Uploaded by pedy19.kodingakademi

X Matematika Peminatan KD 3.2 Vektor

advertisement
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 𝑒
βƒ— tetapi arahnya
berlawanan dengan 𝑒
βƒ— dikatakan vektor negative 𝑒
βƒ— dan
dilambangkan −𝑒
βƒ—.
: 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.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—1 dan βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑒2 .
Aturan jajaran genjang : Yaitu dengan menghimpitkan pangkal kedua vektor 𝑒
Jumlah atau resultan kedua vektor adalah diagonal jajargenjang
yang sisi-sisinya adalah 𝑒
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—1 dan βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑒2 .
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
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |. Selain cara di atas, sebuah
PQ dan panjang vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
PQ dilambangkan dengan |PQ
vektor dapat pula ditulis menggunakan:
➒ huruf kecil yang dicetak tebal.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— di bawah ditulis sebagai
Seperti a, b, c, dan sebagainya. Misalnya, vektor PQ
vektor a.
Q
𝒂
P
➒ huruf kecil yang di atas huruf itu dibubuhi tanda panah.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dapat ditulis sebagai vektor π‘Ž
Seperti π‘Ž,
βƒ—βƒ—βƒ— 𝑏⃗, 𝑐 dan sebagainya. Misalnya vektor 𝑃𝑄
.
P
βƒ—
𝒂
Q
@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN
11
Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2
➒ huruf kecil yang di bawah huruf itu dibubuhi tanda garis (garis bawah).
Seperti u , v , w dan sebagainya. Misalnya vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 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 βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 sebesar xQ – xP, sedang komponen vertikal
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
vektor 𝑃𝑄 sebesar yQ – yP.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dapat dinyatakan dalam bentuk matriks kolom:
Dalam bentuk aljabar, vektor 𝑃𝑄
π‘₯𝑄 − π‘₯𝑃
πΎπ‘œπ‘šπ‘π‘œπ‘›π‘’π‘› π»π‘œπ‘ π‘Ÿπ‘–π‘ π‘œπ‘›π‘‘π‘Žπ‘™
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 = (
) = (𝑦 − 𝑦 )
πΎπ‘œπ‘šπ‘π‘œπ‘›π‘’π‘› π‘‰π‘’π‘Ÿπ‘‘π‘–π‘˜π‘Žπ‘™
𝑄
𝑝
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
Dalam bentuk pasangan berurut: 𝑃𝑄 = (π‘₯𝑄 − π‘₯𝑃 , 𝑦𝑄 − 𝑦𝑝 )
Atau dalam bentuk vektor basis : βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 = π‘Ž1 𝑖 + 𝑏1 𝑗
Contoh 2:
Coba Anda perhatikan gambar vektor berikut.
Gambar 1.9. Vektor AB dan DE
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (πΎπ‘œπ‘šπ‘π‘œπ‘›π‘’π‘› π»π‘œπ‘Ÿπ‘–π‘ π‘œπ‘›π‘‘π‘Žπ‘™ )
𝐴𝐡
πΎπ‘œπ‘šπ‘π‘œπ‘›π‘’π‘› π‘‰π‘’π‘Ÿπ‘‘π‘–π‘˜π‘Žπ‘™
ke kanan tandanya positif
Komponen horisontal: {
ke kiri tandanya negatif
ke atas tandanya positif
Komponen vertikal: {
ke bawah tandanya negatif
4
𝐴
ke
𝐢
terus
ke kanan 4
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 = (
)= (
)=( )
3
𝐢 ke 𝐡
ke atas 3
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (𝐷 ke 𝐹 terus) = (ke kiri 4) = (−4)
𝐷𝐸
3
𝐹 ke 𝐸
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:
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— , 𝐴𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dan 𝐢𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— membentuk segi tiga siku-siku. Panjang vektor 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— bisa kita
Vektor 𝐴𝐡
hitung dengan menggunakan rumus Pythagoras.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = |𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = √(|𝐴𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |)2 + (|𝐢𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |)2 = √42 + 32 = √25 = 5
Panjang 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = √(|𝐷𝐹
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |)2 + (|𝐹𝐸
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |)2 = √(4)2 + 32 = √25 = 5
Panjang βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐷𝐸 = |𝐷𝐸
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (π‘Ž), maka panjang vektor 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dapat dinyatakan:
Secara umum jika vektor 𝐴𝐡
𝑏
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = √π‘Ž2 + 𝑏 2
Panjang βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 = |𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (𝒂), maka
Jika vektor 𝑨𝑩
𝒃
panjang vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑨𝑩 adalah:
𝑨𝑩| = √π’‚πŸ + π’ƒπŸ
|βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
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‘Ž mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal O(0, 0) ke
βƒ— dapat Anda tuliskan dalam bentuk vektor
titik A(a1, a2). Oleh karena itu, vektor 𝒂
π‘Ž1
βƒ— mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal O(0,
kolom π‘Ž = (π‘Ž ). Adapun vektor 𝒃
2
βƒ— dapat Anda tuliskan sebagai 𝑏⃗ = (𝑏1 ) Dengan
0) ke titik B(b1, b2). Vektor 𝒃
𝑏2
βƒ—
menggunakan rumus jarak, Anda dapat menentukan panjang vektor 𝒂 dan ⃗𝒃, yaitu:
βƒ— = |𝒂
βƒ— | = √π’‚πŸπŸ + π’‚πŸπŸ
Panjang vektor 𝒂
βƒ— = |𝒃
βƒ— | = √π’ƒπŸπŸ + π’ƒπŸπŸ
Panjang vektor 𝒃
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— . Vektor 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— kita dapatkan dengan cara menarik
Sekarang Anda perhatikan vektor 𝐴𝐡
garis dari titik A ke titik B. Seperti yang sudah dipelajari sebelumnya, vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 dapat
𝑏
−
π‘Ž
1
1
dinyatakan dalam bentuk vektor kolom βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡= (
). Panjang vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 adalah:
𝑏2 − π‘Ž2
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = √(𝑏1 − π‘Ž1 )2 + (𝑏2 − π‘Ž2 )2
|𝐴𝐡
Contoh 3:
Diketahui segitiga OAB dengan koordinat titik O(0, 0), A(2, 4) dan B(6, 1).
Tentukan:
a. Vektor π‘Ž yang mewakili ruas garis dari titik O ke titik A.
b. Vektor 𝑏⃗ yang mewakili ruas garis dari titik O ke titik B.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— yang mewakili ruas garis dari titik A ke titik B.
c. Vektor 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— .
d. Panjang vektor π‘Ž, 𝑏⃗ dan 𝐴𝐡
Alternatif Penyelesaian:
Gambar 1.11.
a. Dari gambar vektor π‘Ž mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal O(0, 0) ke
2
titik A(2, 4), jadi vektor π‘Ž = ( )
4
βƒ—
b. Vektor 𝑏 mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal O(0, 0) ke titik B(6, 1), jadi
6
vektor 𝑏⃗ = ( )
1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (6 − 2) = ( 4 )
c. Vektor 𝐴𝐡
1−4
−3
d. Panjang vektor π‘Ž = |π‘Ž| = √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 𝑏⃗ = |𝑏⃗| = √62 + 12 = √36 + 1 = √37
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = √42 + (−3)2 = √16 + 9 = √25 = 5
Panjang vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 = |𝐴𝐡
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
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑅𝑆
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— karena 𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— searah 𝑅𝑆
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dan |𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = |𝑅𝑆
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |
Jadi, 𝑃𝑄
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
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dengan 𝑅𝑆
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— sama panjang dan arahnya berlawanan. Vektor 𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dengan 𝑅𝑆
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
Vektor 𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
merupakan vektor berlawanan dan dapat ditulis : 𝑃𝑄 = −𝑅𝑆 atau −𝑃𝑄 = 𝑅𝑆.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (3) dan komponen vektor 𝑅𝑆
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (−3).
Komponen vektor 𝑃𝑄
4
−4
Coba Anda perhatikan gambar berikut.
Gambar 1.14
Vektor-vektor di atas merupakan vektor yang sejajar. Coba Anda perhatikan
komponen vektornya.
4
𝑒
βƒ— =( )
1
4
8
𝑀1 = ( ) = 2 ( ) = 2. 𝑒
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—
2
1
12
4
𝑀2 = ( ) = 3 ( ) = 3. 𝑒
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—
3
1
2
1 4
1
𝑀3 = (1) = ( ) = 𝑒
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—
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 ( ) = −2𝑒
βƒ—
−2
1
Dari komponen vektor tampak jelas bahwa vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀1 , βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀2 , βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀3 , dan βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀4 merupakan
kelipatan vektor 𝑒
βƒ— . Vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀1 , βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀2 , dan βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀3 , dapat dinyatakan dengan π‘˜. 𝑒
βƒ— dengan k
skalar yang bernilai positif, sementara untuk βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀4 dengan k skalar betnilai negatif.
𝑀4 = (
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
Vektor Nol
Suatu vektor disebut vektor nol apabila panjangnya nol. Arah dari vektor nol tak tentu,
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— , βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
misalnya βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
AA, BB
CC , dan semacamnya disebut vektor nol. Vektor nol dilambangkan
βƒ—
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 βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐴 memiliki pangkal
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
titik O dan ujung titik A, vektor 𝑂𝐡 memiliki pangkal titik O dan ujung titik B, vektor
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— memiliki pangkal titik O dan ujung titik C.
𝑂𝐢
Dari uraian sebelumnya Anda sudah mengetahui bahwa ruas garis berarah pada
4
6
gambar mewakili vektor dengan komponen vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐴 = ( ), vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐡 = ( ) dan
3
8
−3
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
vektor 𝑂𝐢 = ( ). Vektor vektor 𝑂𝐴, 𝑂𝐡 dan 𝑂𝐢 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‘Ž, Vektor posisi titik B ialah
𝑏⃗, dan seterusnya. Vektor posisi titik A (π‘Ž1 , π‘Ž2 ) = π‘Ž = (π‘Žπ‘Ž1 )
2
Pada bidang koordinat Cartesius, setiap titik P pada bidang dapat dinyatakan sebagai
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— . Vektor 𝑂𝑃
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— disebut vektor posisi dari titik P. Koordinat titik P
vektor 𝑂𝑃
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— . Vektor 𝑂𝑃
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dapat dinyatakan
merupakan komponen-komponen dari vektor 𝑂𝑃
sebagai 𝑝.
@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 𝑖, sehingga vektor 𝑖 = ( )
0
0
Vektor satuan dengan arah sumbu Y, dinotasikan dengan 𝑗, sehingga vektor 𝑗 = ( )
1
Untuk setiap vektor π‘Ž yang bukan vektor nol, dapat ditentukan suatu vektor satuan
dari vektor π‘Ž, dilambangkan dengan 𝑒̂ . Vektor satuan arahnya searah dengan vektor π‘Ž
dan panjangnya sama dengan satu satuan.
π‘Ž1
Jika vektor π‘Ž = (π‘Ž ), maka vektor satuan dari vektor π‘Ž dirumuskan dengan:
2
ê=
π‘Žβƒ—
|π‘Žβƒ—|
=
1
√π‘Ž12 +π‘Ž22
π‘Ž1
. (π‘Ž )
2
Contoh 5:
−3
), tentukan vektor satuan yang searah vektor π‘Ž !
4
Alternatif penyelesaian:
−3
π‘Ž=( )
4
Panjang vektor π‘Ž = √−32 + 42 = √25 = 5
Misalkan vektor satuan yang serah vektor π‘Ž adalah ê.
Diketahui vektor π‘Ž = (
ê =
π‘Žβƒ—
|π‘Žβƒ—|
−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:
❖ 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 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.
❖ Panjang vektor (Modulus vektor) adalah besar dari vektor yang merupakan
panjang segmen garis berarah yang menyatakan vektor tersebut.
π‘Ž1
❖ Panjang (modulus) vektor 𝑒
βƒ— = (π‘Ž ) dinyatakan |𝑒
βƒ— |=.√π‘Ž12 + π‘Ž22
2
❖ Vektor posisi 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 yang besarnya sama dengan u tetapi arahnya berlawanan dengan u
dikatakan vektor negatif u dan dilambangkan –u.
❖ Vektor nol adalah vektor yang besarnya nol dan tidak mempunyai arah.
❖ 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:
βƒ—
𝑏⃗
π‘Ž
𝑒
𝑐
𝑓
𝑑
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
𝑝
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
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
a. sama dengan vektor 𝑃𝑅
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
b. negatif dari vektor 𝑃𝑅
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 βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
c. Negatif vektor 𝑃𝑄
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
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
b. Komponen vektor 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
c. Panjang vektor 𝐴𝐡
d. Vektor satuan dari vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡
@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.
βƒ—
𝑏⃗
π‘Ž
𝑒
𝑐
𝑑
𝑓
Vektor yang:
a. besarnya sama tetapi arahnya berbeda adalah vektor π‘Ž dan 𝑐
b. arahnya sama tetapi besarnya berbeda adalah vektor 𝑏⃗
c. besar dan arahnya sama adalah vektor 𝑓
d. besar dan arahnya berbeda adalah vektor 𝑑 dan 𝑒
e. searah adalah vektor π‘Ž, 𝑏⃗ dan 𝑓
2.
3.
(skor 3)
(skor 3)
(skor 3)
(skor 3)
(skor 3)
a. komponen horizontal vektor 𝑝 adalah 3 satuan
komponen vertikal vektor 𝑝 adalah 2 satuan
b. komponen horizontal vektor π‘ž adalah 3 satuan
komponen vertikal vektor π‘ž adalah 4 satuan
c. komponen horizontal vektor π‘Ÿ adalah 5 satuan
komponen vertikal vektor π‘Ÿ adalah 0 satuan
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— adalah 2 satuan
d. komponen horizontal vektor 𝐷𝑅
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— adalah 2 satuan
komponen vertikal vektor 𝐷𝑅
e. komponen horizontal vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐾𝐡 adalah 3 satuan ke kiri
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
komponen vertikal vektor 𝐾𝐡 adalah 4 satuan ke
bawah
(skor 3)
β„Žπ‘œπ‘Ÿπ‘–π‘§π‘œπ‘›π‘‘π‘Žπ‘™ 3 π‘ π‘Žπ‘‘π‘’π‘Žπ‘›
3
)=( )
2
π‘£π‘’π‘Ÿπ‘‘π‘–π‘˜π‘Žπ‘™ 2 π‘ π‘Žπ‘‘π‘’π‘Žπ‘›
β„Žπ‘œπ‘Ÿπ‘–π‘§π‘œπ‘›π‘‘π‘Žπ‘™ 3 π‘ π‘Žπ‘‘π‘’π‘Žπ‘›
3
vektor π‘ž = (
)=( )
4
π‘£π‘’π‘Ÿπ‘‘π‘–π‘˜π‘Žπ‘™ 4 π‘ π‘Žπ‘‘π‘’π‘Žπ‘›
β„Žπ‘œπ‘Ÿπ‘–π‘§π‘œπ‘›π‘‘π‘Žπ‘™ 5 π‘ π‘Žπ‘‘π‘’π‘Žπ‘›
5
vektor π‘Ÿ = (
)=( )
π‘£π‘’π‘Ÿπ‘‘π‘–π‘˜π‘Žπ‘™ 0 π‘ π‘Žπ‘‘π‘’π‘Žπ‘›
0
β„Žπ‘œπ‘Ÿπ‘–π‘§π‘œπ‘›π‘‘π‘Žπ‘™ 2 π‘ π‘Žπ‘‘π‘’π‘Žπ‘›
2
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
vektor 𝐷𝑅 = (
)=( )
2
π‘£π‘’π‘Ÿπ‘‘π‘–π‘˜π‘Žπ‘™ 2 π‘ π‘Žπ‘‘π‘’π‘Žπ‘›
β„Žπ‘œπ‘Ÿπ‘–π‘§π‘œπ‘›π‘‘π‘Žπ‘™ − 3 π‘ π‘Žπ‘‘π‘’π‘Žπ‘›
−3
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
vektor 𝐾𝐡 = (
)=( )
−4
π‘£π‘’π‘Ÿπ‘‘π‘–π‘˜π‘Žπ‘™ − 4 π‘ π‘Žπ‘‘π‘’π‘Žπ‘›
(skor 3)
vektor 𝑝 = (
(skor 3)
(skor 3)
(skor 3)
(skor 3)
(skor 3)
(skor 3)
(skor 3)
(skor 3)
4. komponen horizontal vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑅 adalah 4 satuan komponen vertikal vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑅 adalah
3 satuan
(skor 20)
Perhatikan gambar:
a. Vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
AB memiliki panjang dan arah yang sama dengan vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
PR
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
b. Vektor ST memiliki panjang yang sama dan arah berlawanan dengan vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
PR
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = √42 + 32 = √25 = 5. Vektor 𝑒
c. Panjang vektor 𝑃𝑅
βƒ— merupakan vektor satuan
dari vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
PR.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
d. Vektor 𝑂𝐢 memiliki pangkal titik O (pangkal koordinat) dan panjang serta arah
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— , jadi vektor 𝑂𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— merupakan vektor posisi yang sama
sama dengan vektor PR
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— .
dengan vektor 𝑃𝑅
@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN
22
Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2
Y
X
5. Vektor yang merupakan :
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dan OB
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
a. Vektor posisi adalah vektor OA
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
b. Sama dengan vektor PQ adalah vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
CD
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
c. Negatif vektor PQ adalah vektor q
βƒ—
d. Vektor satuan adalah vektor r
βƒ—
e. Vektor nol adalah vektor 𝑂
(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 βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐴 dan vektor posisi dari titik B adalah
3
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— . Vektor 𝑂𝐴
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = ( ) dan vektor 𝑂𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = ( 9 )
𝑂𝐡
(skor 4)
4
12
6
9
3
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— − βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
b. Komponen vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
AB adalah βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
AB = OB
OA = ( ) − ( ) = ( ) (skor 4)
12
4
8
2
2
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
c. Panjang vektor AB = |AB|= √6 + 8 = √100 = 10
(skor 4)
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
AB
⃗⃗⃗⃗⃗ adalah e⃗ =
d. Vektor satuan yang searah vektor AB
(skor 4)
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |
|AB
e. e⃗ =
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
AB
AB
=
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | 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‘Ž dengan skalar 2 akan menghasilkan vektor dengan besar 2 kalinya
sedangkan arahnya tetap. Secara umum, hasil kali vektor π‘Ž dengan skalar k akan
menghasilkan vektor π‘˜. π‘Ž yang besarnya k kali besar π‘Ž dan arahnya sama dengan π‘Ž
bila k positif, dan berlawanan arah π‘Ž bila k negatif.
Coba Anda perhatikan contoh berikut.
Gambar 2.1
Dari gambar terlihat bahwa vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀1 searah dengan vektor 𝑒
βƒ— dan panjangnya 2 kali
vektor 𝑒
βƒ— . Vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀1 = 2𝑒
βƒ— . Begitupula dengan vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀2 dan βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀3 . Sementara untuk
vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀4 arahnya berlawanan dengan arah vektor 𝑒
βƒ— dan panjangnya 2 kali vektor 𝑒
βƒ—
sehingga vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀4 = -2𝑒
βƒ—.
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
𝑒
βƒ— =( )
1
4
8
𝑀1 = 2. 𝑒
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ— = 2( ) = ( )
1
2
4
12
𝑀2 = 3. 𝑒
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ— = 3( ) = ( )
1
3
2
1
1 4
𝑀3 = 𝑒
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ— = ( ) = (1)
2
2 1
2
4
−8
𝑀4 = −2𝑒
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ— = −2 ( ) = ( )
1
−2
Uraian di atas memperlihatkan bahwa vektor-vektor yang arahnya sama dengan
vektor 𝑒
βƒ— yaitu βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀1 , βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀2 dan βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀3 dapat ditulis dalam bentuk 𝑀
⃗⃗⃗⃗𝑖 = π‘˜. 𝑒
βƒ— dengan k skalar yang
bernilai positif. Sementara itu vektor yang arahnya berlawanan dengan vektor 𝑒
βƒ—
seperti βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑀4 , dapat ditulis dalam bentuk 𝑀
⃗⃗⃗⃗𝑖 = π‘˜. 𝑒
βƒ— dengan k skalar yang bernilai negatif.
Vektor-vektor yang arahnya sama atau berlawanan dengan vektor 𝑒
βƒ— disebut vektorvektor yang sejajar dengan vektor 𝑒
βƒ— . Sehingga:
Vektor 𝑀
βƒ—βƒ— sejajar dengan vektor 𝑒
βƒ—,
ditulis 𝑀
βƒ—βƒ— //𝑒
βƒ— jika:
𝑀
βƒ—βƒ— = π‘˜. 𝑒
βƒ— , dengan k skalar, π‘˜ ∈ 𝑅
Jika k > 0, maka 𝑀
βƒ—βƒ— searah 𝑒
βƒ—
Jika k < 0, maka 𝑀
βƒ—βƒ— berlawanan 𝑒
βƒ—
Contoh 1:
6
2
Buktikan bahwa vektor 𝑒
βƒ— = ( ) sejajar dengan vektor 𝑣 = ( )
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
𝑒
βƒ— =( )
1
6
3.2
2
𝑣 = ( ) = ( ) = 3. ( ) = 3𝑒
βƒ—
3
3.1
1
Vektor 𝑣 bisa dinyatakan dalam bentuk perkalian skalar dengan vektor 𝑒
βƒ— , yaitu 𝑣 =
3𝑒
βƒ— atau vektor 𝑒
βƒ— dapat dinyatakan dalam bentuk perkalian skalar dengan vektor 𝑣 ,
1
1
yaitu 𝑒
βƒ— = 𝑣. Ini berarti vektor 𝑒
βƒ— searah dengan vektor 𝑣 dan panjangnya 𝑣 atau
3
3
vektor 𝑣 searah dengan vektor 𝑒
βƒ— dan panjangnya 3 kali vektor 𝑒
βƒ— . Jadi vektor 𝑒
βƒ— sejajar
dengan vektor 𝑣 .
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 βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 dan βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑅 memiliki titik pangkal yang sama.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (2) − ( 1 ) = (1)
Komponen vektor 𝑃𝑄
1
−2
3
4
3
1
1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
Komponen vektor 𝑃𝑅 = ( ) − ( ) = ( ) = 3. ( ) = 3. βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄
7
−2
9
3
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 3. 𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— berarti vektor 𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— sejajar vektor 𝑃𝑅
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dan sama-sama berpangkal di
Karena 𝑃𝑅
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
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑒
Dari gambar di atas, rute Jakarta-Purwakarta diwakili oleh vektor 𝐽𝑃
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—1 dan
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
dilanjutkan dengan rute Purwakarta-Bandung yang diwakili oleh vektor 𝑃𝐡 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑒2 .
Dari gambar yang dibuat Anita dan Alya, rute perjalanan naik kereta dari Jakarta –
Purwakarta – Bandung sama hasilnya dengan rute perjalanan naik pesawat Jakarta –
Bandung.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐽𝑃 + βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝐡 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐽𝐡
@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 𝑒
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—1 dan
𝑒2 . Jumlah kedua vektor adalah diagonal jajargenjang yang sisi-sisinya adalah 𝑒
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—1 dan
𝑒2 . Cara ini disebut aturan jajargenjang. Perhatikan gambar berikut.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑒2
βƒ—βƒ—βƒ—
𝑒
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—1
𝑒
βƒ— 1 + βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑒2
𝑒2
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑒
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—1
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
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 menyatakan arah dan jarak yang ingin ditempuh perahu,
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— menyatakan kecepatan arus
𝐡𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐢
𝐴𝐡 + βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐡𝐢 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:
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (2) , 𝐡𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = ( 1 ) , 𝐢𝐷
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (3) , 𝐷𝐸
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = ( 2 ) , 𝐸𝐹
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (1) dan 𝐴𝐹
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (9)
𝐴𝐡
3
−4
2
−2
4
3
Kalau kita jumlahkan maka:
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝐡𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝐢𝐷
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝐷𝐸
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝐸𝐹
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (2) + ( 1 ) + (3) + ( 2 ) + (1) = (9) = 𝐴𝐹
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡
3
−4
2
−2
4
3
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝐡𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝐢𝐷
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝐷𝐸
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝐸𝐹
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝐴𝐹
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
Jadi, 𝐴𝐡
Kesimpulannya
Untuk setiap vektor
berlaku
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝐡𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝐢𝐷
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + β‹― 𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝐴𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡
Contoh 5:
4
−3
Diketahui vektor π‘Ž = ( ) dan vektor 𝑏⃗ = ( ), tentukan vektor 𝑐 = 3π‘Ž + 2𝑏⃗
5
−2
Alternatif penyelesaian:
4
12
−3
−6
6
𝑐 = 3π‘Ž + 2𝑏⃗ = 3 ( ) + 2 ( ) = ( ) + ( ) = ( )
5
−2
15
−4
11
6
Jadi: 𝑐 = 3π‘Ž + 2𝑏⃗ = ( )
11
Sifat-sifat Penjumlahan Vektor
1) Komutatif
Perhatikan gambar berikut:
Gambar 2.6 Penjumlahan vektor secara komutatif.
PQRS merupakan jajargenjang.
Misalkan: βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 = π‘Ž → βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑆𝑅 = π‘Ž
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑏⃗ → 𝑄𝑅
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑏⃗
𝑃𝑆
@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN
29
Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝑄𝑅
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = π‘Ž + 𝑏⃗
𝑃𝑅
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑏⃗ + π‘Ž
𝑃𝑅
𝑃𝑆 + 𝑆𝑅
βƒ—
βƒ—
π‘Ž + 𝑏 = 𝑏 + π‘Ž (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
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = π‘Ž, 𝑄𝑅
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑏⃗, dan 𝑅𝑆
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑐
𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
(π‘Ž + 𝑏⃗) + 𝑐 = (𝑃𝑄
𝑄𝑅 ) + βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑅𝑆 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑅 + βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑅𝑆 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑆
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + (𝑄𝑅
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝑅𝑆
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— ) = 𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝑄𝑆
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑃𝑆
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
π‘Ž + (𝑏⃗ + 𝑐 ) = 𝑃𝑄
Jadi: (π‘Ž + 𝑏⃗) + 𝑐 = π‘Ž + (𝑏⃗ + 𝑐 )
Berarti penjumlahan pada vektor bersifat Asosiatif.
βƒ— (vektor nol) sebab untuk semua
3) Mempunyai elemen identitas, yaitu vektor 𝑂
vektor π‘Ž berlaku π‘Ž + π‘œ = π‘œ + π‘Ž = π‘Ž
4) Invers dari suatu vektor
Lawan atau invers jumlah atau negatif dari suatu vektor π‘Ž adalah suatu vektor
yang apabila dijumlahkan dengan vektor π‘Ž menghasilkan vektor nol. Lawan
dari vektor π‘Ž ditulis −π‘Ž. Apabila digambarkan dengan ruas garis berarah,
sebuah vektor lawan dari vektor π‘Ž adalah vektor yang panjangnya sama
dengan vektor π‘Ž , tetapi arahnya berlawanan dengan vektor π‘Ž .
Jadi, setiap vektor π‘Ž mempunyai invers jumlah (lawan).
Sebab: π‘Ž + (-π‘Ž ) = (-π‘Ž ) + π‘Ž = π‘œ
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‘Ž − 𝑏⃗ = π‘Ž + (−𝑏⃗)
Perhatikan gambar berikut:
Gambar 2.9 Selisih Dua Vektor
Contoh 6:
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— − 𝐡𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— !
Diketahui koordinat titik A(1, 1), B(3, 5) dan C(-1, 6). Tentukan vektor 𝐴𝐡
Alternatif penyelesaian:
3−1
2
Komponen vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 = (
)=( )
5−1
4
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (−1 − 3) = (−4)
Komponen vektor 𝐡𝐢
6−5
1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (2) + (− (−4)) = (2 + 4) = (6)
vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 − βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐡𝐢 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 + (−𝐡𝐢)
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,
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑝. Dari gambar tampak bahwa: 𝑂𝑃
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑂𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝑄𝑃
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑂𝑅
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝑅𝑃
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dengan
yaitu vektor 𝑂𝑃
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑅𝑃
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = π‘₯1 𝑖 dan 𝑂𝑅
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑄𝑅
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑦1 𝑗
𝑂𝑄
Sehingga dapat dituliskan: βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝑃 = 𝑝 = π‘₯1 𝑖 + 𝑦1 𝑗
Bentuk vektor ini disebut vektor basis dalam 𝑖 dan 𝑗
Jadi setiap vektor di R2 dapat disajikan dalam bentuk vektor basis
𝑝 = π‘₯1 𝑖 + 𝑦1 𝑗
Contoh 7:
Diketahui segitiga OAB dengan titik sudut: O(0, 0), A(3, 1) dan B(6, 5).
π‘Ž merupakan vektor posisi dari titik 𝐴 dan 𝑏⃗ vektor posisi dari titik 𝐡.
Nyatakan vektor π‘Ž, 𝑏⃗ dan βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 dalam bentuk vektor basis.
Alternatif penyelesaian:
π‘Ž = π‘₯1 𝑖 + 𝑦1 𝑗 = 3𝑖 + 1. 𝑗
𝑏⃗ = π‘₯1 𝑖 + 𝑦1 𝑗 = 6𝑖 + 5𝑗
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 = 𝑏⃗ − π‘Ž = (6𝑖 + 5𝑗) − (3𝑖 + 1. 𝑗) = 3𝑖 + 4𝑗
@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN
32
Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2
C. Rangkuman
❖ Hasil kali vektor 𝑒
βƒ— dengan skalar n akan menghasilkan vektor yang besarnya n
kali besar 𝑒
βƒ— dan arah sama dengan⃗⃗⃗𝑒.
❖ Untuk menggambar jumlah dua vektor, dapat dilakukan dengan cara
➒ aturan segitiga, yaitu menghimpitkan ujung vektor pertama dengan pangkal
vektor kedua, hasilnya adalah vektor dengan pangkal vektor pertama dan
ujung vektor kedua.
➒ aturan jajargenjang, yaitu dengan menghimpitkan pangkal kedua vektor 𝑒
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—1
dan βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑒2 . Jumlah atau resultan kedua vektor adalah diagonal jajargenjang yang
sisi-sisinya adalah 𝑒
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—1 dan βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑒2
❖ Selisih dua vektor berarti menjumlahkan vektor pertama dengan lawan (negatif)
vektor kedua. Dengan demikian π‘Ž – 𝑏⃗ = π‘Ž
βƒ—βƒ—βƒ— + (–𝑏⃗).
❖ Setiap vektor di R2 dapat disajikan dalam bentuk vektor basis 𝑝 = π‘₯1 𝑖 + 𝑦1 𝑗
D. Latihan Soal
Kerjakan dengan hati-hati dan teliti.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑒
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑣 , titik E dan F masing-masing
1. ABCD adalah jajargenjang dengan 𝐴𝐡
βƒ— , 𝐴𝐷
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
titik tengah 𝐷𝐢 dan 𝐡𝐢 . Nyatakan vektor-vektor berikut dalam 𝑒
βƒ— dan 𝑣
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
a. 𝐴𝐸
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
b. 𝐸𝐹
c. βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐹
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‘Ž merupakan vektor posisi dari titik A
dan 𝑏⃗ merupakan vektor posisi dari titik B, tentukan:
a. 2π‘Ž − 𝑏⃗
b. |π‘Ž + 2𝑏⃗|
4. Diketahui π‘Ž = 3𝑖 − 𝑗 dan 𝑏⃗ = 2𝑖 + 13𝑗 dan 𝑐 = -2𝑖 - 8𝑗 . Tentukanlah :
a. π‘Ž + 𝑏⃗ dan |π‘Ž + 𝑏⃗|
b. π‘Ž + 𝑏⃗ + 𝑐 dan |π‘Ž + 𝑏⃗ + 𝑐 |
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— =
5. Diketahui titik O titik pangkal, dan titik-titik A, B dan C dengan vektor posisi 𝑂𝐴
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
9𝑖 - 10𝑗 , 𝑂𝐡 = 4𝑖 + 2𝑗 dan 𝑂𝐢 = m𝑖 - 2𝑗 .
a. Tentukan vektor satuan yang searah βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡
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
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐷𝐸 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐷𝐢 = 𝑒
βƒ—
2
2
1
1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝐡𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑣
𝐡𝐹
2
2
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝐴𝐷
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝐷𝐸
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— =𝑣 + 1 𝑒
a. 𝐴𝐸
βƒ—
2
1
1
b. βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐸𝐹 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐸𝐢 + βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐢𝐹 = 𝑒
βƒ— + 𝑣
2
2
1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
c. 𝐴𝐹 = 𝐴𝐡 + 𝐡𝐹 = 𝑒
βƒ— + 𝑣
2
2. A(1, 1), B(4, 2), dan C(10, 4)
(skor maksimum 20)
4−1
3
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 = (
)=( )
2−1
1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (10 − 4) = (6) = (2.3) = 2. (3) = 2. 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐡𝐢
4−2
2
2.1
1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (10 − 1) = (9) = (3.3) = 3. (3) = 3𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐢
4−1
3
3.1
1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dan panjang 𝐴𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 3. βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
Karena βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 searah dengan𝐴𝐢
𝐴𝐡, maka titik A, B dan C
segaris.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐡𝐢 = 2. βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 ↔ βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐡𝐢 : βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 = 2: 1
3.
Diketahui A(-2, 5) dan B(2, -1), maka vektor posisinya adalah
−2
2
π‘Ž = ( ) dan 𝑏⃗ = ( )
(skor maksimum 20)
5
−1
Dicari:
−2
−4
2
2
−6
a. 2π‘Ž − 𝑏⃗ = 2. ( ) − ( ) = ( ) − ( ) = ( )
5
−1
10
−1
11
−2
−2
4
2
2
βƒ—
b. π‘Ž + 2𝑏 = ( ) + 2 ( ) = ( ) + ( ) = ( )
5
−1
5
−2
3
|π‘Ž + 2𝑏⃗| = √(2)2 + 32 = √4 + 9 = √13
4. Diketahui π‘Ž = 3𝑖 − 𝑗 dan 𝑏⃗ = 2𝑖 + 13𝑗 dan 𝑐 = −2𝑖 − 8𝑗 . Dalam bentuk vektor
2
−2
3
kolom: π‘Ž = ( ) , 𝑏⃗ = ( ) , 𝑐 = ( )
(skor maksimum 20)
−1
13
−8
Dicari:
a. π‘Ž + 𝑏⃗ = (3𝑖 − 𝑗) + (2𝑖 + 13𝑗) = 5𝑖 + 12𝑗
5
Dinyatakan dalam vektor kolom : π‘Ž + 𝑏⃗ = ( )
12
βƒ—βƒ—βƒ—
|π‘Ž + 𝑏⃗| = √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‘Ž + 𝑏⃗ + 𝑐 = ( ) + ( ) + ( ) = ( ) = 3𝑖 + 4𝑗
−1
13
−8
4
|π‘Ž + 𝑏⃗ + 𝑐 | = √32 + 42 = √9 + 16 = √25 = 5
5. Diketahui: vektor posisi βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐴 = 9𝑖 - 10𝑗 , βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐡 = 4𝑖 + 2𝑗 dan βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐢 = m𝑖 - 2𝑗 . Dalam
9
4
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = ( ) dan 𝑂𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = ( π‘š )
bentuk vektor kolom 𝑂𝐴
), 𝑂𝐡
−2
−10
2
Dicari:
(skor maksimum 20)
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
a. Vektor satuan searah 𝐴𝐡
4
9
−5
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐡 − βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐴 = ( ) − (
) = ( ) = −5𝑖 + 12𝑗
2
−10
12
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑒 =
Vektor satuan searah 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
|𝐴𝐡 |
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = √(−5)2 + 122 = √25 + 144 = √169 = 13
|𝐴𝐡
𝑒=
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |
|𝐴𝐡
−5𝑖+12𝑗
1
=
= (−5𝑖 + 12𝑗)
13
13
−5
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
b. 𝐴𝐡 = ( )
12
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = ( π‘š ) − (4) = (π‘š − 4)
𝐡𝐢
−2
2
−4
π‘š
−5
π‘š+5
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐢 = ( ) − ( ) = (
)
−2
12
−14
A, B dan C segaris
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑛. 𝐡𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡
π‘š−4
−5
( ) = 𝑛. (
)
−4
12
5
π‘š−4
−3 ( 3 ) = 𝑛. (
)
−4
−4
Dari persamaan diaas didapat n = -3.
5
5
17
= π‘š−4 ↔π‘š = 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.
π½π‘’π‘šπ‘™π‘Žβ„Ž π‘ π‘˜π‘œπ‘Ÿ
Rumus Tingkat penguasaan=
π‘₯ 100%
π½π‘’π‘šπ‘™π‘Žβ„Ž π‘ π‘˜π‘œπ‘Ÿ π‘šπ‘Žπ‘˜π‘ π‘–π‘šπ‘’π‘š
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 𝑝 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
βƒ— = (y) atau vektor baris p
βƒ— = (x, y, z)
z
3. Kombinasi linear vektor satuan (vektor basis) 𝑝 = π‘₯. 𝑖 + 𝑦. 𝑗 + 𝑧. π‘˜βƒ—
1
0
0
dengan 𝑖 = (0) , 𝑗 = (1) dan π‘˜βƒ— = (0)
0
0
1
𝑖 = vektor satuan dalam arah OX (searah sumbu X)
𝑗 = vektor satuan dalam arah OY (searah sumbu Y)
βƒ— = 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.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
a. 𝐸𝐺
b. βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐷𝐡
Alternatif penyelesaian:
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝐸𝐷
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝐷𝐺
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
a. 𝐸𝐺
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = |𝐹𝐺
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = 3
|𝐸𝐷 | = |𝑂𝐴|=|𝐢𝐡
Gambar 3.2
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐸𝐷 = −𝑂𝐴 = −3𝑖, dengan 𝑖 vektor satuan searah sumbu X
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐷𝐺 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐢 = 4𝑗, dengan 𝑗 vektor satuan searah sumbu Y
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝐸𝐷
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝐷𝐺
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = −3𝑖 + 4𝑗
𝐸𝐺
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = −3𝑖 + 4𝑗
Jadi persamaan vektor 𝐸𝐺
Vektor kolom:
−3
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = ( 4 )
𝐸𝐺
0
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
b. βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐷𝐡 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐷𝐸 + βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐸𝐹 + 𝐹𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐷𝐸 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐴 = 3𝑖
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑂𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 4𝑗
𝐸𝐹
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = −𝑂𝐷
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = −2π‘˜βƒ—, dengan π‘˜βƒ— vektor satuan searah sumbu Z
𝐹𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 3𝑖 + 4𝑗 + (−2π‘˜βƒ—) = 3𝑖 + 4𝑗 − 2π‘˜βƒ—
𝐷𝐡 = 𝐷𝐸 + βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐸𝐹 + 𝐹𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
Jadi persamaan vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐷𝐡 = 3𝑖 + 4𝑗 − 2π‘˜βƒ—
Vektor kolom:
3
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = ( 4 )
𝐷𝐡
−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
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— searah sumbu X sebesar xB – xA, komponen vektor 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— yang
Komponen vektor 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— yang searah sumbu Z
searah sumbu Y sebesar yB – yA, dan komponen vektor 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— adalah panjang 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dan disebut modulus vektor 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— .
sebesar zB – zA. Besar vektor 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— merupakan diagonal ruang maka panjang 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— adalah:
Perhatikan vektor 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = √(π‘₯𝐡 − π‘₯𝐴 )2 + (𝑦𝐡 − 𝑦𝐴) 2 + (𝑧𝐡 − 𝑧𝐴)2
|𝐴𝐡
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 βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐸𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
b. Panjang vektor 𝐸𝐢
Alternatif Penyelesaian:
Perhatikan gambar berikut:
Gambar 3.4 Vektor pada bangun ruang balok.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— =vektor basis dari vektor 𝐸𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
a. Persamaan vektor 𝐸𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐸𝐢 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐸𝐴 + βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 + βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐡𝐢 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐸𝐷 + βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐷𝐺 + 𝐺𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = |𝑂𝐷
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = 5 cm, |𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = |𝑂𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = 7 cm, βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = 4 cm
|𝐸𝐴
|𝐡𝐢| = |𝑂𝐴
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝐺𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 5(−π‘˜βƒ— ), dengan π‘˜βƒ— vektor satuan searah sumbu Z.
𝐸𝐴
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐷𝐺 = 7𝑗, dengan 𝑗 vektor satuan searah sumbu Y
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐡𝐢 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐸𝐷 = 4(−𝑖), dengan 𝑖 vektor searah sumbu X
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝐸𝐴
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝐡𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = −5π‘˜βƒ— + 7𝑗 − 4𝑖 = −4𝑖 + 7𝑗 − 5π‘˜βƒ—
𝐸𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
b. Panjang vektor 𝐸𝐢
2
2
2
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |2 + |𝐺𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = |𝐸𝐺
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | + |𝐺𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = |𝐸𝐷
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |2 + |𝐷𝐺
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |2
|𝐸𝐢
=(−4)2 + 72 + (−5)2 = 16 + 49 + 25 = 90
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = √90 = 3√10
|𝐸𝐢
Vektor Posisi
Vektor pada bangun ruang dapat digambarkan pada ruang koordinat Cartesius. Setiap
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— , yaitu vektor yang berpangkal
titik P pada ruang dapat dinyatakan sebagai vektor 𝑂𝑃
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— disebut vektor posisi dari titik P pada
di titik O(0,0,0) dan berujung di titik P. Vektor 𝑂𝑃
@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
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— tersebut.
vektor posisi 𝑂𝑃
Perhatikan gambar berikut:
P(π‘₯1 , 𝑦1 , 𝑧1)
Gambar 3.5
Pada gambar di atas vektor posisi βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝑃 mempunyai komponen searah sumbu X sebesar
π‘₯1 , komponen searah sumbu Y sebesar 𝑦1 dan komponen searah sumbu 𝑍 sebesar 𝑧1.
π‘₯1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑦
Vektor posisi 𝑂𝑃 = 𝑝 = ( 1 ) dan dalam bentuk vektor basis adalah
𝑧1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑝 = π‘₯1 𝑖 + 𝑦1 𝑗 + 𝑧1 π‘˜βƒ—.
𝑂𝑃
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 𝑝 yang mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal A ke titik B
c. Vektor π‘ž yang mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal B ke titik C
d. Vektor π‘Ÿ yang mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal A ke titik C
e. Keliling segitiga ABC
Alternatif Penyelesaian:
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = π‘Ž mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal O ke titik A.
a. Vektor 𝑂𝐴
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑏⃗ mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal O ke titik B.
Vektor 𝑂𝐡
Vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐢 = 𝑐 mewakili ruas garis berarah dari titik pangkal O ke titik C.
0
2
4
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐴 = π‘Ž = (3), βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐡 = 𝑏⃗ = (4) dan βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐢 = 𝑐 = (3)
5
6
1
2
0
2
b. 𝑝 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 = 𝑏⃗ − π‘Ž = (4) − (3) = (1)
6
5
1
4
2
2
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑐 − 𝑏⃗ = (3) − (4) = (−1)
c. π‘ž = 𝐡𝐢
1
6
−5
4
0
4
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑐 − π‘Ž = (3) − (3) = ( 0 )
d. π‘Ÿ = 𝐴𝐢
1
5
−4
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |
e. Keliling segitiga ABC = |𝐴𝐡| + |𝐡𝐢 | + |𝐴𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = √22 + 12 + 12 = √6
|𝐴𝐡
@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN
40
Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = √22 + (−1)2 + (−5)2 = √30
|𝐡𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = √42 + 02 + (−4)2 = √32
|𝐴𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | + |𝐡𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | + |𝐴𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = √6 + √30 + √32.
Jadi, keliling segitiga ABC = |𝐴𝐡
Kesamaan Vektor
Dua vektor dalam ruang dikatakan sama jika mempunyai besar dan arah yang
sama. Perhatikan gambar berikut:
𝑐
π‘Ž
𝑏⃗
𝑑
Gambar 3.6 Kesamaan Vektor
Vektor π‘Ž, 𝑏⃗, 𝑐 , dan 𝑑 pada gambar di atas tampak sejajar dan memiliki panjang yang
sama. Vektor π‘Ž, 𝑏⃗, 𝑐, dan 𝑑 adalah vektor yang sama karena mempunyai besar dan
arah yang sama.
Misal:
 a1 οƒΆ
 οƒ·
π‘Ž=  a 2 οƒ· atau π‘Ž = a1𝑖 + a2𝑗 + a3π‘˜βƒ— , dan 𝑏⃗ =
a οƒ·
 3οƒΈ
 b1 οƒΆ
 οƒ·
 b2 οƒ· atau 𝑏⃗ = b1𝑖 + b2 𝑗+ b3π‘˜βƒ—
b οƒ·
 3οƒΈ
π‘Ž= 𝑏⃗ jika dan hanya jika a1 = b1, a2 = b2, a3 = b3 .
Vektor Negatif
Vektor di ruang yang besarnya sama dengan vektor 𝑒
βƒ— tetapi arahnya berlawanan
disebut vektor negatif dari 𝑒
βƒ— dan ditulis sebagai −𝑒
βƒ— .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
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dengan vektor 𝑆𝑅
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— memiliki panjang yang sama dan arah saling berlawanan.
Vektor 𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
Vektor 𝑆𝑅 merupakan lawan (negatif) dari vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 .
Contoh 4:
3
Diketahui vektor 𝑒
βƒ— = (4), tentukan negatif dari vektor 𝑒
βƒ—.
5
Alternatif jawaban:
3
−3
Negatif dari vektor 𝑒
βƒ— adalah −𝑒
βƒ— , maka −𝑒
βƒ— = − (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 βƒ—0 = (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‘Ž didefinisikan vektor π‘Ž dibagi dengan besar vektor π‘Ž sendiri, yang
dirumuskan dengan 𝑒 =
Contoh 5:
βƒ—
π‘Ž
|π‘Žβƒ—|
 2 οƒΆ
Tentukan vektor satuan dari vektor π‘Ž =  4 οƒ· .
 οƒ·
 5οƒΈ
Alternatif Penyelesaian :
Panjang vektor π‘Ž adalah οƒ―π‘Žοƒ― =
2 2 + 4 2 + ( 5 ) 2 = 25 = 5
Jadi, vektor satuan vektor π‘Ž adalah 𝑒 =
2 2
5
π‘Žβƒ—
|π‘Žβƒ—|
 οƒΆ
1 2
=  4 οƒ·=
5
οƒ·
 5οƒΈ
4 2
5
√5
5
2
2
5
4
5
√5
(5)
dan
4
16
5
+ +
25
25
25
Panjang vektor 𝑒 adalah | 𝑒 | = √( ) + ( ) + ( ) = √
=√
25
25
=1
C. Rangkuman
❖ Modulus (panjang) vektor pada bangun ruang adalah besar dari vektor yang
merupakan panjang segmen garis berarah yang menyatakan vektor tersebut.
π‘Ž1
❖ Modulus vektor π‘Ž = (π‘Ž2 ) dinyatakan dengan |π‘Ž| = √π‘Ž12 + π‘Ž22 + π‘Ž32
π‘Ž3
❖ 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
❖ Dua vektor dikatakan sama jika mempunyai besar dan arah yang sama. Vektor yang
besarnya sama dengan 𝑒
βƒ— tetapi arahnya berlawanan dengan 𝑒
βƒ— dikatakan vektor
negative 𝑒
βƒ—.
❖ Vektor nol adalah vektor yang besarnya nol dan tidak mempunyai arah.
❖ Vektor satuan adalah vektor yang besarnya 1. Vektor satuan yang searah dengan
suatu vektor 𝑣 ditentukan dengan rumus: 𝑒 =
βƒ—
𝑣
βƒ—|
|𝑣
D. Latihan Soal
1. Tentukan modulus dari vektor-vektor berikut.
 4οƒΆ
a. 𝑒
βƒ— =  − 5οƒ·
 − 3οƒ·
 οƒΈ
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dengan titik A (–2 , 3 , –1) dan titik B (2 , 1 , –4)
b. 𝐴𝐡
2. Diketahui titik P (2 , 5 , –4) dan Q (1 , 0 , –3). Tentukan :
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— sama dengan vektor 𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dan titik A(2 , –2 , 4)
a. Koordinat titik B jika 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— merupakan negatif vektor 𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— jika titik R(–1 , 3 , 2)
b. Koordinat titik S jika 𝑅𝑆
3. Tentukan vektor satuan dari vektor-vektor berikut.
0
a. 𝑒
βƒ— =( 0 )
−1
−1
b. 𝑣
βƒ—βƒ—βƒ— = ( 1 )
−1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dengan C(3 , –2 , 1) dan D(2 , –2 , 1)
c. 𝐢𝐷
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dengan F(2 , 1 , 2) dan G(2 , 0 , 3)
d. 𝐹𝐺
4. Tentukan besar vektor berikut beserta vektor satuannya.
2οƒΆ
a. 𝑣 =  4 οƒ·
 1οƒ·
 οƒΈ
b. 𝑀
βƒ—βƒ— = −𝑖 + 5𝑗 + π‘˜βƒ—
 − 3οƒΆ
c. βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 =  0 οƒ·
 5οƒ·
 οƒΈ
5. Gambarlah vektor dengan titik P (2 , -3 , 1) dan Q (1 , 3 , -2)
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
a. Hitung modulus vektor 𝑃𝑄
b. Buat vektor negatif dari βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 , 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 𝑒
βƒ— = (−5)
−3
|𝑒
βƒ— | = √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‘Ž = ( 3 ) dan 𝑏⃗ = ( 1 )
−1
−4
2
−2
4
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 = 𝑏⃗ − π‘Ž = ( 1 ) − ( 3 ) = (−2)
−4
−1
−3
2
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = √4 + (−2)2 + (−3)2 = √29
Modulus vektor 𝐴𝐡
2. Diketahui titik P(2 , 5 , -4) dan Q(1 , 0 , -3) titik pangkal dan titik ujung dari vektor
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 dan A(2, 2, -4) pangkal dari vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡
𝑏1
2
1
2
βƒ—
𝑝 = ( 5 ) , π‘ž = ( 0 ) , π‘Ž = ( 2 ) . Misalkan 𝑏 = (𝑏2 )
𝑏3
−4
−3
−4
(skor 2)
1
2
−1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = ( 0 ) − ( 5 ) = (−5)
a. 𝑃𝑄
−3
−4
1
(skor 10)
𝑏1 − 2
𝑏1
𝑏1 − 2
2
βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 = 𝑏 − π‘Ž = (𝑏2 ) − ( 2 ) = ( 𝑏2 − 2 ) = (𝑏2 − 2)
𝑏3
𝑏3 + 4
𝑏3 − (−4)
−4
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄
𝑏1 − 2
−1
(𝑏2 − 2) = (−5)
𝑏3 + 4
1
𝑏1 − 2 = −1 → 𝑏1 = 1
𝑏2 − 2 = −5 → 𝑏2 = −3
𝑏3 + 4 = 1 → 𝑏3 = −3
Jadi, koordinat titik B agar vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 adalah B(1, -3, -3)
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— merupakan negatif vektor 𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dan titik R (-1 , 3 , 2)
b. Vektor 𝑅𝑆
(skor 8)
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = −𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑅𝑆
𝑠1
𝑠1
𝑠1 − (−1)
−1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑠
𝑠
Misalkan 𝑠 = ( 2 ) → 𝑅𝑆 = ( 2 ) − ( 3 ) = ( 𝑠2− 3 )
𝑠3
𝑠3
𝑠3−2
2
𝑠1 − (−1)
𝑠1 − (−1)
−1
1
( 𝑠2 − 3 ) = − (−5) ↔ ( 𝑠2 − 3 ) = ( 5 )
𝑠3 − 2
𝑠3 − 2
1
−1
𝑠1 − (−1) = 1 → 𝑠1 = 0
𝑠2 − 3 = 5 → 𝑠2 = 8
𝑠3 − 2 = −1 → 𝑠3 =1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— adalah S(0, 8, 1)
Jadi, koordinat titik S agar βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑅𝑆 = −𝑃𝑄
@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN
44
Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2
0οƒΆ
 οƒ·
3. a. Vektor satuan searah vektor 𝑒
βƒ— =0οƒ·
 −1οƒ·
 οƒΈ
(skor 5)
Panjang vektor 𝑒
βƒ— = |𝑒
βƒ— | = √02 + 02 + (−1)2 = √1 = 1
Vektor satuan searah vektor 𝑒
βƒ— =𝑒=
βƒ—
𝑒
|𝑒
βƒ—|
=
0οƒΆ
 οƒ·
0οƒ·
 −1οƒ·
 οƒΈ
1
 0οƒΆ
 οƒ·
=  0 οƒ·
 −1οƒ·
 οƒΈ
−1
b. Vektor satuan searah vektor 𝑣
βƒ—βƒ—βƒ— = ( 1 )
−1
2
Panjang vektor 𝑣 = |𝑣 | = √(−1) + 12 + (−1)2 = √3
𝑣
Vektor satuan searah vektor 𝑣 = 𝑒 = |𝑒⃗| =
−1
(1)
−1
√3
=
(skor 5)
−√3
−1
1
1 ) = 3 ( √3 )
−1
−√3
1
(
√3
Pembilang dan
penyebut dikalikan
√3
c. βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐢𝐷 dengan C(3 , -2 , 1) dan D(2 , -2 , 1)
2
3
−1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑑 − 𝑐 = (−2) − (−2) = ( 0 )
𝐢𝐷
1
1
0
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = |𝐢𝐷
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = √(−1)2 + 02 + 02 = √1 = 1
Panjag 𝐢𝐷
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— =
Vektor satuan searah vektor 𝐢𝐷
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐢𝐷
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |
|𝐢𝐷
=
(skor 5)
−1
(0)
−1
0
=( 0 )
1
0
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— dengan F (2 , 1 , 2) dan G (2 , 0 , 3)
d. 𝐹𝐺
(skor 5)
2
2
0
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐹𝐺 = 𝑔 − 𝑓 = (0) − (1) = (−1)
3
2
1
2
2
2
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
|𝐹𝐺 | = √0 + (−1) + 1 = √0 + 1 + 1 = √2
Vektor satuan searah vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐹𝐺 =
4. π‘Ž.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐹𝐺
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |
|𝐹𝐺
=
2οƒΆ
𝑣 =  4οƒ·
 1οƒ·
 οƒΈ
0
(−1)
1
√2
Pembilang dan
penyebut dikalikan
√2
0
0
=
1
(−1)
√2
1
=
1
(−√2)
2
√2
(skor 8)
Panjang vektor 𝑣 = |𝑣 | = √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 𝑣 = 𝑒 =
𝑏.
βƒ—
𝑣
|𝑣
βƒ—|
=
2
(4)
1
√21
=
1
βƒ—βƒ—
𝑀
βƒ—
−𝑖+5𝑗+π‘˜
3√3
1
= √3(−𝑖 + 5𝑗 + π‘˜βƒ—)
9
−3
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = ( 0 )
𝑃𝑄
(skor 8)
5
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = √(−3)2 + 02 + 52 = √9 + 0 + 25 = √44 = 2√11
Panjang 𝑃𝑄 = |𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = 𝑒 =
Vektor satuan searah vektor 𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |
|𝑃𝑄
=
−3
(0)
5
2√11
=
b.
−3
0)
5
1
√11 (
22
5. Gambar vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄
a.
=
1
(
)
21 4√21
√21
−1
𝑀
βƒ—βƒ— = −𝑖 + 5𝑗 + π‘˜βƒ— = ( 5 )
(skor 8)
1
Panjang 𝑀
βƒ—βƒ— = |𝑀
βƒ—βƒ— | = √(−1)2 + 52 + 12 = √1 + 25 + 1 = √27 = 3√3
Vektor satuan searah vektor 𝑀
βƒ—βƒ— = 𝑒 = |𝑀
=
βƒ—βƒ— |
𝑐.
2√21
2
1
(4)
√21
1
2
−1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 = π‘ž − 𝑝 = ( 3 ) − (−3) ( 6 )
−2
1
−3
2
2
2
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
|𝑃𝑄 | = √(−1) + 6 +) − 3) = √1 + 36 + 9 = √46
−1
1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = − ( 6 ) (−6)
Vektor negatif dari βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 = −𝑃𝑄
−3
3
(skor 6)
(skor 4)
(skor 6)
…………………………………………..4
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = |−𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = √12 + (−6)2 + 32 = √1 + 36 + 9 = √46
Modulus Vektor −𝑃𝑄
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.
π½π‘’π‘šπ‘™π‘Žβ„Ž π‘ π‘˜π‘œπ‘Ÿ
Rumus Tingkat penguasaan=
π‘₯ 100%
π½π‘’π‘šπ‘™π‘Žβ„Ž π‘ π‘˜π‘œπ‘Ÿ π‘šπ‘Žπ‘˜π‘ π‘–π‘šπ‘’π‘š
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 𝑒
βƒ— dengan skalar 2 akan menghasilkan vektor dengan besar 2 kalinya
sedangkan arahnya tetap. Secara umum, hasil kali vektor 𝑒
βƒ— dengan skalar n akan
menghasilkan vektor yang besarnya n kali besar 𝑒
βƒ— dan arahnya sama dengan 𝑒
βƒ— bila
n positif dan berlawanan arah 𝑒
βƒ— bila n negatif.
𝑒1
𝑒1
𝑛. 𝑒1
𝑒
𝑒
Jadi, hasil kali vektor 𝑒
βƒ— = ( 2 ) dengan skalar n adalah n.𝑒
βƒ— = 𝑛. ( 2 ) = (𝑛. 𝑒2 )
𝑒3
𝑒3
𝑛. 𝑒3
Contoh 1:
4.2
2
2
8
Jika π‘Ž = ( 3 ), maka 4.π‘Ž = 4. ( 3 ) = ( 4.3 ) = ( 12 )
4. (−1)
−1
−1
−4
βƒ—
βƒ—
Jika 𝑣 = 3𝑖 − 2𝑗 − 7π‘˜, maka 3. 𝑣 = 3(3𝑖 − 2𝑗 − 7π‘˜) = 9𝑖 − 6𝑗 − 21π‘˜βƒ—
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.
 b1 οƒΆ
 a1 οƒΆ
Secara umum jika dua vektorπ‘Ž =  a 2 οƒ· dan vektor 𝑏⃗=  b 2 οƒ·οƒ· adalah vektor-vektor
 οƒ·
 b3 οƒΈ
a3 οƒΈ
tidak nol, maka :
@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN
48
Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2
 a1 οƒΆ  b1 οƒΆ
π‘Ž + 𝑏⃗ =  a 2 οƒ· +  b 2 οƒ·οƒ·
 οƒ·
a3 οƒΈ  b3 οƒΈ
 a1 + b1 οƒΆ
π‘Ž + 𝑏⃗ =  a 2 + b 2 οƒ·οƒ·
 a3 + b3 οƒΈ
Jika vektor π‘Ž = a1𝑖 + a2𝑗 + a3π‘˜βƒ— dan vektor 𝑏⃗ = b1𝑖 + b2𝑗 + b3π‘˜βƒ— , maka :
π‘Ž + 𝑏⃗= (a1+b1)𝑖 + (a2+b2)𝑗 + (a3+b3)π‘˜βƒ—
Contoh 2:
Hitunglah jumlah dari dua buah vektor berikut.
 2οƒΆ
a. π‘Ž =  − 3 οƒ· dan 𝑏⃗ =
 5οƒ·
 οƒΈ
b. π‘Ž = 2𝑖 + 𝑗 – 4π‘˜βƒ— dan
 − 1οƒΆ
 4οƒ·
− 2οƒ·
 οƒΈ
𝑏⃗ = 3𝑖 + 5𝑗 + π‘˜βƒ—
Alternatif Penyelesaian :
a. π‘Ž + 𝑏⃗
b. π‘Ž + 𝑏⃗
 2 + ( −1) οƒΆ  1 οƒΆ
=  − 3 + 4 οƒ· =  1οƒ·
 5 + ( −2 ) οƒ·  3 οƒ·

οƒΈ  οƒΈ
= (2+3)𝑖 +(1+5)𝑗 + (-4+1)π‘˜βƒ—
= 5𝑖 + 6𝑗 – 3π‘˜βƒ—
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 βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝑃 .
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: βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝑃 = (4).
3
4
Dari lokasi P ke lokasi Q dapat dinyatakan sebagai vektor βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 = (−1)
3
Kedudukan pendaki gunung dilihat dari lokasi mula-mula adalah :
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝑃 + βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 = βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝑄
4
9
5
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— + 𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = (4) + (−1) = (3)
𝑂𝑃
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‘Ž − 𝑏⃗ = π‘Ž + (−𝑏⃗).
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.
 b1 οƒΆ
 a1 οƒΆ
Secara umum selisih dua vektor jika dua vektor π‘Ž=  a 2 οƒ· dan vektor 𝑏⃗=  b 2 οƒ·οƒ·
 οƒ·
 b3 οƒΈ
a3 οƒΈ
 a1 − b1 οƒΆ
 a1 οƒΆ  b1 οƒΆ
maka : π‘Ž − 𝑏⃗=  a 2 οƒ· -  b 2 οƒ·οƒ· =  a 2 − b 2 οƒ·οƒ·
 οƒ·
 a3 − b3 οƒΈ
a3 οƒΈ  b3 οƒΈ
Jika vektor π‘Ž = a1𝑖 + a2𝑗 + a3π‘˜βƒ— dan vektor 𝑏⃗ = b1𝑖 + b2𝑗 + b3π‘˜βƒ— ,
maka : π‘Ž − 𝑏⃗ = (a1 - b1)𝑖 + (a2 - b2)𝑗 + (a3 - b3)π‘˜βƒ—
Contoh 4:
Hitunglah selisih dari dua vektor berikut :
8οƒΆ
 3οƒΆ
a . π‘Ž =  6 οƒ· dan 𝑏⃗ =  1 οƒ·
 4οƒ·
7 οƒ·
 οƒΈ
 οƒΈ
b. π‘Ž = 8𝑖 + 6𝑗 + 9π‘˜βƒ— dan 𝑏⃗ = 3𝑖 + 5𝑗 +2π‘˜βƒ—
Alternatif Penyelesaian :
a.
 8 − 3 οƒΆ 5οƒΆ

οƒ·  οƒ·
π‘Ž − 𝑏⃗ =  6 − 1 οƒ· =  5 οƒ·
 7 − 4οƒ·  3οƒ·

οƒΈ  οƒΈ
b. π‘Ž − 𝑏⃗ = (8-3)𝑖 + (6-5)𝑗 + (9-2)π‘˜βƒ— = 5𝑖 + 𝑗 + 7π‘˜βƒ—
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
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— : 4.1
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— perbandingan
Dari gambar diketahui
𝑅𝑇
𝑇𝑆
=π‘šβˆΆπ‘›
@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN
50
Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑅𝑇 π‘š
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
= ↔ 𝑛. βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑅𝑇 = π‘š. 𝑇𝑆
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑛
𝑇𝑆
𝑛(𝑑 − π‘Ÿ) = π‘š(𝑠 − 𝑑)
𝑛. 𝑑 − 𝑛. π‘Ÿ = π‘š. 𝑠 − π‘š. 𝑑
𝑛. 𝑑 + π‘š. 𝑑 = π‘š. 𝑠 + 𝑛. π‘Ÿ
𝑑(𝑛 + π‘š) = π‘š. 𝑠 + 𝑛. π‘Ÿ
π‘š. 𝑠 + 𝑛. π‘Ÿ π‘š. 𝑠 + 𝑛. π‘Ÿ
𝑑=
=
𝑛+π‘š
π‘š+𝑛
Jadi,
𝑑=
π‘š. 𝑠 + 𝑛. π‘Ÿ
π‘š+𝑛
Jika R(x1, y1) dan S(x2, y2) di R2, maka: 𝑑 =
Koordinat titik T adalah T(
π‘š.𝑠+𝑛.π‘Ÿ
π‘š+𝑛
π‘š.π‘₯2 +𝑛π‘₯1 π‘š.𝑦2 +𝑛𝑦1
π‘š+𝑛
,
π‘š+𝑛
Jika R(x1, y1, z1) dan S(x2, y2, z2) di R3, maka: 𝑑 =
=
π‘₯
π‘₯
π‘š(𝑦2 )+𝑛.(𝑦1 )
2
1
π‘š+𝑛
)
π‘š.𝑠+𝑛.π‘Ÿ
π‘š+𝑛
π‘š.π‘₯2 +𝑛π‘₯1 π‘š.𝑦2 +𝑛𝑦1 π‘šπ‘§2 +𝑛𝑧1
Koordinat titik T adalah T(
,
π‘š+𝑛
π‘š+𝑛
,
π‘š+𝑛
=
π‘₯2
π‘₯1
π‘š(𝑦2 )+𝑛.(𝑦1 )
𝑧2
𝑧1
π‘š+𝑛
)
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— : 𝑇𝑆
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = m : n, terdapat dua kasus, yaitu:
Dalam perbandingan 𝑅𝑇
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 𝐴𝐡
Μ…Μ…Μ…Μ… dengan
Diketaui rua garis 𝐴𝐡
perbandingan 1 : 3. Tentukan koordian titik T jika:
a. T membagi Μ…Μ…Μ…Μ…
𝐴𝐡 di dalam
Μ…Μ…Μ…Μ… di luar.
b. T membagi 𝐴𝐡
Alternatif Penyelesaian:
Μ…Μ…Μ…Μ… di dalam dengan perbandingan 1 : 3, berlaku 𝐴𝑇
Μ…Μ…Μ…Μ… : 𝑇𝐡
Μ…Μ…Μ…Μ… = 1 : 3.
a. Titik T membagi 𝐴𝐡
Koordinat titik T dapat Anda tentukan dengan cara berikut.
π‘š.π‘₯2 +𝑛π‘₯1 π‘š.𝑦2 +𝑛𝑦1 π‘šπ‘§2 +𝑛𝑧1
,
,
)
π‘š+𝑛
π‘š+𝑛
π‘š+𝑛
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…
𝐴𝐡 di dalam dengan perbandingan 1 : 3, berlaku Μ…Μ…Μ…Μ…
𝐴𝑇 : Μ…Μ…Μ…Μ…
𝑇𝐡 = 1 : (– 3)
Koordinat titik T dapat Anda tentukan dengan cara berikut.
π‘š.π‘₯2 +𝑛π‘₯1 π‘š.𝑦2 +𝑛𝑦1 π‘šπ‘§2 +𝑛𝑧1
,
,
)
π‘š+𝑛
π‘š+𝑛
π‘š+𝑛
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‘Ž. 𝑏⃗
didefinisikan sebagai |π‘Ž|. |𝑏⃗|. π‘π‘œπ‘ πœƒ dengan πœƒ sudut antara vektor π‘Ž dan vektor 𝑏⃗ seperti
gambar berikut:
B
𝑏⃗
π‘Ž. 𝑏⃗ = |π‘Ž|. |𝑏⃗|π‘π‘œπ‘ πœƒ
πœƒ
O
π‘Ž
Gambar 4.2 Sudut antara dua vektor
A
Coba Anda perhatikan vektor berikut.
A(π‘Ž1 , π‘Ž2 , π‘Ž3 )
π‘Ž
𝛼
O
𝑏⃗
Gambar 4.3 Sudut antara dua vektor
B(𝑏1 , 𝑏2 , 𝑏3 )
Dengan menggunakan aturan cosinus yang sudah Anda pelajari pada Matematika
Umum, kita dapatkan:
2
2
2
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = |𝑂𝐴
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | + |𝑂𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | − 2. |𝑂𝐴
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— ||𝑂𝐡|cos𝛼
|𝐴𝐡
2
= |π‘Ž|2 + |𝑏⃗| − 2. |π‘Ž||𝑏⃗|cos𝛼
Berdasarkan rumus panjang vektor:
(1)
2
2
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = |𝑏⃗ − π‘Ž| = (𝑏1 − π‘Ž1 )2 + (𝑏2 − π‘Ž2 )2 + (𝑏3 − π‘Ž3 )2
|𝐴𝐡
= (𝑏12 − 2𝑏1 π‘Ž1 + π‘Ž12 ) + (𝑏22 − 2𝑏2 π‘Ž2 + π‘Ž22 ) + (𝑏32 − 2𝑏3 π‘Ž3 + π‘Ž32 )
= (𝑏12 + 𝑏22 + 𝑏32 ) + ((π‘Ž12 + π‘Ž22 + π‘Ž32 ) − 2𝑏1 π‘Ž1 − 2𝑏2 π‘Ž2 − 2𝑏3 π‘Ž3
2
= |𝑏⃗| + |π‘Ž|2 − 2(𝑏1 π‘Ž1 + 𝑏2 π‘Ž2 + 𝑏3 π‘Ž3 )
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‘Ž|2 + |𝑏⃗| − 2. |π‘Ž||𝑏⃗|π‘π‘œπ‘ π›Ό = |𝑏⃗| + |π‘Ž|2 − 2(𝑏1 π‘Ž1 + 𝑏2 π‘Ž2 + 𝑏3 π‘Ž3 )
−2. |π‘Ž||𝑏⃗|π‘π‘œπ‘ π›Ό = −2(𝑏1 π‘Ž1 + 𝑏2 π‘Ž2 + 𝑏3 π‘Ž3 )
|π‘Ž||𝑏⃗|π‘π‘œπ‘ π›Ό = 𝑏1 π‘Ž1 + 𝑏2 π‘Ž2 + 𝑏3 π‘Ž3
π‘Ž. 𝑏⃗ = 𝑏1 π‘Ž1 + 𝑏2 π‘Ž2 + 𝑏3 π‘Ž3
= π‘Ž1 𝑏1 + π‘Ž2 𝑏2 + π‘Ž3 𝑏3
Jadi,
π‘Ž. 𝑏⃗ = π‘Ž1 𝑏1 + π‘Ž2 𝑏2 + π‘Ž3 𝑏3
Kedua ruas dikurang |π‘Ž|2 dan |𝑏⃗|
Kedua ruas dibagi (-2)
Contoh 6:
Diketahui οƒ―π‘Žοƒ― = 6 dan 𝑏⃗ = 5 dan sudut antara vektor π‘Ž dan vektor 𝑏⃗ adalah 60ο‚°
tentukan nilai π‘Ž. 𝑏⃗!
Alternatif Penyelesaian:
π‘Ž. 𝑏⃗ = οƒ―π‘Žοƒ―.𝑏⃗. cos 
= 6 . 5 . cos 60ο‚°
1
= 30 .
2
= 15
Contoh 7:
Diketahui vektor π‘Ž = 2𝑖 + 3𝑗 + 6π‘˜βƒ— dan 𝑏⃗ = 𝑖 + 2⃗𝑗 + 2π‘˜βƒ— , tentukan Perkalian skalar vektor
π‘Ž dan 𝑏⃗.
Alternatif penyelesaian:
π‘Ž . 𝑏⃗ = a1.b1 + a2.b2 + a3.b3
= 2.1 + 3.2 + 6.2
= 2 + 6 + 12
= 20
Contoh 8:
Diketahui οƒ―π‘Žοƒ― = 8 dan 𝑏⃗ = 4 dan sudut antara vektor π‘Ž dan vektor 𝑏⃗ adalah 90ο‚°
tentukan nilai π‘Ž. 𝑏⃗!
Alternatif Penyelesaian:
π‘Ž. 𝑏⃗ = οƒ―π‘Žοƒ―.𝑏⃗. cos 
= 8 . 4 . cos 90ο‚°
= 32 .0
= 0
Pada contoh soal 8 sudut antara vektor π‘Ž dan 𝑏⃗ adalah 900, berarti vektor π‘Ž dan 𝑏⃗ saling
tega lurus. Dengan demikian, dapat disimpulkan sebagai berikut.
Dua buah vektor tegak lurus apabila hasil dot product kedua vektor bernilai nol.
π‘Ž. 𝑏⃗ = οƒ―π‘Žοƒ―.𝑏⃗. cos 900 = οƒ―π‘Žοƒ―.𝑏⃗. 0 = 0
 b1 οƒΆ
 a1 οƒΆ

οƒ·
βƒ—
Jadi, jika vektor π‘Ž= a 2 dan vektor 𝑏 =  b 2 οƒ·οƒ· saling tegak lurus, maka:
 οƒ·
 b3 οƒΈ
a3 οƒΈ
π‘Ž . 𝑏⃗ = 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‘Ž. 𝑏⃗ = |π‘Ž|. |𝑏⃗|π‘π‘œπ‘ πœƒ
π‘Ž . 𝑏⃗ = a1.b1 + a2.b2
53
2
Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2
1. Jika sudut antara vektor π‘Ž dan 𝑏⃗ diketahui sama dengan πœƒ dan 00 ≤ πœƒ ≤
1800 , maka: π‘Ž. 𝑏⃗ = |π‘Ž|. |𝑏⃗|π‘π‘œπ‘ πœƒ
2. Jika sudut antara vektor π‘Ž dan 𝑏⃗ tidak diketahui, maka π‘Ž . 𝑏⃗ = a1.b1 + a2.b2 +
a3.b3
3. Sifat-sifat perkalian vektor π‘Ž, 𝑏⃗ dan 𝑐 berlaku:
o
π‘Ž. 𝑏⃗ = 𝑏⃗. π‘Ž
π‘Ž. (𝑏⃗ + 𝑐 ) = π‘Ž. 𝑏⃗ + π‘Ž. 𝑐
o
π‘Ž. π‘Ž = |π‘Ž|2
o
Jika π‘Ž ≠ 0, 𝑏⃗ ≠ 0, dan π‘Ž. 𝑏⃗ = 0, maka π‘ŽβŠπ‘βƒ—
o
Anda sudah paham Perkalian scalar dua vektor? Sekarang pemahaman akan kita
perluas dengan mempelajari sudut antara dua vektor. Jika dua vektor π‘Ž dan 𝑏⃗ bertemu
pada satu titik, maka sudut antara dua vektor tersebut adalah sudut yang dibentuk oleh
kaki vektor π‘Ž dan kaki vektor 𝑏⃗ . Sudut yang diambil adalah sudut terkecil.
Coba Anda perhatika rumus Perkalian scalar dua vektor berikut:
π‘Ž. 𝑏⃗ = |π‘Ž||𝑏⃗|π‘π‘œπ‘ π›Ό
π‘Ž. 𝑏⃗ = π‘Ž1 𝑏1 + π‘Ž2 𝑏2 + π‘Ž3 𝑏3
Dari rumus di atas Anda dapat mencari sudut antara vektor π‘Ž dan 𝑏⃗.
βƒ—
π‘Žβƒ—.𝑏
π‘Ž. 𝑏⃗ = |π‘Ž||𝑏⃗ |cos𝛼 → cos𝛼 = |π‘Žβƒ—|.|𝑏⃗|
cos𝛼 =
π‘Ž. 𝑏⃗
π‘Ž1 𝑏1 + π‘Ž2 𝑏2 + π‘Ž3 𝑏3
=
|π‘Ž|. |𝑏⃗| √π‘Ž2 + π‘Ž2 + π‘Ž2 √𝑏21 + 𝑏22 + 𝑏23
1
2
3
Contoh 9:
1
−1
Diketahui π‘Ž = (−1)dan 𝑏⃗ = ( 2 ). Tentukan sudut antara π‘Ž dan 𝑏⃗ !
0
2
Alernatif penyelesaian:
Misalkan sudut antara π‘Ž dan 𝑏⃗ adalah 𝛼.
@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN
54
Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2
cos𝛼 =
π‘Ž. 𝑏⃗
π‘Ž1 𝑏1 + π‘Ž2 𝑏2 + π‘Ž3 𝑏3
=
|π‘Ž|. |𝑏⃗| √π‘Ž2 + π‘Ž2 + π‘Ž2 √𝑏21 + 𝑏22 + 𝑏23
1
cos𝛼 =
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 𝛼 = 1350
Jadi, sudut antara π‘Ž dan 𝑏⃗ adalah 1350 .
Contoh 10:
Diketahui vektor 𝑒
βƒ— = 2𝑖 − 𝑗 + π‘˜βƒ— dan 𝑣 = 𝑖 + 𝑗 + 2π‘˜βƒ— , tentukan sudut antar vektor 𝑒
βƒ— dan
𝑣.
Alternatif Penyelesaian:
Misalkan sudut antara 𝑒
βƒ— dan 𝑣 adalah 𝛼.
2
𝑒
βƒ— = 2𝑖 − 𝑗 + π‘˜βƒ— = (−1)
1
1
𝑣 = 𝑖 + 𝑗 + 2π‘˜βƒ— = (1)
2
cos𝛼 =
𝑒
βƒ— .𝑣
2.1 + (−1). 1 + 1.2
3
3 1
=
=
= =
|𝑒
βƒ— |. |𝑣 | √22 + (−1)2 + 12 . √12 + 12 + 22 √6√6 6 2
cos𝛼 =
1
→ 𝛼 = 600
2
Jadi, sudut antara vektor 𝑒
βƒ— = 2𝑖 − 𝑗 + π‘˜βƒ— dan 𝑣 = 𝑖 + 𝑗 + 2π‘˜βƒ— adalah 𝛼 = 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 βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐴 pada βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
adalah 𝑂𝐢 .
Perhatikan gambar berikut.
A
O
β
Λͺ
C
B
Gambar 4.4 Proyeksi scalar ortogonal
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = |𝑐 | disebut proyeksi skalar orthogonal (panjang proyeksi) π‘Ž pada 𝑏⃗.
|𝑂𝐢
@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN
55
Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2
Perhatikan segitiga AOB.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |
|𝑂𝐢
Cos 𝛽 = |𝑂𝐴
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = |𝑂𝐴
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | cos 𝛽
→ |𝑂𝐢
π‘Ž. 𝑏⃗
= |π‘Ž |
|π‘Ž||𝑏⃗|
=
π‘Ž. 𝑏⃗
|𝑏⃗|
Jadi, proyeksi skalar orthogonal (panjang proyeksi) vektor π‘Ž pada 𝑏⃗ adalah:
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = |𝑐 | =
|𝑂𝐢
π‘Ž. 𝑏⃗
|𝑏⃗|
b. Proyeksi Vektor ortogonal
Coba Anda perhatikan kembali Gambar 4.4 di atas. Vektor 𝑐 searah vektor 𝑏⃗, ini
berarti vektor satuan 𝑐 sama dengan vektor satuan 𝑏⃗, yaitu
𝑐=
βƒ—
𝑏
sehingga:
βƒ—|
|𝑏
π‘Ž. 𝑏⃗ 𝑏⃗
π‘Ž. 𝑏⃗
.
= 2 . 𝑏⃗
|𝑏⃗| |𝑏⃗| |𝑏⃗|
Jadi, proyeksi vektor π‘Ž pada 𝑏⃗ adalah: 𝑐 =
βƒ—
π‘Žβƒ—.𝑏
βƒ—|
|𝑏
2
. 𝑏⃗
Contoh 11:
1
−1
Diketahui vektor π‘Ž = (−1) dan 𝑏⃗ = ( 2 ). Tentukanlah:
0
2
a. Panjang proyeksi vektor π‘Ž pada vektor 𝑏⃗
b. Vektor proyeksi vektor π‘Ž pada vektor 𝑏⃗
Alternatif Penyelesaian:
Misalkan vektor proyeksi vektor π‘Ž pada vektor 𝑏⃗ adalah vektor 𝑐
a. |𝑐 | =
βƒ— 1.(−1)+(−1).2+0.2
π‘Žβƒ—.𝑏
βƒ— | = √(−1)2+22+22
|𝑏
−3
−3
= | 9 | = | 3 | = |−1| = 1
√
1
−1
b. 𝑐 = 2 . 𝑏⃗=
.
(
2)=
(√(−1)2+22+22)2
βƒ—|
|𝑏
2
βƒ—
π‘Žβƒ—.𝑏
1.(−1)+(−1).2+0.2
−3
9
3
−1
−1
1
( 2 ) = −3( 2 ) =
2
2
−
−
(
2
3
2
3)
𝟏
πŸ‘
𝟐
Jadi, vektor proyeksi vektor π‘Ž pada vektor 𝑏⃗ adalah 𝑐 = − πŸ‘
(
@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN
−
𝟐
πŸ‘)
56
Modul Matematika Peminatan Kelas X KD 3.2
C. Rangkuman
Hasil kali vektor u
βƒ—βƒ—βƒ— dengan skalar n akan menghasilkan vektor yang besarnya n kali
besar⃗⃗⃗⃗
u dan arah sama dengan u.
βƒ—βƒ—
❖ Penjumlahan dua vektor pada bangun ruang prinsipnya sama dengan
penjumlahan dua vektor pada bidang datar.
❖ Selisih dua vektor berarti menjumlahkan vektor pertama dengan lawan (negatif)
vektor kedua. Dengan demikian π‘Ž – 𝑏⃗ = π‘Ž + (−𝑏⃗).
π‘Ž1
𝑏1
❖ Pada koordinat ruang Cartesius jika π‘Ž = (π‘Ž2 ) dan 𝑏⃗ = (𝑏2 ) , maka:
π‘Ž3
𝑏3
π‘Ž1
𝑛. π‘Ž1
𝑏1
𝑛. 𝑏1
➒ n.π‘Ž = 𝑛. (π‘Ž2 ) = (𝑛. π‘Ž2 ) dan 𝑛. 𝑏⃗ = 𝑛. (𝑏2 ) = (𝑛. 𝑏2 )
π‘Ž3
𝑛. π‘Ž3
𝑏3
𝑛. 𝑏3
❖
 a1 οƒΆ
 οƒ·
 b1 οƒΆ
 οƒ·
 a1 + b1 οƒΆ

οƒ·
a οƒ·
 3οƒΈ
b οƒ·
 3οƒΈ
a +b οƒ·
 3 3οƒΈ
➒ π‘Ž + 𝑏⃗ =  a 2 οƒ· +  b2 οƒ· =  a 2 + b2 οƒ·
 a1 − b1 οƒΆ
 a1 οƒΆ  b1 οƒΆ

οƒ·
 οƒ·  οƒ·
➒ π‘Ž − 𝑏⃗=  a 2 οƒ· -  b2 οƒ· =  a 2 − b2 οƒ·
a −b οƒ·
 a οƒ· b οƒ·
 3 3οƒΈ
 3οƒΈ  3οƒΈ
❖
❖
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)
❖
Jika R(x1, y1) dan S(x2, y2) di R2, maka: 𝑑 =
koordinat titik T
π‘š.𝑠+𝑛.π‘Ÿ
π‘š+𝑛
π‘š.π‘₯ +𝑛π‘₯ π‘š.𝑦 +𝑛𝑦
adalah T( 2 1 , 2 1 )
π‘š+𝑛
π‘š+𝑛
=
π‘₯
π‘₯
π‘š(𝑦2 )+𝑛.(𝑦1 )
2
1
, dan
π‘š+𝑛
m.s⃗+n.r⃗
m+n
m.x2 +nx1 m.y2 +ny1 mz2 +nz1
adalah T(
,
,
)
m+n
m+n
m+n
❖ 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
❖ Perkalian scalar antara dua vektor adalah Perkalian vektor dengan vektor yang
menghasilkan scalar
❖ Rumus Perkalian scalar dua vektor berikut:
βƒ— |cosα
a⃗. ⃗b = |a⃗||b
a⃗. ⃗b = a1 b1 + a2 b2 + a3 b3
❖ sudut antara dua vektor tersebut adalah sudut yang dibentuk oleh kaki vektor
a⃗ dan kaki vektor ⃗b
Rumus sudut antara vektor a⃗ dengan vektor ⃗b adalah:
a⃗. ⃗b
a1 b1 + a2 b2 + a3 b3
=
2
βƒ— | √a1 + a22 + a23 √b12 + b22 + b23
|a⃗|. |b
βƒ— adalah:
❖ Proyeksi orthogonal (panjang proyeksi) vektor aβƒ— pada b
βƒ—
βƒ— .b
a
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = |c| =
❖ |OC
cosα =
βƒ—|
|b
❖ Proyeksi vektor π‘Ž pada 𝑏⃗ adalah: 𝑐 =
βƒ—
π‘Žβƒ—.𝑏
βƒ—|
|𝑏
2
. 𝑏⃗
@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.
 − 3οƒΆ
 5οƒΆ
 3οƒΆ
 οƒ·
 οƒ·
 οƒ·
Diketahui vektor π‘Ž=  − 2 οƒ· , 𝑏⃗ =  4 οƒ· dan 𝑐 =  − 3 οƒ· . Tentukanlah :
 5οƒ·
 2οƒ·
 1οƒ·
 οƒΈ
 οƒΈ
 οƒΈ
a. π‘Ž + 𝑏⃗ + 2𝑐
b. 2π‘Ž + 2𝑐
c. 5π‘Ž – 3𝑐
2.
3.
4.
Diketahui π‘Ž = 3𝑖 – 2𝑗 + π‘˜βƒ— dan 𝑏⃗ =⃗𝑖 + 3𝑗 – 2π‘˜βƒ—. Tentukanlah :
a. π‘Ž + 𝑏⃗
b.
π‘Ž – 𝑏⃗
c.
–3π‘Ž+ 2𝑏⃗
βƒ—βƒ—βƒ— adalah
Hitunglah π‘Ž . 𝑏⃗ jika diketahui οƒ―π‘Žοƒ― = 3, 𝑏⃗ = 4 dan sudut antara π‘Ž
βƒ—βƒ—βƒ— dan 𝑏
60ο‚° !
Diketahui vektor π‘Ž = i – 2j + 3k dan 𝑏⃗ = 3i + j + 2k. Tentukanlah :
a. π‘Ž . 𝑏⃗
b. besar sudut antara π‘Ž
βƒ—βƒ—βƒ— dan 𝑏⃗
Diketahui vektor π‘Ž = 2i – 3j +mk dan 𝑏⃗ = 6i + 2j – 4k. Tentukan nilai m jika π‘Ž. 𝑏⃗ =
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‘Ž = (−1) dan 𝑏⃗ = (10). Tentukan nilai m agar vektor (π‘Ž +
2
8
βƒ—
π‘šπ‘) tegak lurus pada vektor π‘Ž
8. Tentukanlah koordinat titik P yang terletak pada ruas garis Μ…Μ…Μ…Μ…
𝐴𝐡 jika:
Μ…Μ…Μ…Μ…
Μ…Μ…Μ…Μ…
a. A(2, 0, 1), B(10, 4, 5), dan 𝐴𝑃 : 𝑃𝐡 = 3 : 1
b. A(1, 1, 1), B(3, -2, 5), dan Μ…Μ…Μ…Μ…
𝐴𝑃 : Μ…Μ…Μ…Μ…
𝑃𝐡 = 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
 − 3οƒΆ
 5οƒΆ
 3οƒΆ
 οƒ·
 οƒ·
 οƒ·
1. Diketahui vektor π‘Ž=  − 2 οƒ· , 𝑏⃗ =  4 οƒ· dan 𝑐 =  − 3 οƒ· .
 5οƒ·
 2οƒ·
 1οƒ·
 οƒΈ
 οƒΈ
 οƒΈ
(skor 15)
3
−3
10
5
a. π‘Ž + 𝑏⃗ + 2𝑐 = (−2)+ ( 4 )+ 2. (−3)=(−14)
1
5
10
2
3
16
5
b. 2π‘Ž + 2𝑐 = 2. (−2) + 2. (−3) = (−10)
1
6
2
3
0
5
c. 5π‘Ž – 3𝑐 = 5. (−2) − 3. (−3) = (−1)
1
−1
2
βƒ—
βƒ—
2. Diketahui π‘Ž = 3𝑖 – 2𝑗 + π‘˜ dan 𝑏 =⃗𝑖 + 3𝑗 – 2π‘˜βƒ—.
(skor 15)
a. π‘Ž + 𝑏⃗ =(3𝑖 – 2𝑗 + π‘˜βƒ—) +(⃗𝑖 + 3𝑗 – 2π‘˜βƒ—) =(3𝑖 + 𝑖) + ((−2𝑗 + 3𝑗) + (π‘˜βƒ— + (−2π‘˜βƒ—)
= 4𝑖 + 𝑗 + (−π‘˜βƒ—) = 4𝑖 + 𝑗 − π‘˜βƒ—
b. π‘Ž–𝑏⃗ = (3𝑖 – 2𝑗 + π‘˜βƒ—) − (⃗𝑖 + 3𝑗 – 2π‘˜βƒ—)
= (3𝑖 − 𝑖) + ((−2𝑗 − 3𝑗) + (π‘˜βƒ— − (−2π‘˜βƒ— )
= 2𝑖 – 5𝑗 + 3π‘˜βƒ—
c. -3π‘Ž+ 2𝑏⃗ =-3(3𝑖 – 2𝑗 + π‘˜βƒ—) + 2(⃗𝑖 + 3𝑗 – 2π‘˜βƒ— )
= (−3⃗𝑖 + 6𝑗 – 3π‘˜βƒ—)+(2⃗𝑖 + 6𝑗 – 4π‘˜βƒ— )
= −𝑖 + 12𝑗 − 7π‘˜βƒ—
3. Diketahui οƒ―π‘Žοƒ― = 3, 𝑏⃗ = 4 dan sudut antara βƒ—βƒ—βƒ—
π‘Ž dan βƒ—βƒ—βƒ—
𝑏 adalah 60ο‚° ! (skor 5)
0
π‘Ž. 𝑏⃗ = οƒ―π‘Žοƒ―. 𝑏⃗. cos 60
1
π‘Ž. 𝑏⃗ = 3.4. = 6
2
4. Diketahui vektor π‘Ž = 𝑖 – 2𝑗 + 3π‘˜βƒ— dan 𝑏⃗ = 3𝑖 + 𝑗 + 2π‘˜βƒ—
a. π‘Ž. 𝑏⃗ = 1.3 + (−2). 1 + 3.2 = 3 − 2 + 6 = 7
b.
(skor 10)
Sudut antara vektor π‘Ž dan 𝑏⃗ adalah β.
Cos β =
βƒ—
π‘Žβƒ—.𝑏
βƒ—|
|π‘Žβƒ—|.|𝑏
=
1.3+(−2).1+3.2
√12 +(−2)2 +32 √32 +12 +22
=
7
14
√ √14
=
7
14
=
1
2
𝛽 = 600
Jadi, sudut antara vektor π‘Ž dan 𝑏⃗ adalah 𝛽 = 600
5. Diketahui vektor π‘Ž = 2i – 3j +mk dan 𝑏⃗ = 6i + 2j – 4k
π‘Ž. 𝑏⃗ = 10
(skor 10)
π‘Ž. 𝑏⃗ = 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).
𝑝, π‘ž , dan π‘Ÿ 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
𝑝 = (1), π‘ž = (4) , π‘Ÿ = (2)
5
1
5
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |
a. panjang βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑅 = |𝑃𝑅
3
−2
5
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— = π‘Ÿ − 𝑝 = (2) − (1) = ( 1 )
𝑃𝑅
1
−4
5
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— | = √(−2)2 + 12 + (−4)2 = √21
|𝑃𝑅
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
b. panjang βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 |𝑃𝑄
1
−4
5
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 = π‘ž − 𝑝 = (4) − (1) = ( 3 )
5
0
5
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |=√(−4)2 + 32 + 02 = √16 + 9 + 0 = √25 = 5
|𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— pada 𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— adalah 𝑐
c. Misalkan vektor proyeksi 𝑃𝑅
|𝑐 | =
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑅.βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑄 (−2).(−4)+1.3+(−4).(0)
=
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |
5
|𝑃𝑄
=
8+3+0
=
5
11
5
=
(skor 20)
11
5
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— pada 𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
d. vektor proyeksi 𝑃𝑅
m=−
8.
44
−
−4
25
11
𝑐=
=
= ( 3 )=( 33 )
25
25
0
0
2
4
Diketahui vektor π‘Ž = (−1) dan 𝑏⃗ = (10).
(skor 15)
2
8
Vektor (π‘Ž + π‘šπ‘βƒ—) tegak lurus pada vektor π‘Ž
2
4
2 + 4π‘š
π‘Ž + π‘šπ‘βƒ— = (−1) + π‘š (10) = (−1 + 10π‘š )
2
8
2 + 8π‘š
(π‘Ž + π‘šπ‘βƒ—). π‘Ž = 0
2 + 4π‘š
2
(−1 + 10π‘š ) . (−1) = (2 + 4π‘š). 2 + (−1 + 10π‘š)(−1) + (2 + 8π‘š). 2 = 0
2 + 8π‘š
2
4+8m + 1 – 10m + 4 + 16 m = 0
14m + 9 = 0
14m = – 9
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑃𝑅.𝑃𝑄
𝑃𝑄
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— |
|𝑃𝑄| |𝑃𝑄
7.
−4
(3)
11 0
5
5
9
14
a. A(2, 0, 1), B(10, 4, 5), dan Μ…Μ…Μ…Μ…
𝐴𝑃 : Μ…Μ…Μ…Μ…
𝑃𝐡 = 3 : 1
(skor 10)
π‘š.π‘₯ +𝑛π‘₯ π‘š.𝑦 +𝑛𝑦 π‘šπ‘§ +𝑛𝑧
P( 2 1 , 2 1 , 2 1 )
π‘š+𝑛
π‘š+𝑛
π‘š+𝑛
3.10+1.2 3.4+1.0 3.5+1.1
𝑃(
3+1
,
3+1
,
3+1
)=(
42 12 16
4
,
4
,
4
) = (13, 3, 4)
Jadi, koordinat titik 𝑃 (13, 3, 4)
Μ…Μ…Μ…Μ… : 𝑃𝐡
Μ…Μ…Μ…Μ… = 3 : -2
b. A(1, 1, 1), B(3, -2, 5), dan 𝐴𝑃
π‘š.π‘₯2 +𝑛π‘₯1 π‘š.𝑦2 +𝑛𝑦1 π‘šπ‘§2 +𝑛𝑧1
,
,
)
π‘š+𝑛
π‘š+𝑛
π‘š+𝑛
P(
3.3+(−2).1 3.(−2)+(−2).1 3.5+(−2).1
,
,
)
3+(−2)
3+(−2)
3+(−2)
𝑃(
7 −8 13
, )
1 1 1
=( ,
= (7, −8, 13)
Jadi, koordinat titik 𝑃 (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.
π½π‘’π‘šπ‘™π‘Žβ„Ž π‘ π‘˜π‘œπ‘Ÿ
Rumus Tingkat penguasaan=
π‘₯ 100%
π½π‘’π‘šπ‘™π‘Žβ„Ž π‘ π‘˜π‘œπ‘Ÿ π‘šπ‘Žπ‘˜π‘ π‘–π‘šπ‘’π‘š
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.
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— adalah ….
Diketahui vektor π‘Ž =  − 55 οƒΆοƒ· dan 𝑏⃗ =  21 οƒΆοƒ· , maka komponen vektor 𝐴𝐡
 οƒΈ
 οƒΈ
7
A. ( )
2
3
B. ( )
−4
−7
C. ( )
2
−3
D. ( )
6
3
E. ( )
4
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
2. Pada kubus ABCD.EFGH manakah diantara vektor berikut ini yang sama dengan 𝐻𝐹
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
A. 𝐡𝐷
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
B. 𝐷𝐢
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
C. 𝐷𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
D. 𝐷𝐹
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
E. 𝐸𝐹
3. Pada gambar jajaran genjang di bawah, hasil dari β„Žβƒ— − 𝑔 + 𝑐 adalah….
1.
A. 𝑏⃗
B. π‘Ž
C. 𝑑
D. 𝑒
E. 𝑓
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‘Ž = 5i – 3j + 2k, maka panjang vektor π‘Ž 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 βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝐴𝐡 adalah ….
 6οƒΆ
A.  2 οƒ·
 0οƒ·
 οƒΈ
 − 6οƒΆ
B.  − 2 οƒ·
 0οƒ·

οƒΈ
4

οƒΆ
C.  8 οƒ·
− 4οƒ·

οƒΈ
− 4οƒΆ
D.  8 οƒ·
− 4οƒ·

οƒΈ
 4οƒΆ
E.  − 8 οƒ·
 4οƒ·
 οƒΈ
 2οƒΆ
 − 1οƒΆ
7. Jika diketahui π‘Ž =  − 1 οƒ· dan 𝑏⃗ =  2 οƒ· maka 2π‘Ž + 3𝑏⃗ adalah ….
 0οƒ·
 1οƒ·
 οƒΈ
 οƒΈ
 1οƒΆ
A.  4 οƒ·
 3οƒ·
 οƒΈ
7οƒΆ
B.  4 οƒ·
 3οƒ·
 οƒΈ
 − 1οƒΆ
C.  2 οƒ·
 3οƒ·
 οƒΈ
 5οƒΆ
D.  3 οƒ·
 1οƒ·
 οƒΈ
 4οƒΆ
E.  1 οƒ·
 3οƒ·
 οƒΈ
→
→
→
→
→
→
→
→
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 𝐴𝐡
Μ…Μ…Μ…Μ…
Μ…Μ…Μ…Μ…
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
sehingga 𝐴𝑄 : 𝑄𝐡 = 3 : 2. Komponen vektor 𝐢𝑄 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‘Ž = 2i – 3j + 4k dan 𝑏⃗ = i + 2j – 3k, maka π‘Ž . 𝑏⃗ adalah ….
A. –18
B. –16
C. –12
D. 10
E. 18
12. Apabila diketahui οƒ―π‘Žοƒ― = 2 dan 𝑏⃗ = 6 serta sudut antara π‘Ž dan 𝑏⃗ adalah 60 ο‚° maka
π‘Ž . 𝑏⃗ = ….
A. –6
B. 6
C. 12
D. 14
E. 16
 1οƒΆ
13. Diketahui vektor π‘Ž =  3 οƒ· dan 𝑏⃗ =
2οƒ·
 οƒΈ
A. –6
B. 6
C. 8
D. 10
E. 12
 − 5οƒΆ
 3 οƒ· , maka π‘Ž. 𝑏⃗ = ….
 1οƒ·
 οƒΈ
@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‘Ž = 2i - 3j + 5k dan vektor 𝑏⃗ = -3i - 5j + 2k . Jika θ adalah sudut antara
π‘Ž dan 𝑏⃗ , 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). 𝛼 merupakan sudut antara vektor
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐴 dan βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—
𝑂𝐡 . tan 𝛼 =….
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 . Diketahui a = 6, b = 15, dan cos  = 0,7;
(
)
maka nilai a οƒ— 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
 12 οƒΆ
 2 οƒΆ
1
19. Diketahui π‘Ž =  − 2 οƒ·οƒ· dan 𝑏⃗ =  p οƒ·οƒ· . Jika kosinus sudut antara vektor π‘Ž dan 𝑏⃗ adalah
3
 − 3οƒ·
 1 οƒ·
 οƒΈ
 οƒΈ
, 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‘Ž = 3i − 4 j − 4k , 𝑏⃗ = 2i − j + 3k , dan 𝑐 = 4i − 3 j + 5k . Panjang
proyeksi vektor (π‘Ž + 𝑏⃗) pada 𝑐 adalah….
A. 3 2
B. 4 2
C. 5 2
D. 6 2
E. 7 2
βƒ— Jika π‘Ž = (2) dan 𝑏⃗ = (3), maka 𝑐 = …..
23. Vektor 𝑐 adalah proyeksi π‘Ž
βƒ—βƒ—βƒ— dan ⃗⃗𝑏.
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
 − 2οƒΆ
 οƒ·
24. Diketahui panjang vektor proyeksi π‘Ž =  8 οƒ· pada vektor 𝑏⃗ =
 4 οƒ·
 οƒΈ
0οƒΆ
 οƒ·
 p οƒ· adalah 8. Nilai
4οƒ·
 οƒΈ
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
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— pada 𝐴𝐡
βƒ—βƒ—βƒ—βƒ—βƒ— adalah….
terletak pada AB. Panjang proyeksi 𝑃𝐢
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
Download