Bab ix ruas garis berarah
Transcript of Bab ix ruas garis berarah
RANGKUMAN MATERI, SOAL DAN PEMBAHASAN
BAB IX
RUAS GARIS BERARAH
disusun guna melengkapi tugas mata kuliah Geometri Transformasi
Dosen pengampu Bapak Ishaq Nuriadin, M.Pd
Oleh
Niamatus Saadah 1201125122
JURUSAN MATEMATIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PROF DR.HAMKA
2015
RUAS GARIS BERARAH
9.1 Definisi dan Sifat-sifat yang Sederhana
Untuk melajutkan penyelidikan tentang isometri diperlukan pengertian
tentang ruas garis berarah sebagai berikut:
Definisi: Suatu ruas garis berarah adalah sebuah ruas garis yang salah satu
ujungnya dinamakan titik pangkal dan ujung yang lain dinamakan
titik akhir.
Apabila A dan B dua titik, lambang π΄π΅ kita gunakan sebagai ruas garis
berarah dengan pangkal A dan titik akhir B. Perhatikan π΄π΅ dan AB
melukiskan dua hal yang berbeda. Seperti diketahui bahwa π΄π΅
menggambarkan sinar atau setengah garis yang berpangkal di A dan melalui
B.
Dua ruas garis π΄π΅ dan πΆπ· disebut kongruen apabila AB = CD. Walaupun AB
= CD, π΄π΅ dan πΆπ· tidak perlu sama; π΄π΅ adalah sebuah himpunan sedangkan
AB adalah bilangan real. Jika π΄π΅ dan πΆπ· kongruen ditulis π΄π΅ β πΆπ· .
Andaikan sekarang ada 2 ruas garis berarah π΄π΅ dan πΆπ· . Dalam
membandingkan dua ruas garis berarah π΄π΅ dan πΆπ· tidaklah sukup, jika AB =
CD; kedua ruas garis berarah itu searah. Jika demikian, dikatakan bahwa ruas
garis berarah π΄π΅ ekivalen dengan ruas garis berarah πΆπ· yang ditulis sebagai
π΄π΅ = πΆπ· .
Definisi: π΄π΅ = πΆπ· apabila Sp(A) = D dengan P titik tengah π΅πΆ .
Gambar 9.1
Teorema 9.1:
A
B
C
D
P
Andaikan π΄π΅ dan πΆπ· dua ruas garis berarah yang tidak segaris, maka segi-4
ABCD sebuah jajargenjang jika dan hanya jika π΄π΅ = πΆπ· .
Bukti:
Akan ditunjukkan jika π΄π΅ dan πΆπ· adalah dua ruas garis berarah yang tidak
segaris maka ABCD jajargenjang βΊ π΄π΅ = πΆπ· .
(βΉ) Akan ditunjukkan jika ABCD sebuah jajar genjang dengan π΄π΅ dan πΆπ·
adalah 2 ruas garis berarah yang tidak segaris maka π΄π΅ = πΆπ· .
Dipunyai ABCD sebuah jajar genjang.
Diagonal-diagonal π΄π· dan π΅πΆ berpotongan di tengah-tengah, misalkan
titik P.
Dengan demikian Sp(A) = D, dengan P adalah titik tengah π΄π· maupun
π΅πΆ .
Berdasarkan definisi keekivalenan diperoleh π΄π΅ = πΆπ· .
(βΈ) Akan ditunjukkan jika π΄π΅ = πΆπ· maka ABCD jajargenjang dengan π΄π΅
dan πΆπ· adalah 2 ruas garis berarah yang tidak segaris.
Dipunyai π΄π΅ = πΆπ· .
Misalkan titik P adalah titik tengah π΅πΆ .
Menurut definisi keekivalenan maka Sp(A) = D.
Berarti AP = PD, jadi P juga titik tengah AD.
Hubungkan titik A ke C dan titik B ke D sehingga terbentuklah
segiempat ABCD.
π΄π· dan π΅πΆ adalah diagonal-diagonal segiempat ABCD yang terbagi
sama panjang di P (definisi jajar genjang).
Akibatnya segiempat ABCD sebuah jajar genjang.
Jadi terbukti jika π΄π΅ dan πΆπ· adalah dua ruas garis berarah yang tidak segaris
maka ABCD jajargenjang βΊ π΄π΅ = πΆπ· .
Akibat Teorema 9.1:
Jika π΄π΅ = πΆπ· maka AB = CD dan π΄π΅ dan πΆπ· sejajar atau segaris.
Bukti:
Akan dibuktikan π΄π΅ = πΆπ· βΉ π΄π΅ = πΆπ· dan π΄π΅ dan πΆπ· sejajar atau segaris.
Dipunyai π΄π΅ = πΆπ·
Kasus π β π΄π΅ :
Karena π΄π΅ = πΆπ· , maka menurut definisi keekivalenan, Sp(A) = D dengan
P adalah titik tengah π΅πΆ sehingga BP = PC.
Pilih titik P pada perpanjangan π΄π΅ .
Karena Sp(A) = D, maka AP = PD.
Diperoleh AP = PD βΊ AB + BP = PC + CD.
Karena BP = PC, maka AB + PC = PC + CD βΊ AB = CD.
Buat garis yang melalui titik A dan D.
Diperoleh π΄π΅ β π΄π΅ dan πΆπ· β πΆπ· sehingga π΄π΅ dan πΆπ· β π΄π· .
Karena π΄π΅ segaris dengan πΆπ· maka π΄π΅ segaris dengan πΆπ· .
Kasus π β π΄π΅ :
Karena π΄π΅ = πΆπ· , maka π΄π΅ tidak segaris.
Berdasarkan teorema 9.1, diperoleh segiempat ABCD jajar genjang.
Menurut karakteristik jajar genjang bahwa sisi-sisi yang berhadapan sama
panjang dan sejajar, akibatnya AB = CD.
Karena π΄π΅ // πΆπ· , π΄π΅ β π΄π΅ dan πΆπ· β πΆπ· maka π΄π΅ //πΆπ· .
Teorema 9.2:
Diketahui ruas-ruas garis berarah π΄π΅ , πΆπ· , dan πΈπΉ maka
1. π΄π΅ = π΄π΅ (sifat reflexi);
2. jika π΄π΅ = πΆπ· maka πΆπ· = π΄π΅ (sifat simetrik);
3. jika π΄π΅ = πΆπ· dan πΆπ· = πΈπΉ maka π΄π΅ = πΈπΉ (sifat transitif).
Bukti:
1. Akan dibuktikan π΄π΅ = π΄π΅ (sifat reflexi)
Misalkan P adalah titik tengah π΄π΅ , maka Sp(A) = B
Menurut definisi keekivalenan diperoleh π΄π΅ = π΄π΅ .
2. Akan dibuktikan jika π΄π΅ = πΆπ· maka πΆπ· = π΄π΅ (sifat simetrik)
Menurut teorema 9.1 jika π΄π΅ = πΆπ· maka segiempat ABCD jajargenjang,
diagonal-diagonal π΅πΆ dan π΄π· membagi sama panjang di P,
maka P dalah titik tengah π΄π·
akibatnya Sp(C) = B
menurut definisi kekeivalenan apabila Sp(C) = B dengan P titik tengah π΄π·
maka πΆπ· = π΄π΅ .
3. Akan dibuktikan jika π΄π΅ = πΆπ· dan πΆπ· = πΈπΉ maka π΄π΅ = πΈπΉ (sifat
transitif):
Diperoleh π΄π΅ = πΆπ· maka Sp(A) = D dengan P titik tengah π΅πΆ
Diperoleh πΆπ· = πΈπΉ maka Sq(C) = F dengan Q titik tengah π·πΈ
Menurut teorema 9.1 jika π΄π΅ = πΆπ· maka segiempat ABCD jajargenjang
sehingga π΄π΅ //πΆπ· dan πΆπ· //πΈπΉ akibatnya π΄π΅ //πΈπΉ .
Menurut akibat dari teorema 9.1 bahwa jika π΄π΅ = πΆπ· maka AB = CD,
jika πΆπ· = πΈπΉ maka CD = EF
Akibatnya AB = EF.
Karena AB = EF dan π΄π΅ //πΈπΉ maka ABFE jajargenjang.
Menurut teorema 9.1 jika ABCD jajargenjang maka π΄π΅ //πΈπΉ .
Teorema 9.3:
Diketahui sebuah titik P dan suatu ruas garis berarah π΄π΅ maka ada titik
tunggal Q sehingga ππ = π΄π΅ .
Gambar 9.2
Bukti:
Akan dibuktikan keberadaan Q sehingga π΄π΅ = ππ
Andaikan ada titik Q
misal R adalah titik tengah π΅π dengan Sp(A) = Q maka π΄π΅ = ππ
A Q
B
R
P
Menurut teorema 9.2 (2) maka ππ = π΄π΅
Akan dibuktikan Q tunggal,
Andaikan ada titik T sehingga π΄π΅ = ππ
Karena R titik tengah π΅π maka SR(A) = T
Setengah putaran A terhadap R atau SR(A) tunggal sehingga π π = π΄π
Akibat 1:
Jika
Jika π1(π₯1, π¦1), π2(π₯2, π¦2), dan π3(π₯3, π¦3) titik-titik yang diketahui maka
titik π(π₯3 + π₯2 β π₯1, π¦3 + π¦2 β π¦1) adalah titik tunggal sehingga π3π =
π1π2 .
Andaikan P bukan titik tungga maka π3π β π1π2 artinya π3π β π1π2
β 0
diperoleh π3π β π1π2 =(π β π3) β (π2 β π1)
= [(π₯3 + π₯2 β π₯1, π¦3 + π¦2 β π¦1) β (π₯3, π¦3)] β [(π₯2, π¦2) β (π₯1, π¦1)]
= [(π₯3 + π₯2 β π₯1 β π₯3, π¦3 + π¦2 β π¦1 β π¦3)] β [(π₯2 β π₯1, π¦2 β π¦1)]
= (π₯2 β π₯1, π¦2 β π¦1) β (π₯2 β π₯1, π¦2 β π¦1)
= (0,0)
= 0.
Akibat 2:
Jika ππ = (π₯π, π¦π), π = 1,2,3,4, maka π1π2 = π3π4
βΊ π₯2 β π₯1 = π₯4 β π₯3, π¦2 β π¦1 = π¦4 β π¦3
(βΉ) Akan dibuktikan jika Jika ππ = (π₯π, π¦π), π = 1,2,3,4 maka
π1π2 = π3π4
βΉ π₯2 β π₯1 = π₯4 β π₯3, π¦2 β π¦1 = π¦4 β π¦3
Karena π1π2 = π3π4
maka π1π2=π3π4 sehingga π2 β π1 = π4 β π3
βΊ [(π₯2, π¦2) β (π₯1, π¦1)] = [(π₯4, π¦4) β (π₯3, π¦3)]
βΊ (π₯2 β π₯1, π¦2 β π¦1) = (π₯4 β π₯3, π¦4 β π¦3)
menurut definisi sebuah titik pada aljabar, dua titik A(a,b) = B(c,d)
jika dan hanya jika π = π dan π = π
diperoleh π₯2 β π₯1 = π₯4 β π₯3 dan π¦2 β π¦1 = π¦4 β π¦3
(βΈ) Akan ditunjukkan jika π₯2 β π₯1 = π₯4 β π₯3, π¦2 β π¦1 = π¦4 β π¦3 maka
Jika ππ = (π₯π, π¦π), π = 1,2,3,4 maka π1π2 = π3π4
Dipunyai π₯2 β π₯1 = π₯4 β π₯3, π¦2 β π¦1 = π¦4 β π¦3 maka dapat dibuat
titik yang sama misalkan R dan S, dengan π = (π₯2 β π₯1, π¦2 β π¦1)
dan π = (π₯4 β π₯3, π¦4 β π¦3)
misalkan R = S βΊ (π₯2 β π₯1, π¦2 β π¦1) = (π₯4 β π₯3, π¦4 β π¦3)
βΊ [(π₯2, π¦2) β (π₯1, π¦1)] = [(π₯4, π¦4) β (π₯3, π¦3)]
βΊ π2 β π1 = π4 β π3
βΊ π1π2=π3π4 βΊ π1π2 = π3π4
Jadi jika π₯2 β π₯1 = π₯4 β π₯3, π¦2 β π¦1 = π¦4 β π¦3 maka Jika ππ =
(π₯π, π¦π), π = 1,2,3,4 maka π1π2 = π3π4
Mengalikan Ruas Garis Berarah dengan Sebuah Skalar
Definisi:
Andaikan π΄π΅ sebuah ruas garis berarah dan k suatu bilangan real, maka
kπ΄π΅ adalah ruas garis berarah π΄π sehingga π β π΄π΅ dan AP = k (AB) jika
k>0.
Apabila k<0 maka kπ΄π΅ adalah ruas garis berarah π΄π dengan P anggota
sinar yang berlawanan arah dengan π΄π΅ sedangkan AP = |π|π΄π΅.
Dikatakan bahwa π΄π adalah kelipatan π΄π΅ .
SOAL-SOAL LATIHAN DAN PEMBAHASAN
1. Diketahui titik-titik A, B, C, dan D, tiap tiga titik tidak segaris.
Ditanya:
a. Lukis titik D sehingga πΆπΈ = π΄π΅
b. Lukis titik F sehingga π·πΈ = π΅π΄
c. ππ΄(π΄π΅ )
Jawab:
a. Misalkan titik D adalah titik tengah πΈπ΄ sehingga ππ·(πΆ) = π΅
b. Misalkan titik F merupakan titik tengah πΈπ΅ sehingga ππΉ(π·) = π΄
c. ππ΄(π΄π΅ )
2. Diketahui titik-titik A, B, C yang tidak segaris.
Lukislah:
a. Titik D sehingga π΄π· = 3π΄π΅
b. Titik F sehingga π΄πΈ = β4
3π΄π΅
c. Titik F sehingga πΆπΉ = β2 π΄π΅
E B
C
C A
D
Bβ
E A
D B
F
B
A
Jawab:
a. Titik D sehingga π΄π· = 3π΄π΅
b. Titik F sehingga π΄πΈ = β4
3π΄π΅
c. Titik F sehingga πΆπΉ = β2 π΄π΅
3. Diantara ungkapan-ungkapan di bawah ini manakah yang benar?
a. π΄π΅ = βπ΅π΄
b. ππ΄(π΄π΅ ) = π΅π΄
c. ππ΄(π΄π΅ ) = ππ΅(π΄π΅ )
d. Jika π΄β² = ππ΅(π΄) maka π΄π΄β² = 2π΄π΅
e. Jika π΅β² = ππ΄ππ΅(π΅) dan π΄β² = ππ΄ππ΅(π΄), maka π΄β²π΅β² = π΄π΅
Jawab:
a. π΄π΅ = βπ΅π΄
π΄π΅
π΅π΄
βπ΅π΄
(Benar)
β2
C
A B
F
A B E Bβ
A B
B A
A B
D B A
b. ππ΄(π΄π΅ ) = π΅π΄
ππ΄(π΄π΅ )
π΅π΄
(Benar)
c. ππ΄(π΄π΅ ) = ππ΅(π΄π΅ )
ππ΄(π΄π΅ )
ππ΅(π΄π΅ )
(Benar)
d. Jika π΄β² = ππ΅(π΄) maka π΄π΄β² = 2π΄π΅
(Benar)
e. Jika π΅β² = ππ΄ππ΅(π΅) dan π΄β² = ππ΄ππ΅(π΄), maka π΄β²π΅β² = π΄π΅
(Benar)
4. Diketahui A (0,0), B (5,3), dan C (-2,4). Tentukan:
a. R sehingga π΄π = π΅πΆ
b. S sehingga πΆπ = π΄π΅
c. T sehingga ππ΅ = π΄πΆ
Jawab:
a. R sehingga π΄π = π΅πΆ
Berdasarkan teorema akibat jika π΄π = π΅πΆ maka AR = BC sehingga
(π₯π
π¦π ) β (
π₯π΄
π¦π΄) = (
π₯πΆ
π¦πΆ) β (
π₯π΅
π¦π΅) βΊ (
π₯π
π¦π ) = (
π₯πΆ
π¦πΆ) β (
π₯π΅
π¦π΅) + (
π₯π΄
π¦π΄)
βΊ (π₯π
π¦π ) = (
β24
) β (53) + (
00) = (
β71
)
A B Bβ
B A
A B Bβ
A B Aβ
B A Aβ
Bβ A B Aβ
Jadi R = (-7,1).
b. S sehingga πΆπ = π΄π΅
Berdasarkan teorema akibat jika πΆπ = π΄π΅ maka CS = AB sehingga
(π₯π
π¦π) β (
π₯πΆ
π¦πΆ) = (
π₯π΅
π¦π΅) β (
π₯π΄
π¦π΄) βΊ (
π₯π
π¦π) = (
π₯π΅
π¦π΅) β (
π₯π΄
π¦π΄) + (
π₯πΆ
π¦πΆ)
βΊ (π₯π
π¦π) = (
53) β (
00) + (
β24
) = (37)
Jadi R = (3,7).
c. T sehingga ππ΅ = π΄πΆ
Berdasarkan teorema akibat jika ππ΅ = π΄πΆ maka TB = AC sehingga
(π₯π΅
π¦π΅) β (
π₯π
π¦π) = (
π₯πΆ
π¦πΆ) β (
π₯π΄
π¦π΄) βΊ (
π₯π
π¦π) = (
π₯π΅
π¦π΅) β (
π₯πΆ
π¦πΆ) + (
π₯π΄
π¦π΄)
βΊ (π₯π
π¦π) = (
53) β (
β24
) + (00) = (
7β1
)
Jadi R = (7,-1).
5. Diketahui: A (2,1), B (3,-4), dan C (-1,5). Tentukan:
a. D sehingga CD = AB
b. E sehingga AE = BC
c. F sehingga AF = 1
2π΄πΆ
Jawab:
a. D sehingga CD = AB
β(π₯π· β π₯πΆ)2 + (π¦π· β π¦πΆ)2 = β(π₯π΅ β π₯π΄)2 + (π¦π΅ β π¦π΄)2
βΊ β(π₯π· + 1)2 + (π¦π· β 5)2 = β(3 β 2)2 + (β4 β 1)2
βΊ β(π₯π· + 1)2 + (π¦π· β 5)2 = β(1)2 + (β5)2
βΊ β(π₯π· + 1)2 + (π¦π· β 5)2 = β26
βΊ (π₯π· + 1)2 + (π¦π· β 5)2 = 26
βΊ π₯π·2 + 2π₯π· + 1 + π¦π·
2 β 10π¦π· + 25 = 26
βΊ π₯π·2+π¦π·
2 + 2π₯π· β 10π¦π· + 26 = 26
βΊ π₯π·2+π¦π·
2 + 2π₯π· β 10π¦π· = 0
Jadi D adalah semua titik pada lingkaran π₯π·2+π¦π·
2 + 2π₯π· β 10π¦π· = 0
b. E sehingga AE = BC
β(π₯πΈ β π₯π΄)2 + (π¦πΈ β π¦π΄)2 = β(π₯πΆ β π₯π΅)2 + (π¦πΆ β π¦π΅)2
βΊ β(π₯πΈ β 2)2 + (π¦πΈ β 1)2 = β(β1 β 3)2 + (5 + 4)2
βΊ β(π₯πΈ β 2)2 + (π¦πΈ β 1)2 = β(β4)2 + (9)2
βΊ β(π₯πΈ β 2)2 + (π¦πΈ β 1)2 = β16 + 81
βΊ β(π₯πΈ β 2)2 + (π¦πΈ β 1)2 = β97
βΊ (π₯πΈ β 2)2 + (π¦πΈ β 1)2 = 97
βΊ π₯πΈ2 β 4π₯πΈ + 4 + π¦πΈ
2 β 2π¦π· + 1 = 97
βΊ π₯πΈ2+π¦πΈ
2 β 4π₯πΈ β 2π¦π· + 5 = 97
βΊ π₯πΈ2+π¦πΈ
2 β 4π₯πΈ β 2π¦π· β 92 = 0
Jai E adalah semua titik pada lingaran π₯πΈ2+π¦πΈ
2 β 4π₯πΈ β 2π¦π· β 92 = 0
c. F sehingga AF = 1
2π΄πΆ
β(π₯πΉ β π₯π΄)2 + (π¦πΉ β π¦π΄)2 = 1
2β(π₯πΆ β π₯π΄)2 + (π¦πΆ β π¦π΄)2
βΊ β(π₯πΉ β 2)2 + (π¦πΉ β 1)2 = 1
2β(β1 β 2)2 + (5 β 1)2
βΊ β(π₯πΉ β 2)2 + (π¦πΉ β 1)2 = 1
2β(β3)2 + (4)2
βΊ β(π₯πΉ β 2)2 + (π¦πΉ β 1)2 = 1
2β9 + 16
βΊ β(π₯πΉ β 2)2 + (π¦πΉ β 1)2 = 1
2β25
βΊ (π₯πΉ β 2)2 + (π¦πΉ β 1)2 =1
4 . 25
βΊ π₯πΉ2 β 4π₯πΉ + 4 + π¦πΉ
2 β 2π¦πΉ + 1 =1
4 . 25
βΊ π₯πΉ2+π¦πΉ
2 β 4π₯πΉ β 2π¦πΉ + 5 =1
4 . 25
βΊ 4π₯πΉ2+4π¦πΉ
2 β 16π₯πΉ β 8π¦πΉ + 20 = 25
βΊ 4π₯πΉ2+4π¦πΉ
2 β 16π₯πΉ β 8π¦πΉ β 5 = 0
Jadi F adalah semua titik pada lingkaran 4π₯πΉ2+4π¦πΉ
2 β 16π₯πΉ β 8π¦πΉ β
5 = 0
6. Jika A = (1,3), B = (2,7), dan C = (-1,4) adalah titik-titik parallelogram
ABCD. Tentukan koordinat-koordinat titik D.
Jawab:
Menurut teorema 9.1 jika ABCD jajargenjang maka AB=CD dengan K
adalah titik tengah BC dan AD.
Karena K titik tengah BC maka πΎ = (π₯π΅+π₯πΆ
2,π¦π΅+π¦πΆ
2) = (
2β1
2,7+4
2) = (
1
2,11
2)
Karena K titik tengah AD maka πΎ = (π₯π΄+π₯π·
2,π¦π΄+π¦π·
2)
βΊ (1
2,11
2) = (
1 + π₯π·
2,3 + π¦π·
2)
βΊ1 + π₯π·
2=
1
2βΊ 1 + π₯π· = 1 βΊ π₯π· = 0
βΊ3 + π¦π·
2=
11
2βΊ 3 + π¦π· = 11 βΊ π¦π· = 8
Jadi koordinat D adalah (0,8).
7. Jika A(-2,4), B(h,3), C(3,0), dan D(5,k) adalah titik sudut jajargenjang
ABCD, tentukan h dan k.
Jawab:
Karena ABCD jajargenjang maka π΄π΅ = πΆπ· dan π΄π· = π΅πΆ
Dari π΄π΅ = πΆπ· menurut akibat teorema 9.1 diperoleh AB=CD maka
(π₯π΅
π¦π΅) β (
π₯π΄
π¦π΄) = (
π₯π·
π¦π·) β (
π₯πΆ
π¦πΆ)
βΊ (β3) β (
β24
) = (30) β (
5π) βΊ (
β + 2β1
) = (β2βπ
)
Sehingga diperoleh β + 2 = β2 βΊ β = β4 dan β π = β1 βΊ π = 1.
8. Jika A(-h,-k), B(5,-2β3), C(k,8β3) dan D(-9,h) adalah titik-titik sehingga
π΄π΅ = πΆπ· , tentukan h dan k.
Jawab:
Karena π΄π΅ = πΆπ· maka menurut akibat teorema 9.1 diperoleh AB=CD
sehingga
(π₯π΅
π¦π΅) β (
π₯π΄
π¦π΄) = (
π₯π·
π¦π·) β (
π₯πΆ
π¦πΆ) βΊ (
5 + β
β2β3 + π) = (
β9 β π
β β 8β3)
βΊ 5 + β = β9 β π βΊ β + π = β14 ... (1)
βΊ β2β3 + π = β β 8β3 βΊ β β π = 6β3 ...(2)
Dari (1) dan (2) diperoleh k = - 7 - 3β3 dan h = - 7 - 3β3.
9. Diantara relasi-relasi di bawah ini manakah yang termasuk relasi ekivalensi?
a. Kesejajaran pada himpunan semua garis.
b. Kekongruenan pada himpunan semua sudut.
c. Kesebangunan pada himpunan semua segitiga.
d. Kekongruenan antara bilangan-bilangan bulat modulo 3.
Jawab:
a. Relasi ekivalensi
b. Relasi ekivalensi
c. Relasi ekivalensi
d. Bukan relasi ekivalensi
e. Bukan relasi ekivalensi
10. Buktikan jika π΄π΅ = πΆπ· dan πΆπ· = πΈπΉ maka π΄π΅ = πΈπΉ dengan jalan
memisalkan π΄ = (π1, π2), π΅ = (π1, π2), πΆ = (0,0) πππ πΈ = (π1, π2).
Bukti:
Dari π΄π΅ = πΆπ· diperoleh AB = CD maka (π1
π2) β (
π1
π2) = (
π1
π2) β (
π1
π2)
βΊ (π1
π2) = (
π1 β π1 + 0π2 β π2 + 0
) = (π1 β π1
π2 β π2)
Dari πΆπ· = πΈπΉ diperoleh CD = EF maka (π1
π2) β (
π1
π2) = (
π1π2
) β (π1
π2)
βΊ (π1 β π1
π2 β π2) β (
00) = (
π1π2
) β (π1
π2)
βΊ (π1π2
) = (π1 β π1 + π1
π2 β π2 + π2)
Sehingga πΈπΉ = (π1 β π1 + π1
π2 β π2 + π2) β (
π1
π2) = (
π1 β π1
π2 β π2).
11. Jika A=(0,0), B=(1,-3), dan C=(5,7), tentukan:
a. D sehingga AD = 3 AB
b. E sehingga AE = 1
2π΅πΆ
c. F sehingga AF = -2 AB
Jawab:
a. D sehingga AD = 3 AB
β(π₯π· β π₯π΄)2 + (π¦π· β π¦π΄)2 = 3β(π₯π΅ β π₯π΄)2 + (π¦π΅ β π¦π΄)2
βΊ β(π₯π· + 0)2 + (π¦π· β 0)2 = 3β(1 β 0)2 + (β3 β 0)2
βΊ βπ₯π·2 + π¦π·
2 = 3β(1)2 + (β3)2
βΊ βπ₯π·2 + π¦π·
2 = 3β10
βΊ π₯π·2 + π¦π·
2 = 90
Jadi D adalah semua titik pada lingkaran π₯π·2 + π¦π·
2= 90
b. E sehingga AE = 1
2π΅πΆ
β(π₯πΈ β π₯π΄)2 + (π¦πΈ β π¦π΄)2 = 1
2β(π₯πΆ β π₯π΅)2 + (π¦πΆ β π¦π΅)2
βΊ β(π₯πΈ β 0)2 + (π¦πΈ β 0)2 = 1
2β(5 β 1)2 + (7 β (β3))2
βΊ βπ₯πΈ2 + π¦πΈ
2 = 1
2β(4)2 + (10)2
βΊ βπ₯πΈ2 + π¦πΈ
2 = 1
2β16 + 100
βΊ βπ₯πΈ2 + π¦πΈ
2 = 1
2β116
βΊ π₯πΈ2 + π¦πΈ
2 =1
4. 116
βΊ π₯πΈ2 + π¦πΈ
2 = 29
Jadi E adalah semua titik pada lingkaran π₯πΈ2 + π¦πΈ
2 = 29
c. F sehingga AF = -2 AB
β(π₯πΉ β π₯π΄)2 + (π¦πΉ β π¦π΄)2 = -2β(π₯π΅ β π₯π΄)2 + (π¦π΅ β π¦π΄)2
βΊ β(π₯πΉ β 0)2 + (π¦π· β 0)2 =-2β(1 β 0)2 + (β3 β 0)2
βΊ βπ₯πΉ2 + π¦πΉ
2 = β2β(1)2 + (β3)2
βΊ βπ₯πΉ2 + π¦πΉ
2 = 4β10
βΊ π₯πΉ2 + π¦πΉ
2 = 40
Jadi D adalah semua titik pada lingkaran π₯πΉ2 + π¦πΉ
2= 40
12. Jika π0 = (0,0), π1 = (π₯1, π¦1), π2 = (π₯2, π¦2) dan π3 = (π₯3, π¦3) sedangkan
k>0, tentukan:
a. P sehingga π0π = ππ0π1
b. P sehingga π1π = ππ1π2
c. Jika π3π = ππ1π2 maka π = [π₯3 + π(π₯2 β π₯1), π¦3 + π(π¦2 β π¦1)]
d. Apakah rumus tetap berlaku apabila k < 0?
Jawab:
a. P sehingga π0π = ππ0π1
Karena π0π = ππ0π1 maka menurut akibat teorema 9.1 diperoleh P0P =
kP0P1 sehingga (π₯π β π₯π0
π¦π β π¦π0) = π (
π₯π1β π₯π0
π¦π1β π¦π0
) βΊ (π₯π β 0
π¦π β 0) = π (
π₯1 β 0π¦1 β 0
)
βΊ (π₯π
π¦π) = (
ππ₯1
ππ¦1)
b. P sehingga π1π = ππ1π2
Karena π1π = ππ1π2 maka menurut akibat teorema 9.1 diperoleh
P1P=kP1P2 sehingga
(π₯π β π₯π1
π¦π β π¦π1) = π (
π₯π2βπ₯π1
π¦π2β π¦π1
) βΊ (π₯π β π₯1
π¦π β π¦1) = π (
π₯2 β π₯1
π¦2 β π¦1)
βΊ π₯π β π₯1 = ππ₯2 β ππ₯1 βΊ π₯π = ππ₯2 β (π β 1)π₯1
βΊ π¦π β π¦1 = ππ¦2 β ππ¦1 βΊ π¦π = ππ¦2 β (πβ1)π¦1
Jadi π = (ππ₯2 β (π β 1)π₯1, ππ¦2 β (πβ1)π¦1)
c. Jika π3π = ππ1π2 maka π = [π₯3 + π(π₯2 β π₯1), π¦3 + π(π¦2 β π¦1)]
Karena π3π = ππ1π2 maka menurut akibat teorema 9.1 diperoleh
P3P=kP1P2 sehingga
(π₯π β π₯π3
π¦π β π¦π3) = π (
π₯π2βπ₯π1
π¦π2β π¦π1
) βΊ (π₯π β π₯3
π¦π β π¦3) = π (
π₯2 β π₯1
π¦2 β π¦1)
βΊ π₯π β π₯3 = ππ₯2 β ππ₯1 βΊ π₯π = π(π₯2 β π₯1) + π₯3
βΊ π¦π β π¦3 = ππ¦2 β ππ¦1 βΊ π¦π = π(π¦2 β π¦1) + π¦3
Jadi π = (π(π₯2 β π₯1) + π₯3, π(π¦2 β π¦1) + π¦3)
d. Apakah rumus tetap berlaku apabila k < 0?
rumus tetap berlaku tetapi arahnya berlawanan.
13. Jika A = (0,0), B = (1,3), C = (-2,5), dan D = (4,-2) titik-titik diketahui,
gunakan hasil pada soal nomor 12, untuk menentukan koordinat-koordinat
titik-titik berikut:
a. P sehingga π΄π = 4 π΄πΆ
b. R sehingga π΅π =1
2π΅πΆ
c. S sehingga π·π = 3π΅πΆ
d. T sehingga πΆπ = β2π·π΅
Jawab:
a. P sehingga π΄π = 4 π΄πΆ
Karena π΄π = 4 π΄πΆ maka π΄π = 4π΄πΆ sehingga π β π΄ = 4(πΆ β π΄)
Diperoleh (π₯π β π₯π΄
π¦π β π¦π΄) = 4 (
π₯πΆ β π₯π΄
π¦πΆ β π¦π΄) βΊ (
π₯π
π¦π) = 4 (
β2 β 05 β 0
) + (00)
βΊ (π₯π
π¦π) = (
β820
)
Jadi koordinat P = (-8,20).
b. R sehingga π΅π =1
2π΅πΆ
Karena π΅π =1
2π΅πΆ maka BR=
1
2 BC sehingga R β B =
1
2 (πΆ β π΅)
Diperoleh (π₯π β π₯π΅
π¦π β π¦π΅) =
1
2 (π₯πΆ β π₯π΅
π¦πΆ β π¦π΅) βΊ (
π₯π β 1π¦π β 3
) =1
2 (β2 β 15 β 3
)
βΊ π₯π β 1 =β3
2βΊ π₯π =
β1
2
βΊ π¦π β 3 = 1 βΊ π¦π = 4
Jadi koordinat R = (β1
2, 4).
c. S sehingga π·π = 3π΅πΆ
Karena π·π = 3π΅πΆ maka S β D = 3 (C β B)
Diperoleh (π₯π β π₯π·
π¦π β π¦π·) = 3 (
π₯πΆ β π₯π΅
π¦πΆ β π¦π΅) βΊ (
π₯π β 4π¦π β (β2)
) = 3 (β2 β 15 β 3
)
βΊ π₯π β 4 = β9 βΊ π₯π = β5
βΊ π¦π + 2 = 6 βΊ π¦π = 4
Jadi koordinat S = (β5,4).
d. T sehingga πΆπ = β2π·π΅
Karena πΆπ = β2π·π΅ maka T β C = -2 ( B β D )
Diperoleh (π₯π β π₯πΆ
π¦π β π¦πΆ) = β2(
π₯π΅ β π₯π·
π¦π΅ β π¦π·) βΊ (
π₯π β (β2)π¦π β 5
) =
β2(1 β 4
3 β (β2))
βΊ π₯π + 2 = 6 βΊ π₯π = 4
βΊ π¦π β 5 = β10 βΊ π¦π = β5
Jadi koordinat R = (4,β5).
14. Diketahui garis-garis g dan h yang sejajar. Titik π β π sedangkan titik π
tidak pada g maupun h.
a. Lukislah Pβ=MhMg(P) dan Qβ=MhMg(Q)
b. Buktikan bahwa ππβ² = ππβ²
Jawab:
a. Gambar Pβ=MhMg(P) dan Qβ=MhMg(Q)
b. Bukti bahwa ππβ² = ππβ²
15. Diketahui garis-garis u dan v yang sejajar; ada titik-titik Z dan W tidak pada
garis-garis itu.
a. Lukislah Zβ=MvMu(Z) dan Wβ=MvMu(W)
b. Buktikan bahwa ππβ² = ππβ²
Jawab:
a. Gambar Zβ=MvMu(Z) dan Wβ=MvMu(W)
b. Bukti bahwa ππβ² = ππβ²
16. Diketahui garis g dan lingkaran-lingkaran L1 dan L2; garis itu tidak
memotong lingkaran-lingkaran. Dengan memperhatikan Mg(L1), tentukan
Mg(Q)
h
g P
Pβ
Qβ
Q
Zβ
u
v
Z Wβ
W
Mu(Z)
Mu(W)
semua titik X pada g sehingga β πππ΄ β β πππ΅ dengan π΄ β πΏ1, π΅ β πΏ2
sedangkan ππ΄ dan ππ΅ adalah garis-garis singgung.
Jawab:
17. Diketahui garis g dan lingkaran-lingkaran L1 dan L2. Garis tidak memotong
L1 maupun L2. Gunakna sebuah transformasi untuk melukis sebuah bujur
sangkar yang dua titik sudutnya terletak pada g, satu titik sudut ada pada L1
dan titik sudut yang keempat ada pada L2.
Jawab: