T=\begin{pmatrix} \cos 180^{\circ} & -\sin 180^{\circ}\\ \sin 180^{\circ} & \cos 180^{\circ} \end{pmatrix}\\ \Leftrightarrow &\: T=\begin{pmatrix} -1 & 0\\ 0 & -1 \end{pmatrix} \end{aligned} \end{array}$.

DAFTAR PUSTAKA

1. Johanes, Kastolan, Sulasim, 2006. Kompetensi Matematika 3A SMA Kelas XII Program IPA Semester Pertama. Jakarta: YUDHISTIRA.
2. Nugroho, P. A. Gunarto, D. 2013. Big Bank Soal-Bahas MAtematika SMA/MA. Jakarta: WAHYUMEDIA.
3. Santoso, N.A., Aksin, N. 2024. PR Matematika untuk SMA/MA/SMK/MAK Kelas 12. Yogyakarta: INTAN PARIWARA EDUKASI
4. Sharma,S.N., dkk. 2017. Jelajah Matematika SMA Kelas XI Program Wajib. Jakarta: YUDHISTIRA.

CONTOH SOAL TRANSFORMASI FUNGSI BAGIAN 4

 $\begin{array}{ll}\\ 16.&\textrm{Garis}\: \: 2x+y+4=0\: \: \textrm{ditranslasikan}\\ &\textrm{oleh}\: \: \begin{pmatrix} -2\\ 5 \end{pmatrix}\: \: \textrm{dilanjutkan transformasi} \\ &\textrm{oleh}\: \: \begin{pmatrix} 1 & 2\\ 0 & 1 \end{pmatrix}\: \: \textrm{persamaan bayangannya}\\ &\textrm{adalah}\, ...\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad 2x+y+3=0&&\\ \textrm{b}.\quad 2x-3y+3=0&\\ \textrm{c}.\quad 2x+3y+3=0&\\ \textrm{d}.\quad 3x+2y+3=0\\ \textrm{e}.\quad 3x-2y+3=0 \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{b}\\ &\begin{aligned}\textrm{Diket}&\textrm{ahui bahwa}:\\ \begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}\: &=\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} -2\\ 5 \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} x-2\\ y+5 \end{pmatrix}\\ \begin{pmatrix} x''\\ y'' \end{pmatrix}&=\begin{pmatrix} 1 & 2\\ 0 & 1 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 1 & 2\\ 0 & 1 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x-2\\ y+5 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} x-2+2y+10\\ y+5 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} x+2y+8\\ y+5 \end{pmatrix}\\ \textrm{Diper}&\textrm{oleh}\\ &\begin{array}{lllllllll}\\ \quad x''&=x+2y+8\\ \: \: \: 2y''&=2y+10\qquad\quad-\\\hline x''-2y''&=x-2\\ \Leftrightarrow \quad x&=x''-2y''+2\: ....(1)\\ \textrm{maka}\\ \qquad y&=y''-5\quad \qquad....(2) \end{array}\\ \textrm{sehin}&\textrm{gga}\\ 2x+&y+4=0\\ 2(x''&-2y''+2)+(y''-5)+4=0\\ 2x''-&3y''+3=0\\ \textrm{maka}&\: \textrm{bayangan garisnya}\\ 2x-&3y+3=0 \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 17.&\textrm{Titik A(4,-4) dicerminkan terhadap}\\ &\textrm{garis}\: \: y=x\tan 15^{\circ}\: \: \textrm{menghasilkan}\\ &\textrm{bayangan}\: \: A'(a,b)\: \: \textrm{adalah}\, ...\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad \sqrt{3}&&\textrm{d}.\quad 4\sqrt{3}\\ \textrm{b}.\quad 2\sqrt{3}&\textrm{c}.\quad 3\sqrt{3}&\textrm{e}.\quad 6\sqrt{3} \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{d}\\ &\begin{aligned}\begin{pmatrix} a\\ b \end{pmatrix}&=\begin{pmatrix} \cos 2\theta & \sin 2\theta \\ \sin 2\theta & -\cos 2\theta \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} \cos 2.15^{\circ}& \sin 2.15^{\circ}\\ \sin 2.15^{\circ} & -\cos 2.15^{\circ} \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 4\\ -4 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} \cos 30^{\circ}&\sin 30^{\circ}\\ \sin 30^{\circ}&-\cos 30^{\circ} \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 4\\ -4 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} \displaystyle \frac{1}{2}\sqrt{3} & \displaystyle \frac{1}{2}\\ \displaystyle \frac{1}{2} & -\displaystyle \frac{1}{2}\sqrt{3} \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 4\\ -4 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 2\sqrt{3}-2\\ 2+2\sqrt{3} \end{pmatrix}\\ &\begin{cases} a &=2\sqrt{3}-2 \\ b &=2+2\sqrt{3} \end{cases}\\ \textrm{mak}&\textrm{a nilai dari}\\ a+b&=\left ( 2\sqrt{3}-2+2+2\sqrt{3} \right )\\ &=4\sqrt{3} \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 18.&\textrm{Lingkaran}\: \: x^{2}+y^{2}-5x+8y+7=0\\ & \textrm{ditranslasikan oleh}\: \: T=\begin{pmatrix} m\\ n \end{pmatrix}\: \: \textrm{menghasilkan}\\ &\textrm{bayangan}\: \: x^{2}+y^{2}-9x+2y+6=0.\\ & \textrm{Nilai}\: \: m+n=\, ...\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad 2&&\textrm{d}.\quad 5\\ \textrm{b}.\quad 3&\qquad\textrm{c}.\quad 4\qquad&\textrm{e}.\quad 6 \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{d}\\ &\begin{aligned}\textrm{Dik}&\textrm{etahui sebuah lingkaran dengan persamaan}:\\ & x^{2}+y^{2}-5x+8y+7=0\\ \textrm{kar}&\textrm{ena akibat translasi, maka}\\ &\begin{cases} x & =x'-m \\ y & =y'-n \end{cases}\\ &x^{2}+y^{2}-5x+8y+7=0\\ \textrm{seh}&\textrm{ingga}\\ &\Leftrightarrow (x'-m)^{2}+(y'-n)^{2}-5(x'-m)+8(y'-n)+7=0\\ &\Leftrightarrow x'^{2}+y'^{2}-2mx'-2ny'+m^{2}+n^{2}-5x'+5m+8y'-8n+7=0\\ &\Leftrightarrow x'^{2}+y'^{2}-(2m+5)x'+(8-2n)y'+m^{2}+n^{2}+5m-8n+7=0\\ &\qquad \equiv \: x'^{2}+y'^{2}-9x'+2y'+6=0\qquad (\textbf{akhir bayangan})\\ &\begin{cases} 9 &=2m+5 \Rightarrow m=2\\ 2 & =8-2n \: \Rightarrow \, \: n=3 \end{cases}\\ \textrm{Jad}&\textrm{i , nilai}\: \: m+n=2+3=5\end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 19.&\textrm{Jika titik A(-2,1) dicerminkan terhadap garis}\\ & y=-\displaystyle \frac{1}{3}x\sqrt{3}\: ,\: \textrm{maka bayangan dari}\\ &\textrm{titik A tersebut adalah}\, ....\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad A'\left ( 1-\displaystyle \frac{1}{2}\sqrt{3},-\displaystyle \frac{1}{2}+\sqrt{3} \right )&&\\ \textrm{b}.\quad A'\left ( -1-\displaystyle \frac{1}{2}\sqrt{3},-\displaystyle \frac{1}{2}+\sqrt{3} \right )&\\ \textrm{c}.\quad A'\left (-1-\displaystyle \frac{1}{2}\sqrt{3},\displaystyle \frac{1}{2}-\sqrt{3} \right )&\\ \textrm{d}.\quad A'\left ( 1-\displaystyle \frac{1}{2}\sqrt{3},\displaystyle \frac{1}{2}-\sqrt{3} \right )\\ \textrm{e}.\quad A'\left ( -1+\displaystyle \frac{1}{2}\sqrt{3},-\displaystyle \frac{1}{2}+\sqrt{3} \right ) \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{b}\\ &\begin{aligned}\textrm{Diketahui}&\: \textrm{bahwa}:\\ y&=-\displaystyle \frac{1}{3}x\sqrt{3}=\left ( -\displaystyle \frac{1}{3}\sqrt{3} \right )x\\ &=\left (-\tan 30^{\circ} \right )x=\tan \left ( 180^{\circ}-30^{\circ} \right )x\\ &=\tan 150^{\circ}.x\\ \textrm{maka}\: \: \theta &=150^{\circ}\quad \Rightarrow \quad 2\theta =300^{\circ}\\ \begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}&=\begin{pmatrix} \cos 2\theta & \sin 2\theta \\ \sin 2\theta & -\cos 2\theta \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} \cos 300^{\circ} & \sin 300^{\circ} \\ \sin 300^{\circ} & -\cos 300^{\circ} \end{pmatrix}\begin{pmatrix} -2\\ 1 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} \displaystyle \frac{1}{2} & -\displaystyle \frac{1}{2}\sqrt{3}\\ -\displaystyle \frac{1}{2}\sqrt{3} & -\displaystyle \frac{1}{2} \end{pmatrix}\begin{pmatrix} -2\\ 1 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} -1-\displaystyle \frac{1}{2}\sqrt{3}\\ \sqrt{3}-\displaystyle \frac{1}{2} \end{pmatrix} \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 20.&\textrm{Bayangan titik A(2,4) dicerminkan }\\ &\textrm{terhadap garis}\: \: y-x=0\: \: \textrm{dilanjutkan}\\ &\textrm{ke garis}\: \: x\sqrt{3}-3y=0\: \: \textrm{adalah}\, ...\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad A'\left ( 2+\sqrt{3},-1+2\sqrt{3} \right )&&\\ \textrm{b}.\quad A'\left ( 2+\sqrt{3},1-2\sqrt{3} \right )&\\ \textrm{c}.\quad A'\left ( 1-\sqrt{3},-2+\sqrt{3} \right )&\\ \textrm{d}.\quad A'\left ( -2+\sqrt{3},1+2\sqrt{3} \right )\\ \textrm{e}.\quad A'\left ( 2-\sqrt{3},1-2\sqrt{3} \right ) \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{a}\\ &\begin{aligned}\textrm{Dike}&\textrm{tahui bahwa}:\\ &\begin{cases} x\sqrt{3}-3y=0 & \Leftrightarrow y=\displaystyle \frac{1}{3}\sqrt{3}x\\ &\Leftrightarrow y=\tan 30^{\circ}.x\\\\ x-y=0 & \Leftrightarrow y=x \end{cases}\\\\ \begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}&=\begin{pmatrix} \cos 2\theta & \sin 2\theta \\ \sin 2\theta & -\cos 2\theta \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 0 & 1\\ 1 & 0 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} \cos 2.30^{\circ} & \sin 2.30^{\circ} \\ \sin 2.30^{\circ} & -\cos 2.30^{\circ} \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 0 & 1\\ 1 & 0 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} \displaystyle \frac{1}{2} & \displaystyle \frac{1}{2}\sqrt{3}\\ \displaystyle \frac{1}{2}\sqrt{3} & -\displaystyle \frac{1}{2} \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 0 & 1\\ 1 & 0 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 2\\ 4 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} \sqrt{3}+2\\ -1+2\sqrt{3} \end{pmatrix} \end{aligned} \end{array}$.

CONTOH SOAL TRANSFORMASI FUNGSI BAGIAN 3

$\begin{array}{ll}\\ 11.&\textrm{Titik A(1,-2) dirotasikan sejauh}\: \: 15^{\circ}\\ & \textrm{kemudian dilanjutkan}\: \: 75^{\circ}\: \: \textrm{dengan pusat }\\ &O(0,0)\: \: \textrm{maka bayangan akhir titik A adalah}\, ...\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad (-2,1)&&\textrm{d}.\quad (2,1)\\ \textrm{b}.\quad (-1,2)&\textrm{c}.\quad (1,2)&\textrm{e}.\quad (-2,-1) \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{d}\\ &\begin{aligned}\begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}&=\begin{pmatrix} \cos (\theta _{1}+\theta _{2}) & -\sin (\theta _{1}+\theta _{2})\\ \sin (\theta _{1}+\theta _{2}) & \cos (\theta _{1}+\theta _{2}) \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} \cos (75^{\circ}+15^{\circ})& -\sin (75^{\circ}+15^{\circ})\\ \sin (75^{\circ}+15^{\circ}) & \cos (75^{\circ}+15^{\circ}) \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} \cos 90^{\circ}&-\sin 90^{\circ}\\ \sin 90^{\circ}&\cos 90^{\circ} \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 1\\ -2 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 0 & -1\\ 1 & 0 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 1\\ -2 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 2\\ 1 \end{pmatrix} \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 12.&\textrm{Sebuah lingkaran yang berpusat di (3,4) }\\ &\textrm{dan menyinggung sumbu-X dicerminkan}\\ &\textrm{terhadap garis}\: \: y=x\: \textrm{, maka persamaan }\\ &\textrm{akhir lingkaran yang terjadi adalah}\: ....\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad x^{2}+y^{2}-8x-6y+9=0&&\\ \textrm{b}.\quad x^{2}+y^{2}+8x+6y+9=0&\\ \textrm{c}.\quad x^{2}+y^{2}+6x+8y+9=0&\\ \textrm{d}.\quad x^{2}+y^{2}-8x-6y+16=0\\ \textrm{e}.\quad x^{2}+y^{2}+8x+6y+16=0\end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{a}\\ &\begin{aligned}\textrm{Refleksi l}&\textrm{ingkaran yang berpusat di (3,4) }\\ \textrm{dan men}&\textrm{yinggung sumbu-X, }\\ \textrm{dengan}\: \: r&=(y)=4,\\ \textrm{maka}\: \textrm{per}&\textrm{samaan lingkarannya adalah}:\\ (x-3)^{2}+&(y-4)^{2}=4^{2}.\: \textrm{Karena}\\ \begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}&=\begin{pmatrix} 0&1\\ 1&0 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} y\\ x \end{pmatrix}\\ &\begin{cases} x & =y' \\ y & =x' \end{cases}\\ \textrm{selanjutn}&\textrm{ya untuk persamaan bayangan }\\ \textrm{lingkaran} &\textrm{nya adalah}:\\ &(y'-3)^{2}+(x'-4)^{2}=4^{2},\\ & \textbf{menjadi}\\ &(y-3)^{2}+(x-4)^{2}=4^{2},\quad \textrm{atau}:\\ &x^{2}+y^{2}-8x-6y+9=0 \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 13.&\textrm{Jika}\: \: M_{x}\: \: \textrm{adalah pencerminan terhadap sumbu-X }\\ &\textrm{dan}\: \: M_{y=x}\: \: \textrm{adalah pencerminan terhadap garis}\\ & y=x\: ,\: \textrm{maka matriks transformasi tunggal }\\ &\textrm{yang mewakili}\: \: M_{x}\circ M_{y=x}=\, ....\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad \begin{pmatrix} 0 &-1 \\ 1 & 0 \end{pmatrix}&&\textrm{d}.\quad \begin{pmatrix} -1 & 0\\ 0 & -1 \end{pmatrix}\\ \textrm{b}.\quad \begin{pmatrix} 0 &1 \\ -1 & 0 \end{pmatrix}&&\textrm{e}.\quad \begin{pmatrix} -1 & 0\\ 0 & 1 \end{pmatrix}\\ \textrm{c}.\quad \begin{pmatrix} 0 & -1\\ -1 & 0 \end{pmatrix} \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{b}\\ &\begin{aligned}\textrm{Diketahui}\: &\textrm{bahwa}:\\ &\begin{cases} M_{x} & = \begin{pmatrix} 1 & 0\\ 0 & -1 \end{pmatrix}\\ M_{y=x} & =\begin{pmatrix} 0 & 1\\ 1 & 0 \end{pmatrix} \end{cases}\\ M_{x}\circ M_{y=x}&=\begin{pmatrix} 1 & 0\\ 0 & -1 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 0 & 1\\ 1 & 0 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 0+0 & 1+0\\ 0-1 & 0+0 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 0 & 1\\ -1 & 0 \end{pmatrix} \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 14.&\textrm{Diketahui vektor}\: \: \vec{x}\: \: \textrm{dirotasikan terhadap titik asal}\\ & O\: \: \textrm{sebesar}\: \: \theta >0\: \: \textrm{searah jarum jam}.\\ &\textrm{Kemudian hasilnya dicerminkan terhadap garis}\: \: y=0\\ & \textrm{menghasilkan vektor}\: \: \vec{y}.\\ &\textrm{Jika}\: \: \vec{y}=A.\vec{x}\: ,\: \textrm{maka matriks}\: \: A-\textrm{nya adalah}\, ....\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad \begin{pmatrix} \cos \theta & \sin \theta \\ -\sin \theta & \cos \theta \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & -1 \end{pmatrix}&&\\ \textrm{b}.\quad \begin{pmatrix} -1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} \cos \theta & \sin \theta \\ -\sin \theta & \cos \theta \end{pmatrix}&&\\ \textrm{c}.\quad \begin{pmatrix} \cos \theta & -\sin \theta \\ \sin \theta & \cos \theta \end{pmatrix}\begin{pmatrix} -1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix}&&\\ \textrm{d}.\quad \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & -1 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} \cos \theta & \sin \theta \\ -\sin \theta & \cos \theta \end{pmatrix}\\ \textrm{e}.\quad \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & -1 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} \cos \theta & -\sin \theta \\ \sin \theta & \cos \theta \end{pmatrix} \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{d}\\ &\begin{aligned}&\textrm{Diketahui bah}\textrm{wa}:\\ &\begin{cases} M_{x} & = \begin{pmatrix} 1 & 0\\ 0 & -1 \end{pmatrix}\\ R_{-\theta } & =\begin{pmatrix} \cos (-\theta ) & -\sin (-\theta )\\ \sin (-\theta ) & \cos (-\theta ) \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} \cos \theta & \sin \theta \\ -\sin \theta & \cos \theta \end{pmatrix} \end{cases}\\ &A=M_{x}\circ R_{-\theta }=\begin{pmatrix} 1 & 0\\ 0 & -1 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} \cos \theta & \sin \theta \\ -\sin \theta & \cos \theta \end{pmatrix} \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 15.&\textrm{Jika garis}\: \: 3x-2y+5=0\: \: \textrm{dicerminkan }\\ &\textrm{terhadap garis}\: \: y=-x\: \: \textrm{kemudian}\\ &\textrm{didilatasikan dengan pusat (1,-2) }\\ &\textrm{dengan faktor skala 2, maka persamaan}\\ & \textrm{bayangannya adalah}\: ....\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad x-2y-10=0&&\\ \textrm{b}.\quad x+2y-10=0&\\ \textrm{c}.\quad x-6y+5=0&\\ \textrm{d}.\quad x+2y-12=0\\ \textrm{e}.\quad 2x-3y+18=0 \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{e}\\ &\begin{aligned}\textrm{Proses}&\: \textrm{untuk refleksinya}\\ \begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}&=\begin{pmatrix} 0&-1\\ -1&0 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} -y\\ -x \end{pmatrix}\\ \textrm{proses}&\: \textrm{dilatasinya}\\ \begin{pmatrix} x''\\ y'' \end{pmatrix}&=\begin{pmatrix} 2&0\\ 0&2 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x'-1\\ y'+2 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} 1\\ -2 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 2x'-2\\ 2y'+4 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} 1\\ -2 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 2x'-1\\ 2y'+2 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 2(-y)-1\\ 2(-x)+2 \end{pmatrix}\\ &\begin{cases} x &=-\displaystyle \frac{1}{2}(y''-2) \\ y &=-\displaystyle \frac{1}{2}(x''+1) \end{cases} \end{aligned}\\ &\begin{aligned}\textrm{Sehingga persam}&\textrm{aan bayangan}\\ \textrm{garisnya adalah}:&\\ 3x&-2y+5=0\\ 3\left ( -\displaystyle \frac{1}{2}(y''-2) \right )&-2\left ( -\displaystyle \frac{1}{2}(x''+1) \right )+5=0\\ -\displaystyle \frac{3}{2}y''+3 &+(x''+1)+5=0\\ 2x&-3y+6+2+10=0\\ 2x&-3y+18=0 \end{aligned} \end{array}$.

CONTOH SOAL TRANSFORMASI FUNGSI BAGIAN 2

$\begin{array}{ll}\\ 6.&\textrm{Sebuah transformasi yang didefiniskan oleh}\\ & \begin{cases} x' & =2x+3y \\ y' & =3x+2y \end{cases}\\ &\textrm{Maka bayangan titik M}(2,-1)\: \: \textrm{adalah}\, ...\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad (7,10)&&\textrm{d}.\quad (1,10)\\ \textrm{b}.\quad (10,7)&\textrm{c}.\quad (1,4)&\textrm{e}.\quad (4,1) \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{c}\\ &\begin{aligned}\textrm{Diketahui}&\: \textrm{bahwa}:\\ &\begin{cases} x' & =2x+3y \\ y' & =3x+2y \end{cases}\\ \left.\begin{matrix} x=2\\ y=-1 \end{matrix}\right\}&\Rightarrow \begin{cases} x' & =2(2)+3(-1)=4-3=1 \\ y' & =3(2)+2(-1)=6-2=4 \end{cases} \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 7.&\textrm{Bayangan untuk titik A(1,3) oleh rotasi }\\ &\textrm{dengan pusat}\: \: \textit{O}(0,0)\textrm{sejauh}\: \: 90^{\circ}\: \: \textrm{adalah}\, ....\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad (-1,3)&&\textrm{d}.\quad (1,-3)\\ \textrm{b}.\quad (-1,-3)&\textrm{c}.\quad (-3,1)&\textrm{e}.\quad (3,1) \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{c}\\ &\begin{aligned}\textrm{Karena rotasi d}&\textrm{engan pusat O sebesar}\: \: 90^{\circ},\\ \textrm{maka}\qquad\qquad\: \: &\\ R\left ( O(0,0),90^{\circ} \right )&=\begin{pmatrix} \cos 90^{\circ} & -\sin 90^{\circ}\\ \sin 90^{\circ} & \cos 90^{\circ} \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 0 & -1\\ 1 & 0 \end{pmatrix}\\ \textrm{sehingga}\quad\qquad&\\ \begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}&=\begin{pmatrix} 0 & -1\\ 1 & 0 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 0 & -1\\ 1 & 0 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 1\\ 3 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} -3\\ 1 \end{pmatrix} \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 8.&\textrm{Suatu lingkaran dengan jari-jari 4 }\\ &\textrm{dengan pusat di O(0,0) dtranslasikan}\\ &\textrm{oleh}\: \: \textrm{T}=\begin{pmatrix} 2\\ -3 \end{pmatrix},\: \textrm{maka luas }\\ &\textrm{bayangan lingkaran tersebut adalah}\\ & ....\: \textrm{satuan luas}\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad \pi &&\textrm{d}.\quad 8\pi \\ \textrm{b}.\quad 2\pi &\textrm{c}.\quad 4\pi &\textrm{e}.\quad 16\pi \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{e}\\ &\begin{aligned}&\textrm{Diketahui persamaan lingkaran berpusat}\\ &\textrm{di O dengan}\: \: r=4.\: \textrm{Karena translasi adalah}\\ &\textrm{termasuk transformasi isometri(kongruen)}\\ &\textrm{maka jari-jari lingkaran bayangannya }\\ &\textrm{akan sama dengan bendanya. Sehingga}\\ &\textrm{ luas bayangan lingkarannya}\\ &=\pi r^{2}=\pi \times 4^{2}=16\pi \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 9.&\textrm{Sebuah transformasi yang didefiniskan oleh}\\ & \begin{cases} x' & =4-3x \\ y' & =2x-y-4 \end{cases}\\ &\textrm{Yang merupakan titik invarian (tidak berubah) }\\ &\textrm{adalah}\: ...\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad (0,0)&&\textrm{d}.\quad (0,-1)\\ \textrm{b}.\quad (1,-1)&\textrm{c}.\quad (1,0)&\textrm{e}.\quad (1,1) \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{b}\\ &\begin{aligned}\textrm{D}&\textrm{iketahui bahwa}:\\ &\begin{cases} x' & =4-3x \\ y' & =2x-y-4 \end{cases}\\ &\begin{array}{|c|c|c|c|}\hline \textrm{NO}&\textrm{Titik}&\begin{aligned}&\textrm{Disubstitusikan ke}\\ & \begin{cases} x' & =4-3x \\ y' & =2x-y-4 \end{cases} \end{aligned}&\begin{aligned}&\textrm{Keterangan}\\ &\quad\textrm{Titik} \end{aligned}\\\hline \textrm{a}.&(0,0)&\begin{cases} x' & =4-3(0)=4 \\ y' & =2(0)-(0)-4=-4 \end{cases}&\textrm{Varian}\\\hline \textrm{b}&(1,-1)&\begin{cases} x' & =4-3(1)=1 \\ y' & =2(1)-(-1)-4=-1 \end{cases}&\textbf{Invarian}\\\hline \textrm{c}&(1,0)&\begin{cases} x' & =4-3(1)=1 \\ y' & =2(1)-(0)-4=-2 \end{cases}&\textrm{Varian}\\\hline \textrm{d}&(0,-1)&\begin{cases} x' & =4-3(0)=4 \\ y' & =2(0)-(-1)-4=-3 \end{cases}&\textrm{Varian}\\\hline \textrm{e}&(1,1)&\begin{cases} x' & =4-3(1)=1 \\ y' & =2(1)-(1)-4=-3 \end{cases}&\textrm{Varian}\\\hline \end{array} \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 10.&\textrm{Bayangan kurva}\: \: xy=6\: \: \textrm{oleh rotasi sebesar}\\ & \displaystyle \frac{\pi }{2}\: \: \textrm{dengan pusat}\: \: O(0,0)\: \: \textrm{adalah}\, ....\\ &\begin{array}{lll}\\ \textrm{a}.\quad xy=-6&&\textrm{d}.\quad x(y-x)=6\\ \textrm{b}.\quad xy=6&&\textrm{e}.\quad x(x+y)=-6\\ \textrm{c}.\quad x(x-y)=6&\end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{a}\\ &\begin{aligned}\textrm{Karena rotasi d}&\textrm{engan pusat O sebesar}\\ \displaystyle \frac{\pi }{2}=90^{\circ},\: \: \textrm{maka}&\\ R\left ( O(0,0),90^{\circ} \right )&=\begin{pmatrix} 0 & -1\\ 1 & 0 \end{pmatrix}\\ \textrm{sehingga bayan}&\textrm{gan semua titik yang }\\ \textrm{terletak pada k}& \textrm{urva adalah}:\\ \begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}&=\begin{pmatrix} 0 & -1\\ 1 & 0 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} -y\\ x \end{pmatrix}\\ &\begin{cases} x & =y' \\ y & =-x' \end{cases}\\ \textrm{Selanjunya}\: \: \: \textrm{unt}&\textrm{uk bayangan kurvanya }\\ \textrm{adalah}:\qquad\quad&\\ xy&=6\\ y'.(-x')&=6\\ x'y'&=-6\\ \textrm{Jadi , persamaa}&\textrm{n kurva bayangannya}\\ \textrm{adalah}\: &\: xy=-6 \end{aligned} \end{array}$.

CONTOH SOAL TRANSFORMASI FUNGSI BAGIAN 1

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Sebuah fungsi}\quad y=3x^{\displaystyle 2}-4\quad \textrm{ditranslasikan}\\ &\textrm{oleh}\quad \left( \begin{matrix} 0 \\ 3 \end{matrix} \right),\quad \textrm{maka hasilnya adalah}\, ...\\ &\begin{array}{llll}\\ \textrm{a}.&\displaystyle y=3x^{\displaystyle 2}-1\\ \textrm{b}.&\displaystyle y=3x^{\displaystyle 2}+2\\ \textrm{c}.&\displaystyle y=3x^{\displaystyle 2}-18x+23\\ \textrm{d}.&\displaystyle y=4x^{\displaystyle 2}-15x+23\\ \textrm{e}.&\displaystyle y=6x^{\displaystyle 2}+12x+26 \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{a}\\ &\begin{aligned}&\textrm{Perhatikan bahwa untuk translasi tersebut}\\ &\textrm{di atas, berlaku}\\ &\left( \begin{matrix} x' \\ y' \end{matrix} \right)=\left( \begin{matrix} 0 \\ 3 \end{matrix} \right)+\left( \begin{matrix} x \\ y \end{matrix} \right).\quad \textrm{Selanjutnya}\\ & \left( \begin{matrix} x \\ y \end{matrix} \right)=\left( \begin{matrix} x' \\ y' \end{matrix} \right)-\left( \begin{matrix} 0 \\ 3 \end{matrix} \right)=\left( \begin{matrix} x' \\ y'-3 \end{matrix} \right)\\ &\textrm{Sehingga bayangan garis}\quad y=3x^{\displaystyle 2}-4\\ &\textrm{adalah}:\\ &y=3x^{\displaystyle 2}-4\qquad (\textrm{mula-mula})\\ &(y'-3)=3(x')^{\displaystyle 2}-4\Leftrightarrow y'=3(x')^{2}-1\\ &\textrm{Jadi, bayangan garis}\quad y=3x^{\displaystyle 2}-4\\ &\textrm{adalah}\quad y=3x^{\displaystyle 2}-1 \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Diketahui garis}\quad 3x+4y+12=0\quad \textrm{direfleksikan}\\ &\textrm{terhadap sumbu-Y. Hasil dari refleksi garis}\\ &\textrm{tersebut adalah}\, ...\\ &\begin{array}{llll}\\ \textrm{a}.&\displaystyle 4x-3y-12=0\\ \textrm{b}.&\displaystyle 4x-3y+12=0\\ \textrm{c}.&\displaystyle 3x+4y-12=0\\ \textrm{d}.&\displaystyle 3x-4y+12=0\\ \textrm{e}.&\displaystyle 3x-4y-12=0 \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{e}\\ &\begin{aligned}&\textrm{Perhatikan bahwa untuk refleksi tersebut}\\ &\textrm{dengan simulasi bayangan sebuah titik}\\ &(x,y)\overset{\displaystyle M_{\textrm{sumbu}-Y}}{\Longrightarrow }(-x,y)=(x',y')\\&\textrm{Selanjutnya}\\ & \left( \begin{matrix} x \\ y \end{matrix} \right)=\left( \begin{matrix} -x' \\ y' \end{matrix} \right)\\ &\textrm{Sehingga bayangan garis}\quad 3x+4y+12=0\\ &\textrm{adalah}:\\ &3x+4y+12=0\qquad (\textrm{mula-mula})\\ &3(-x')+4y'+12=0\Leftrightarrow -3x'+4y'+12=0\\ &\textrm{Jadi, bayangan garis}\quad 3x+4y+12=0\\ &\textrm{adalah}\quad -3y+4y+12=0\quad \textrm{atau}\\ &3x-4y-12=0\quad (\textrm{dikali dengan} -1) \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 3.&\textrm{Bayangan kurva}\quad y=2^{\displaystyle x+1}-4\quad \textrm{jika}\\ &\textrm{direfleksikan terhadap sumbu-X adalah}\, ...\\ &\begin{array}{llll}\\ \textrm{a}.&\displaystyle y=2^{\displaystyle x+1}+4\\ \textrm{b}.&\displaystyle y=-2^{\displaystyle x+1}-4\\ \textrm{c}.&\displaystyle y=-2^{\displaystyle x+1}+4\\ \textrm{d}.&\displaystyle y=-2^{\displaystyle -x+1}+4\\ \textrm{e}.&\displaystyle y=-2^{\displaystyle -x+1}-4 \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{c}\\ &\begin{aligned}&\textrm{Perhatikan bahwa untuk refleksi tersebut}\\ &\textrm{dengan simulasi bayangan sebuah titik}\\ &(x,y)\overset{\displaystyle M_{\textrm{sumbu}-X}}{\Longrightarrow }(x,-y)=(x',y')\\&\textrm{Selanjutnya}\\ & \left( \begin{matrix} x \\ y \end{matrix} \right)=\left( \begin{matrix} x' \\ -y' \end{matrix} \right)\\ &\textrm{Sehingga bayangan kurva}\quad y=2^{\displaystyle x+1}-4\\ &\textrm{adalah}:\\ &y=2^{\displaystyle x+1}-4\qquad (\textrm{mula-mula})\\ &(-y')=2^{\displaystyle x'+1}-4\Leftrightarrow y'=-2^{\displaystyle x+1}+4\\ &\textrm{Jadi, bayangan kurva}\quad y=2^{\displaystyle x+1}-4\\ &\textrm{adalah}\quad y=-2^{\displaystyle x+1}+4 \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 4.&\textrm{Bayangan kurva}\quad y=x^{\displaystyle 3}-6x^{\displaystyle 2}+4x+12\quad \textrm{jika}\\ &\textrm{dirotasikan sebesar}\quad 90^{0}\quad \textrm{searah jarum jam}\\ &\textrm{dengan pusat di}\quad (0,0)\quad \textrm{adalah}\, ...\\ &\begin{array}{llll}\\ \textrm{a}.&\displaystyle x=y^{\displaystyle 3}+6y^{\displaystyle 2}+4y+12\\ \textrm{b}.&\displaystyle x=y^{\displaystyle 3}-6y^{\displaystyle 2}-4y+12\\ \textrm{c}.&\displaystyle x=y^{\displaystyle 3}-6y^{\displaystyle 2}-4y-12\\ \textrm{d}.&\displaystyle x=-y^{\displaystyle 3}-6y^{\displaystyle 2}-4y+12\\ \textrm{e}.&\displaystyle x=-y^{\displaystyle 3}+6y^{\displaystyle 2}-4y-12 \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{e}\\ &\begin{aligned}&\textrm{Diketahui bahwa untuk rotasi tersebut}\\ &\textrm{dengan simulasi bayangan sebuah titik}\\ &(x,y)\overset{\displaystyle R_{\left[ O,90^{0} \right]}}{\Longrightarrow }(x',y')\\&\textrm{dengan matriks rotasinya adalah}:\\ &\begin{pmatrix} cos\: 90^{0} & -sin\: 90^{0} \\ sin\: 90^{0} & cos\: 90^{0} \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 0 & -1 \\ 1 & 0 \end{pmatrix}\\ &\textrm{Bayangan proses hasilnya adalah}:\\ &\left( \begin{matrix} x' \\ y' \end{matrix} \right)=\begin{pmatrix} 0 & -1 \\ 1 & 0 \end{pmatrix}\left( \begin{matrix} x \\ y \end{matrix} \right)=\left( \begin{matrix} -y \\ x \end{matrix} \right)\\ &\textrm{Selanjutnya}\\ & \left( \begin{matrix} x \\ y \end{matrix} \right)=\left( \begin{matrix} \displaystyle y' \\ -x' \end{matrix} \right)\\ &\textrm{Sehingga bayangan kurva}\\ &y=x^{\displaystyle 3}-6x^{\displaystyle 2}+4x+12\\ &\textrm{adalah}:\\ &y=x^{\displaystyle 3}-6x^{\displaystyle 2}+4x+12\qquad (\textrm{mula-mula})\\ &-x'=(y')^{\displaystyle 3}-6(y')^{\displaystyle 2}+4(y')+12\\ &\Leftrightarrow x'=-(y')^{\displaystyle 3}+6(y')^{\displaystyle 2}-4(y')-12\\ &\textrm{Jadi, bayangan kurva}\quad y=x^{\displaystyle 3}-6x^{\displaystyle 2}+4x+12\\ &\textrm{adalah}\quad x=-y^{\displaystyle 3}+6y^{\displaystyle 2}-4y-12 \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 5.&\textrm{Bayangan kurva}\quad y=6^{\displaystyle x}+9\quad \textrm{jika}\\ &\textrm{didilatasikan sejajar sumbu-X dengan}\\ &\textrm{skala}\quad \displaystyle \frac{1}{3}\quad \textrm{adalah}\, ...\\ &\begin{array}{llll}\\ \textrm{a}.&\displaystyle y=6^{\displaystyle \frac{1}{3}x}+3\\ \textrm{b}.&\displaystyle y=6^{\displaystyle \frac{1}{3}x}+9\\ \textrm{c}.&\displaystyle y=6^{\displaystyle 3x}+3\\ \textrm{d}.&\displaystyle y=3^{\displaystyle \frac{1}{3}x}+3\\ \textrm{e}.&\displaystyle y=3^{\displaystyle 3x}+3 \end{array}\\\\ &\textbf{Jawab}:\quad \textbf{b}\\ &\begin{aligned}&\textrm{Perhatikan bahwa untuk dilatasi tersebut}\\ &\textrm{dengan simulasi bayangan sebuah titik}\\ &(x,y)\overset{\displaystyle D\left[ O,\frac{1}{3} \right]}{\Longrightarrow }(x',y')=(\frac{1}{3}x,\frac{1}{3}y)\\ &\textbf{Catatan}:\textrm{agak beda dengan translasi, refleksi}\\ &\textrm{dan rotasi dalam pengambilan bayangannya}\\\\&\textrm{Karena yang diminta hanya sejajar}\\ &\textrm{dengan sumbu-X, maka hasilnya}\\ &\textrm{adalah}:\quad \left( x',y' \right)=\left( \displaystyle \frac{1}{3}x,y \right)\\ &\textrm{Selanjutnya}\\ & \left( \begin{matrix} x' \\ y' \end{matrix} \right)=\left( \begin{matrix} \displaystyle \frac{1}{3}x \\ y \end{matrix} \right)\\ &\textrm{Sehingga bayangan kurva}\quad y=6^{\displaystyle x}+9\\ &\textrm{adalah}:\\ &y=6^{\displaystyle x}+9\qquad (\textrm{mula-mula})\\ &y'=6^{\displaystyle x'}+9\Leftrightarrow y=6^{\displaystyle \frac{1}{3}x}+9\\ &\textrm{Jadi, bayangan kurva}\quad y=6^{\displaystyle x}+9\\ &\textrm{adalah}\quad y=6^{\displaystyle \frac{1}{3}x}+9 \end{aligned} \end{array}$.

TRANSFORMASI FUNGSI

 Materi lama di sini

A. Pengetian Trnasformasi Fungsi

Transformasi adalah suatu proses atau operasi yang mengubah suatu objek menjadi objek baru menurut aturan tertentu, sedangkan untuk transfomasi geometri adalah cabang transformasi dalam matematika yang mempelajari perubahan posisi, orientasi, ukuran, atau bentuk suau titik, garis, kurva, atau bangun pada bidang atau ruang berdasarkan aturan tertentu. Selanjutnya terkait bahasan ini, yaitu transformasi fungsi adalah perubahan bentuk atau letak grafik suatu fungsi tanpa mengubah sifat dasar fungsi tersebut.

B. Jenis-Jenis Transformasi fungsi

Berikut empat transformasi geometri dasar

• Translasi (geseran), memindahkan titik sejauh dan searah suatu vektor tertentu dengan bentuk dan ukuran bangun tetap
• Refleksi (pencerminan), memantulkan bangun terhadap suatu garis atau bidang cermin dengan bentuk dan ukuran tetap tetapi orientasi berubah
• Rotasi (perputaran), memutar bangun terhadap suatu titik pusat dengan sudut tertentu dengan hasil bentuk dan ukuran tetap
• Dilatasi (pembesaran/pengecilan), mengubah ukuran bangun dengan faktor skala tertentu dengan bentuk tetap, tetapi ukuran berubah, kecuali fooaktor skalanya 1.

C. Matriks transformasi

Misalkan suatu transfomasi T memetakan sebuah titik A(x,y) ke A'(x',y') 

selanjutnya perhatikan ilustrasi berikut:

$\boxed{\begin{aligned}A(x,y)&\xrightarrow[.]{Transformasi\, =\: T}A'(x',y')=A'\left ( ax+by,cx+dy \right )\\\\ \Rightarrow &\begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}=\underset{\underset{transformasi}{Matriks}}{\underbrace{\begin{pmatrix} a & b\\ c & d \end{pmatrix}}}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix} \end{aligned}}$.

D. Jenis-Jenis Transformasi dengan matriks yang sesuaian

1. Translasi (Geseran)

$\begin{array}{|l|c|c|}\hline \begin{aligned}&\textrm{Jenis}\\ &\textrm{Transformasi} \end{aligned}&\textrm{Rumus}&\textrm{Matriks}\\\hline \textrm{Translasi}&(x,y)\xrightarrow[.]{\begin{pmatrix} a\\ b \end{pmatrix}}(x+a,y+b)&\begin{pmatrix} a\\ b \end{pmatrix}\\\hline \end{array}$.

2. Rotasi (Perputaran)

$\begin{aligned}&\begin{array}{|l|c|c|}\hline \begin{aligned}&\textrm{Jenis}\\ &\textrm{Transformasi} \end{aligned}&\textrm{Rumus}&\textrm{Matriks}\\\hline \textrm{Rotasi}&&\\\hline \begin{aligned}&\textrm{Pusat rotasi}\\ & \left [ O,\alpha \right ] \end{aligned}&\begin{aligned}&\begin{cases} x' =... \\ y' = ... \end{cases}\\ &\begin{aligned}&\colorbox{yellow}{Lihat}\\ &\colorbox{yellow}{di bawah}\\ &\colorbox{yellow}{tulisan}\\ &\colorbox{yellow}{warna}\\ &\colorbox{yellow}{biru} \end{aligned} \end{aligned}&\begin{pmatrix} \cos \alpha & -\sin \alpha \\ \sin \alpha & \cos \alpha \end{pmatrix}\\\hline \begin{aligned}&\textrm{Pusat}\\ & (a,b)\: \textrm{sudut}\: \alpha \end{aligned}&\begin{pmatrix} x'-a\\ y'-b \end{pmatrix}=&\begin{aligned}&\colorbox{yellow}{Lihat}\\ &\colorbox{yellow}{di bawah}\\ &\colorbox{yellow}{tulisan}\\ &\colorbox{yellow}{warna}\\ &\colorbox{yellow}{merah} \end{aligned}\\\hline \end{array}\\ &\color{blue}\begin{cases} x' =x\cos \alpha -y\sin \alpha \\ y' = x\sin \alpha +y\cos \alpha \end{cases}\\ &\color{red}\triangleright \triangleright \triangleright \triangleright \begin{pmatrix} x'-a\\ y'-b \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} \cos \alpha & -\sin \alpha \\ \sin \alpha & \cos \alpha \end{pmatrix}.\begin{pmatrix} x-a\\ y-b \end{pmatrix} \end{aligned}$.

3. Refleksi (Pencerminan)

$\begin{array}{|l|c|c|}\hline \textrm{Refleksi}&&\\\hline \textrm{terhadap sumbu}-\textrm{X}&(x,y)\rightarrow (x,-y)&\begin{pmatrix} 1 &0 \\ 0 & -1 \end{pmatrix}\\\hline \textrm{terhadap sumbu}-\textrm{Y}&(x,y)\rightarrow (-x,y)&\begin{pmatrix} -1 & 0\\ 0 & 1 \end{pmatrix}\\\hline \textrm{terhadap garis y = x}&(x,y)\rightarrow (y,x)&\begin{pmatrix} 0 & 1\\ 1 & 0 \end{pmatrix}\\\hline \textrm{terhadap garis y = -x}&(x,y)\rightarrow (-y,-x)&\begin{pmatrix} 0 & -1\\ -1 & 0 \end{pmatrix}\\\hline \textrm{terhadap garis x = h}&(x,y)\rightarrow (2h-x,y)&\begin{pmatrix} -1 & 0\\ 0 & 1 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} 2h\\ 0 \end{pmatrix}\\\hline \textrm{terhadap garis y = x}&(x,y)\rightarrow (y,x)&\begin{pmatrix} 0 & 1\\ 1 & 0 \end{pmatrix}\\\hline \textrm{terhadap garis y = -x}&(x,y)\rightarrow (-y,-x)&\begin{pmatrix} 0 & -1\\ -1 & 0 \end{pmatrix}\\\hline \textrm{terhadap garis x = h}&(x,y)\rightarrow (2h-x,y)&\begin{pmatrix} -1 & 0\\ 0 & 1 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} 2h\\ 0 \end{pmatrix}\\\hline \textrm{terhadap garis y = k}&(x,y)\rightarrow (x,2k-y)&\begin{pmatrix} 1 & 0\\ 0 & -1 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} 0\\ 2k \end{pmatrix}\\\hline \textrm{pusat}\: (0,0)\begin{cases} y=mx \\ m=\tan \alpha \end{cases}&&\begin{pmatrix} \cos 2\alpha & \sin 2\alpha \\ \sin 2\alpha & -\cos 2\alpha \end{pmatrix}\\\hline \end{array}$.

4. Dilatasi (Perkalian)

$\begin{aligned}&\begin{array}{|l|c|c|}\hline \begin{aligned}&\textrm{Jenis}\\ &\textrm{Transformasi} \end{aligned}&\textrm{Rumus}&\textrm{Matriks}\\\hline \textrm{Dilatasi}&&\\\hline \textrm{Pusat}\: \left [ O,k \right ]&(x,y)\rightarrow (kx,ky)&\begin{pmatrix} k & 0\\ 0 & k \end{pmatrix}\\\hline \begin{aligned}&\textrm{Pusat}\: (a,b)\\ & \textrm{faktor skala}\: k \end{aligned}&\begin{pmatrix} x'-a\\ y'-b \end{pmatrix}&\begin{aligned}&\colorbox{yellow}{Lihat}\\ &\colorbox{yellow}{di bawah}\\ &\colorbox{yellow}{tulisan}\\ &\colorbox{yellow}{warna}\\ &\colorbox{yellow}{merah} \end{aligned}\\\hline \begin{aligned}&\textrm{Luas bangun}\\ &\textrm{ datar} \end{aligned}&\textrm{Misal bangun A}&\textrm{T}=\begin{pmatrix} a & b\\ c & d \end{pmatrix}\\\hline &\textbf{Bangun A}'&= \textrm{det T}\times \textrm{A}\\\hline \end{array}\\ &\color{red}\triangleright \triangleright \triangleright \triangleright \triangleright \triangleright \begin{pmatrix} x'-a\\ y'-b \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} k & 0 \\ 0 & k \end{pmatrix}.\begin{pmatrix} x-a\\ y-b \end{pmatrix} \end{aligned}$.

Tambahan rumus

$\begin{array}{|l|c|l|}\hline \begin{aligned}&\textrm{Jenis}\\ &\textrm{Dilatasi} \end{aligned}&\textrm{Rumus}&\textrm{Keterangan}\\\hline \textrm{Vertikal}&\begin{aligned}&(x,y)\Longrightarrow (x,ky)\\ &y=f(x)\Longrightarrow y=kf(x)\end{aligned}&\begin{aligned}&\textrm{Jenis dilatasi}\\ &\textrm{yang menghasilkan}\\ &\textrm{perubahan tinggi}\\ &\textrm{suatu objek}\end{aligned}\\\hline  \textrm{Horizontal}&\begin{aligned}&(x,y)\Longrightarrow (kx,y)\\ &y=f(x)\Longrightarrow y=f(kx)\end{aligned}&\begin{aligned}&\textrm{Jenis dilatasi}\\ &\textrm{yang menghasilkan}\\ &\textrm{perubahan lebar}\\ &\textrm{suatu objek}\end{aligned}\\\hline  \end{array}$.

Catatan:

Translasi, refleksi, dan rotasi suatu objek adalah bagian dari transformasi yang hanya mengubah posisi objek saja, sehingga jenis transformasi-transformasi ini juga disebut dengan transformasi isometri

E. Bayangan Kurva dan Komposisi Transformasi

$\begin{array}{|l|l|}\hline \qquad \textrm{Bayangan Kurva}\quad y=f(x)&\qquad\qquad\qquad \textrm{Komposisi Transformasi}\\\hline \begin{aligned}\textrm{Lan}&\textrm{gkah-langkah}:\\ 1.\quad&\textrm{Tentukan bayangan titiknya}\\ &(x,y)\rightarrow \left ( x',y' \right )\\ 2.\quad&\textrm{Salanjutnya tentukan}\: \: x\: \: \textrm{dan}\: \: y\:\\ &\textrm{dalam}\: \: x'\: \: \textrm{dan}\: \: y'\\ 3.\quad&\textrm{Substitusikan}\: \: x\: \: \textrm{dan}\: \: y\\ &\textrm{ke}\: \: \: y=f(x) \end{aligned}&\begin{aligned}\textrm{Lan}&\textrm{gkah-langkah}:\\ 1.\quad&\textrm{Selesaikan sesuai urutan transformasi}\\ &(x,y)\xrightarrow[\qquad.]{T_{1}}(x',y')\xrightarrow[\qquad.]{T_{2}}(x'',y'')\\ 2.\quad&\textrm{Jika dapat disederhanakan kedua transformasi}\\ &\textrm{tersebut di atas, maka cukup dengan}\\ &(x,y)\xrightarrow[\qquad.]{T_{2}\circ T_{1}}(x'',y'') \end{aligned}\\\hline \end{array}$.

$\LARGE{CONTOH SOAL}$.

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Tentukanlah bayangan dari segitiga PQR dengan}\\\ & P(0,4),\: Q(-1,1),\: \textrm{dan}\: \: R(3,6).\\ &\textrm{oleh translasi}\: \: \: T=\begin{pmatrix} 5\\ -2 \end{pmatrix}\\\\ &\textbf{Jawab}\\ &\begin{cases} \begin{pmatrix} x_{P}^{'}\\ y_{P}^{'} \end{pmatrix} &=T+\begin{pmatrix} x_{P}\\ y_{P} \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 5\\ -2 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} 0\\ 4 \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 5+0\\ -2+4 \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 5\\ 2 \end{pmatrix} \\ \begin{pmatrix} x_{Q}^{'}\\ y_{Q}^{'} \end{pmatrix} & =\cdots\qquad \textrm{isilah sendiri} \\ \begin{pmatrix} x_{R}^{'}\\ y_{R}^{'} \end{pmatrix} &= \cdots\qquad \textrm{isilah sendiri} \end{cases} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Tentukanlah bayangan dari garis}\: \: y=2x+4\\ & \textrm{oleh translasi}\: \: T=\begin{pmatrix} -1\\ 2 \end{pmatrix}.\\\\ &\textbf{Jawab}\\ &\begin{array}{|c|c|}\hline \textbf{Bayangan Titik-titik}&\textbf{Bayangan Garis}\\\hline \begin{aligned}\begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}&=T+\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} -1\\ 2 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} -1+x\\ 2+y \end{pmatrix}\\ &\begin{cases} x' & =-1+x\Leftrightarrow x=x'+1 \\ y' & =2+y\quad\Leftrightarrow y=y'-2 \end{cases} \end{aligned}&\begin{aligned}y&=2x+4\\ y'-2&=2(x'+1)+4\\ y'&=2x+2+4+2\\ &=2x+8\\ \textrm{Jadi}\, ,&\: \textbf{bayangan garisnya}\\ \textrm{adala}&\textrm{h}:\\ y&=2x+8\\ & \end{aligned}\\\hline \end{array} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 3.&\textrm{Tentukanlah bayangan titik A(4,6) oleh rotasi yang berpusat }\\ &\textrm{di titik P(3,-2) dengan sudut putar sebesar}\: \: 90^{\circ} \\\\ &\textbf{Jawab}\\ &\begin{aligned}\textrm{Untuk Ro}&\textrm{tasi yang berpusat di}\: \: (a,b)\: \: \textrm{dengan sudut}\: \: \alpha \: \: \textrm{adalah}:\\ \begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}&=\begin{pmatrix} \cos \alpha & -\sin \alpha \\ \sin \alpha & \cos \alpha \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x-a\\ y-b \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} a\\ b \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} \cos 90^{\circ} & -\sin 90^{\circ}\\ \sin 90^{\circ} & \cos 90^{\circ} \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 4-3\\ 6-(-2) \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} 3\\ -2 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 0 & -1\\ 1 & 0 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 1\\ 8 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} 3\\ -2 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} -8\\ 1 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} 3\\ -2 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} -5\\ -1 \end{pmatrix}\\ \textrm{Jadi}\, ,\: &\textrm{bayangan titik A adalah}\: \: \textrm{A}'(-5,-1) \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 4.&\textrm{Tentukanlah bayangan titik A(4,6) }\\ &\textrm{oleh dilatasi yang berpusat di titik P(3,-2)}\\ &\textrm{dengan faktor skala}\: \: k=2 \\\\ &\textbf{Jawab}\\ &\begin{aligned}\textrm{Bayangan}&\: \textrm{titik A-nya adalah}:\\ \begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}&=\begin{pmatrix} k & 0\\ 0 & k \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x-a\\ y-b \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} a\\ b \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 2 & 0\\ 0 & 2 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 4-3\\ 6-(-2) \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} 3\\ -2 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 2 & 0\\ 0 & 2 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 1\\ 8 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} 3\\ -2 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 2\\ 16 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} 3\\ -2 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 5\\ 14 \end{pmatrix}\\ \textrm{Jadi}\: ,\: &\textrm{bayangan titik A-nya adalah}\: \: \textrm{A}'(5,14) \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 5.&\textrm{Tentukanlah bayangan titik A(4,6) }\\ &\textrm{oleh translasi}\: \: t\: \: \textrm{dilanjutkan}\: \: s\: \: \textrm{dengan}\\ &\textrm{matriks transformasi berturut-turut }\\ &\textrm{adalah}\: \: T=\begin{pmatrix} 1 & 1\\ 1 & 2 \end{pmatrix}\: \: \textrm{dan}\: \: S= \begin{pmatrix} 1 & 1\\ 0 & 1 \end{pmatrix}\\\\ &\textbf{Jawab}\\ &\begin{aligned}\textrm{Bayangan}&\: \textrm{titik A-nya adalah}:\\ \begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}&=S\times T\times \begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 1 & 1\\ 0 & 1 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 1 & 1\\ 1 & 2 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 4\\ 6 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 2 & 3\\ 1 & 2 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 4\\ 6 \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} 26\\ 16 \end{pmatrix}\\ \textrm{Jadi}\: ,\: &\textrm{bayangan titik A-nya adalah}\: \: \textrm{A}'(26,16) \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 6.&\textrm{Suatu kurva}\: \: y=\, ^{3}\log (2x-2)\: \: \textrm{memiliki bayangan}\\ & y=\, ^{3}\log \left ( \displaystyle \frac{2x+3}{3} \right )\: \: \textrm{oleh translasi}\\ & T=\begin{pmatrix} a\\ b \end{pmatrix}.\: \textrm{Tentukanlah nilai}\: \: a+b\\\\ &\textbf{Jawab}\\ &\begin{aligned}\textrm{Diketahui}&\: \textrm{bahwa}\\ y&=\, ^{3}\log (2x-2)\quad \Leftrightarrow\quad 3^{y}=2x-2\: (\textrm{benda})\\ y&=\, ^{3}\log \left ( \displaystyle \frac{2x+3}{3} \right )\\ & \Leftrightarrow\quad 3^{y}=\left ( \displaystyle \frac{2x+3}{3} \right )\quad (\textbf{bayangan})\\ \textrm{sehingga}&\: \textrm{untuk bayangan}\\ 3^{y'-b}&=2(x'-a)-2\quad \Leftrightarrow \quad 3^{y'}.3^{-b}=2(x'-a)-2\\ & \Leftrightarrow\quad 3^{y'}=\displaystyle \frac{2(x'-a)-2}{3^{-b}}=\displaystyle \frac{2x'+3}{3}\\ \textrm{Jadi}\, ,\: &\begin{cases} a &=\displaystyle \frac{5}{2} \\ b &=-1 \end{cases}\\ \textrm{Sehingga}&\: a+b=\displaystyle \frac{5}{2}+(-1)=\displaystyle \frac{3}{2} \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 7.&\textrm{Tentukanlah bayangan garis}\: \: ax+by+c=0\: \: \textrm{oleh transformasi}\\ &\textrm{yang bersesuaian dengan matriks}\: \: \: \begin{pmatrix} 1&-2\\ 3&-4 \end{pmatrix}\\\\ &\textbf{Jawab}\\ &\begin{array}{|c|c|}\hline \textbf{Proses Awal}&\textbf{Penentuan Bayangan}\\\hline \begin{aligned}\begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}&=\begin{pmatrix} 1 & -2\\ 3 & -4 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ \begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}&=\begin{pmatrix} 1 & -2\\ 3 & -4 \end{pmatrix}^{-1}\begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}\\ &=\displaystyle \frac{1}{\begin{vmatrix} 1 & -2\\ 3 & -4 \end{vmatrix}}\begin{pmatrix} -4 & 2\\ -3 & 1 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}\\ &=\displaystyle \frac{1}{-4+6}\begin{pmatrix} -4x'+2y'\\ -3x'+y' \end{pmatrix}\\ &=\displaystyle \frac{1}{2}\begin{pmatrix} -4x'+2y'\\ -3x'+y' \end{pmatrix}\\ &\begin{cases} x &=-2x'+y' \\ y &=-\displaystyle \frac{3}{2}x'+\displaystyle \frac{1}{2}y' \end{cases} \end{aligned}&\begin{aligned}ax+by+c&=0\\ a\left ( -2x'+y' \right )+b\left ( -\displaystyle \frac{3}{2}x'+\frac{1}{2}y' \right )+c&=0\\ -2ax'-\displaystyle \frac{3}{2}bx'+ay'+\displaystyle \frac{1}{2}by'+c&=0\\ (-4a-3b)x'+(2a+b)y'+2c&=0\\ &\\ \textbf{Jadi, bayangan garisnya adalah}:&\\ &\\ (-4a-3b)x+(2a+b)y+2c&=0\\ &\\ &\\ &\\ & \end{aligned} \\\hline \end{array} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 8.&\textrm{Diketahui kurva}\: \: y=4x^{2}-9\: \: \textrm{dicerminkan terhadap sumbu-X kemudian}\\ &\textrm{ditranslasikan dengan}\: \: \begin{pmatrix} -1\\ 2 \end{pmatrix}.\: \textrm{Ordinat titik potong terhadap sumbu-Y adalah}....\\\\ &\textbf{Jawab}\\ &\begin{array}{|c|c|}\hline \begin{aligned}\begin{pmatrix} x'\\ y' \end{pmatrix}&=\begin{pmatrix} -1\\ 2 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} 1 & 0\\ 0 & -1 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} -1\\ 2 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} x\\ -y \end{pmatrix}\\ &=\begin{pmatrix} -1+x\\ 2-y \end{pmatrix}\\ &\begin{cases} x &= x'-1\\ y &= 2-y' \end{cases} \end{aligned}&\begin{aligned}y&=4x^{2}-9\\ (2-y')&=4(x'-1)^{2}-9\\ -y'&=4(x'^{2}-2x'+1)-9-2\\ -y'&=4x'^{2}-8x'+4-11\\ y'&=-4x'^{2}+8x'+7\\ &\\ \textbf{Maka}\, ,&\, \textbf{persamaan kurva bayangannya}:\\ y&=-4x^{2}+8x+7 \end{aligned} \\\hline \end{array}\\ &\begin{aligned}\textrm{Sehingga}&\: \textrm{ordinat dari titik potong terhadap sumbu-Y-nya adalah}:\\ y&=-4x^{2}+8x+7,\qquad \textbf{atau}\\ f(x)&=-4x^{2}+8x+7\\ f(0)&=-4(0)^{2}+8(0)+7\qquad\quad \textrm{saat}\: \: x=0\: (\textrm{karena memotong sumbu-Y})\\ &=7\\ \textrm{Jadi}&\: \textrm{ordinatnya adalah}\: \: y=f(0)=7 \end{aligned} \end{array}$.

DAFTAR PUSTAKA

1. Johanes, Kastolan, Sulasim, 2006. Kompetensi Matematika 3A SMA Kelas XII Program IPA Semester Pertama. Jakarta: YUDHISTIRA.
2. Mastd, A. dkk. 2021. Matematika Tingkat Lanjut untuk SMA Kelas XI (Kurikulum Merdeka). Jakarta: Pusat Perbukuan Kemendikbudristek.
3. Nugroho, P. A. Gunarto, D. 2013. Big Bank Soal-Bahas MAtematika SMA/MA. Jakarta: WAHYUMEDIA.
4. Santoso, N.A., Aksin, N. 2024. PR Matematika untuk SMA/MA/SMK/MAK Kelas 12. Yogyakarta: INTAN PARIWARA EDUKASI.