Pembuktian teorema lima lingkaran

download Pembuktian teorema lima lingkaran

of 16

  • date post

    23-Jun-2015
  • Category

    Education

  • view

    3.257
  • download

    11

Embed Size (px)

Transcript of Pembuktian teorema lima lingkaran

  • 1. Pembuktian Teorema Lima Lingkaran Rahma Siska Utari 0 Pembuktian Teorema Lima Lingkaran Oleh Rahma Siska Utari

2. Pembuktian Teorema Lima Lingkaran Rahma Siska Utari 1 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Matematika merupakan studi tentang struktur, ruang dan perubahan. Ilmu tentang ruang berawal dari geometri, yaitu bagian matematika yang berkenaan dengan ukuran, bentuk dan posisi relative benda dengan beranekaragam ruang. Geometri adalah satu dari ilmu pengetahuan tertua. Sebuah tubuh pengetahuan praktis berkenaan dengan panjang, wilayah dan volume. Di bidang geometri dikenal sebuah kaidah yaitu Five Circles Theorem (Teorema Lima Lingkaran) yang dikemukakan oleh seorang matematikawan Prancis bernama Auguste Miquel dan dipublikasikan pada Journal de Mathematiques Pures et Appliquees (Liouville s Journal) Tome Troisieme pada tahun 1838. Pada Teorema Lima Lingkaran tersebut dinyatakan bahwa suatu lingkaran dapat dibentuk dari suatu segilima (pentagon) yang tidak beraturan. Tentu saja teorema ini sangat menarik, selain itu teorema lima lingkaran ini juga dapat memberikan suatu ilmu baru, khususnya bagi penulis untuk mengetahui bagaimana cara menggambar lingkaran dari sebuah segilima tidak beraturan. 1.2 Rumusan Masalah . Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah Bagaimana membuktikan Teorema Lima Lingkaran dengan menggunakan konsep bangun datar yaitu pentagon, pentagram, segiempat tali busur, lingkaran serta sifat sifat dan hubungan antar sudut dalam lingkaran ? 1.3 Tujuan Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah Untuk mengetahui pembuktian Teorema Lima Lingkaran menggunakan konsep bangun datar yaitu 3. Pembuktian Teorema Lima Lingkaran Rahma Siska Utari 2 pentagon, pentagram, segiempat tali busur dan lingkaran serta sifat sifat dan hubungan antar sudut dalam lingkaran. 1.4 Manfaat Adapun manfaat yang penulis harapkan dari makalah ini : Teman teman mahasiswa, untuk menambah wawasan dan materi baru tentang teorema lima lingkaran. Siswa, sebagai materi pengayaan untuk sekolah menengah agar dapat memperluas pengetahuan siswa mengenai bangun datar serta dapat melatih siswa berpikir kreatif. 2. MATERI PENUNJANG 2.1 Definisi Pentagon Dalam geometri, pentagon atau segi lima adalah semua segi banyak yang bersisi lima. 2.2 Definisi Pentagram Pentagram terkadang dikenal sebagai pentalpha atau pentangle atau segilima bintang adalah bentuk dari sebuah bintang bersisi lima (pentagon) yang digambar dari perpanjangan lima garis lurus masing masing sisi pentagon. A B C DE Gambar 1. Pentagon 4. Pembuktian Teorema Lima Lingkaran Rahma Siska Utari 3 2.3 Lingkaran i. Definisi Lingkaran Lingkaran adalah kurva tertutup sederhana yang merupakan tempat kedudukan titik-titik yang berjarak sama terhadap suatu titik tertentu. Jarak yang sama tersebut disebut jari-jari lingkaran dan titik tertentu disebut pusat lingkaran. ii. Bagian-bagian Lingkaran iii. Lingkaran Luar Segitiga Lingkaran luar suatu segitiga adalah suatu lingkaran yang melalui semua titik sudut segitiga dan berpusat di titik potong ketiga garis sumbu sisi-sisi segitiga. Gambar di atas menunjukkan lingkaran luar ABC dengan pusat O. OA = OB = OC adalah jari-jari lingkaran dan OP = OQ = OR adalah garis sumbu sisi-sisi segitiga. A C B OO P QR Gambar 3. Lingkaran Luar Segitiga Keterangan gambar : O = Pusat Lingkaran OA = OB = OC = Jari jari Lingkaran BC = Diameter Lingkaran AC = Tali Busur OD = Apotema Daerah ACE = tembereng Daerah AOB = Juring Gambar 2. Bagian bagian Lingkaran E 5. Pembuktian Teorema Lima Lingkaran Rahma Siska Utari 4 2.4 Segiempat i. Definisi Segiempat Segiempat adalah bangun datar yang dibentuk dengan menghubungkan empat buah titik yang tidak segaris. Ada enam macam bangun datar segi empat, yaitu persegi panjang, belah ketupat, persegi, layang-layang, jajargenjang, trapesium. ii. Segiempat Siklis Segi empat siklis (segi empat tali busur) adalah segi empat yang terletak dalam lingkaran, dimana tiap sudutnya menyinggung lingkaran sedemikian hingga jumlah dua buah sudut yang berhadapan pada segi empat siklis (segi empat tali busur) adalah 180o . Sebaliknya, jika dua buah sudut yang berhadapan pada suatu segiempat berjumlah 180o , maka segiempat tersebut adalah segi empat tali busur. < CDE = < ABC < CDE + < ADC = 180o < ADC + . B... >. C... >.D... >. A ... >. Gambar 5. Titik - Titik Concyclic B C A D Gambar 4.Sudut segiempat tali busur 6. Pembuktian Teorema Lima Lingkaran Rahma Siska Utari 5 Sebuah poligon (segi banyak) yang memiliki lingkaran-luar disebut poligon siklik (kadang-kadang poligon concyclic). Untuk poligon siklik dengan jumlah sisi ganjil, semua sudut sama jika dan hanya jika poligon tidak beraturan. Sebuah poligon siklik dengan jumlah sisi n memiliki sudut sama jika dan hanya jika sisi alternatif sama (yaitu, sisi 1, 3, 5, ... adalah sama, dan sisi 2, 4, 6, ... adalah sama). 2.6 Sudut i. Sudut keliling yang menghadap busur yang sama Dari gambar diatas, diperoleh: QOR merupakan sudut pusat lingkaran yang menghadap busur QR. QTR merupakan sudut keliling lingkaran yang menghadap ke busur QPR merupakan sudut keliling lingkaran yang menghadap ke busur QSR merupakan sudut keliling lingkaran yang menghadap ke Jadi, dapat disimpulkan bahwa semua sudut keliling yang menghadap busur yang sama memiliki ukuran sudut/besar sudut yang sama. 7. Pembuktian Teorema Lima Lingkaran Rahma Siska Utari 6 ii.Sudut Pelengkap Sudut pelengkap adalah pasangan sudut yang jika dijumlahkan hasilnya 180o . Jadi pasangan dari sudut xo adalah sudut (180 - x)o . 3. MATERI POKOK Isi dari makalah ini untuk membuktikan Teorema Lima Lingkaran. Adapun bunyi dari Teorema Lima Lingkaran adalah Teorema Lima Lingkaran : Diberikan segilima ABCDE sebarang yang perpanjangan sisi sisinya berpotongan di titik F, G, H, I dan J, membentuk pentagram. Dapat dibentuk lingkaran dari segitiga AFB, BGC, PJK, DIE, dan EJA. Sehingga ada lima titik baru K, L, M, N, P yang dihasilkan dari perpotongan dua lingkaran. Akan dibuktikan bahwa titik K, L, M, N dan P concyclic. Bukti : Gambar 6. Teorema Lima Lingkaran 8. Pembuktian Teorema Lima Lingkaran Rahma Siska Utari 7 Langkah Langkah Pembuktian : No Gambar Penjelasan 1. Diberikan pentagon ABCDE 2. Perpanjangan sisi sisi pentagon akan berpotongan di titik F, G, H, I dan J membentuk pentagram. 3. Akan terbentuk circumcircle atau lingkaran luar dari sisi sisi pentagon. Pentagon 9. Pembuktian Teorema Lima Lingkaran Rahma Siska Utari 8 4. Terdapat titik baru K, L, M, N, P yang merupakan perpotongan dua circumcircles. Akan dibuktikan bahwa titik K, L, M, N dan P concyclic. 5. Akan dibuktikan = 1 = 2 = 3 DEIM adalah segiempat tali busur. Berdasarkan sifat sudut segiempat tali busur bahwa sudut yang berhadapan berjumlah 180o . MIE = MIE + EDM = 180o EDM = 180o - MIE EDM = 180o ... (1) Perhatikan MNE = MIE Karena MNE menghadap busur yang sama dengan MIE yaitu busur EM, berdasarkan sifat sudut keliling bahwa sudut keliling yang menghadap busur yang sama memiliki ukuran sudut/besar sudut yang sama, maka MNE = MIE 10. Pembuktian Teorema Lima Lingkaran Rahma Siska Utari 9 Sehingga 1= ...(2) Perhatikan MDH dan EDM merupakan sudut berpelurus. MDH = 2 Dengan mensubstitusi Persamaan 1, didapat MDH + EDM = 180o MDH = 180o - EDM 2 = 180o (180o ) 2 = ... (3) Karena MCH menghadap busur yang sama dengan MDH yaitu busur MH. Maka MCH = MDH MCH= 3 2 = 3 ... (4) Berdasarkan persamaan 2, 3 dan 4 maka terbukti = 1 = 2 = 3 11. Pembuktian Teorema Lima Lingkaran Rahma Siska Utari 10 6. Perhatikan MCF dan MCH adalah sudut berpelurus MCF + MCH = 180o MCF + 3 = 180o karena = 3 MCF = 180o - Sehingga FCMI adalah segiempat siklis atau segiempat tali busur, dengan kata lain titik F, C, M, I concyclic. 7. Akan dibuktikan = 1 = 2 ABKF adalah segiempat tali busur. Berdasarkan sifat sudut segiempat tali busur bahwa sudut yang berhadapan berjumlah 180o . diberikan AFK = AFK + KBA= 180o KBA = 180o - AFK KBA = 180o ... (1) KBA dan GBK merupakan sudut berpelurus. GBK = 1 GBK + KBA= 180o GBK = 180o - KBA 1 = 180o (180o ) 1 = ... (2) Karena GBK menghadap busur yang sama dengan KCG yaitu busur 12. Pembuktian Teorema Lima Lingkaran Rahma Siska Utari 11 KG Maka GBK = KCG KCG = 1 1 = 2 ... (3) Berdasarkan persamaan 2 dan 3 maka terbukti = 1 = 2 . 8. Perhatikan GCK dan IHK adalah sudut berpelurus GCK + IHK = 180o GCK+ 1 = 180o karena = 1 MCF = 180o - Sehingga FKCI adalah segiempat siklis atau segiempat tali busur, dengan kata lain titik F, K, C, I concyclic. 9. Akan dibuktikan bahwa = 4 FKMI adalah segiempat tali busur, karena segi empat FKMI yang terletak dalam lingkaran, dimana tiap sudutnya menyinggung lingkaran. Berdasarkan sifat sudut segiempat tali busur bahwa sudut yang berhadapan berjumlah 180o . FIM = FIM + MKF = 180o MKF = 180o - FIM MKF = 180o ... (1) MKF dan 4 13. Pembuktian Teorema Lima Lingkaran Rahma Siska Utari 12 merupakan sudut berpelurus. MKF + 4= 180o 180o = 180o - 4 = 4 10. Akan dibuktikan = 1 = 2 AENP adalah segiempat tali busur. Berdasarkan sifat sudut segiempat tali busur bahwa sudut yang berhadapan berjumlah 180o . diberikan ENP = ENP + PAE = 180o PAE = 180o - ENP PAE = 180o ... (1) PAE dan FAP merupakan sudut berpelurus. FAP = 1 PAE + FAP = 180o FAP = 180o - PAE 1 = 180o (180o ) 1 = ... (2) Karena FAP menghadap busur yang sama dengan FKP = 2 Maka FAP = FKP FAP = 1 1 = 2 ... (3) Berdasarkan persamaan 2 dan 3 maka terbukti = 1 = 2 . 14. Pembuktian Teorema Lima Lingkaran Rahma Siska Utari 13 11. Perhatikan PKM dan 4+ 2 adalah sudut berpelurus PKM = 180o ( 4+ 2) dan 1+ Berdasarkan langkah (8) dan (9) didapat bahwa = 4 dan = 2 Sehingga KMNP adalah segiempat siklis atau segiempat tali busur, dengan kata lain titik K, M, N, P concyclic. 12. Titik K, M, N, P concyclic. Maka titik L yang terletak pada lingkaran yang sama juga concyclic. Dengan demikian titik K, L, M, N concyclic dan teorema lima lingkaran terbukti. 4. PENUTUP Dari p