Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang...

69
Permukaan Parameterisasi dan Bentuk Dasar Pertama Wono Setya Budhi Januari, 2014 KK Analisis Geometri, FMIPA-ITB 1 / 31 Permukaan N

Transcript of Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang...

Page 1: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

PermukaanParameterisasi dan Bentuk Dasar Pertama

Wono Setya Budhi

Januari, 2014

KK Analisis Geometri, FMIPA-ITB

1 / 31Permukaan

N

Page 2: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan: Selinder

1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkunganlingkaran,

x (u, v0) = (cos u, sin u, v0)

lingkaran pada tinggi z = v0

2

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

0.0

0.5

1.0

2 / 31Permukaan

N

Page 3: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan: Selinder

1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkunganlingkaran,

x (u, v0) = (cos u, sin u, v0)

lingkaran pada tinggi z = v0

2

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

0.0

0.5

1.0

2 / 31Permukaan

N

Page 4: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan: Selinder

1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkunganlingkaran x (u, v) = (cos u, sin u, v)

2

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

0.0

0.5

1.0

3 / 31Permukaan

N

Page 5: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan: Selinder

1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkunganlingkaran x (u, v) = (cos u, sin u, v)

2

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

0.0

0.5

1.0

3 / 31Permukaan

N

Page 6: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan: Selinder

1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan garis-garis tegakx (u0, v) = (cos u0, sin u0, v)

2

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

0.0

0.5

1.0

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

0.0

0.5

1.0

4 / 31Permukaan

N

Page 7: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan: Selinder

1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan garis-garis tegakx (u0, v) = (cos u0, sin u0, v)

2

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

0.0

0.5

1.0

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

0.0

0.5

1.0

4 / 31Permukaan

N

Page 8: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan: Bola

1 Koordinat bola

2

x = r cos θ sin ϕ, y = r sin θ sin ϕ, z = r cos ϕ

5 / 31Permukaan

N

Page 9: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan: Bola

1 Koordinat bola

2

x = r cos θ sin ϕ, y = r sin θ sin ϕ, z = r cos ϕ

5 / 31Permukaan

N

Page 10: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan: Bola

1 Koordinat bola x = r cos θ sin ϕ, y = r sin θ sin ϕ, z = r cos ϕ

2 x (θ, ϕ0) = (r cos θ sin ϕ0, r sin θ sin ϕ0, z = r cos ϕ0)

6 / 31Permukaan

N

Page 11: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan: Bola

1 Koordinat bola x = r cos θ sin ϕ, y = r sin θ sin ϕ, z = r cos ϕ

2 x (θ, ϕ0) = (r cos θ sin ϕ0, r sin θ sin ϕ0, z = r cos ϕ0)

6 / 31Permukaan

N

Page 12: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan: Bola

1 Koordinat bola x = r cos θ sin ϕ, y = r sin θ sin ϕ, z = r cos ϕdengan 0 ≤ θ ≤ 2π dan 0 ≤ ϕ ≤ π

7 / 31Permukaan

N

Page 13: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan: Bola

1 Koordinat bola x = r cos θ sin ϕ, y = r sin θ sin ϕ, z = r cos ϕdengan 0 ≤ θ ≤ 2π dan 0 ≤ ϕ ≤ π

2 x (θ0, ϕ) = (r cos θ0 sin ϕ, r sin θ0 sin ϕ, r cos ϕ)

8 / 31Permukaan

N

Page 14: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan: Bola

1 Koordinat bola x = r cos θ sin ϕ, y = r sin θ sin ϕ, z = r cos ϕdengan 0 ≤ θ ≤ 2π dan 0 ≤ ϕ ≤ π

2 x (θ0, ϕ) = (r cos θ0 sin ϕ, r sin θ0 sin ϕ, r cos ϕ)

8 / 31Permukaan

N

Page 15: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan

Definition

Misalkan diketahui pemetaan regular

x : U ⊂ R2 → M ⊂ R3

satu satu dan C3 dengan xu × xv 6= 0 di himpunan buka U.

Himpunan terhubung M disebut permukaan jika setiap titiknyamempunyai lingkungan yang diparameterkan secara regular.

1 Perhatikan bahwa x (u, v) ∈ R3 dan xu turunan x terhadap u danxv turunan . . .

2 Jika v = v0 konstan, maka x (u, v0) disebut lengkungan u.

3 Jika u = u0 konstan, maka . . .

9 / 31Permukaan

N

Page 16: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan

Definition

Misalkan diketahui pemetaan regular

x : U ⊂ R2 → M ⊂ R3

satu satu dan C3 dengan xu × xv 6= 0 di himpunan buka U.

Himpunan terhubung M disebut permukaan jika setiap titiknyamempunyai lingkungan yang diparameterkan secara regular.

1 Perhatikan bahwa x (u, v) ∈ R3 dan xu turunan x terhadap u danxv turunan . . .

2 Jika v = v0 konstan, maka x (u, v0) disebut lengkungan u.

3 Jika u = u0 konstan, maka . . .

9 / 31Permukaan

N

Page 17: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan

Definition

Misalkan diketahui pemetaan regular

x : U ⊂ R2 → M ⊂ R3

satu satu dan C3 dengan xu × xv 6= 0 di himpunan buka U.

Himpunan terhubung M disebut permukaan jika setiap titiknyamempunyai lingkungan yang diparameterkan secara regular.

1 Perhatikan bahwa x (u, v) ∈ R3 dan xu turunan x terhadap u danxv turunan . . .

2 Jika v = v0 konstan, maka x (u, v0) disebut lengkungan u.

3 Jika u = u0 konstan, maka . . .

9 / 31Permukaan

N

Page 18: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan

Definition

Misalkan diketahui pemetaan regular

x : U ⊂ R2 → M ⊂ R3

satu satu dan C3 dengan xu × xv 6= 0 di himpunan buka U.

Himpunan terhubung M disebut permukaan jika setiap titiknyamempunyai lingkungan yang diparameterkan secara regular.

1 Perhatikan bahwa x (u, v) ∈ R3 dan xu turunan x terhadap u danxv turunan . . .

2 Jika v = v0 konstan, maka x (u, v0) disebut lengkungan u.

3 Jika u = u0 konstan, maka . . .

9 / 31Permukaan

N

Page 19: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan

Definition

Misalkan diketahui pemetaan regular

x : U ⊂ R2 → M ⊂ R3

satu satu dan C3 dengan xu × xv 6= 0 di himpunan buka U.

Himpunan terhubung M disebut permukaan jika setiap titiknyamempunyai lingkungan yang diparameterkan secara regular.

1 Perhatikan bahwa x (u, v) ∈ R3 dan xu turunan x terhadap u danxv turunan . . .

2 Jika v = v0 konstan, maka x (u, v0) disebut lengkungan u.

3 Jika u = u0 konstan, maka . . .9 / 31

Permukaan

N

Page 20: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan

1 Perhatikan bahwa x (u, v) ∈ R3 dan xu turunan x terhadap u danxv turunan . . .

2 Dalam hal ini xu adalah vektor singgung terhadap lengkungan v

3 Sedangkan xv adalah . . .

4

10 / 31Permukaan

N

Page 21: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan

1 Perhatikan bahwa x (u, v) ∈ R3 dan xu turunan x terhadap u danxv turunan . . .

2 Dalam hal ini xu adalah vektor singgung terhadap lengkungan v

3 Sedangkan xv adalah . . .

4

10 / 31Permukaan

N

Page 22: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan

1 Perhatikan bahwa x (u, v) ∈ R3 dan xu turunan x terhadap u danxv turunan . . .

2 Dalam hal ini xu adalah vektor singgung terhadap lengkungan v

3 Sedangkan xv adalah . . .

4

10 / 31Permukaan

N

Page 23: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan

1 Perhatikan bahwa x (u, v) ∈ R3 dan xu turunan x terhadap u danxv turunan . . .

2 Dalam hal ini xu adalah vektor singgung terhadap lengkungan v

3 Sedangkan xv adalah . . .

4

10 / 31Permukaan

N

Page 24: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Helix

1 Kita sudah mengenal helix α (t) = (cos t, sin t, bt) sedangkanhelicoid mempunyai persamaan

x (u, v) = (u cos v , u sin v , bv)

2 Lengkungan v yaitu x (u0, v)

11 / 31Permukaan

N

Page 25: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Helix

1 Kita sudah mengenal helix α (t) = (cos t, sin t, bt) sedangkanhelicoid mempunyai persamaan

x (u, v) = (u cos v , u sin v , bv)

2 Lengkungan v yaitu x (u0, v)

11 / 31Permukaan

N

Page 26: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Helix

1 Kita sudah mengenal helix α (t) = (cos t, sin t, bt) sedangkanhelicoid mempunyai persamaan

x (u, v) = (u cos v , u sin v , bv)

2 Lengkungan u yaitu x (u, v0)

3 Ujilah bahwa xu × xv 6= 0.

12 / 31Permukaan

N

Page 27: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Helix

1 Kita sudah mengenal helix α (t) = (cos t, sin t, bt) sedangkanhelicoid mempunyai persamaan

x (u, v) = (u cos v , u sin v , bv)

2 Lengkungan u yaitu x (u, v0)

3 Ujilah bahwa xu × xv 6= 0.

12 / 31Permukaan

N

Page 28: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Helix

1 Kita sudah mengenal helix α (t) = (cos t, sin t, bt) sedangkanhelicoid mempunyai persamaan

x (u, v) = (u cos v , u sin v , bv)

2 Lengkungan u yaitu x (u, v0)

3 Ujilah bahwa xu × xv 6= 0.

12 / 31Permukaan

N

Page 29: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Torus

1

2

x (u, v) = ((a+ b cos u) cos v , (a+ b cos u) sin v , b sin u)

dengan 0 ≤ u, v ≤ 2π.

13 / 31Permukaan

N

Page 30: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Torus

1

2

x (u, v) = ((a+ b cos u) cos v , (a+ b cos u) sin v , b sin u)

dengan 0 ≤ u, v ≤ 2π.

13 / 31Permukaan

N

Page 31: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Torus

1

x (u, v) = ((a+ b cos u) cos v , (a+ b cos u) sin v , b sin u)

dengan 0 ≤ u, v ≤ 2π.

2 Lengkungan v

14 / 31Permukaan

N

Page 32: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Torus

1

x (u, v) = ((a+ b cos u) cos v , (a+ b cos u) sin v , b sin u)

dengan 0 ≤ u, v ≤ 2π.

2 Lengkungan v

14 / 31Permukaan

N

Page 33: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Torus

1 x (u, v) = ((a+ b cos u) cos v , (a+ b cos u) sin v , b sin u) dengan0 ≤ u, v ≤ 2π.

2 Lengkungan u

15 / 31Permukaan

N

Page 34: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Torus

1 x (u, v) = ((a+ b cos u) cos v , (a+ b cos u) sin v , b sin u) dengan0 ≤ u, v ≤ 2π.

2 Lengkungan u

15 / 31Permukaan

N

Page 35: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : BendaPutar

1 Misalkan α (u) = (0, f (u) , g (u)) , u ∈ I , lengkungan di bidang yzdengan f (u) > 0, diputar terhadap sumbu z

2 Parameternya

x (u, v) = (f (u) cos v , f (u) sin v , g (u))

dengan 0 ≤ v ≤ 2π, u ∈ I .

3

16 / 31Permukaan

N

Page 36: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : BendaPutar

1 Misalkan α (u) = (0, f (u) , g (u)) , u ∈ I , lengkungan di bidang yzdengan f (u) > 0, diputar terhadap sumbu z

2 Parameternya

x (u, v) = (f (u) cos v , f (u) sin v , g (u))

dengan 0 ≤ v ≤ 2π, u ∈ I .

3

16 / 31Permukaan

N

Page 37: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : BendaPutar

1 Misalkan α (u) = (0, f (u) , g (u)) , u ∈ I , lengkungan di bidang yzdengan f (u) > 0, diputar terhadap sumbu z

2 Parameternya

x (u, v) = (f (u) cos v , f (u) sin v , g (u))

dengan 0 ≤ v ≤ 2π, u ∈ I .

3

16 / 31Permukaan

N

Page 38: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : BendaPutar

1 Misalkan α (u) =(0, sin u, cos u + ln tan u

2

), u ∈ I , lengkungan di

bidang yz dengan π2 ≤ u < π

2

17 / 31Permukaan

N

Page 39: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : BendaPutar

1 Misalkan α (u) =(0, sin u, cos u + ln tan u

2

), u ∈ I , lengkungan di

bidang yz dengan π2 ≤ u < π

2

17 / 31Permukaan

N

Page 40: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : BendaPutar

1 Misalkan α (u) =(0, sin u, cos u + ln tan u

2

), u ∈ I , lengkungan di

bidang yz dengan π2 ≤ u < π

2 x (u, v) =(sin u cos v , sin sin v , cos u + ln tan u

2

)

18 / 31Permukaan

N

Page 41: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : BendaPutar

1 Misalkan α (u) =(0, sin u, cos u + ln tan u

2

), u ∈ I , lengkungan di

bidang yz dengan π2 ≤ u < π

2 x (u, v) =(sin u cos v , sin sin v , cos u + ln tan u

2

)

18 / 31Permukaan

N

Page 42: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Torus se-bagai benda putar

1

19 / 31Permukaan

N

Page 43: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Bola,Stereoprojection

20 / 31Permukaan

N

Page 44: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : HasilFungsi

1 Misalkan kita mempunyai fungsi dua variabel f (x , y) dengan(x , y) ∈ Df dan permukaan

{(x , y , f (x , y)) : (x , y) ∈ Df }

21 / 31Permukaan

N

Page 45: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Ruled Sur-face

1 Misalkan α, β dua lengkungan dengan β′ (u) 6= 0. Permukaan

x (u, v) = α (u) + vβ (u)

2 Jika β (u) konstan, maka hasilnya adalah selinder.

3 Misalkan α (u) = (2 cos u, sin u, 0) dan β (u) = (0, 1, 1)

22 / 31Permukaan

N

Page 46: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Ruled Sur-face

1 Misalkan α, β dua lengkungan dengan β′ (u) 6= 0. Permukaan

x (u, v) = α (u) + vβ (u)

2 Jika β (u) konstan, maka hasilnya adalah selinder.

3 Misalkan α (u) = (2 cos u, sin u, 0) dan β (u) = (0, 1, 1)

22 / 31Permukaan

N

Page 47: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Ruled Sur-face

1 Misalkan α, β dua lengkungan dengan β′ (u) 6= 0. Permukaan

x (u, v) = α (u) + vβ (u)

2 Jika β (u) konstan, maka hasilnya adalah selinder.

3 Misalkan α (u) = (2 cos u, sin u, 0) dan β (u) = (0, 1, 1)

22 / 31Permukaan

N

Page 48: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Ruled Sur-face

1 Misalkan α, β dua lengkungan dengan β′ (u) 6= 0. Permukaan

x (u, v) = α (u) + vβ (u)

2 Jika β (u) konstan, maka hasilnya adalah selinder.

3 Misalkan α (u) = (2 cos u, sin u, u) dan β (u) = (0, 1, 1)

23 / 31Permukaan

N

Page 49: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Ruled Sur-face

1 Misalkan α, β dua lengkungan dengan β′ (u) 6= 0. Permukaan

x (u, v) = α (u) + vβ (u)

2 Jika β (u) konstan, maka hasilnya adalah selinder.

3 Misalkan α (u) = (2 cos u, sin u, u) dan β (u) = (0, 1, 1)

23 / 31Permukaan

N

Page 50: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Parameterisasi Permukaan : Ruled Sur-face

1 Misalkan α, β dua lengkungan dengan β′ (u) 6= 0. Permukaan

x (u, v) = α (u) + vβ (u)

2 Jika β (u) konstan, maka hasilnya adalah selinder.

3 Misalkan α (u) = (2 cos u, sin u, u) dan β (u) = (0, 1, 1)

23 / 31Permukaan

N

Page 51: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Vektor Normal Permukaan

1 Misalkan x (u, v) suatu permukaan

2 Selanjutnya, vektor

n =xu × xv‖xu × xv‖

merupakan vektor normal yang tegak lurus terhadap bidangsinggung.

24 / 31Permukaan

N

Page 52: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Vektor Normal Permukaan

1 Misalkan x (u, v) suatu permukaan

2 Selanjutnya, vektor

n =xu × xv‖xu × xv‖

merupakan vektor normal yang tegak lurus terhadap bidangsinggung.

24 / 31Permukaan

N

Page 53: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Hasil Kali Dalam pada Permukaan

1 Misalkan α (t) = (u (t) , v (t)) lengkungan di bidang uv , makaβ (t) = x (u (t) , v (t)) lengkungan pada permukaan.

2 Panjang lengkungan di permukaan dapat dihitung sebagai∫ ba ‖β

′ (t)‖ dt dengan aturan rantai diperoleh

β′ (t) = xu (u, v) u′ (t) + xv (u, v) v

′ (t) = u′ (t) xu + v ′ (t) xv

dan

3 ∥∥β′ (t)∥∥2 = β′ (t) · β′ (t)

=(u′ (t) xu + v ′ (t) xv

)·(u′ (t) xu + v ′ (t) xv

)= u′ (t)2 xu · xu + 2u′ (t) v ′ (t) xu · xv + v ′ (t)2 xv · xv

25 / 31Permukaan

N

Page 54: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Hasil Kali Dalam pada Permukaan

1 Misalkan α (t) = (u (t) , v (t)) lengkungan di bidang uv , makaβ (t) = x (u (t) , v (t)) lengkungan pada permukaan.

2 Panjang lengkungan di permukaan dapat dihitung sebagai∫ ba ‖β

′ (t)‖ dt dengan aturan rantai diperoleh

β′ (t) = xu (u, v) u′ (t) + xv (u, v) v

′ (t) = u′ (t) xu + v ′ (t) xv

dan

3 ∥∥β′ (t)∥∥2 = β′ (t) · β′ (t)

=(u′ (t) xu + v ′ (t) xv

)·(u′ (t) xu + v ′ (t) xv

)= u′ (t)2 xu · xu + 2u′ (t) v ′ (t) xu · xv + v ′ (t)2 xv · xv

25 / 31Permukaan

N

Page 55: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Hasil Kali Dalam pada Permukaan

1 Misalkan α (t) = (u (t) , v (t)) lengkungan di bidang uv , makaβ (t) = x (u (t) , v (t)) lengkungan pada permukaan.

2 Panjang lengkungan di permukaan dapat dihitung sebagai∫ ba ‖β

′ (t)‖ dt dengan aturan rantai diperoleh

β′ (t) = xu (u, v) u′ (t) + xv (u, v) v

′ (t) = u′ (t) xu + v ′ (t) xv

dan

3 ∥∥β′ (t)∥∥2 = β′ (t) · β′ (t)

=(u′ (t) xu + v ′ (t) xv

)·(u′ (t) xu + v ′ (t) xv

)= u′ (t)2 xu · xu + 2u′ (t) v ′ (t) xu · xv + v ′ (t)2 xv · xv

25 / 31Permukaan

N

Page 56: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Hasil Kali Dalam pada Permukaan

1 ∥∥β′ (t)∥∥2 = β′ (t) · β′ (t)

= u′ (t)2 xu · xu + 2u′ (t) v ′ (t) xu · xv + v ′ (t)2 xv · xv

2 dan ditulis sebagai∥∥β′ (t)∥∥2 = u′ (t)2 E + 2u′ (t) v ′ (t) F + v ′ (t)2 G

dengan

E = xu · xu, F = xu · xv , G = xv · xv

3 Bentuk ini yang menghasilkan elemen panjang lengkungan padapermukaan.

26 / 31Permukaan

N

Page 57: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Hasil Kali Dalam pada Permukaan

1 ∥∥β′ (t)∥∥2 = β′ (t) · β′ (t)

= u′ (t)2 xu · xu + 2u′ (t) v ′ (t) xu · xv + v ′ (t)2 xv · xv

2 dan ditulis sebagai∥∥β′ (t)∥∥2 = u′ (t)2 E + 2u′ (t) v ′ (t) F + v ′ (t)2 G

dengan

E = xu · xu, F = xu · xv , G = xv · xv

3 Bentuk ini yang menghasilkan elemen panjang lengkungan padapermukaan.

26 / 31Permukaan

N

Page 58: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Hasil Kali Dalam pada Permukaan

1 ∥∥β′ (t)∥∥2 = β′ (t) · β′ (t)

= u′ (t)2 xu · xu + 2u′ (t) v ′ (t) xu · xv + v ′ (t)2 xv · xv

2 dan ditulis sebagai∥∥β′ (t)∥∥2 = u′ (t)2 E + 2u′ (t) v ′ (t) F + v ′ (t)2 G

dengan

E = xu · xu, F = xu · xv , G = xv · xv

3 Bentuk ini yang menghasilkan elemen panjang lengkungan padapermukaan.

26 / 31Permukaan

N

Page 59: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Hasil Kali Dalam pada Permukaan

1

27 / 31Permukaan

N

Page 60: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Hasil Kali Dalam pada Permukaan

1 Misalkan M suatu permukaan dan misalkan U = axu + bxv danV = cxu + dxv adalah dua vektor di bidang singgung permukaanTP (M) di titik P.

2 Bentuk dasar pertama

IP (U,V) = U ·V= (axu + bxv ) · (cxu + dxv )

= acE + (ad + bc) F + bdG

3 Dengan notasi aljabar linear

IP (U,V ) =[a b

] [ E FF G

] [cd

]akan menjadi hasil kali dalam di TP (M) jika matriks

[E FF G

]. . .

28 / 31Permukaan

N

Page 61: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Hasil Kali Dalam pada Permukaan

1 Misalkan M suatu permukaan dan misalkan U = axu + bxv danV = cxu + dxv adalah dua vektor di bidang singgung permukaanTP (M) di titik P.

2 Bentuk dasar pertama

IP (U,V) = U ·V= (axu + bxv ) · (cxu + dxv )

= acE + (ad + bc) F + bdG

3 Dengan notasi aljabar linear

IP (U,V ) =[a b

] [ E FF G

] [cd

]akan menjadi hasil kali dalam di TP (M) jika matriks

[E FF G

]. . .

28 / 31Permukaan

N

Page 62: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Hasil Kali Dalam pada Permukaan

1 Misalkan M suatu permukaan dan misalkan U = axu + bxv danV = cxu + dxv adalah dua vektor di bidang singgung permukaanTP (M) di titik P.

2 Bentuk dasar pertama

IP (U,V) = U ·V= (axu + bxv ) · (cxu + dxv )

= acE + (ad + bc) F + bdG

3 Dengan notasi aljabar linear

IP (U,V ) =[a b

] [ E FF G

] [cd

]akan menjadi hasil kali dalam di TP (M) jika matriks

[E FF G

]. . .

28 / 31Permukaan

N

Page 63: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Lokal Isometri

1 Misalkan M dan M∗ dua permukaan. Disebut isometri lokal jikauntuk setiap P ∈ M jika ada parameterisasi x : U → M denganx (u0, v0) = P dan parameterisasi x∗ : U → M∗ dengan sifatIP = I ∗P .

2 Isometri lokal maka mengawetkan jarak.

29 / 31Permukaan

N

Page 64: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Lokal Isometri

1 Misalkan M dan M∗ dua permukaan. Disebut isometri lokal jikauntuk setiap P ∈ M jika ada parameterisasi x : U → M denganx (u0, v0) = P dan parameterisasi x∗ : U → M∗ dengan sifatIP = I ∗P .

2 Isometri lokal maka mengawetkan jarak.

29 / 31Permukaan

N

Page 65: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Lokal Isometri

1 Misalkan M bagian dari kertas x (u, v) = (u, v , 0) dan bagian darix∗ (u, v) = (cos, sin u, v)

2 Mudah dihitung bahwa E = E ∗,F = F ∗ dan G = G ∗, makaIP = IP∗

3 Lokal Isometri, tetapi bukan global

30 / 31Permukaan

N

Page 66: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Lokal Isometri

1 Misalkan M bagian dari kertas x (u, v) = (u, v , 0) dan bagian darix∗ (u, v) = (cos, sin u, v)

2 Mudah dihitung bahwa E = E ∗,F = F ∗ dan G = G ∗, makaIP = IP∗

3 Lokal Isometri, tetapi bukan global

30 / 31Permukaan

N

Page 67: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Lokal Isometri

1 Misalkan M bagian dari kertas x (u, v) = (u, v , 0) dan bagian darix∗ (u, v) = (cos, sin u, v)

2 Mudah dihitung bahwa E = E ∗,F = F ∗ dan G = G ∗, makaIP = IP∗

3 Lokal Isometri, tetapi bukan global

30 / 31Permukaan

N

Page 68: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Luas di Permukaan

1 Perhatikan bahwa matriks

[E FF G

]dengan determinan

EG − F 2 = ‖xu × xv‖2 > 0

2 Dengan demikian luas∫U‖xu × xv‖ dudv =

∫U

√EG − F 2dudv

31 / 31Permukaan

N

Page 69: Permukaan - wonosb.files.wordpress.com · Parameterisasi Permukaan: Selinder 1 Kita dapat memandang selinder sebagai susunan lengkungan lingkaran, x(u,v0) = (cosu,sinu,v0) lingkaran

Luas di Permukaan

1 Perhatikan bahwa matriks

[E FF G

]dengan determinan

EG − F 2 = ‖xu × xv‖2 > 0

2 Dengan demikian luas∫U‖xu × xv‖ dudv =

∫U

√EG − F 2dudv

31 / 31Permukaan

N