Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 1 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 VEKTOR MATEMATIKA PEMINATAN KELAS X PENYUSUN Entis Sutisna, S.Pd. SMA Negeri 4 Tangerang @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 2 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 DAFTAR ISI PENYUSUN .................................................................................................................................................... 2 DAFTAR ISI ................................................................................................................................................... 3 GLOSARIUM .................................................................................................................................................. 5 PETA KONSEP.............................................................................................................................................. 6 PENDAHULUAN .......................................................................................................................................... 7 A. Identitas Modul ........................................................................................................... 7 B. Kompetensi Dasar....................................................................................................... 7 C. Deskripsi Singkat Materi ............................................................................................ 7 D. Petunjuk Penggunaan Modul ...................................................................................... 7 E. Materi Pembelajaran ................................................................................................... 8 KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 ............................................................................................................ 9 Pengertian dan Lingkup Vektor pada Bidang Datar ................................................................. 9 A. Tujuan Pembelajaran .................................................................................................. 9 B. Uraian Materi .............................................................................................................. 9 C. Rangkuman ............................................................................................................... 19 D. Latihan Soal .............................................................................................................. 20 E. Penilaian Diri ............................................................................................................ 24 KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 ..........................................................................................................25 Operasi Vektor pada Bidang (R2) .....................................................................................................25 A. Tujuan Pembelajaran ................................................................................................ 25 B. Uraian Materi ............................................................................................................ 25 C. Rangkuman ............................................................................................................... 33 D. Latihan Soal .............................................................................................................. 33 E. Penilaian Diri ............................................................................................................ 36 KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 ..........................................................................................................37 Ruang Lingkup Vektor pada Bangun Ruang ...............................................................................37 A. Tujuan Pembelajaran ................................................................................................ 37 B. Uraian Materi ............................................................................................................ 37 C. Rangkuman ............................................................................................................... 42 D. Latihan Soal .............................................................................................................. 43 E. Penilaian Diri ............................................................................................................ 47 KEGIATAN PEMBELAJARAN 4 ..........................................................................................................48 Operasi Vektor Pada Bangun Ruang ............................................................................................... 48 A. Tujuan Pembelajaran ................................................................................................ 48 @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 3 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 B. Uraian Materi ............................................................................................................ 48 C. Rangkuman ............................................................................................................... 57 D. Latihan Soal .............................................................................................................. 58 E. Penilaian Diri ............................................................................................................ 61 EVALUASI ....................................................................................................................................................62 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................................................69 @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 4 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 GLOSARIUM Besaran vektor : Besaran vektor adalah besaran yang mempunyai besar dan arah. Vektor dapat dinyatakan sebagai segmen garis berarah, di mana panjang segmen menyatakan besar vektor dan arah anak panah menyatakan arah vektor. Vektor pada bidang koordinat Cartesius Vektor pada bidang koordinat Cartesius mempunyai dua : komponen, yaitu komponen horisontal (sejajar sumbu X) dan komponen vertikal (sejajar sumbu Y). Jika diberikan komponen-komponen suatu vektor maka vektor tersebut dapat digambar dan dapat ditentukan besarnya. Modulus vektor : Adalah besar dari vektor yang merupakan panjang segmen garis berarah yang menyatakan vektor tersebut. Vektor posisi pada R2 : Adalah vektor dengan pangkal di titik O(0,0). Dua vektor dikatakan sama jika kedua vektor tersebut mempunyai besar (modulus) dan arah yang sama. Vektor negatif Vektor nol Aturan segitiga : Vektor yang besarnya sama dengan π’ β tetapi arahnya berlawanan dengan π’ β dikatakan vektor negative π’ β dan dilambangkan −π’ β. : Vektor nol adalah vektor yang besarnya nol dan tidak mempunyai arah. Vektor satuan adalah vektor yang besarnya 1. : Yaitu menghimpitkan ujung vektor pertama dengan pangkal vektor kedua, hasilnya adalah vektor dengan pangkal vektor pertama dan ujung vektor kedua. ββββ1 dan ββββ π’2 . Aturan jajaran genjang : Yaitu dengan menghimpitkan pangkal kedua vektor π’ Jumlah atau resultan kedua vektor adalah diagonal jajargenjang yang sisi-sisinya adalah π’ ββββ1 dan ββββ π’2 . Modulus vektor pada bagun ruang Yaitu besar dari vektor yang merupakan panjang segmen garis : berarah yang menyatakan vektor tersebut. Vektor posisi pada R3 : Adalah vektor yang menyatakan kedudukan setiap titik di ruang koordinat Cartesius. Vektor posisi berpangkal di titik O(0,0,0) dan berujung di titik pada ruang koordinat. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 5 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 PETA KONSEP VEKTOR DI BIDANG (R2) DAN VEKTOR DI RUANG (R3) VEKTOR POSISI VEKTOR SATUAN KESAMAAN DUA VEKTOR OPERASI VEKTOR PENJUMLAHAN ATURAN JAJARGENJANG PENGURUANGN ATURAN SEGITIGA PERKALIAN SKALAR DENGAN VEKTOR PERBANDINGAN SUDUT ANTARA DUA VEKTOR PERKALIAN SKALAR DUA VEKTOR PROYEKSI VEKTOR PADA VEKTOR LAIN @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 6 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 PENDAHULUAN A. Identitas Modul Mata Pelajaran Kelas Alokasi Waktu Judul Modul : : : : Matematika Peminatan X 30 jam pelajaran Vektor B. Kompetensi Dasar 3.2 Menjelaskan vektor, operasi vektor, panjang vektor, sudut antar vektor dalam ruang berdimensi dua (bidang) dan berdimensi tiga 4.2 Menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan Vektor, operasi vektor, panjang vektor, sudut antar vektor dalam ruang berdimensi dua (bidang) dan berdimensi tiga. C. Deskripsi Singkat Materi Salam jumpa melalui pembelajaran matematika dengan materi Vektor. Modul ini disusun sebagai satu alternatif sumber bahan ajar siswa untuk memahami materi Vektor di kelas X peminatan. Melalui modul ini Anda diajak untuk memahami konsep vektor, operasi vektor, panjang vektor, sudut antar vektor dalam ruang berdimensi dua (bidang) dan berdimensi tiga dan dapat menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan Vektor, operasi vektor, panjang vektor, sudut antar vektor dalam ruang berdimensi dua (bidang) dan berdimensi tiga. Aplikasi vektor dalam kehidupan nyata banyak digunakan di bidang teknik sipil, vektor digunakan dalam rancang bangun dasar arsitektur untuk perhitungan panjang, sudut, dan letak; menentukan komponen- komponen dasar di dalam bangunan tersebut; mengetahui perhitungan pasti dari rangka bangunan, contoh : penempatan pilar pondasi; menentukan garis siku-siku dilapangan, garis siku-siku di lapangan banyak dilakukan dengan memanfaatkan dalil phytagoras; menentukan kekuatan gaya yang bekerja pada struktur bangunan di atas tanah, perhitungan arah vektor gaya dimaksudkan untuk mencegah terjadinya keruntuhan bangunan; menghitung momen balok dan dimensi balok; sebagai dasar penentuan perhitungan kemiringan atap; dan mengukur tinggi gedung dan memperkirakan tinggi pembangunan gedung dengan memperhitungkan sudut elevasi dan sudut pandang bangunan. Bidang lain pun konsep vektor banyak digunakan. D. Petunjuk Penggunaan Modul Modul ini dirancang untuk memfasilitasi Anda dalam melakukan kegiatan pembelajaran secara mandiri. Untuk menguasai materi ini dengan baik, ikutilah petunjuk penggunaan modul berikut. 1. Berdoalah sebelum mempelajari modul ini. 2. Pelajari uraian materi yang disediakan pada setiap kegiatan pembelajaran secara berurutan. 3. Perhatikan contoh-contoh penyelesaian permasalahan yang disediakan dan kalau memungkinkan cobalah untuk mengerjakannya kembali. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 7 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 4. Kerjakan latihan soal yang disediakan, kemudian cocokkan hasil pekerjaan Anda dengan kunci jawaban dan pembahasan pada bagian akhir modul. 5. Jika menemukan kendala dalam menyelesaikan latihan soal, cobalah untuk melihat kembali uraian materi dan contoh soal yang ada. 6. Setelah mengerjakan latihan soal, lakukan penilaian diri sebagai bentuk refleksi dari penguasaan Anda terhadap materi pada kegiatan pembelajaran. 7. Di bagian akhir modul disediakan soal evaluasi, silahkan mengerjakan soal evaluasi tersebut agar Anda dapat mengukur penguasaan terhadap materi pada modul ini. Cocokkan hasil pengerjaan dengan kunci jawaban yang tersedia. 8. Ingatlah, keberhasilan proses pembelajaran pada modul ini tergantung pada kesungguhan Anda untuk memahami isi modul dan berlatih secara mandiri. E. Materi Pembelajaran Modul ini terbagi menjadi 4 kegiatan pembelajaran dan di dalamnya terdapat uraian materi, contoh soal, soal latihan dan soal evaluasi. Pertama : Pengertia dan Lingkup Vektor pada Bidang Datar Kedua : Operasi Vektor pada Bidang (R2) Ketiga : Ruang Lingkup Vektor pada Bangun Ruang Keempat : Operasi Vektor Pada Bangun Ruang @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 8 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 Pengertian dan Lingkup Vektor pada Bidang Datar A. Tujuan Pembelajaran Setelah kegiatan pembelajaran 1 ini diharapkan Anda dapat mengetahui pengertian vektor dan ruang lingkup vektor yang meliputi: 1. Komponen-komponen dari vektor. 2. Menuliskan notasi-notasi vektor. 3. Menggambarkan vektor apabila diberikan komponen-komponennya. 4. Kesamaan dua vektor. 5. Vektor nol. 6. Vekktor posisi. 7. Vektor satuan. B. Uraian Materi Pengertian Vektor Pada Bidang Datar Ketika Anda sedang melakukan perjalanan ke suatu tempat pasti Anda sering menemukan papan petunjuk arah seperti papan petunjuk arah berikut: Gambar 1.1 Papan Petunjuk Arah. Untuk sampai pada kota yang diinginkan pengguna jalan harus mengikuti arah dan menempuh jarak yang ditentukan. Misalnya untuk mencapai kota Bandar Lampung, Anda harus membelok ke arah kiri dan menempuh jarak sejauh 8 km dari lokasi papan petunjuk tersebut atau kalau Anda mau ke kota Palembang, Anda harus membelok ke kanan dan menempuh jarak sejauh 360 km dari papan petunjuk. Dengan demikian ada dua hal yang harus diperhatikan, yaitu arah dan jarak (besar) yang harus ditempuh. Pernahkah Anda melihat lembing yang meluncur di udara saat dilempar oleh atlet lempar lembing? Atau anak panah yang terlepas dari busurnya saat seorang atlet memanah ke arah papan sasaran? Lembing atau anak panah tersebut meluncur dengan kecepatan dan arah tertentu sesuai dengan keinginan sang atlet. Hal yang sama ketika Anda melihat tentara terjun payung atau anak kecil main jungkitan di taman. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 9 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Gambar 1.2. Lempar Lembing Gambar 1.3. Memanah Sumber: www. https://darunnajah.com Gambar 1.4 Terjun payung Gambar 1.5 Anak kecil main Jungkitan Seluruh ilustrasi yang Anda baca di atas berkaitan dengan arah dan jarak. Tentang arah dan jarak sudah Anda pelajari waktu di SMP dalam pelajaran IPA Fisika. Banyak contoh besaran fisika yang memiliki arah dan besar seperti uraian di atas, antara lain: kecepatan, percepatan, gaya, dan sebagainya. Besaran yang mempunyai arah dan besar biasanya dinyatakan dengan ruas garis berarah. Ruas garis berarah tersebut dinamakan vektor. Konsep vektor pada IPA Fisika adalah besaran yang mempunyai besar dan arah. Besaran yang hanya memiliki besar saja disebut skalar, seperti berat, panjang, luas dan lain-lain. Sementara itu konsep vektor dalam metematika adalah ruas garis berarah yang panjangnya adalah jarak dari titik pangkal ke titik ujung dan arahnya adalah arah dari pangkal ke ujung atau perpanjangannya. Panjang ruas garis berarah menyatakan besar vektor, sedangkan arah vektor dinyatakan oleh kemiringan ruas garis dan anak panahnya. Dalam kehidupan sehari-hari vektor banyak digunakan dalam berbagai aktivitas dan berbagai bidang kehidupan. Vektor sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari seperti dalam bidang teknik sipil, navigasi, militer dan lain-lain. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 10 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Gambar 1.6 Sumber: (1) https://www.google.co.id/search?q=penerapan+vektor+dalam+teknik+sipil (2) https://fisikakelompok7.blogspot.com Gambar 1.6.(1) Contoh pemanfaatn vektor dalam teknik sipil dan gambar 1.6.(2) dalam bidang navigasi. Untuk lebih memahami masalah vektor, coba Anda lakukan aktivitas berikut: 1. Gambarlah sebuah ruas garis pada selembar kertas! 2. Berilah tanda panah pada ujung ruas garis tersebut ini! 3. Sebut titik pangkal ruas garis sebagai titik P dan titik ujungnya sebagai titik Q. 4. Ukurlah panjang ruas garis dengan menggunakan penggaris! 5. Diskusikan dengan temanmu! 6. Apa yang dapat disimpulkan dari aktivitas ini? Ruas garis berarah yang Anda gambar pada kegiatan ini mewakili sebuah vektor. Panjang garis yang diukur menggunakan penggaris menunjukkan panjang vektor tersebut. Karena titik pangkal P dan titik ujung Q, maka vektor disebut sebagai vektor βββββ βββββ |. Selain cara di atas, sebuah PQ dan panjang vektor βββββ PQ dilambangkan dengan |PQ vektor dapat pula ditulis menggunakan: β’ huruf kecil yang dicetak tebal. βββββ di bawah ditulis sebagai Seperti a, b, c, dan sebagainya. Misalnya, vektor PQ vektor a. Q π P β’ huruf kecil yang di atas huruf itu dibubuhi tanda panah. βββββ dapat ditulis sebagai vektor π Seperti π, βββ πβ, π dan sebagainya. Misalnya vektor ππ . P β π Q @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 11 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 β’ huruf kecil yang di bawah huruf itu dibubuhi tanda garis (garis bawah). Seperti u , v , w dan sebagainya. Misalnya vektor βββββ ππ dapat ditulis sebagai vektor u . Q u P Untuk selanjutnya dalam modul ini akan digunakan penulisan vektor dengan tanda panah di atas. Vektor yang Anda gambarkan di atas adalah contoh penyajian vektor secara geometris. Dalam matematika, vektor dapat disajikan secara geometris dan aljabar. Komponen Vektor Diantara Anda pasti ada yang pernah bermain game menggunakan playstation, seperti game sepak bola? Ketika bermain game sepakbola Anda akan menggerakkan pemain di layar televisi dengan menggerakkan tombol-tombol ke kanan, kiri, atas, bawah, serong kanan bawah, serong kiri atas dan sebagainya. Untuk memindahkan pemain ke arah kanan atas, Anda dapat melakukannya dengan menekan tombol kanan, diikuti dengan menekan tombol atas atau dengan menekan tombol atas, diikuti dengan menekan tombol kanan. Cara lain yang lebih cepat adalah dengan menekan tombol kanan dan tombol atas secara bersamaan. Gambar 1.7 Game Sepak Bola. Sumber: https://www.yagaming.id/game-sepak-bola-offline-android/ Layar televisi dapat kita umpamakan bidang datar yang dapat digambarkan dengan bidang koordinat Cartesius XOY. Pemain-pemain sepakbola merupakan titik-titik yang dapat dipindahkan pada bidang XOY. Pemain sepakbola dapat berpindah letak ke segala arah dengan cara seperti uraian di atas. Pada prinsipnya setiap perpindahan letak pemain dapat ditentukan oleh dua komponen, yaitu gerakan ke kanan/kiri dan gerakan ke atas/bawah. Perpindahan letak pemain sepakbola itu merupakan suatu vektor. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 12 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Vektor yang digambarkan pada bidang koordinat mempunyai komponen horisontal (gerakan ke kanan/kiri) dan komponen vertikal (gerakan ke atas/bawah). Contoh 1: Gambar 1.8. Vektor PQ Komponen horisontal vektor βββββ ππ sebesar xQ – xP, sedang komponen vertikal βββββ vektor ππ sebesar yQ – yP. βββββ dapat dinyatakan dalam bentuk matriks kolom: Dalam bentuk aljabar, vektor ππ π₯π − π₯π πΎπππππππ π»ππ πππ πππ‘ππ βββββ ππ = ( ) = (π¦ − π¦ ) πΎπππππππ ππππ‘ππππ π π βββββ Dalam bentuk pasangan berurut: ππ = (π₯π − π₯π , π¦π − π¦π ) Atau dalam bentuk vektor basis : βββββ ππ = π1 π + π1 π Contoh 2: Coba Anda perhatikan gambar vektor berikut. Gambar 1.9. Vektor AB dan DE βββββ = (πΎπππππππ π»ππππ πππ‘ππ ) π΄π΅ πΎπππππππ ππππ‘ππππ ke kanan tandanya positif Komponen horisontal: { ke kiri tandanya negatif ke atas tandanya positif Komponen vertikal: { ke bawah tandanya negatif 4 π΄ ke πΆ terus ke kanan 4 βββββ π΄π΅ = ( )= ( )=( ) 3 πΆ ke π΅ ke atas 3 βββββ = (π· ke πΉ terus) = (ke kiri 4) = (−4) π·πΈ 3 πΉ ke πΈ ke atas @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 13 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Panjang (Modulus) Vektor Coba Anda perhatikan kembali gambar berikut: βββββ , π΄πΆ βββββ dan πΆπ΅ βββββ membentuk segi tiga siku-siku. Panjang vektor π΄π΅ βββββ bisa kita Vektor π΄π΅ hitung dengan menggunakan rumus Pythagoras. βββββ = |π΄π΅ βββββ | = √(|π΄πΆ βββββ |)2 + (|πΆπ΅ βββββ |)2 = √42 + 32 = √25 = 5 Panjang π΄π΅ βββββ | = √(|π·πΉ βββββ |)2 + (|πΉπΈ βββββ |)2 = √(4)2 + 32 = √25 = 5 Panjang βββββ π·πΈ = |π·πΈ βββββ = (π), maka panjang vektor π΄π΅ βββββ dapat dinyatakan: Secara umum jika vektor π΄π΅ π βββββ | = √π2 + π 2 Panjang βββββ π΄π΅ = |π΄π΅ ββββββ = (π), maka Jika vektor π¨π© π panjang vektor ββββββ π¨π© adalah: π¨π©| = √ππ + ππ |ββββββ Sekarang, perhatikan sebarang titik A(a1, a2) dan titik B(b1, b2) pada koordinat Cartesius berikut. Gambar 1.10. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 14 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Pada gambar di atas, vektor π mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal O(0, 0) ke β dapat Anda tuliskan dalam bentuk vektor titik A(a1, a2). Oleh karena itu, vektor π π1 β mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal O(0, kolom π = (π ). Adapun vektor π 2 β dapat Anda tuliskan sebagai πβ = (π1 ) Dengan 0) ke titik B(b1, b2). Vektor π π2 β menggunakan rumus jarak, Anda dapat menentukan panjang vektor π dan βπ, yaitu: β = |π β | = √πππ + πππ Panjang vektor π β = |π β | = √πππ + πππ Panjang vektor π βββββ . Vektor π΄π΅ βββββ kita dapatkan dengan cara menarik Sekarang Anda perhatikan vektor π΄π΅ garis dari titik A ke titik B. Seperti yang sudah dipelajari sebelumnya, vektor βββββ π΄π΅ dapat π − π 1 1 dinyatakan dalam bentuk vektor kolom βββββ π΄π΅= ( ). Panjang vektor βββββ π΄π΅ adalah: π2 − π2 βββββ | = √(π1 − π1 )2 + (π2 − π2 )2 |π΄π΅ Contoh 3: Diketahui segitiga OAB dengan koordinat titik O(0, 0), A(2, 4) dan B(6, 1). Tentukan: a. Vektor π yang mewakili ruas garis dari titik O ke titik A. b. Vektor πβ yang mewakili ruas garis dari titik O ke titik B. βββββ yang mewakili ruas garis dari titik A ke titik B. c. Vektor π΄π΅ βββββ . d. Panjang vektor π, πβ dan π΄π΅ Alternatif Penyelesaian: Gambar 1.11. a. Dari gambar vektor π mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal O(0, 0) ke 2 titik A(2, 4), jadi vektor π = ( ) 4 β b. Vektor π mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal O(0, 0) ke titik B(6, 1), jadi 6 vektor πβ = ( ) 1 βββββ = (6 − 2) = ( 4 ) c. Vektor π΄π΅ 1−4 −3 d. Panjang vektor π = |π| = √22 + 42 = √4 + 16 = √20 = 2√5 @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 15 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Panjang vektor πβ = |πβ| = √62 + 12 = √36 + 1 = √37 βββββ | = √42 + (−3)2 = √16 + 9 = √25 = 5 Panjang vektor βββββ π΄π΅ = |π΄π΅ Kesamaan Dua Vektor Dua vektor dikatakan sama jika kedua vektor tersebut mempunyai besar dan arah yang sama. Perhatikan gambar berikut. Gambar 1.12 Vektor Sama Keempat vektor pada gambar di atas adalah sama karena mempunyai besar dan arah yang sama. Contoh 4: Diketahui vektor titik-titik P(1, 1), Q(4, 5), R(–4 , –3), S(–1, 1). Y Q S P X O R Gambar 1.13 βββββ = π π βββββ karena ππ βββββ searah π π βββββ dan |ππ βββββ | = |π π βββββ | Jadi, ππ Perhatikan gambar berikut. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 16 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Q P S Gambar 1.13 βββββ dengan π π βββββ sama panjang dan arahnya berlawanan. Vektor ππ βββββ dengan π π βββββ Vektor ππ βββββ βββββ βββββ βββββ merupakan vektor berlawanan dan dapat ditulis : ππ = −π π atau −ππ = π π. βββββ = (3) dan komponen vektor π π βββββ = (−3). Komponen vektor ππ 4 −4 Coba Anda perhatikan gambar berikut. Gambar 1.14 Vektor-vektor di atas merupakan vektor yang sejajar. Coba Anda perhatikan komponen vektornya. 4 π’ β =( ) 1 4 8 π€1 = ( ) = 2 ( ) = 2. π’ ββββ β 2 1 12 4 π€2 = ( ) = 3 ( ) = 3. π’ βββββ β 3 1 2 1 4 1 π€3 = (1) = ( ) = π’ βββββ β 1 2 2 2 @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 17 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 4 −8 ) = −2 ( ) = −2π’ β −2 1 Dari komponen vektor tampak jelas bahwa vektor ββββ π€1 , βββββ π€2 , βββββ π€3 , dan ββββ π€4 merupakan kelipatan vektor π’ β . Vektor ββββ π€1 , βββββ π€2 , dan βββββ π€3 , dapat dinyatakan dengan π. π’ β dengan k skalar yang bernilai positif, sementara untuk ββββ π€4 dengan k skalar betnilai negatif. π€4 = ( ββββ Vektor Nol Suatu vektor disebut vektor nol apabila panjangnya nol. Arah dari vektor nol tak tentu, βββββ , ββββ misalnya βββββ AA, BB CC , dan semacamnya disebut vektor nol. Vektor nol dilambangkan β dengan O. Vektor Posisi Anda perhatikan gambar berikut. B C A Gambar 1.15 Koordinat titik A(4, 3), titik B(6, 8) dan titik C(-3, 4). Vektor βββββ ππ΄ memiliki pangkal βββββ titik O dan ujung titik A, vektor ππ΅ memiliki pangkal titik O dan ujung titik B, vektor βββββ memiliki pangkal titik O dan ujung titik C. ππΆ Dari uraian sebelumnya Anda sudah mengetahui bahwa ruas garis berarah pada 4 6 gambar mewakili vektor dengan komponen vektor βββββ ππ΄ = ( ), vektor βββββ ππ΅ = ( ) dan 3 8 −3 βββββ βββββ βββββ βββββ vektor ππΆ = ( ). Vektor vektor ππ΄, ππ΅ dan ππΆ disebut vektor posisi. 4 Vektor posisi suatu titik dapat dilambangkan sesuai dengan nama titik ujungnya yang ditulis dengan huruf kecil. Vektor posisi titik A ialah π, Vektor posisi titik B ialah πβ, dan seterusnya. Vektor posisi titik A (π1 , π2 ) = π = (ππ1 ) 2 Pada bidang koordinat Cartesius, setiap titik P pada bidang dapat dinyatakan sebagai βββββ . Vektor ππ βββββ disebut vektor posisi dari titik P. Koordinat titik P vektor ππ βββββ . Vektor ππ βββββ dapat dinyatakan merupakan komponen-komponen dari vektor ππ sebagai π. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 18 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Vektor Satuan Vektor satuan adalah vektor yang panjangnya satu satuan. 1 Vektor satuan dengan arah sumbu X, dinotasikan dengan π, sehingga vektor π = ( ) 0 0 Vektor satuan dengan arah sumbu Y, dinotasikan dengan π, sehingga vektor π = ( ) 1 Untuk setiap vektor π yang bukan vektor nol, dapat ditentukan suatu vektor satuan dari vektor π, dilambangkan dengan πΜ . Vektor satuan arahnya searah dengan vektor π dan panjangnya sama dengan satu satuan. π1 Jika vektor π = (π ), maka vektor satuan dari vektor π dirumuskan dengan: 2 ê= πβ |πβ| = 1 √π12 +π22 π1 . (π ) 2 Contoh 5: −3 ), tentukan vektor satuan yang searah vektor π ! 4 Alternatif penyelesaian: −3 π=( ) 4 Panjang vektor π = √−32 + 42 = √25 = 5 Misalkan vektor satuan yang serah vektor π adalah ê. Diketahui vektor π = ( ê = πβ |πβ| −3 = .( ) = √(−3)2 +(4)2 4 1 1 −3 .( ) 5 4 =( − 4 5 3 5 ) C. Rangkuman Anda telah mempelajari konsep Vektor. Beberapa hal penting yang telah Anda pelajari kita rangkum disini: β Besaran vektor adalah besaran yang mempunyai besar dan arah. β Vektor dapat dinyatakan sebagai segmen garis berarah, di mana panjang segmen menyatakan besar vektor dan arah anak panah menyatakan arah vektor. β Vektor pada bidang koordinat Cartesius mempunyai dua komponen, yaitu komponen horisontal (sejajar sumbu X) dan komponen vertikal (sejajar sumbu Y). Jika diberikan komponen-komponen suatu vektor maka vektor tersebut dapat digambar dan dapat ditentukanbesarnya. β Panjang vektor (Modulus vektor) adalah besar dari vektor yang merupakan panjang segmen garis berarah yang menyatakan vektor tersebut. π1 β Panjang (modulus) vektor π’ β = (π ) dinyatakan |π’ β |=.√π12 + π22 2 β Vektor posisi adalah vektor dengan pangkal di titik O(0,0). β Dua vektor dikatakan sama jika kedua vektor tersebut mempunyai besar (modulus) dan arah yang sama. β Vektor yang besarnya sama dengan u tetapi arahnya berlawanan dengan u dikatakan vektor negatif u dan dilambangkan –u. β Vektor nol adalah vektor yang besarnya nol dan tidak mempunyai arah. β Vektor satuan adalah vektor yang besarnya 1 satuan. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 19 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 D. Latihan Soal 1. Perhatikan gambar vektor-vektor berikut: β πβ π π π π π Manakah vektor yang a. besarnya sama tetapi arahnya berbeda b. arahnya sama tetapi besarnya berbeda c. besar dan arahnya sama d. besar dan arahnya berbeda e. searah 2. Tentukan komponen-komponen dari vektor-vektor berikut. Y π q R O X B 3. Tulislah notasi vektor-vektor di atas. 4. Perhatikan gambar berikut. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 20 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Gambarlah vektor yang βββββ a. sama dengan vektor ππ βββββ b. negatif dari vektor ππ c. vektor satuan dari vektor PR d. vektor posisi yang sama dengan PR 5. Perhatikan gambar berikut. Dari gambar vektor manakah yang: a. Vektor posisi b. Sama dengan vektor βββββ ππ βββββ c. Negatif vektor ππ d. Vektor satuan e. Vektor nol. 6. Diketahui koordinat titik A(3, 4) dan B(9, 12). Tentukan: a. Vektor posisi dari titik A dan B βββββ b. Komponen vektor π΄π΅ βββββ c. Panjang vektor π΄π΅ d. Vektor satuan dari vektor βββββ π΄π΅ @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 21 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Pembahasan Soal Latihan Kegiatan Pembelajaran 1 1. β πβ π π π π π Vektor yang: a. besarnya sama tetapi arahnya berbeda adalah vektor π dan π b. arahnya sama tetapi besarnya berbeda adalah vektor πβ c. besar dan arahnya sama adalah vektor π d. besar dan arahnya berbeda adalah vektor π dan π e. searah adalah vektor π, πβ dan π 2. 3. (skor 3) (skor 3) (skor 3) (skor 3) (skor 3) a. komponen horizontal vektor π adalah 3 satuan komponen vertikal vektor π adalah 2 satuan b. komponen horizontal vektor π adalah 3 satuan komponen vertikal vektor π adalah 4 satuan c. komponen horizontal vektor π adalah 5 satuan komponen vertikal vektor π adalah 0 satuan βββββ adalah 2 satuan d. komponen horizontal vektor π·π βββββ adalah 2 satuan komponen vertikal vektor π·π e. komponen horizontal vektor ββββββ πΎπ΅ adalah 3 satuan ke kiri ββββββ komponen vertikal vektor πΎπ΅ adalah 4 satuan ke bawah (skor 3) βππππ§πππ‘ππ 3 π ππ‘π’ππ 3 )=( ) 2 π£πππ‘ππππ 2 π ππ‘π’ππ βππππ§πππ‘ππ 3 π ππ‘π’ππ 3 vektor π = ( )=( ) 4 π£πππ‘ππππ 4 π ππ‘π’ππ βππππ§πππ‘ππ 5 π ππ‘π’ππ 5 vektor π = ( )=( ) π£πππ‘ππππ 0 π ππ‘π’ππ 0 βππππ§πππ‘ππ 2 π ππ‘π’ππ 2 βββββ vektor π·π = ( )=( ) 2 π£πππ‘ππππ 2 π ππ‘π’ππ βππππ§πππ‘ππ − 3 π ππ‘π’ππ −3 ββββββ vektor πΎπ΅ = ( )=( ) −4 π£πππ‘ππππ − 4 π ππ‘π’ππ (skor 3) vektor π = ( (skor 3) (skor 3) (skor 3) (skor 3) (skor 3) (skor 3) (skor 3) (skor 3) 4. komponen horizontal vektor βββββ ππ adalah 4 satuan komponen vertikal vektor βββββ ππ adalah 3 satuan (skor 20) Perhatikan gambar: a. Vektor βββββ AB memiliki panjang dan arah yang sama dengan vektor βββββ PR βββββ b. Vektor ST memiliki panjang yang sama dan arah berlawanan dengan vektor βββββ PR βββββ = √42 + 32 = √25 = 5. Vektor π’ c. Panjang vektor ππ β merupakan vektor satuan dari vektor βββββ PR. βββββ d. Vektor ππΆ memiliki pangkal titik O (pangkal koordinat) dan panjang serta arah βββββ , jadi vektor ππΆ βββββ merupakan vektor posisi yang sama sama dengan vektor PR βββββ . dengan vektor ππ @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 22 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Y X 5. Vektor yang merupakan : βββββ dan OB βββββ a. Vektor posisi adalah vektor OA βββββ b. Sama dengan vektor PQ adalah vektor βββββ CD βββββ c. Negatif vektor PQ adalah vektor q β d. Vektor satuan adalah vektor r β e. Vektor nol adalah vektor π (skor 3) (skor 3) (skor 3) (skor 3) (skor 3) 6. Diketahui koordinat titik A(3, 4) dan B(9, 12).: a. Vektor posisi dari titik A adalah vektor βββββ ππ΄ dan vektor posisi dari titik B adalah 3 βββββ . Vektor ππ΄ βββββ = ( ) dan vektor ππ΅ βββββ = ( 9 ) ππ΅ (skor 4) 4 12 6 9 3 βββββ − βββββ b. Komponen vektor βββββ AB adalah βββββ AB = OB OA = ( ) − ( ) = ( ) (skor 4) 12 4 8 2 2 βββββ βββββ c. Panjang vektor AB = |AB|= √6 + 8 = √100 = 10 (skor 4) ββββββ AB βββββ adalah eβ = d. Vektor satuan yang searah vektor AB (skor 4) ββββββ | |AB e. eβ = ββββββ ββββββ AB AB = ββββββ | 10 |AB = 1 10 6 ( ) 8 (skor 4) Skor maksimum 100 Untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda, cocokkan jawaban Anda dengan kunci jawaban. Hitung jawaban benar Anda, kemudian gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi kegiatan pembelajaran ini. Jumlah skor Rumus Tingkat penguasaan= π₯ 100% Jumlah skor maksimum Kriteria 90% – 100% = baik sekali 80% – 89% = baik 70% – 79% = cukup < 70% = kurang Jika tingkat penguasaan Anda cukup atau kurang, maka Anda harus mengulang kembali seluruh pembelajaran. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 23 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 E. Penilaian Diri Isilah pertanyaan pada tabel di bawah ini sesuai dengan yang Anda ketahui, berilah penilaian secara jujur, objektif, dan penuh tanggung jawab dengan memberi tanda centang pada kolom pilihan. No. Kemampuan Diri 1. Saya sudah memahami pengertian Vektor. 2. Saya sudah dapat menentukan komponen-komponen dari vektor. Saya sudah dapat menuliskan notasi-notasi vektor. Saya sudah dapat menggambarkan vektor apabila diberikan komponen-komponennya. Saya sudah bisa menentukan kesamaan dua vektor, Saya sudah memahami vektor nol, Saya sudah dapat memahami vektor posisi, Saya sudah dapat memahami vektor satuan, 3. 4. 5 6 7 8 Ya Tidak Catatan: Bila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pembelajaran, Bila semua jawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke pembelajaran berikutnya. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 24 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 Operasi Vektor pada Bidang (R2) A. Tujuan Pembelajaran Setelah kegiatan pembelajaran 2 ini, diharapkan Anda dapat menentukan operasi vektor pada bidang, diantaranya hasil kali suatu vektor dengan skalar, hasil penjumlahan vektor-vektor, dan selisih dua vektor. B. Uraian Materi Menentukan Hasil Kali suatu Vektor dengan Skalar Pada kegiatan pembelajaran 1 Anda telah mengenal besaran vektor, yaitu besaran yang memiliki besar (panjang) dan arah. Selain itu, ada besaran lain yang hanya memiliki besar, misalnya: jarak, waktu, massa, dan sebagainya. Besaran yang hanya memiliki besar disebut besaran skalar. Adapun bilangan yang kita gunakan untuk mengukur besaran skalar disebut skalar. Vektor dapat dioperasikan dengan skalar. Karena skalar hanya mempunyai besar maka perkalian vektor dengan skalar hanya akan berpengaruh pada besar vektor saja, sedangkan arahnya tetap. Hasil kali vektor π dengan skalar 2 akan menghasilkan vektor dengan besar 2 kalinya sedangkan arahnya tetap. Secara umum, hasil kali vektor π dengan skalar k akan menghasilkan vektor π. π yang besarnya k kali besar π dan arahnya sama dengan π bila k positif, dan berlawanan arah π bila k negatif. Coba Anda perhatikan contoh berikut. Gambar 2.1 Dari gambar terlihat bahwa vektor ββββ π€1 searah dengan vektor π’ β dan panjangnya 2 kali vektor π’ β . Vektor ββββ π€1 = 2π’ β . Begitupula dengan vektor βββββ π€2 dan βββββ π€3 . Sementara untuk vektor ββββ π€4 arahnya berlawanan dengan arah vektor π’ β dan panjangnya 2 kali vektor π’ β sehingga vektor ββββ π€4 = -2π’ β. Dalam bentuk komponen vektor bisa Anda lihat lebih jelas. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 25 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 4 π’ β =( ) 1 4 8 π€1 = 2. π’ ββββ β = 2( ) = ( ) 1 2 4 12 π€2 = 3. π’ βββββ β = 3( ) = ( ) 1 3 2 1 1 4 π€3 = π’ βββββ β = ( ) = (1) 2 2 1 2 4 −8 π€4 = −2π’ ββββ β = −2 ( ) = ( ) 1 −2 Uraian di atas memperlihatkan bahwa vektor-vektor yang arahnya sama dengan vektor π’ β yaitu ββββ π€1 , βββββ π€2 dan βββββ π€3 dapat ditulis dalam bentuk π€ ββββπ = π. π’ β dengan k skalar yang bernilai positif. Sementara itu vektor yang arahnya berlawanan dengan vektor π’ β seperti ββββ π€4 , dapat ditulis dalam bentuk π€ ββββπ = π. π’ β dengan k skalar yang bernilai negatif. Vektor-vektor yang arahnya sama atau berlawanan dengan vektor π’ β disebut vektorvektor yang sejajar dengan vektor π’ β . Sehingga: Vektor π€ ββ sejajar dengan vektor π’ β, ditulis π€ ββ //π’ β jika: π€ ββ = π. π’ β , dengan k skalar, π ∈ π Jika k > 0, maka π€ ββ searah π’ β Jika k < 0, maka π€ ββ berlawanan π’ β Contoh 1: 6 2 Buktikan bahwa vektor π’ β = ( ) sejajar dengan vektor π£ = ( ) 1 3 Alternatif Penyelesaian: Dua buah vektor akan sejajar jika memiliki arah yang sama atau arah berlawanan dan besarnya bisa berbeda. Dua vektor yang sejajar dapat dinyatakan dalam bentuk perkalian skalar dengan vektor. 2 π’ β =( ) 1 6 3.2 2 π£ = ( ) = ( ) = 3. ( ) = 3π’ β 3 3.1 1 Vektor π£ bisa dinyatakan dalam bentuk perkalian skalar dengan vektor π’ β , yaitu π£ = 3π’ β atau vektor π’ β dapat dinyatakan dalam bentuk perkalian skalar dengan vektor π£ , 1 1 yaitu π’ β = π£. Ini berarti vektor π’ β searah dengan vektor π£ dan panjangnya π£ atau 3 3 vektor π£ searah dengan vektor π’ β dan panjangnya 3 kali vektor π’ β . Jadi vektor π’ β sejajar dengan vektor π£ . Contoh 2: Tentukan apakah titik-titik P(1, –2), Q(2, 1), dan R(4, 7) kolinear (segaris). Alternatif Penyelesaian: Titik P, Q dan R dikatakan kolinear (segaris) jika titik P, Q dan R terletak pada garis yang sama. Titik P, Q dan R akan terletak pada garis yang sama jika dan hanya jika @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 26 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 vektor-vektor yang mewakili ruas garis berarah dari titik-titik P, Q dan R memiliki pangkal yang sama dan sejajar. Vektor βββββ ππ dan βββββ ππ memiliki titik pangkal yang sama. βββββ = (2) − ( 1 ) = (1) Komponen vektor ππ 1 −2 3 4 3 1 1 βββββ Komponen vektor ππ = ( ) − ( ) = ( ) = 3. ( ) = 3. βββββ ππ 7 −2 9 3 βββββ = 3. ππ βββββ berarti vektor ππ βββββ sejajar vektor ππ βββββ dan sama-sama berpangkal di Karena ππ titik P. Jadi, dapat disimpulkan bahwa titik P, Q dan R merupakan titik-titik yang kolinear (segaris) seperti tampak pada gambar di bawah. Penjumlahan Vektor Anita dan Alya merencanakan dari Jakarta ke Bandung. Jika naik kereta api mereka akan melalui Purwakarta dahulu, kemudian ke Bandung. Tetapi jika naik pesawat, dia dapat terbang langsung dari Jakarta ke Bandung. Anita dan Alya menggambarkan rute perjalanannya dalam bentuk vektor sebagai berikut, dengan J mewakili Jakarta, P mewakili Purwakarta dan B mewakili Bandung J P B Gambar 2.2 Vektor Rute Jakarta -Bandung ββββ = π’ Dari gambar di atas, rute Jakarta-Purwakarta diwakili oleh vektor π½π ββββ1 dan βββββ dilanjutkan dengan rute Purwakarta-Bandung yang diwakili oleh vektor ππ΅ = ββββ π’2 . Dari gambar yang dibuat Anita dan Alya, rute perjalanan naik kereta dari Jakarta – Purwakarta – Bandung sama hasilnya dengan rute perjalanan naik pesawat Jakarta – Bandung. ββββ π½π + βββββ ππ΅ = ββββ π½π΅ @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 27 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Masalah di atas merupakan masalah penjumlahan dua vektor atau resultan dari dua vektor. Untuk menggambar jumlah dua vektor, dapat dilakukan dengan cara seperti di atas, yaitu menghimpitkan ujung vektor pertama dengan pangkal vektor kedua, hasilnya adalah vektor dengan pangkal vektor pertama dan ujung vektor kedua. Cara ini disebut aturan segitiga. Selain itu dapat juga dilakukan dengan menghimpitkan pangkal kedua vektor π’ ββββ1 dan π’2 . Jumlah kedua vektor adalah diagonal jajargenjang yang sisi-sisinya adalah π’ ββββ ββββ1 dan π’2 . Cara ini disebut aturan jajargenjang. Perhatikan gambar berikut. ββββ π’2 βββ π’ ββββ1 π’ β 1 + ββββ π’2 π’2 ββββ π’ ββββ1 Gambar 2.3 Aturan Jajargenjang Contoh 3 : Sebuah perahu akan digunakan untuk menyeberangi sungai yang lebarnya 24 meter. Sungai itu mempunyai kecepatan arus 5 meter/detik. Arah perjalanan perahu tersebut dapat digambarkan sebagai berikut. 24 meter A B 5 m/dt C Gambar 2.4 βββββ π΄π΅ menyatakan arah dan jarak yang ingin ditempuh perahu, βββββ menyatakan kecepatan arus π΅πΆ βββββ = βββββ π΄πΆ π΄π΅ + βββββ π΅πΆ menyatakan arah dan jarak perjalanan perahu. Contoh 4: Perhatikan gambar berikut: Gambar 2.5 @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 28 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Dari Gambar 2.5 diperoleh: βββββ = (2) , π΅πΆ βββββ = ( 1 ) , πΆπ· βββββ = (3) , π·πΈ βββββ = ( 2 ) , πΈπΉ βββββ = (1) dan π΄πΉ βββββ = (9) π΄π΅ 3 −4 2 −2 4 3 Kalau kita jumlahkan maka: βββββ + π΅πΆ βββββ + πΆπ· βββββ + π·πΈ βββββ + πΈπΉ βββββ = (2) + ( 1 ) + (3) + ( 2 ) + (1) = (9) = π΄πΉ βββββ π΄π΅ 3 −4 2 −2 4 3 βββββ + π΅πΆ βββββ + πΆπ· βββββ + π·πΈ βββββ + πΈπΉ βββββ = π΄πΉ βββββ Jadi, π΄π΅ Kesimpulannya Untuk setiap vektor berlaku βββββ + π΅πΆ βββββ + πΆπ· βββββ + β― ππ βββββ = π΄π βββββ π΄π΅ Contoh 5: 4 −3 Diketahui vektor π = ( ) dan vektor πβ = ( ), tentukan vektor π = 3π + 2πβ 5 −2 Alternatif penyelesaian: 4 12 −3 −6 6 π = 3π + 2πβ = 3 ( ) + 2 ( ) = ( ) + ( ) = ( ) 5 −2 15 −4 11 6 Jadi: π = 3π + 2πβ = ( ) 11 Sifat-sifat Penjumlahan Vektor 1) Komutatif Perhatikan gambar berikut: Gambar 2.6 Penjumlahan vektor secara komutatif. PQRS merupakan jajargenjang. Misalkan: βββββ ππ = π → βββββ ππ = π ββββ = πβ → ππ βββββ = πβ ππ @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 29 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 βββββ = ππ βββββ + ππ βββββ = π + πβ ππ βββββ = ββββ βββββ = πβ + π ππ ππ + ππ β β π + π = π + π (komutatif) Jadi, penjumlahan pada vektor berlaku sifat komutatif. 2) Sifat Asosiatif Perhatikan gambar berikut: Gambar 2.7 Penjumlahan Vektor secara Asosiatif SPQR adalah suatu limas segitiga βββββ = π, ππ βββββ = πβ, dan π π βββββ = π ππ βββββ + βββββ (π + πβ) + π = (ππ ππ ) + βββββ π π = βββββ ππ + βββββ π π = ββββ ππ βββββ + (ππ βββββ + π π βββββ ) = ππ βββββ + ππ βββββ = ππ ββββ π + (πβ + π ) = ππ Jadi: (π + πβ) + π = π + (πβ + π ) Berarti penjumlahan pada vektor bersifat Asosiatif. β (vektor nol) sebab untuk semua 3) Mempunyai elemen identitas, yaitu vektor π vektor π berlaku π + π = π + π = π 4) Invers dari suatu vektor Lawan atau invers jumlah atau negatif dari suatu vektor π adalah suatu vektor yang apabila dijumlahkan dengan vektor π menghasilkan vektor nol. Lawan dari vektor π ditulis −π. Apabila digambarkan dengan ruas garis berarah, sebuah vektor lawan dari vektor π adalah vektor yang panjangnya sama dengan vektor π , tetapi arahnya berlawanan dengan vektor π . Jadi, setiap vektor π mempunyai invers jumlah (lawan). Sebab: π + (-π ) = (-π ) + π = π Gambar 2.8 Invers dari suatu Vektor @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 30 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Selisih Dua Vektor Selisih atau pengurangan adalah lawan dari penjumlahan. Anda bisa menghitung selisih dua vektor dengan cara menjumlahkan vektor pertama dengan lawan (negatif) vektor kedua. Dengan demikian : π − πβ = π + (−πβ) Perhatikan gambar berikut: Gambar 2.9 Selisih Dua Vektor Contoh 6: βββββ − π΅πΆ βββββ ! Diketahui koordinat titik A(1, 1), B(3, 5) dan C(-1, 6). Tentukan vektor π΄π΅ Alternatif penyelesaian: 3−1 2 Komponen vektor βββββ π΄π΅ = ( )=( ) 5−1 4 βββββ = (−1 − 3) = (−4) Komponen vektor π΅πΆ 6−5 1 βββββββ = (2) + (− (−4)) = (2 + 4) = (6) vektor βββββ π΄π΅ − βββββ π΅πΆ = βββββ π΄π΅ + (−π΅πΆ) 4 1 4−1 3 Silahkan Anda perhatikan gambar berikut. Gambar 2.10 Selisih Dua Vektor pada Kordinat Kartesius Setelah Anda mempelajari konsep aturan rantai dalam menyelesaikan masalah Vektor, silahkan kembangkan pemahaman Anda dengan mengerjakan latihan dan evaluasi. Jika hasilnya belum memuaskan silahkan Anda ulang kembali pembelajarannya dari awal. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 31 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Vektor Basis di R2 Setelah Anda mempelajari Perkalian skalar dengan vektor, penjumlahan dan selisih dua vektor, pembahasan kita kembangkan untuk memahami vektor basis. Coba Anda perhatikan gambar berikut: Gambar 2.11 Vektor Basis Titik P(x1, y1) merupakan titik ujung vektor posisi yang pangkalnya pusat koordinat, βββββ = π. Dari gambar tampak bahwa: ππ βββββ = ππ ββββββ + ππ βββββ = ππ βββββ + π π βββββ dengan yaitu vektor ππ ββββββ = π π βββββ = π₯1 π dan ππ βββββ = ππ βββββ = π¦1 π ππ Sehingga dapat dituliskan: βββββ ππ = π = π₯1 π + π¦1 π Bentuk vektor ini disebut vektor basis dalam π dan π Jadi setiap vektor di R2 dapat disajikan dalam bentuk vektor basis π = π₯1 π + π¦1 π Contoh 7: Diketahui segitiga OAB dengan titik sudut: O(0, 0), A(3, 1) dan B(6, 5). π merupakan vektor posisi dari titik π΄ dan πβ vektor posisi dari titik π΅. Nyatakan vektor π, πβ dan βββββ π΄π΅ dalam bentuk vektor basis. Alternatif penyelesaian: π = π₯1 π + π¦1 π = 3π + 1. π πβ = π₯1 π + π¦1 π = 6π + 5π βββββ π΄π΅ = πβ − π = (6π + 5π) − (3π + 1. π) = 3π + 4π @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 32 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 C. Rangkuman β Hasil kali vektor π’ β dengan skalar n akan menghasilkan vektor yang besarnya n kali besar π’ β dan arah sama denganβββπ’. β Untuk menggambar jumlah dua vektor, dapat dilakukan dengan cara β’ aturan segitiga, yaitu menghimpitkan ujung vektor pertama dengan pangkal vektor kedua, hasilnya adalah vektor dengan pangkal vektor pertama dan ujung vektor kedua. β’ aturan jajargenjang, yaitu dengan menghimpitkan pangkal kedua vektor π’ ββββ1 dan ββββ π’2 . Jumlah atau resultan kedua vektor adalah diagonal jajargenjang yang sisi-sisinya adalah π’ ββββ1 dan ββββ π’2 β Selisih dua vektor berarti menjumlahkan vektor pertama dengan lawan (negatif) vektor kedua. Dengan demikian π – πβ = π βββ + (–πβ). β Setiap vektor di R2 dapat disajikan dalam bentuk vektor basis π = π₯1 π + π¦1 π D. Latihan Soal Kerjakan dengan hati-hati dan teliti. βββββ = π’ βββββ = π£ , titik E dan F masing-masing 1. ABCD adalah jajargenjang dengan π΄π΅ β , π΄π· βββββ βββββ titik tengah π·πΆ dan π΅πΆ . Nyatakan vektor-vektor berikut dalam π’ β dan π£ βββββ a. π΄πΈ βββββ b. πΈπΉ c. βββββ π΄πΉ 2. Diketahui A(1, 1), B(4, 2), dan C(10, 4) tunjukkan titik A, B, dan C segaris (kolinear) dan carilah AB : BC 3. Diketahui titik-titik A(-2, 5) dan B(2, -1). Jika π merupakan vektor posisi dari titik A dan πβ merupakan vektor posisi dari titik B, tentukan: a. 2π − πβ b. |π + 2πβ| 4. Diketahui π = 3π − π dan πβ = 2π + 13π dan π = -2π - 8π . Tentukanlah : a. π + πβ dan |π + πβ| b. π + πβ + π dan |π + πβ + π | βββββ = 5. Diketahui titik O titik pangkal, dan titik-titik A, B dan C dengan vektor posisi ππ΄ βββββ βββββ 9π - 10π , ππ΅ = 4π + 2π dan ππΆ = mπ - 2π . a. Tentukan vektor satuan yang searah βββββ π΄π΅ b. Tentukan nilai m agar A, B dan C segaris @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 33 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Pembahasan Latihan Soal Kegiatan Pembelajaran 2 1. Perhatikan gambar berikut: (skor maksimum 20) Gambar 2.15 1 1 βββββ π·πΈ = βββββ π·πΆ = π’ β 2 2 1 1 βββββ = π΅πΆ βββββ = π£ π΅πΉ 2 2 βββββ = π΄π· βββββ + π·πΈ βββββ =π£ + 1 π’ a. π΄πΈ β 2 1 1 b. βββββ πΈπΉ = βββββ πΈπΆ + βββββ πΆπΉ = π’ β + π£ 2 2 1 βββββ βββββ βββββ c. π΄πΉ = π΄π΅ + π΅πΉ = π’ β + π£ 2 2. A(1, 1), B(4, 2), dan C(10, 4) (skor maksimum 20) 4−1 3 βββββ π΄π΅ = ( )=( ) 2−1 1 βββββ = (10 − 4) = (6) = (2.3) = 2. (3) = 2. π΄π΅ βββββ π΅πΆ 4−2 2 2.1 1 βββββ = (10 − 1) = (9) = (3.3) = 3. (3) = 3π΄π΅ βββββ π΄πΆ 4−1 3 3.1 1 βββββ dan panjang π΄πΆ βββββ = 3. βββββ Karena βββββ π΄π΅ searah denganπ΄πΆ π΄π΅, maka titik A, B dan C segaris. βββββ π΅πΆ = 2. βββββ π΄π΅ ↔ βββββ π΅πΆ : βββββ π΄π΅ = 2: 1 3. Diketahui A(-2, 5) dan B(2, -1), maka vektor posisinya adalah −2 2 π = ( ) dan πβ = ( ) (skor maksimum 20) 5 −1 Dicari: −2 −4 2 2 −6 a. 2π − πβ = 2. ( ) − ( ) = ( ) − ( ) = ( ) 5 −1 10 −1 11 −2 −2 4 2 2 β b. π + 2π = ( ) + 2 ( ) = ( ) + ( ) = ( ) 5 −1 5 −2 3 |π + 2πβ| = √(2)2 + 32 = √4 + 9 = √13 4. Diketahui π = 3π − π dan πβ = 2π + 13π dan π = −2π − 8π . Dalam bentuk vektor 2 −2 3 kolom: π = ( ) , πβ = ( ) , π = ( ) (skor maksimum 20) −1 13 −8 Dicari: a. π + πβ = (3π − π) + (2π + 13π) = 5π + 12π 5 Dinyatakan dalam vektor kolom : π + πβ = ( ) 12 βββ |π + πβ| = √52 + 122 = √25 + 144 = √169 = 13 @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 34 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 2 −2 3 3 b. π + πβ + π = ( ) + ( ) + ( ) = ( ) = 3π + 4π −1 13 −8 4 |π + πβ + π | = √32 + 42 = √9 + 16 = √25 = 5 5. Diketahui: vektor posisi βββββ ππ΄ = 9π - 10π , βββββ ππ΅ = 4π + 2π dan βββββ ππΆ = mπ - 2π . Dalam 9 4 βββββ = ( βββββ = ( ) dan ππΆ βββββ = ( π ) bentuk vektor kolom ππ΄ ), ππ΅ −2 −10 2 Dicari: (skor maksimum 20) βββββ a. Vektor satuan searah π΄π΅ 4 9 −5 βββββ π΄π΅ = βββββ ππ΅ − βββββ ππ΄ = ( ) − ( ) = ( ) = −5π + 12π 2 −10 12 βββββ π΄π΅ βββββ = π = Vektor satuan searah π΄π΅ βββββ |π΄π΅ | βββββ | = √(−5)2 + 122 = √25 + 144 = √169 = 13 |π΄π΅ π= βββββ π΄π΅ βββββ | |π΄π΅ −5π+12π 1 = = (−5π + 12π) 13 13 −5 βββββ b. π΄π΅ = ( ) 12 βββββ = ( π ) − (4) = (π − 4) π΅πΆ −2 2 −4 π −5 π+5 βββββ π΄πΆ = ( ) − ( ) = ( ) −2 12 −14 A, B dan C segaris βββββ = π. π΅πΆ βββββ π΄π΅ π−4 −5 ( ) = π. ( ) −4 12 5 π−4 −3 ( 3 ) = π. ( ) −4 −4 Dari persamaan diaas didapat n = -3. 5 5 17 = π−4 ↔π = 4+ = 3 3 3 Titik A, B dan C akan segaris jika nilai m = 17 3 Skor maksimal 100. Untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda, cocokkan jawaban dengan kunci jawaban. Hitung jawaban benar Anda, kemudian gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi kegiatan pembelajaran ini. π½π’πππβ π πππ Rumus Tingkat penguasaan= π₯ 100% π½π’πππβ π πππ ππππ πππ’π Kriteria 90% – 100% = baik sekali 80% – 89% = baik 70% – 79% = cukup < 70% = kurang Jika tingkat penguasaan Anda cukup atau kurang, maka Anda harus mengulang kembali seluruh pembelajaran. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 35 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 E. Penilaian Diri Isilah pertanyaan pada tabel di bawah ini sesuai dengan yang Anda ketahui, berilah penilaian secara jujur, objektif, dan penuh tanggung jawab dengan memberi tanda centang pada kolom pilihan. No. Kemampuan Diri 1. Saya sudah memahami perkalian skalar dengan vektor. 2. 3. 4. 5 Saya sudah dapat menentukan penjumlahan dua vektor. Saya sudah dapat menentukan selisih vektor. Saya sudah dapat memahami sifat operasi vektor Saya sudah bisa menentukan vektor basis pada R2 Ya Tidak Catatan: Bila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pembelajaran, Bila semua jawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke pembelajaran berikutnya. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 36 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 Ruang Lingkup Vektor pada Bangun Ruang A. Tujuan Pembelajaran Setelah kegiatan pembelajaran 3 ini diharapkan Anda dapat: 1. Menghitung modulus vektor bila diberikan suatu vektor pada bangun ruang. 2. Menentukan vektor posisi suatu vektor pada bangun ruang. 3. Menyatakan bahwa dua vektor pada bangun ruang sama. 4. Menentukan negatif dari suatu vektor pada bangun ruang. 5. Menyatakan pengertian vektor nol pada bangun ruang. 6. Menentukan vektor satuan pada bangun ruang. B. Uraian Materi Setelah pada pembelajaran 1 dan 2 Anda mempelajari vektor pada bidang (R2), pada pembelajaran 3 kita kembangkankan pembahasan kita mengenai vektor pada bangun ruang (R3). Vektor pada bangun ruang (dimensi tiga) adalah vektor yang memiliki 3 buah sumbu yaitu X, Y dan Z yang saling tegak lurus dan perpotongan ketiga sumbu sebagai pangkal perhitungan vektor π pada bangun ruang dapat dituliskan dalam bentuk : 1. Koordinat Cartesius P = (x, y, z) P(x, y, z) Gambar 3.1 Vektor pada Bangun Ruang x 2. Vektor kolom p β = (y) atau vektor baris p β = (x, y, z) z 3. Kombinasi linear vektor satuan (vektor basis) π = π₯. π + π¦. π + π§. πβ 1 0 0 dengan π = (0) , π = (1) dan πβ = (0) 0 0 1 π = vektor satuan dalam arah OX (searah sumbu X) π = vektor satuan dalam arah OY (searah sumbu Y) β = vektor satuan dalam arah OZ (searah sumbu Z) π @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 37 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Contoh 1: Pada gambar balok disamping, nyatakanlah vektor-vektor berikut ini dalam bentuk persamaan vektor dan vektor kolom. βββββ a. πΈπΊ b. ββββββ π·π΅ Alternatif penyelesaian: βββββ = πΈπ· βββββ + π·πΊ βββββ a. πΈπΊ βββββ βββββ βββββ | = |πΉπΊ βββββ | = 3 |πΈπ· | = |ππ΄|=|πΆπ΅ Gambar 3.2 βββββ βββββ πΈπ· = −ππ΄ = −3π, dengan π vektor satuan searah sumbu X βββββ π·πΊ = βββββ ππΆ = 4π, dengan π vektor satuan searah sumbu Y βββββ = πΈπ· βββββ + π·πΊ βββββ = −3π + 4π πΈπΊ βββββ = −3π + 4π Jadi persamaan vektor πΈπΊ Vektor kolom: −3 βββββ = ( 4 ) πΈπΊ 0 βββββ b. ββββββ π·π΅ = βββββ π·πΈ + βββββ πΈπΉ + πΉπ΅ βββββ π·πΈ = βββββ ππ΄ = 3π βββββ = ππΆ βββββ = 4π πΈπΉ βββββ = −ππ· ββββββ = −2πβ, dengan πβ vektor satuan searah sumbu Z πΉπ΅ ββββββ βββββ βββββ = 3π + 4π + (−2πβ) = 3π + 4π − 2πβ π·π΅ = π·πΈ + βββββ πΈπΉ + πΉπ΅ ββββββββββββ Jadi persamaan vektor ββββββ π·π΅ = 3π + 4π − 2πβ Vektor kolom: 3 ββββββ = ( 4 ) π·π΅ −2 Panjang Vektor (Modulus Vektor) Mari kita perhatikan gambar berikut: Gambar 3.3 Panjang (Modulus) Vektor @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 38 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 βββββ searah sumbu X sebesar xB – xA, komponen vektor π΄π΅ βββββ yang Komponen vektor π΄π΅ βββββ yang searah sumbu Z searah sumbu Y sebesar yB – yA, dan komponen vektor π΄π΅ βββββ adalah panjang π΄π΅ βββββ dan disebut modulus vektor π΄π΅ βββββ . sebesar zB – zA. Besar vektor π΄π΅ βββββ merupakan diagonal ruang maka panjang π΄π΅ βββββ adalah: Perhatikan vektor π΄π΅ βββββ | = √(π₯π΅ − π₯π΄ )2 + (π¦π΅ − π¦π΄) 2 + (π§π΅ − π§π΄)2 |π΄π΅ Contoh 2: Diketahui balok OABC.DEFG dimana O adalah pusat koordinat Cartesius. Jika panjang sisi OA = 4 cm, OC = 7 cm dan OD = 5 cm. Tentukanlah : a. Persamaan vektor βββββ πΈπΆ βββββ b. Panjang vektor πΈπΆ Alternatif Penyelesaian: Perhatikan gambar berikut: Gambar 3.4 Vektor pada bangun ruang balok. βββββ =vektor basis dari vektor πΈπΆ βββββ a. Persamaan vektor πΈπΆ βββββ βββββ πΈπΆ = βββββ πΈπ΄ + βββββ π΄π΅ + βββββ π΅πΆ = βββββ πΈπ· + βββββ π·πΊ + πΊπΆ βββββ | = |ππ· ββββββ | = 5 cm, |π΄π΅ βββββ | = |ππΆ βββββ | = 7 cm, ββββββββ βββββ | = 4 cm |πΈπ΄ |π΅πΆ| = |ππ΄ βββββ = πΊπΆ βββββ = 5(−πβ ), dengan πβ vektor satuan searah sumbu Z. πΈπ΄ βββββ π΄π΅ = βββββ π·πΊ = 7π, dengan π vektor satuan searah sumbu Y βββββ π΅πΆ = βββββ πΈπ· = 4(−π), dengan π vektor searah sumbu X βββββ = πΈπ΄ βββββ + π΄π΅ βββββ + π΅πΆ βββββ = −5πβ + 7π − 4π = −4π + 7π − 5πβ πΈπΆ βββββ b. Panjang vektor πΈπΆ 2 2 2 βββββββ |2 + |πΊπΆ βββββ | = |πΈπΊ βββββ | + |πΊπΆ βββββ | = |πΈπ· βββββ |2 + |π·πΊ βββββ |2 |πΈπΆ =(−4)2 + 72 + (−5)2 = 16 + 49 + 25 = 90 βββββ | = √90 = 3√10 |πΈπΆ Vektor Posisi Vektor pada bangun ruang dapat digambarkan pada ruang koordinat Cartesius. Setiap βββββ , yaitu vektor yang berpangkal titik P pada ruang dapat dinyatakan sebagai vektor ππ βββββ disebut vektor posisi dari titik P pada di titik O(0,0,0) dan berujung di titik P. Vektor ππ @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 39 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 ruang koordinat Cartesius. Koordinat titik P merupakan komponen-komponen dari βββββ tersebut. vektor posisi ππ Perhatikan gambar berikut: P(π₯1 , π¦1 , π§1) Gambar 3.5 Pada gambar di atas vektor posisi βββββ ππ mempunyai komponen searah sumbu X sebesar π₯1 , komponen searah sumbu Y sebesar π¦1 dan komponen searah sumbu π sebesar π§1. π₯1 βββββ π¦ Vektor posisi ππ = π = ( 1 ) dan dalam bentuk vektor basis adalah π§1 βββββ = π = π₯1 π + π¦1 π + π§1 πβ. ππ Contoh 3: Diketahui segitiga ABC dengan titik-titik sudut A(0, 3, 5), B(2, 4, 6), dan C(4, 3, 1). Tentukan: a. Vektor posisi titik A, B dan C. b. Vektor π yang mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal A ke titik B c. Vektor π yang mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal B ke titik C d. Vektor π yang mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal A ke titik C e. Keliling segitiga ABC Alternatif Penyelesaian: βββββ = π mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal O ke titik A. a. Vektor ππ΄ βββββ = πβ mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal O ke titik B. Vektor ππ΅ Vektor βββββ ππΆ = π mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal O ke titik C. 0 2 4 βββββ ππ΄ = π = (3), βββββ ππ΅ = πβ = (4) dan βββββ ππΆ = π = (3) 5 6 1 2 0 2 b. π = βββββ π΄π΅ = πβ − π = (4) − (3) = (1) 6 5 1 4 2 2 βββββ = π − πβ = (3) − (4) = (−1) c. π = π΅πΆ 1 6 −5 4 0 4 βββββ = π − π = (3) − (3) = ( 0 ) d. π = π΄πΆ 1 5 −4 βββββ βββββ βββββ | e. Keliling segitiga ABC = |π΄π΅| + |π΅πΆ | + |π΄πΆ βββββ | = √22 + 12 + 12 = √6 |π΄π΅ @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 40 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 βββββ | = √22 + (−1)2 + (−5)2 = √30 |π΅πΆ βββββ | = √42 + 02 + (−4)2 = √32 |π΄πΆ βββββ | + |π΅πΆ βββββ | + |π΄πΆ βββββ | = √6 + √30 + √32. Jadi, keliling segitiga ABC = |π΄π΅ Kesamaan Vektor Dua vektor dalam ruang dikatakan sama jika mempunyai besar dan arah yang sama. Perhatikan gambar berikut: π π πβ π Gambar 3.6 Kesamaan Vektor Vektor π, πβ, π , dan π pada gambar di atas tampak sejajar dan memiliki panjang yang sama. Vektor π, πβ, π, dan π adalah vektor yang sama karena mempunyai besar dan arah yang sama. Misal: ο¦ a1 οΆ ο§ ο· π= ο§ a 2 ο· atau π = a1π + a2π + a3πβ , dan πβ = ο§a ο· ο¨ 3οΈ ο¦ b1 οΆ ο§ ο· ο§ b2 ο· atau πβ = b1π + b2 π+ b3πβ ο§b ο· ο¨ 3οΈ π= πβ jika dan hanya jika a1 = b1, a2 = b2, a3 = b3 . Vektor Negatif Vektor di ruang yang besarnya sama dengan vektor π’ β tetapi arahnya berlawanan disebut vektor negatif dari π’ β dan ditulis sebagai −π’ β .Perhatikan gambar berikut. Gambar 3.7 Vektor Negatif @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 41 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 βββββ dengan vektor ππ βββββ memiliki panjang yang sama dan arah saling berlawanan. Vektor ππ βββββ Vektor ππ merupakan lawan (negatif) dari vektor βββββ ππ . Contoh 4: 3 Diketahui vektor π’ β = (4), tentukan negatif dari vektor π’ β. 5 Alternatif jawaban: 3 −3 Negatif dari vektor π’ β adalah −π’ β , maka −π’ β = − (4) = (−4) 5 −5 Vektor Nol Yang dimaksud dengan vektor nol adalah vektor yang besarnya nol atau tidak mempunyai panjang (berupa titik). Vektor nol tidak mempunyai arah tertentu. Vektor 0 nol dilambangkan dengan β0 = (0). Pada koordinat ruang Cartesius, vektor nol adalah 0 titik O(0,0,0). Vektor Satuan Vektor yang mempunyai panjang 1(satu) satuan disebut vektor satuan. Vektor satuan dari vektor π didefinisikan vektor π dibagi dengan besar vektor π sendiri, yang dirumuskan dengan π = Contoh 5: β π |πβ| ο¦ 2 οΆ Tentukan vektor satuan dari vektor π = ο§ 4 ο· . ο§ ο· ο¨ 5οΈ Alternatif Penyelesaian : Panjang vektor π adalah ο―πο― = 2 2 + 4 2 + ( 5 ) 2 = 25 = 5 Jadi, vektor satuan vektor π adalah π = 2 2 5 πβ |πβ| ο¦ οΆ 1 2 = ο§ 4 ο·= 5ο§ ο· ο¨ 5οΈ 4 2 5 √5 5 2 2 5 4 5 √5 (5) dan 4 16 5 + + 25 25 25 Panjang vektor π adalah | π | = √( ) + ( ) + ( ) = √ =√ 25 25 =1 C. Rangkuman β Modulus (panjang) vektor pada bangun ruang adalah besar dari vektor yang merupakan panjang segmen garis berarah yang menyatakan vektor tersebut. π1 β Modulus vektor π = (π2 ) dinyatakan dengan |π| = √π12 + π22 + π32 π3 β Vektor posisi adalah vektor yang menyatakan kedudukan setiap titik di ruang koordinat Cartesius. Vektor posisi berpangkal di titik O(0,0,0) dan berujung di titik pada ruang koordinat. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 42 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 β Dua vektor dikatakan sama jika mempunyai besar dan arah yang sama. Vektor yang besarnya sama dengan π’ β tetapi arahnya berlawanan dengan π’ β dikatakan vektor negative π’ β. β Vektor nol adalah vektor yang besarnya nol dan tidak mempunyai arah. β Vektor satuan adalah vektor yang besarnya 1. Vektor satuan yang searah dengan suatu vektor π£ ditentukan dengan rumus: π = β π£ β| |π£ D. Latihan Soal 1. Tentukan modulus dari vektor-vektor berikut. ο¦ 4οΆ a. π’ β = ο§ − 5ο· ο§ − 3ο· ο¨ οΈ βββββ dengan titik A (–2 , 3 , –1) dan titik B (2 , 1 , –4) b. π΄π΅ 2. Diketahui titik P (2 , 5 , –4) dan Q (1 , 0 , –3). Tentukan : βββββ sama dengan vektor ππ βββββ dan titik A(2 , –2 , 4) a. Koordinat titik B jika π΄π΅ βββββ merupakan negatif vektor ππ βββββ jika titik R(–1 , 3 , 2) b. Koordinat titik S jika π π 3. Tentukan vektor satuan dari vektor-vektor berikut. 0 a. π’ β =( 0 ) −1 −1 b. π£ βββ = ( 1 ) −1 βββββ dengan C(3 , –2 , 1) dan D(2 , –2 , 1) c. πΆπ· βββββ dengan F(2 , 1 , 2) dan G(2 , 0 , 3) d. πΉπΊ 4. Tentukan besar vektor berikut beserta vektor satuannya. ο¦2οΆ a. π£ = ο§ 4 ο· ο§ 1ο· ο¨ οΈ b. π€ ββ = −π + 5π + πβ ο¦ − 3οΆ c. βββββ ππ = ο§ 0 ο· ο§ 5ο· ο¨ οΈ 5. Gambarlah vektor dengan titik P (2 , -3 , 1) dan Q (1 , 3 , -2) βββββ a. Hitung modulus vektor ππ b. Buat vektor negatif dari βββββ ππ , kemudian hitung modulusnya/besarnya ! @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 43 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Pembahasan Latihan Soal Kegiatan Pembelajaran 3 4 1. a. Modulus vektor π’ β = (−5) −3 |π’ β | = √42 + (−5)2 + (−3)2 = √16 + 25 + 9 = √50 = 5√2 (skor 8) b. Diketahui titik A (-2 , 3 , -1) dan titik B(2 , 1 , -4) (skor 12) −2 2 Vektor posisi π = ( 3 ) dan πβ = ( 1 ) −1 −4 2 −2 4 βββββ π΄π΅ = πβ − π = ( 1 ) − ( 3 ) = (−2) −4 −1 −3 2 βββββ = √4 + (−2)2 + (−3)2 = √29 Modulus vektor π΄π΅ 2. Diketahui titik P(2 , 5 , -4) dan Q(1 , 0 , -3) titik pangkal dan titik ujung dari vektor βββββ ππ dan A(2, 2, -4) pangkal dari vektor βββββ π΄π΅ π1 2 1 2 β π = ( 5 ) , π = ( 0 ) , π = ( 2 ) . Misalkan π = (π2 ) π3 −4 −3 −4 (skor 2) 1 2 −1 βββββ = ( 0 ) − ( 5 ) = (−5) a. ππ −3 −4 1 (skor 10) π1 − 2 π1 π1 − 2 2 β βββββ π΄π΅ = π − π = (π2 ) − ( 2 ) = ( π2 − 2 ) = (π2 − 2) π3 π3 + 4 π3 − (−4) −4 βββββ π΄π΅ = βββββ ππ π1 − 2 −1 (π2 − 2) = (−5) π3 + 4 1 π1 − 2 = −1 → π1 = 1 π2 − 2 = −5 → π2 = −3 π3 + 4 = 1 → π3 = −3 Jadi, koordinat titik B agar vektor βββββ π΄π΅ = βββββ ππ adalah B(1, -3, -3) βββββ merupakan negatif vektor ππ βββββ dan titik R (-1 , 3 , 2) b. Vektor π π (skor 8) βββββ = −ππ βββββ π π π 1 π 1 π 1 − (−1) −1 βββββ π π Misalkan π = ( 2 ) → π π = ( 2 ) − ( 3 ) = ( π 2− 3 ) π 3 π 3 π 3−2 2 π 1 − (−1) π 1 − (−1) −1 1 ( π 2 − 3 ) = − (−5) ↔ ( π 2 − 3 ) = ( 5 ) π 3 − 2 π 3 − 2 1 −1 π 1 − (−1) = 1 → π 1 = 0 π 2 − 3 = 5 → π 2 = 8 π 3 − 2 = −1 → π 3 =1 βββββ adalah S(0, 8, 1) Jadi, koordinat titik S agar βββββ π π = −ππ @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 44 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 ο¦0οΆ ο§ ο· 3. a. Vektor satuan searah vektor π’ β =ο§0ο· ο§ −1ο· ο¨ οΈ (skor 5) Panjang vektor π’ β = |π’ β | = √02 + 02 + (−1)2 = √1 = 1 Vektor satuan searah vektor π’ β =π= β π’ |π’ β| = ο¦0οΆ ο§ ο· ο§0ο· ο§ −1ο· ο¨ οΈ 1 ο¦ 0οΆ ο§ ο· = ο§ 0 ο· ο§ −1ο· ο¨ οΈ −1 b. Vektor satuan searah vektor π£ βββ = ( 1 ) −1 2 Panjang vektor π£ = |π£ | = √(−1) + 12 + (−1)2 = √3 π£ Vektor satuan searah vektor π£ = π = |π’β| = −1 (1) −1 √3 = (skor 5) −√3 −1 1 1 ) = 3 ( √3 ) −1 −√3 1 ( √3 Pembilang dan penyebut dikalikan √3 c. βββββ πΆπ· dengan C(3 , -2 , 1) dan D(2 , -2 , 1) 2 3 −1 βββββ = π − π = (−2) − (−2) = ( 0 ) πΆπ· 1 1 0 βββββ = |πΆπ· βββββ | = √(−1)2 + 02 + 02 = √1 = 1 Panjag πΆπ· βββββ = Vektor satuan searah vektor πΆπ· βββββ πΆπ· βββββ | |πΆπ· = (skor 5) −1 (0) −1 0 =( 0 ) 1 0 βββββ dengan F (2 , 1 , 2) dan G (2 , 0 , 3) d. πΉπΊ (skor 5) 2 2 0 βββββ πΉπΊ = π − π = (0) − (1) = (−1) 3 2 1 2 2 2 βββββ |πΉπΊ | = √0 + (−1) + 1 = √0 + 1 + 1 = √2 Vektor satuan searah vektor βββββ πΉπΊ = 4. π. βββββ πΉπΊ βββββ | |πΉπΊ = ο¦2οΆ π£ = ο§ 4ο· ο§ 1ο· ο¨ οΈ 0 (−1) 1 √2 Pembilang dan penyebut dikalikan √2 0 0 = 1 (−1) √2 1 = 1 (−√2) 2 √2 (skor 8) Panjang vektor π£ = |π£ | = √22 + 42 + 12 = √4 + 16 + 1 = √21 @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 45 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Vektor satuan searah vektor π£ = π = π. β π£ |π£ β| = 2 (4) 1 √21 = 1 ββ π€ β −π+5π+π 3√3 1 = √3(−π + 5π + πβ) 9 −3 βββββ = ( 0 ) ππ (skor 8) 5 βββββ βββββ | = √(−3)2 + 02 + 52 = √9 + 0 + 25 = √44 = 2√11 Panjang ππ = |ππ βββββ = π = Vektor satuan searah vektor ππ βββββ ππ βββββ | |ππ = −3 (0) 5 2√11 = b. −3 0) 5 1 √11 ( 22 5. Gambar vektor βββββ ππ a. = 1 ( ) 21 4√21 √21 −1 π€ ββ = −π + 5π + πβ = ( 5 ) (skor 8) 1 Panjang π€ ββ = |π€ ββ | = √(−1)2 + 52 + 12 = √1 + 25 + 1 = √27 = 3√3 Vektor satuan searah vektor π€ ββ = π = |π€ = ββ | π. 2√21 2 1 (4) √21 1 2 −1 βββββ ππ = π − π = ( 3 ) − (−3) ( 6 ) −2 1 −3 2 2 2 βββββ |ππ | = √(−1) + 6 +) − 3) = √1 + 36 + 9 = √46 −1 1 βββββ = − ( 6 ) (−6) Vektor negatif dari βββββ ππ = −ππ −3 3 (skor 6) (skor 4) (skor 6) …………………………………………..4 βββββ = |−ππ βββββ | = √12 + (−6)2 + 32 = √1 + 36 + 9 = √46 Modulus Vektor −ππ Skor maksimum : 100 @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 46 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda, cocokkan jawaban dengan kunci jawaban. Hitung jawaban benar Anda, kemudian gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi kegiatan pembelajaran ini. π½π’πππβ π πππ Rumus Tingkat penguasaan= π₯ 100% π½π’πππβ π πππ ππππ πππ’π Kriteria 90% – 100% = baik sekali 80% – 89% = baik 70% – 79% = cukup < 70% = kurang Jika tingkat penguasaan Anda cukup atau kurang, maka Anda harus mengulang kembali seluruh pembelajaran. E. Penilaian Diri Isilah pertanyaan pada tabel di bawah ini sesuai dengan yang Anda ketahui, berilah penilaian secara jujur, objektif, dan penuh tanggung jawab dengan memberi tanda centang pada kolom pilihan. No. 1. 2. 3. 4. 5 6 Kemampuan Diri Ya Tidak Saya sudah dapat menghitung modulus Vektor pada bangun ruang Saya sudah dapat menentukan vektor posisi pada bangun ruang. Saya sudah dapat memahami kesamaan vektor pada bangun ruang. Saya sudah dapat menentukan negative suatu vektor pada bangun ruang Saya sudah memahami vektor nol pada bangun ruang Saya sudah dapat memahami vektor satuan pada bangun ruang Catatan: Bila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pembelajaran, Bila semua jawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke pembelajaran berikutnya. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 47 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 KEGIATAN PEMBELAJARAN 4 Operasi Vektor Pada Bangun Ruang A. Tujuan Pembelajaran Setelah kegiatan pembelajaran 4 ini diharapkan Anda dapat: 1. Menentukan hasil kali suatu vektor pada bangun ruang dengan skalar. 2. Menentukan hasil penjumlahan vektor-vektor pada bangun ruang. 3. Menentukan selisih dua vektor pada bangun ruang. 4. Menentukan perbandingan vektor. 5. Menentukan perkalian skalar dua vektor pada bangun ruang bila diketahui komponen-komponennya. 6. Menentukak proyeksi ortogonal suatu vektor pada vektor Lain. B. Uraian Materi Hasil Kali Vektor dengan Skalar pada Bangun Ruang Seperti telah Anda pelajari pada kegiatan pembelajaran 2, hasil kali vektor dengan skalar sekarang kita kembangkan pada bangun ruang. Anda akan menggunakan pemahaman Anda tentang vektor dan skalar di kegiatan belajar ini. Vektor dapat dioperasikan dengan skalar. Karena skalar merupakan bilangan, maka perkalian vektor dengan skalar hanya akan berpengaruh pada besar vektor saja sedangkan arah vektor tetap. Hasil kali vektor π’ β dengan skalar 2 akan menghasilkan vektor dengan besar 2 kalinya sedangkan arahnya tetap. Secara umum, hasil kali vektor π’ β dengan skalar n akan menghasilkan vektor yang besarnya n kali besar π’ β dan arahnya sama dengan π’ β bila n positif dan berlawanan arah π’ β bila n negatif. π’1 π’1 π. π’1 π’ π’ Jadi, hasil kali vektor π’ β = ( 2 ) dengan skalar n adalah n.π’ β = π. ( 2 ) = (π. π’2 ) π’3 π’3 π. π’3 Contoh 1: 4.2 2 2 8 Jika π = ( 3 ), maka 4.π = 4. ( 3 ) = ( 4.3 ) = ( 12 ) 4. (−1) −1 −1 −4 β β Jika π£ = 3π − 2π − 7π, maka 3. π£ = 3(3π − 2π − 7π) = 9π − 6π − 21πβ Penjumlahan Vektor pada Bangun Ruang Pada dasarnya penjumlahan vektor pada bangun ruang sama dengan penjumlahan vektor pada bidang datar, menggunakan aturan segitiga atau aturan jajargenjang. Hanya saja komponen vektor yang ditambahkan menjadi lebih banyak satu komponen. ο¦ b1 οΆ ο¦ a1 οΆ Secara umum jika dua vektorπ = ο§ a 2 ο· dan vektor πβ= ο§ο§ b 2 ο·ο· adalah vektor-vektor ο§ ο· ο¨ b3 οΈ ο¨a3 οΈ tidak nol, maka : @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 48 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 ο¦ a1 οΆ ο¦ b1 οΆ π + πβ = ο§ a 2 ο· + ο§ο§ b 2 ο·ο· ο§ ο· ο¨a3 οΈ ο¨ b3 οΈ ο¦ a1 + b1 οΆ π + πβ = ο§ο§ a 2 + b 2 ο·ο· ο¨ a3 + b3 οΈ Jika vektor π = a1π + a2π + a3πβ dan vektor πβ = b1π + b2π + b3πβ , maka : π + πβ= (a1+b1)π + (a2+b2)π + (a3+b3)πβ Contoh 2: Hitunglah jumlah dari dua buah vektor berikut. ο¦ 2οΆ a. π = ο§ − 3 ο· dan πβ = ο§ 5ο· ο¨ οΈ b. π = 2π + π – 4πβ dan ο¦ − 1οΆ ο§ 4ο· ο§− 2ο· ο¨ οΈ πβ = 3π + 5π + πβ Alternatif Penyelesaian : a. π + πβ b. π + πβ ο¦ 2 + ( −1) οΆ ο¦ 1 οΆ = ο§ − 3 + 4 ο· = ο§ 1ο· ο§ 5 + ( −2 ) ο· ο§ 3 ο· ο¨ οΈ ο¨ οΈ = (2+3)π +(1+5)π + (-4+1)πβ = 5π + 6π – 3πβ Contoh 3: Seorang pendaki gunung memulai pendakian gunung dari kaki gunung yang dapat dinyatakan sebagai posisi/koordinat O(0,0,0). Dari titik O pendaki gunung tersebut menuju lokasi P yang berkedudukan 5 km ke arah timur, 4 km ke arah utara dan 3 km ke atas. Dari lokasi P dia melanjutkan perjalanan ke lokasi Q yang berkedudukan 4 km ke arah timur, 1 km ke arah selatan dan 3 km ke atas. Di manakah kedudukan pendaki gunung tersebut apabila di lihat dari posisi mula-mula (lokasi O(0,0,0))? Alternatif penyelesaian: Dari lokasi mula-mula ke lokasi P dapat dinyatakan sebagai vektor βββββ ππ . Lokasi titik P adalah 5 km ke arah timur, 4 km ke arah utara dan 3 km ke atas dan 5 dinyatakan dalam bentuk vektor kolom: βββββ ππ = (4). 3 4 Dari lokasi P ke lokasi Q dapat dinyatakan sebagai vektor βββββ ππ = (−1) 3 Kedudukan pendaki gunung dilihat dari lokasi mula-mula adalah : βββββ ππ + βββββ ππ = ββββββ ππ 4 9 5 βββββ + ππ βββββ = (4) + (−1) = (3) ππ 3 6 3 Ini berarti bahwa pendaki gunung tersebut terletak 9 km ke arah timur, 3 km ke arah utara, dan pada ketinggian 6 km dari kedudukan mula-mula. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 49 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Selisih Dua Vektor pada Bangun Ruang Selisih atau pengurangan adalah lawan dari penjumlahan. Selisih dua vektor berarti menjumlahkan vektor pertama dengan lawan (negatif) vektor kedua. Dengan demikian: π − πβ = π + (−πβ). Selisih dua vektor pada koordinat ruang Cartesius pada dasarnya sama dengan selisih vektor dua vektor pada koordinat bidang Cartesius, hanya saja komponen vektornya ada tiga. ο¦ b1 οΆ ο¦ a1 οΆ Secara umum selisih dua vektor jika dua vektor π= ο§ a 2 ο· dan vektor πβ= ο§ο§ b 2 ο·ο· ο§ ο· ο¨ b3 οΈ ο¨a3 οΈ ο¦ a1 − b1 οΆ ο¦ a1 οΆ ο¦ b1 οΆ maka : π − πβ= ο§ a 2 ο· - ο§ο§ b 2 ο·ο· = ο§ο§ a 2 − b 2 ο·ο· ο§ ο· ο¨ a3 − b3 οΈ ο¨a3 οΈ ο¨ b3 οΈ Jika vektor π = a1π + a2π + a3πβ dan vektor πβ = b1π + b2π + b3πβ , maka : π − πβ = (a1 - b1)π + (a2 - b2)π + (a3 - b3)πβ Contoh 4: Hitunglah selisih dari dua vektor berikut : ο¦8οΆ ο¦ 3οΆ a . π = ο§ 6 ο· dan πβ = ο§ 1 ο· ο§ 4ο· ο§7 ο· ο¨ οΈ ο¨ οΈ b. π = 8π + 6π + 9πβ dan πβ = 3π + 5π +2πβ Alternatif Penyelesaian : a. ο¦ 8 − 3 οΆ ο¦5οΆ ο§ ο· ο§ ο· π − πβ = ο§ 6 − 1 ο· = ο§ 5 ο· ο§ 7 − 4ο· ο§ 3ο· ο¨ οΈ ο¨ οΈ b. π − πβ = (8-3)π + (6-5)π + (9-2)πβ = 5π + π + 7πβ Perbandingan Vektor Alif pergi dari rumahnya menuju sekolah dengan berjalan kaki melalui jalan lurus. Setelah berjalan m meter Alif beristirahat sejenak dan untuk sampai ke sekolah dia harus melanjutkan n meter lagi. Perbandingan jarak yang telah ditempuh oleh Alif dengan jarak yang belum ditempuhnya adalah m : n. Anda perhatikan gambar berikut. Misalkan posisi rumah Alif adalah R, posisi sekolah adalah S, Posisi Alif istirahat T. Posisi rumah (R), sekolah (S) dan tempat istirahat (T) dapat dinyatakan sebagai vektor posisi. R m T O n S Gambar vektor βββββ : 4.1 ββββ perbandingan Dari gambar diketahui π π ππ =πβΆπ @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 50 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 βββββ π π π ββββ = ↔ π. βββββ π π = π. ππ ββββ π ππ π(π‘ − π) = π(π − π‘) π. π‘ − π. π = π. π − π. π‘ π. π‘ + π. π‘ = π. π + π. π π‘(π + π) = π. π + π. π π. π + π. π π. π + π. π π‘= = π+π π+π Jadi, π‘= π. π + π. π π+π Jika R(x1, y1) dan S(x2, y2) di R2, maka: π‘ = Koordinat titik T adalah T( π.π +π.π π+π π.π₯2 +ππ₯1 π.π¦2 +ππ¦1 π+π , π+π Jika R(x1, y1, z1) dan S(x2, y2, z2) di R3, maka: π‘ = = π₯ π₯ π(π¦2 )+π.(π¦1 ) 2 1 π+π ) π.π +π.π π+π π.π₯2 +ππ₯1 π.π¦2 +ππ¦1 ππ§2 +ππ§1 Koordinat titik T adalah T( , π+π π+π , π+π = π₯2 π₯1 π(π¦2 )+π.(π¦1 ) π§2 π§1 π+π ) βββββ : ππ ββββ = m : n, terdapat dua kasus, yaitu: Dalam perbandingan π π 1. Titik T membagi RS di dalam. R m T n S n T RT : TS = m : n 2. Titik T membagi RS di luar. m R S RT : TS = m : (–n) Contoh 5: Μ Μ Μ Μ dengan A(2, 3, 4) dan B(6, 7, 8). Titik T terletak pada π΄π΅ Μ Μ Μ Μ dengan Diketaui rua garis π΄π΅ perbandingan 1 : 3. Tentukan koordian titik T jika: a. T membagi Μ Μ Μ Μ π΄π΅ di dalam Μ Μ Μ Μ di luar. b. T membagi π΄π΅ Alternatif Penyelesaian: Μ Μ Μ Μ di dalam dengan perbandingan 1 : 3, berlaku π΄π Μ Μ Μ Μ : ππ΅ Μ Μ Μ Μ = 1 : 3. a. Titik T membagi π΄π΅ Koordinat titik T dapat Anda tentukan dengan cara berikut. π.π₯2 +ππ₯1 π.π¦2 +ππ¦1 ππ§2 +ππ§1 , , ) π+π π+π π+π T( 1.6+3.2 1.7+3.3 1.8+3.4 , , ) 1+3 1+3 1+3 →T( =( 12 16 20 , , ) 4 4 4 = (3, 4, 5) Jadi, koordinat titik T jika membagi dari dalam adalah T(3, 4, 5) @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 51 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 b. Titik T membagi Μ Μ Μ Μ π΄π΅ di dalam dengan perbandingan 1 : 3, berlaku Μ Μ Μ Μ π΄π : Μ Μ Μ Μ ππ΅ = 1 : (– 3) Koordinat titik T dapat Anda tentukan dengan cara berikut. π.π₯2 +ππ₯1 π.π¦2 +ππ¦1 ππ§2 +ππ§1 , , ) π+π π+π π+π T( 1.6+(−3).2 1.7+(−3).3 1.8+(−3).4 , , ) 1+(−3) 1+(−3) 1+(−3) → T( =( 0 −2 −4 , , ) −2 −2 −2 = (0, 1, 2) Jadi, koordinat titik T jika membagi dari dalam adalah T(0, 1, 2). Perkalian Skalar Dua Vektor Dua vektor bukan nol pada bangun ruang dapat dikalikan dan hasilnya merupakan scalar atau Perkalian vektor dengan vektor yang menghasilkan skalar.. Hal ini sering disebut sebagai dot product (hasil kali titik) dari dua vektor dan dinyatakan π. πβ didefinisikan sebagai |π|. |πβ|. πππ π dengan π sudut antara vektor π dan vektor πβ seperti gambar berikut: B πβ π. πβ = |π|. |πβ|πππ π π O π Gambar 4.2 Sudut antara dua vektor A Coba Anda perhatikan vektor berikut. A(π1 , π2 , π3 ) π πΌ O πβ Gambar 4.3 Sudut antara dua vektor B(π1 , π2 , π3 ) Dengan menggunakan aturan cosinus yang sudah Anda pelajari pada Matematika Umum, kita dapatkan: 2 2 2 βββββ | = |ππ΄ βββββ | + |ππ΅ βββββ | − 2. |ππ΄ βββββ ||ππ΅|cosπΌ |π΄π΅ 2 = |π|2 + |πβ| − 2. |π||πβ|cosπΌ Berdasarkan rumus panjang vektor: (1) 2 2 βββββ | = |πβ − π| = (π1 − π1 )2 + (π2 − π2 )2 + (π3 − π3 )2 |π΄π΅ = (π12 − 2π1 π1 + π12 ) + (π22 − 2π2 π2 + π22 ) + (π32 − 2π3 π3 + π32 ) = (π12 + π22 + π32 ) + ((π12 + π22 + π32 ) − 2π1 π1 − 2π2 π2 − 2π3 π3 2 = |πβ| + |π|2 − 2(π1 π1 + π2 π2 + π3 π3 ) Dari persamaan (1) dan (2) kita dapatkan: @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN (2) 52 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 2 2 |π|2 + |πβ| − 2. |π||πβ|πππ πΌ = |πβ| + |π|2 − 2(π1 π1 + π2 π2 + π3 π3 ) −2. |π||πβ|πππ πΌ = −2(π1 π1 + π2 π2 + π3 π3 ) |π||πβ|πππ πΌ = π1 π1 + π2 π2 + π3 π3 π. πβ = π1 π1 + π2 π2 + π3 π3 = π1 π1 + π2 π2 + π3 π3 Jadi, π. πβ = π1 π1 + π2 π2 + π3 π3 Kedua ruas dikurang |π|2 dan |πβ| Kedua ruas dibagi (-2) Contoh 6: Diketahui ο―πο― = 6 dan ο―πβο― = 5 dan sudut antara vektor π dan vektor πβ adalah 60ο° tentukan nilai π. πβ! Alternatif Penyelesaian: π. πβ = ο―πο―.ο―πβο―. cos ο‘ = 6 . 5 . cos 60ο° 1 = 30 . 2 = 15 Contoh 7: Diketahui vektor π = 2π + 3π + 6πβ dan πβ = π + 2βπ + 2πβ , tentukan Perkalian skalar vektor π dan πβ. Alternatif penyelesaian: π . πβ = a1.b1 + a2.b2 + a3.b3 = 2.1 + 3.2 + 6.2 = 2 + 6 + 12 = 20 Contoh 8: Diketahui ο―πο― = 8 dan ο―πβο― = 4 dan sudut antara vektor π dan vektor πβ adalah 90ο° tentukan nilai π. πβ! Alternatif Penyelesaian: π. πβ = ο―πο―.ο―πβο―. cos ο‘ = 8 . 4 . cos 90ο° = 32 .0 = 0 Pada contoh soal 8 sudut antara vektor π dan πβ adalah 900, berarti vektor π dan πβ saling tega lurus. Dengan demikian, dapat disimpulkan sebagai berikut. Dua buah vektor tegak lurus apabila hasil dot product kedua vektor bernilai nol. π. πβ = ο―πο―.ο―πβο―. cos 900 = ο―πο―.ο―πβο―. 0 = 0 ο¦ b1 οΆ ο¦ a1 οΆ ο§ ο· β Jadi, jika vektor π= a 2 dan vektor π = ο§ο§ b 2 ο·ο· saling tegak lurus, maka: ο§ ο· ο¨ b3 οΈ ο¨a3 οΈ π . πβ = a1.b1 + a2.b2 + a3.b3 = 0 Rumus ini berlaku juga untuk vektor pada bidang R2 @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN π. πβ = |π|. |πβ|πππ π π . πβ = a1.b1 + a2.b2 53 2 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 1. Jika sudut antara vektor π dan πβ diketahui sama dengan π dan 00 ≤ π ≤ 1800 , maka: π. πβ = |π|. |πβ|πππ π 2. Jika sudut antara vektor π dan πβ tidak diketahui, maka π . πβ = a1.b1 + a2.b2 + a3.b3 3. Sifat-sifat perkalian vektor π, πβ dan π berlaku: o π. πβ = πβ. π π. (πβ + π ) = π. πβ + π. π o π. π = |π|2 o Jika π ≠ 0, πβ ≠ 0, dan π. πβ = 0, maka πβπβ o Anda sudah paham Perkalian scalar dua vektor? Sekarang pemahaman akan kita perluas dengan mempelajari sudut antara dua vektor. Jika dua vektor π dan πβ bertemu pada satu titik, maka sudut antara dua vektor tersebut adalah sudut yang dibentuk oleh kaki vektor π dan kaki vektor πβ . Sudut yang diambil adalah sudut terkecil. Coba Anda perhatika rumus Perkalian scalar dua vektor berikut: π. πβ = |π||πβ|πππ πΌ π. πβ = π1 π1 + π2 π2 + π3 π3 Dari rumus di atas Anda dapat mencari sudut antara vektor π dan πβ. β πβ.π π. πβ = |π||πβ |cosπΌ → cosπΌ = |πβ|.|πβ| cosπΌ = π. πβ π1 π1 + π2 π2 + π3 π3 = |π|. |πβ| √π2 + π2 + π2 √π21 + π22 + π23 1 2 3 Contoh 9: 1 −1 Diketahui π = (−1)dan πβ = ( 2 ). Tentukan sudut antara π dan πβ ! 0 2 Alernatif penyelesaian: Misalkan sudut antara π dan πβ adalah πΌ. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 54 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 cosπΌ = π. πβ π1 π1 + π2 π2 + π3 π3 = |π|. |πβ| √π2 + π2 + π2 √π21 + π22 + π23 1 cosπΌ = 2 3 1. (−1) + (−1). 2 + 0.2 √(1)2 + (−1)2 + 02 . √(−1)2 + 22 + 22 = −3 √2. √9 = −3 3√2 = −1 √2 1 = − 2 √2 Diperoleh πΌ = 1350 Jadi, sudut antara π dan πβ adalah 1350 . Contoh 10: Diketahui vektor π’ β = 2π − π + πβ dan π£ = π + π + 2πβ , tentukan sudut antar vektor π’ β dan π£. Alternatif Penyelesaian: Misalkan sudut antara π’ β dan π£ adalah πΌ. 2 π’ β = 2π − π + πβ = (−1) 1 1 π£ = π + π + 2πβ = (1) 2 cosπΌ = π’ β .π£ 2.1 + (−1). 1 + 1.2 3 3 1 = = = = |π’ β |. |π£ | √22 + (−1)2 + 12 . √12 + 12 + 22 √6√6 6 2 cosπΌ = 1 → πΌ = 600 2 Jadi, sudut antara vektor π’ β = 2π − π + πβ dan π£ = π + π + 2πβ adalah πΌ = 600 Proyeksi Ortogonal Suatu Vektor pada Vektor Lain Selain menentukan besar sudut antara dua vektor, salah satu kegunaan dari Perkalian skalar dua vektor adalah untuk menentukan proyeksi ortogonal dari suatu vektor pada vektor lain. a. Proyeksi Skalar Ortogonal Proyeksi skalar ortogonal biasanya disingkat dengan proyeksi skalar saja atau sering dikatakan dengan panjang proyeksi vektor. Misalkan proyeksi βββββ ππ΄ pada βββββ ππ΅ βββββ adalah ππΆ . Perhatikan gambar berikut. A O β Λͺ C B Gambar 4.4 Proyeksi scalar ortogonal βββββ | = |π | disebut proyeksi skalar orthogonal (panjang proyeksi) π pada πβ. |ππΆ @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 55 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Perhatikan segitiga AOB. βββββ | |ππΆ Cos π½ = |ππ΄ ββββββ | βββββ | = |ππ΄ βββββ | cos π½ → |ππΆ π. πβ = |π | |π||πβ| = π. πβ |πβ| Jadi, proyeksi skalar orthogonal (panjang proyeksi) vektor π pada πβ adalah: βββββ | = |π | = |ππΆ π. πβ |πβ| b. Proyeksi Vektor ortogonal Coba Anda perhatikan kembali Gambar 4.4 di atas. Vektor π searah vektor πβ, ini berarti vektor satuan π sama dengan vektor satuan πβ, yaitu π= β π sehingga: β| |π π. πβ πβ π. πβ . = 2 . πβ |πβ| |πβ| |πβ| Jadi, proyeksi vektor π pada πβ adalah: π = β πβ.π β| |π 2 . πβ Contoh 11: 1 −1 Diketahui vektor π = (−1) dan πβ = ( 2 ). Tentukanlah: 0 2 a. Panjang proyeksi vektor π pada vektor πβ b. Vektor proyeksi vektor π pada vektor πβ Alternatif Penyelesaian: Misalkan vektor proyeksi vektor π pada vektor πβ adalah vektor π a. |π | = β 1.(−1)+(−1).2+0.2 πβ.π β | = √(−1)2+22+22 |π −3 −3 = | 9 | = | 3 | = |−1| = 1 √ 1 −1 b. π = 2 . πβ= . ( 2)= (√(−1)2+22+22)2 β| |π 2 β πβ.π 1.(−1)+(−1).2+0.2 −3 9 3 −1 −1 1 ( 2 ) = −3( 2 ) = 2 2 − − ( 2 3 2 3) π π π Jadi, vektor proyeksi vektor π pada vektor πβ adalah π = − π ( @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN − π π) 56 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 C. Rangkuman Hasil kali vektor u βββ dengan skalar n akan menghasilkan vektor yang besarnya n kali besarββββ u dan arah sama dengan u. ββ β Penjumlahan dua vektor pada bangun ruang prinsipnya sama dengan penjumlahan dua vektor pada bidang datar. β Selisih dua vektor berarti menjumlahkan vektor pertama dengan lawan (negatif) vektor kedua. Dengan demikian π – πβ = π + (−πβ). π1 π1 β Pada koordinat ruang Cartesius jika π = (π2 ) dan πβ = (π2 ) , maka: π3 π3 π1 π. π1 π1 π. π1 β’ n.π = π. (π2 ) = (π. π2 ) dan π. πβ = π. (π2 ) = (π. π2 ) π3 π. π3 π3 π. π3 β ο¦ a1 οΆ ο§ ο· ο¦ b1 οΆ ο§ ο· ο¦ a1 + b1 οΆ ο§ ο· ο§a ο· ο¨ 3οΈ ο§b ο· ο¨ 3οΈ ο§a +b ο· ο¨ 3 3οΈ β’ π + πβ = ο§ a 2 ο· + ο§ b2 ο· = ο§ a 2 + b2 ο· ο¦ a1 − b1 οΆ ο¦ a1 οΆ ο¦ b1 οΆ ο§ ο· ο§ ο· ο§ ο· β’ π − πβ= ο§ a 2 ο· - ο§ b2 ο· = ο§ a 2 − b2 ο· ο§a −b ο· ο§ a ο· ο§b ο· ο¨ 3 3οΈ ο¨ 3οΈ ο¨ 3οΈ β β Μ Μ di dalam, maka berlaku: RT Μ Μ Μ Μ : TS Μ Μ Μ = m : n Jika titik T membagi Μ Μ RS Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Jika titik T membagi RS di luar, maka berlaku: RT : TS = m : (–n) β Jika R(x1, y1) dan S(x2, y2) di R2, maka: π‘ = koordinat titik T π.π +π.π π+π π.π₯ +ππ₯ π.π¦ +ππ¦ adalah T( 2 1 , 2 1 ) π+π π+π = π₯ π₯ π(π¦2 )+π.(π¦1 ) 2 1 , dan π+π m.sβ+n.rβ m+n m.x2 +nx1 m.y2 +ny1 mz2 +nz1 adalah T( , , ) m+n m+n m+n β Jika R(x1, y1, z1) dan S(x2, y2, z2) di R3, maka: t = = x2 x1 m(y2 )+n.(y1 ) z2 z1 , dan m+n koordinat titik T β Perkalian scalar antara dua vektor adalah Perkalian vektor dengan vektor yang menghasilkan scalar β Rumus Perkalian scalar dua vektor berikut: β |cosα aβ. βb = |aβ||b aβ. βb = a1 b1 + a2 b2 + a3 b3 β sudut antara dua vektor tersebut adalah sudut yang dibentuk oleh kaki vektor aβ dan kaki vektor βb Rumus sudut antara vektor aβ dengan vektor βb adalah: aβ. βb a1 b1 + a2 b2 + a3 b3 = 2 β | √a1 + a22 + a23 √b12 + b22 + b23 |aβ|. |b β adalah: β Proyeksi orthogonal (panjang proyeksi) vektor aβ pada b β β .b a βββββ | = |c| = β |OC cosα = β| |b β Proyeksi vektor π pada πβ adalah: π = β πβ.π β| |π 2 . πβ @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 57 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 D. Latihan Soal Kerjakan latihan soal berikut dengan jujur dan benar. 1. ο¦ − 3οΆ ο¦ 5οΆ ο¦ 3οΆ ο§ ο· ο§ ο· ο§ ο· Diketahui vektor π= ο§ − 2 ο· , πβ = ο§ 4 ο· dan π = ο§ − 3 ο· . Tentukanlah : ο§ 5ο· ο§ 2ο· ο§ 1ο· ο¨ οΈ ο¨ οΈ ο¨ οΈ a. π + πβ + 2π b. 2π + 2π c. 5π – 3π 2. 3. 4. Diketahui π = 3π – 2π + πβ dan πβ =βπ + 3π – 2πβ. Tentukanlah : a. π + πβ b. π – πβ c. –3π+ 2πβ βββ adalah Hitunglah π . πβ jika diketahui ο―πο― = 3, ο―πβο― = 4 dan sudut antara π βββ dan π 60ο° ! Diketahui vektor π = i – 2j + 3k dan πβ = 3i + j + 2k. Tentukanlah : a. π . πβ b. besar sudut antara π βββ dan πβ Diketahui vektor π = 2i – 3j +mk dan πβ = 6i + 2j – 4k. Tentukan nilai m jika π. πβ = 10. 6. Diketahui segitiga PQR dengan P(5, 1, 5), Q(1, 4, 5), dan R(3, 2, 1). Tentukanlah: a. panjang PR b. panjang PQ c. panjang proyeksi PR pada PQ d. proyeksi vektor PR pada PQ 2 4 7. Diketahui vektor π = (−1) dan πβ = (10). Tentukan nilai m agar vektor (π + 2 8 β ππ) tegak lurus pada vektor π 8. Tentukanlah koordinat titik P yang terletak pada ruas garis Μ Μ Μ Μ π΄π΅ jika: Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ a. A(2, 0, 1), B(10, 4, 5), dan π΄π : ππ΅ = 3 : 1 b. A(1, 1, 1), B(3, -2, 5), dan Μ Μ Μ Μ π΄π : Μ Μ Μ Μ ππ΅ = 3 : -2 5. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 58 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Pembahasan Latihan Soal Kegiatan Pembelajaran 4 ο¦ − 3οΆ ο¦ 5οΆ ο¦ 3οΆ ο§ ο· ο§ ο· ο§ ο· 1. Diketahui vektor π= ο§ − 2 ο· , πβ = ο§ 4 ο· dan π = ο§ − 3 ο· . ο§ 5ο· ο§ 2ο· ο§ 1ο· ο¨ οΈ ο¨ οΈ ο¨ οΈ (skor 15) 3 −3 10 5 a. π + πβ + 2π = (−2)+ ( 4 )+ 2. (−3)=(−14) 1 5 10 2 3 16 5 b. 2π + 2π = 2. (−2) + 2. (−3) = (−10) 1 6 2 3 0 5 c. 5π – 3π = 5. (−2) − 3. (−3) = (−1) 1 −1 2 β β 2. Diketahui π = 3π – 2π + π dan π =βπ + 3π – 2πβ. (skor 15) a. π + πβ =(3π – 2π + πβ) +(βπ + 3π – 2πβ) =(3π + π) + ((−2π + 3π) + (πβ + (−2πβ) = 4π + π + (−πβ) = 4π + π − πβ b. π–πβ = (3π – 2π + πβ) − (βπ + 3π – 2πβ) = (3π − π) + ((−2π − 3π) + (πβ − (−2πβ ) = 2π – 5π + 3πβ c. -3π+ 2πβ =-3(3π – 2π + πβ) + 2(βπ + 3π – 2πβ ) = (−3βπ + 6π – 3πβ)+(2βπ + 6π – 4πβ ) = −π + 12π − 7πβ 3. Diketahui ο―πο― = 3, ο―πβο― = 4 dan sudut antara βββ π dan βββ π adalah 60ο° ! (skor 5) 0 π. πβ = ο―πο―. ο―πβο―. cos 60 1 π. πβ = 3.4. = 6 2 4. Diketahui vektor π = π – 2π + 3πβ dan πβ = 3π + π + 2πβ a. π. πβ = 1.3 + (−2). 1 + 3.2 = 3 − 2 + 6 = 7 b. (skor 10) Sudut antara vektor π dan πβ adalah β. Cos β = β πβ.π β| |πβ|.|π = 1.3+(−2).1+3.2 √12 +(−2)2 +32 √32 +12 +22 = 7 14 √ √14 = 7 14 = 1 2 π½ = 600 Jadi, sudut antara vektor π dan πβ adalah π½ = 600 5. Diketahui vektor π = 2i – 3j +mk dan πβ = 6i + 2j – 4k π. πβ = 10 (skor 10) π. πβ = 2.6 + (-3).2 + m.( –4) = 10 12 – 6 – 4m = 10 ↔ 6 – 4m = 10 –4m = 4 m = –1 6. Diketahui segitiga PQR dengan P(5, 1, 5), Q(1, 4, 5), dan R(3, 2, 1). π, π , dan π merupakan vektor posisi dari titik P, Q dan R. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 59 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 1 3 5 π = (1), π = (4) , π = (2) 5 1 5 βββββ | a. panjang βββββ ππ = |ππ 3 −2 5 βββββ = π − π = (2) − (1) = ( 1 ) ππ 1 −4 5 βββββ | = √(−2)2 + 12 + (−4)2 = √21 |ππ βββββ b. panjang βββββ ππ |ππ 1 −4 5 βββββ ππ = π − π = (4) − (1) = ( 3 ) 5 0 5 βββββ |=√(−4)2 + 32 + 02 = √16 + 9 + 0 = √25 = 5 |ππ βββββ pada ππ βββββ adalah π c. Misalkan vektor proyeksi ππ |π | = ββββββ ππ .βββββ ππ (−2).(−4)+1.3+(−4).(0) = βββββ | 5 |ππ = 8+3+0 = 5 11 5 = (skor 20) 11 5 βββββ pada ππ βββββ d. vektor proyeksi ππ m=− 8. 44 − −4 25 11 π= = = ( 3 )=( 33 ) 25 25 0 0 2 4 Diketahui vektor π = (−1) dan πβ = (10). (skor 15) 2 8 Vektor (π + ππβ) tegak lurus pada vektor π 2 4 2 + 4π π + ππβ = (−1) + π (10) = (−1 + 10π ) 2 8 2 + 8π (π + ππβ). π = 0 2 + 4π 2 (−1 + 10π ) . (−1) = (2 + 4π). 2 + (−1 + 10π)(−1) + (2 + 8π). 2 = 0 2 + 8π 2 4+8m + 1 – 10m + 4 + 16 m = 0 14m + 9 = 0 14m = – 9 βββββ βββββ βββββ ππ .ππ ππ βββββ βββββ | |ππ| |ππ 7. −4 (3) 11 0 5 5 9 14 a. A(2, 0, 1), B(10, 4, 5), dan Μ Μ Μ Μ π΄π : Μ Μ Μ Μ ππ΅ = 3 : 1 (skor 10) π.π₯ +ππ₯ π.π¦ +ππ¦ ππ§ +ππ§ P( 2 1 , 2 1 , 2 1 ) π+π π+π π+π 3.10+1.2 3.4+1.0 3.5+1.1 π( 3+1 , 3+1 , 3+1 )=( 42 12 16 4 , 4 , 4 ) = (13, 3, 4) Jadi, koordinat titik π (13, 3, 4) Μ Μ Μ Μ : ππ΅ Μ Μ Μ Μ = 3 : -2 b. A(1, 1, 1), B(3, -2, 5), dan π΄π π.π₯2 +ππ₯1 π.π¦2 +ππ¦1 ππ§2 +ππ§1 , , ) π+π π+π π+π P( 3.3+(−2).1 3.(−2)+(−2).1 3.5+(−2).1 , , ) 3+(−2) 3+(−2) 3+(−2) π( 7 −8 13 , ) 1 1 1 =( , = (7, −8, 13) Jadi, koordinat titik π (7, −8, 13) Skor maksimum : 100 @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 60 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Untuk mengetahui tingkat penguasaan Kalian, cocokkan jawaban dengan kunci jawaban. Hitung jawaban benar Kalian, kemudian gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Kalian terhadap materi kegiatan pembelajaran ini. π½π’πππβ π πππ Rumus Tingkat penguasaan= π₯ 100% π½π’πππβ π πππ ππππ πππ’π Kriteria 90% – 100% = baik sekali 80% – 89% = baik 70% – 79% = cukup < 70% = kurang Jika tingkat penguasaan Kalian cukup atau kurang, maka Kalian harus mengulang kembali seluruh pembelajaran. E. Penilaian Diri Isilah pertanyaan pada tabel di bawah ini sesuai dengan yang Anda ketahui, berilah penilaian secara jujur, objektif, dan penuh tanggung jawab dengan memberi tanda centang pada kolom pilihan. No. Kemampuan Diri 1. Saya sudah memahami Perkalian scalar dengan Vektor pada R3. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Saya sudah dapat memahami penjumlahan vektor pada R3. Saya sudah dapat memahami selisih dua vektor pada R3. Saya sudah memahami perbandingan vektor Saya sudah dapat memahami Perkalian scalar dua vektor. Saya sudah bisa memahami sudut antara dua vektor, Saya sudah memahami proyeksi orthogonal dua vektor Saya sudah dapat menentukan vektor proyeksi orthogonal dua vektor Ya Tidak Catatan: Bila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pembelajaran, Bila semua jawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke pembelajaran berikutnya. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 61 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 EVALUASI Pilihlah satu jawaban yang paling tepat. βββββ adalah …. Diketahui vektor π = ο¦ο§ − 55 οΆο· dan πβ = ο¦ο§ 21 οΆο· , maka komponen vektor π΄π΅ ο¨ οΈ ο¨ οΈ 7 A. ( ) 2 3 B. ( ) −4 −7 C. ( ) 2 −3 D. ( ) 6 3 E. ( ) 4 βββββ 2. Pada kubus ABCD.EFGH manakah diantara vektor berikut ini yang sama dengan π»πΉ βββββββ A. π΅π· βββββββ B. π·πΆ βββββββ C. π·π΅ βββββββ D. π·πΉ βββββ E. πΈπΉ 3. Pada gambar jajaran genjang di bawah, hasil dari ββ − π + π adalah…. 1. A. πβ B. π C. π D. π E. π 4. Pada persegi panjang OACB, D adalah titik tengah OA dan P adalah titik potong CD → → → → → dengan diagonal AB. Jika a = OA dan b = OB , maka CP = .... A. 1 3 B. 1 3 → → → → a + 23 b a – 23 b → → C. – 13 a – 2 3 → → D. – 13 a + 2 3 b → → E. – 23 a – b 1 3 b @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 62 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 5. Diketahui vektor π = 5i – 3j + 2k, maka panjang vektor π adalah …. A. 3 B. 4 C. √20 D. 5 E. √38 6. Jika A = (5 , -3 , 2) dan B = (1 , 5 , -2) maka komponen vektor βββββ π΄π΅ adalah …. ο¦ 6οΆ A. ο§ 2 ο· ο§ 0ο· ο¨ οΈ ο¦ − 6οΆ B. ο§ − 2 ο· ο§ 0ο· ο¨ οΈ 4 ο¦ οΆ C. ο§ 8 ο· ο§− 4ο· ο¨ οΈ ο¦− 4οΆ D. ο§ 8 ο· ο§− 4ο· ο¨ οΈ ο¦ 4οΆ E. ο§ − 8 ο· ο§ 4ο· ο¨ οΈ ο¦ 2οΆ ο¦ − 1οΆ 7. Jika diketahui π = ο§ − 1 ο· dan πβ = ο§ 2 ο· maka 2π + 3πβ adalah …. ο§ 0ο· ο§ 1ο· ο¨ οΈ ο¨ οΈ ο¦ 1οΆ A. ο§ 4 ο· ο§ 3ο· ο¨ οΈ ο¦7οΆ B. ο§ 4 ο· ο§ 3ο· ο¨ οΈ ο¦ − 1οΆ C. ο§ 2 ο· ο§ 3ο· ο¨ οΈ ο¦ 5οΆ D. ο§ 3 ο· ο§ 1ο· ο¨ οΈ ο¦ 4οΆ E. ο§ 1 ο· ο§ 3ο· ο¨ οΈ → → → → → → → → 8. Jika diketahui vektor a = 4 i − j + 2 k dan b = 4 i − 2 j − 5 k , maka panjang vektor → → a – 2 b = ... A. 5 5 11 B. C. 2 11 D. 29 E. 109 @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 63 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 Μ Μ Μ Μ Pada segitiga ABC, diketahui A(-2, 2, -5), B (3, -8, 5) dan C(-1, -3, 0). Titik Q pada π΄π΅ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ βββββ sehingga π΄π : ππ΅ = 3 : 2. Komponen vektor πΆπ adalah .... 7 A. (−5) 5 2 B. (−5) 1 −5 C. ( 7 ) 5 0 D. (−1) 5 2 E. (−1) 1 10. Diketahui segitiga ABC dengan A(1, 4, 6), B(1, 0,2), dan C(2, –1, 5). Titik P terletak pada 9. → perpanjangan AB sehingga AP : BP = 3 : 1. Panjang vektor yang diwakili oleh PC adalah.. A. 3 3 B. 13 C. 3 D. 35 E. 43 11. Diketahui π = 2i – 3j + 4k dan πβ = i + 2j – 3k, maka π . πβ adalah …. A. –18 B. –16 C. –12 D. 10 E. 18 12. Apabila diketahui ο―πο― = 2 dan ο―πβο― = 6 serta sudut antara π dan πβ adalah 60 ο° maka π . πβ = …. A. –6 B. 6 C. 12 D. 14 E. 16 ο¦ 1οΆ 13. Diketahui vektor π = ο§ 3 ο· dan πβ = ο§2ο· ο¨ οΈ A. –6 B. 6 C. 8 D. 10 E. 12 ο¦ − 5οΆ ο§ 3 ο· , maka π. πβ = …. ο§ 1ο· ο¨ οΈ @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 64 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 14. Diketahui koordinat A(6, -2, -6), B(3, 4, 6) dan C(9, x, y). Jika titik-titik A, B dan C kolinear (segaris), maka nilai x – y sama dengan .... A. –18 B. 4 C. 6 D. 10 E. 18 15. Diketahui vektor π = 2i - 3j + 5k dan vektor πβ = -3i - 5j + 2k . Jika θ adalah sudut antara π dan πβ , maka nilai tan θ adalah .... 1 A. − √3 2 1 B. − √3 3 C. 1 √3 3 D. √3 1 E. √3 2 16. Diketahui koordina titik O(0, 0), A(1, 2) dan B(4, 2). πΌ merupakan sudut antara vektor βββββ ππ΄ dan βββββ ππ΅ . tan πΌ =…. 4 A. B. C. D. E. 3 3 4 3 5 9 16 6 13 17. Diketahui vektor a = 6 xi + 2 x j − 8k , b = −4i + 8 j + 10k , dan c = −2i + 3 j − 5k . Jika vektor a tegak lurus b , maka vektor a − c = .... A. − 58i − 20 j − 3k B. − 58i − 23 j − 3k C. − 62i − 20 j − 3k D. − 62i − 23 j − 3k E. − 62i − 23 j − 3k 18. Vektor a dan b vektor membentuk sudut ο‘. Diketahui a = 6, b = 15, dan cos ο‘ = 0,7; ( ) maka nilai a ο a + b = .... A. 49 B. 89 C. 99 D. 109 E. 115 @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 65 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 ο¦ 12 οΆ ο¦ 2 οΆ 1 19. Diketahui π = ο§ο§ − 2 ο·ο· dan πβ = ο§ο§ p ο·ο· . Jika kosinus sudut antara vektor π dan πβ adalah 3 ο§ − 3ο· ο§ 1 ο· ο¨ οΈ ο¨ οΈ , nilai p adalah.... A. 4 atau 24 B. −4 atau −24 C. 2 atau 14 D. −4 atau −12 E. −4 atau 14 20. Diketahui |a|, |b|, dan |a – b| berturut-turut adalah 4, 6 dan 2 19 . Nilai |a + b| = .... A. 4 19 B. 19 C. 4 7 D. 2 7 1 E. 7 2 → 21. Diketahui | a | = → 2 ,|b |= → → 9 , dan | a + b | = → 5 Besar sudut antara vektor a dan → vektor b adalah A. 45o B. 60o C. 120o D. 135o E. 150o 22. Diketahui vektor π = 3i − 4 j − 4k , πβ = 2i − j + 3k , dan π = 4i − 3 j + 5k . Panjang proyeksi vektor (π + πβ) pada π adalah…. A. 3 2 B. 4 2 C. 5 2 D. 6 2 E. 7 2 β Jika π = (2) dan πβ = (3), maka π = ….. 23. Vektor π adalah proyeksi π βββ dan ββπ. 1 4 1 A. (3 4) B. C. D. E. 5 2 (3 4) 5 4 (3 4) 5 2 (3 4) 25 1 (3 4) 25 @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 66 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 ο¦ − 2οΆ ο§ ο· 24. Diketahui panjang vektor proyeksi π = ο§ 8 ο· pada vektor πβ = ο§ 4 ο· ο¨ οΈ ο¦0οΆ ο§ ο· ο§ p ο· adalah 8. Nilai ο§4ο· ο¨ οΈ dari p =.… A. –4 B. –3 C. 3 D. 4 E. 6 25. Ditentukan koordinat titik-titik A(−2,6,5); B(2,6,9); C(5,5,7). AP : PB = 3 : 1 dan titik P βββββ pada π΄π΅ βββββ adalah…. terletak pada AB. Panjang proyeksi ππΆ 3 2 A. 2 2 2 B. 3 C. 2 2 D. 3 2 3 3 E. 2 @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 67 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 KUNCI JAWABAN EVALUASI 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. D C A C E D A A E A B B B D D B B C A D D B C C A @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 68 Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2 DAFTAR PUSTAKA Anwar, Cecep. 2008. Matematika Aplikasi Jilid 3. Pusat Perbukuan Depatemen Pendidikan Nasional: Jakarta. Edwin J. Purcell, Dale Varberg, 1984. Kalkulus dan Geometri Analitis (terjemahan I Nyoman Susila dkk). Erlangga: Jakarta. Leonard I. Holder, James DeFranza, Jay M. Pasachoff, 1988. Multivariabel Calculus, Brooks/Cole Pub. Co.: California. Noormandiri, B.K. dan Endar Sucipto. 1994. Matematika SMU untuk kelas 3 Program IPA, Penerbit Erlangga: Jakarta Raharjo, Marsudi. 2009. Vektor. PPPPTK Matematika: Yogyakarta. Wirodikromo, S. 2006. Matematika Untuk SMA Kelas XII Program Studi Ilmu Alam. Penerbit : Erlangga, Jakarta. @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 69