2.25k likes | 5.6k Views
BAB 4 VEKTOR. Home. Perkalian Skalar Dua Vektor. Proyeksi Ortogonal suatu Vektor pada Vektor Lain. Soal-Soal. PETA KONSEP. y. a. 45 O. o. x. Home.
E N D
BAB 4 VEKTOR Home
PerkalianSkalarDuaVektor ProyeksiOrtogonalsuatuVektorpadaVektor Lain Soal-Soal • PETA KONSEP y a 45O o x Home
Dalamilmupengetahuankitaseringmenjumpaibesaranyang dapatdinyatakansuatubilangandisertaisatuan yang dinamakanbesaranskalar. Di sampingituadabesaran yang selaindinyatakandengansuatubilangandisertaisatuanjugamempuaiarah yang dinamakanVektor. Vektordigunakansebagaialat bantu untukmenunjukanbesardanarahsuatugaya. Home
VEKTOR Vektordi R2 Vektordi R3 • PenulisanVektor • Vektor Basis • VektorSatuan OperasiAljabarpadaVektor ProyeksiOrtogonalVektorpadaVektor lain • Penjumlahan • Pengurangan • PerkalianVektor Sifat-sifatOperasiAljabarpadaVektor PerkalianSkalar 2 Vektor Home
1. PENGERTIAN VEKTOR DI R2 Vektordi R2adalahvektoryang terletakpadabidangdatar. Vektordi R2dapatdigambarkanpadabidangkartesius. Secarageometri, suatuvektordigambarkandengananakpanah yang mempunyaititikpangkaldantitikujung. Next Home
Panjanganakpanahmenyatakanbesarvektor, sedangkanarahanakpanahadalaharahvektor. Vektorpadagambardisampingmerupakan vector denganpanjang 3 satuandanarahnya 30odarisumbu X positif. Back Next Home
NOTASI VEKTOR Suatuvektordapatditulisdenganbeberapacara; Menggunakanhurufkecil yang dicetaktebal, misalnyaa, b ,c,….y, z Menggunakanhurufkecildengantandaanakpanahdiatasnya, misalnya a , b ,c,… Menggunakanhurufkecildengantandagarisdibawahnya, misalnyaa, b, c,… Back Next Home
B. VEKTOR POSSISI Diberikansuatupersegipanjang OBCD yang terletakpadabidangcartesiusdengan OB = 8 Y C D X B O satuanpanjangdan BC = 6 satuanpanjangsepertigambardisamping. Koordinattitik B adalah (8,0) makavektorposisititik B terhadap O adalahb = ‹8,0›. Koordinattitik C adalah Back Next Home
C(8,6) makavektorposisi C terhadap O adalahc = ‹8,6›. Koordinattitik D adalah D(0,6) sehinggavektorposisititik D terhadap O adalahd = ‹0,6›. Dari hasiltersebut, yang dimaksudvektorposisidarisuatutitikterhadap O adalahvektor yang titikpangkalnyaterletakpadapangkalkoordinat O(0,0) dantitikujungnyaadalahtitikitusendiri. Back Next Home
Dari uraiandiatastampakbahwasuatuvektordi R2ditentukanolehkomponenmendatardankomponenvertikal. Komponenmendatarbernilaipositifjikaarahnyadarikirikekanandannegatifjikaarahnyadarikanankekiri. Selanjutnya, komponenvertikalbernilaipositifjikaarahvektordaribawahkeatasdannegatifjikaarahnyadariataskebawah Back Next Home
C. PanjangatauBesarVektor Perhatikangambardisamping. DenganmenggunakanteoremaPhytagorasdapatditentukanpanjangataubesarvektor OC = √82+62 = √100 = 10 y C 6 X 8 O Back Next Home
2. OPERASI ALJABAR PADA VEKTOR A. KesamaanDuaVektor Duavektordikatakansamaapabilakeduanyamempunyaibesardanarah yang sama. Misalnyadiberikanduavektoru = ‹u1 , u2› danv = ‹v1 , v2›. Vektoru = vjika u1 = v1dan u2 = v2 Back Next Home
B. PenjumlahanVektor Misalkanvektorcadalahhasilpenjumlahanvektoradenganvektorb, ditulisc = a + b. a b Vektorcdinamakanresultandarivektoradanvektorb. Besarvektor c dapatditentukandenganaturansegitigadanaturanjajargenjang. Back Next Home
1). Aturansegitiga Diketahuiduabuahvektorsepertigambardiatas. Untuk b a c = a + b mendapatkanvektorc = a + b, vektorbdipindahkansedemikianrupa, sehinggatitikpangkalnyaberimpitdengantitikujungvektora. vektorc = a + badalahsuatuvektor yang pangkalnyamerupakantitikpangkalvektoradanujungnyamerupakantitikujungvektorb. Back Next Home
2). Aturanjajargenjang Cara lain untukmendapatkanvektorc = a + badalahdengan a c = a + b b memindahkanvektorbsedemikianrupasehinggatitikpangkalnyaberimpitdengantitikpangkalvektora. Vektorc = a + b yang kitacariadalahvektor yang titikpangkalnyadititikpangkalvektoradanbsertaberimpitdengan diagonal jajargenjang yang dibentukolehadanb. Back Next Home
C. Vektornoldanlawansuatuvektor Vektornoladalahsuatuvektor yang panjangnyasamadengannoldanarahnyasembarang. Vektornoldinotasikandengan0 = ‹0, 0›.Lawansuatuvektoraadalahsuatuvektor yang apabila a -a dijumlahkandenganvektoramenghasilkanvektor0. Lawanvektoradapatditulis –a yaitusuatuvektor yang panjangnyasamadenganvektoratetapiarahnyaberlawanandenganvektora, sepertigambardisamping. Back Next Home
D. Sifat-sifatPenjumlahan Jikaa, b, danc, adalahvektor-vektorsembarang, padaoperasipenjumlahanvektorberlakusifat-sifat Komutatifa + b = b + a Asosiatif (a + b) + c = a + (b + c) Terdapatunsuridentitas, yaituvektorosehinggaa + 0 = 0 + a = a Setiapvektormempunyaiinvers. Inversdariaadalah –asehinggaa +(-a)= -a + a = 0 Back Next Home
E. PenguranganVektor Penguranganvektordapatdilakukandenganmenggunakanpengertianinversjumlahsuatuvektor. -b a a-b a b a – b = a + (-b) (a) (b) Misalkandiketahuivektoradanbpadagambar (a). Vektora – bdiperolehdengancaramenjumlahkanvektoradenganlawanvektorb, sepertigambar (b) Back Next Home
CONTOH SOAL Tentukan AB, CD, dan EF padagambardisamping ! Penyelesaian ; Komponenmendatar 3 Komponenvertikal 2 Vektor AB = (3,2) Dengancara yang sama, B A C F E D diperolehvektor CD= (5,1) dan EF=(-4,1) Back Next Home
3. PerkalianVektordenganSkalar A. PengertianPerkalianVektordengnSkalar Jikaaadalahsuatuvektordan k adalahbilangan real (skalar), perkalianantaravektoradenganskalar k ditulissebagai ka, yaitusuatuvektor yang panjangnyasamadengan |k| kali panjangvektoradenganarah ; Untuk k>0 maka kasearahdenganvektora. Untuk k<0 maka kaberlawananarahdenganvektora. Jikaa = (a1, a2) maka ka = (ka1, ka2) Back Next Home
B. Sifat-sifatPerkalianVektordenganSkalar Misalkanvektoradanbadalahvektorsembarang, sedangkan k dan l adalahsembarangskalar. Perkalianvektordenganskalarmemenuhisifat-sifatberikut ; |ka|=|k||a| k(-a)=-ka ka = ak (kl)a = k (la) = a (kl) (k + l)a = ka + la K(a + b) = ka + kb Back Next Home
CONTOH SOAL Diketahuisegitiga ABC dengan ruas0ruas garisberarah AC dan AB berturut-turutmewakilivektorcdanb. Ruasgaris PQ menghubungkantitik P dan Q, dengan P adalahtitiktengah AC dan Q adalahtitiktengh BC. Nyatakan QC dalambdanc. Penyelesaian ; Perhatika QC = ½ BC BC = AC – AB = c – b Dengandemikian QC = ½ (c – b) C P Q A B Back Next Home
4. PerkalianSkalarDuaVektor A. PengertianPerkalianSkalarDuaVektor Perkalianvektordenganvektordinamakanperkalianskalarduavektoratauperkaliantitikantaraduavektor (dot product). Misalkandiberikansembarangvektorbukannolyaituadanb. hasil kali darivektoradanbditulisa . b, didefinisikansebagaiberikut ; a . b = |a||b| cosθ Back Next Home
Denganθsudutterkecil yang dibentukolehadanb. Hasil kali titikdarivektoradanbmerupakansuatuskalar. Jikaa = (a1 , a2) danb = (b1 , b2) makahasil kali titikdarivektoradanbadalah a . b = a1b1 + a2b2 Back Next Home
B. sifat-sifatPerkalianSkalarDuaVektor Jikau, vdanwadalahvektor-vektorsembarangdan k suatuskalar , berlakusifat-sifatsebagaiberikut ; u . v = v . u u . (v + w) = u . v + u . w k (u . v) = (ku) . v = u .(kv) 0 . v = v . 0 = 0 u . u = |u|2 Back Next Home
C. TeoremaOrtogonalitas Dari rumus dot product, diperolehteoremaortogonalitasyaituduavektorbukannoldikatakansalingtegaklurus (ortogonal) jikadanhanyajikaperkalianskalarkeduavektorituhasilnyasamadengan nol. Jadivektorudanvtegaklurusjikadanhanyajika ; u . v = 0 Back Next Home
CONTOHSOAL Tentukannilai a agar vektoru =(8,a) danvektor v =(3,4) salingtegaklurus . Penyelesaian ; Duavektortegaklurusjikahasil kali titikkeduavektoritusamadengannol, sehinggau . v = 0 24 – 4a = 0 4a = 24 ↔ a = 6 Back Next Home
5. Vektor Basis di R2 Misalkanterdapatvektor î =(1,0) dan ĵ = (o,1). Denganmemandangkomponen-komponenpadavektortersebuttampakbahwakeduavektoritusalingtegaklurusdanbesarkeduavektortersebutadalah |î| =|ĵ| = 1. setiapvektoru = (u1, u2) dapatdinyatakansecaratunggaloleh î dan ĵ, yaituu= (u1,u2)= u1(1,0)+ u2(0,1)= u1î + u2ĵ Back Next Home
Dalamhalini, vektor î dan ĵ dinamakanvektor basis di R2 padaarahsumbu X positifdansumbu Y positif. Karena î dan ĵ mempunyaipanjangsatusatuan, vektor î dan ĵ berturut-turutdisbutvektorsatuanpadaarahsumbu X positifdansumbu Y positif. Back Next Home
Sebagaicontoh, vektor yang mewakiliruasgarisberarah OP padagambardisampingdapatdinyatakansebagai OP = (3,2) atau OP = 3î + 2ĵ y p x o 6. VektorSatuan Di R2 Dalamsubbabsebelumnyakitatelahmengenalvektor-vektor yang searahsumbu X positifdansumbu Y negatif, yaituvektorsatuan î dan ĵ. Back Next Home
î = (1,0) ; ĵ = (0,1) Selanjutnya, kitajugadapatmenentukanvektorsatuan yang searahdenganvektora yang bukanvektor nol. Vektorsatuan yang searahdenganaadalahsuatuvektor yang besarnya 1 satuandanarahnyasearahdenganvektora. jika a =(x, y), vektorsatuandaria, ditulis â, adalahsebagaiberikut. â=a= 1 (x,y) |a| √x2 + y2 Back Next Home
CONTOH SOAL Tentukanvektorsatuandarivektora = (-3,4) Penyelesaian ; Panjangvektoraadalah |a| = √(-3)2 + 42 = √25 = 5 Vektorsatuandariaadalah â = (-3/5 , 4/5) Vektor â panjangnya 1 satuan. Hal inidapatkitatunjukkandengaancaraberikut ; |â| = √(-3/5)2 + (4/5)2 = 1 Back Home
Jikavektorpadabidangdikatakanvektor d R2, vektorpadaruangdikatakanvektordi R3. 1. SistemKoordinatRuang Vektor-vektordalamruangdapatdigambarkandalamsistemkoordinatruang yang terdiridarisumbu X, sumbu Y dansumbu Z yang salingberpotongandititikpangkal O Next Home
Sumbu X positif, sumbu Y positifdansumbu Z positifditetapkandengankaidahtangankanan. Ketigasumbuitumembentuktigabidangyaitusumbu X dengansumbu Y membentukbidang XY, sumbu X dengansumbu Z membentuksumbu XZ, sertasumbu Y dengansumbu Z membentuksumbu YZ. Back Next Home
2. PenulisanVektordi R3 z Perhatiikangambardisamping. Koordinattitik A(3,0,0) vektorposisinyaterhadaptitik O adalaha = OA = (3,0,0).dengancara yang samadiperoleh H G 2 4 D y O E F C 3 A B x b = OB = (3,4,0); e = OE = (3,0,2); g = OG = (0,4,2). Back Next Home
3. Vektor Basis Di R3 Vektor basis padasumbu X dinyatakandengan î, vektor basis padasumbu Y dinyatakandengan ĵ, danvektor basis padasumbu Z dinyatakandengan k. dengandemikian, setiapvektorpadaruangdapatdinyatakandalambentukv = v1î +v2ĵ +v3k dengan v1, v2, v3adalahkomponenvektordarivektorv. Back Next Home
z Padagambadisamping, vektor yang mewakiligarisberarah OF dapatdinyatakan OF = (3, 4, 2) Atau OF = 3î + 4ĵ + 2k H G 2 4 D y O E F C 3 A B x 4. OperasiAljabarpadaVektordi R3 A. KesamaanVektor Jikaa = bmaka a1 = b1, a2 = b2dan a3 = b3 Back Next Home
B. PenjumlahanVektor a + b = (a1 , a2 , a3) + (b1 , b2 ,b3) = (a1+b1 , a2+b2 , a3+b3) Padapenjumlahanterdapat ; Unsuridentitas, yaituvektorO = (0,0,0) Lawandarivektor a adalah –a = (-a1, -a2, -a3) C. PenguranganVektor a – b = (a1, a2, a3) – (b1, b2, b3) = (a1-b1, a2-b2, a3-b3) Back Next Home
D. PerkalianVektordenganSkalar Jikac = kamakac = k (a1, a2, a3) = (ka1, ka2, ka3) 5. PembagianRuasGaris A. PengertianPerbandinganRuasGaris Misalkantitik T terletakpadaruasgaris AB sehinggamembagiruasgaristersebutdenganperbandingan AT : TB = m : n. Back Next Home
Tandapositifataunegatif m dan n menentukanletaktitik T padaruasgaris AB denganpedoman ; • Jika m dan n bertandasama (keduanyabertandapositifataunegatif) makatitik T terletakdiantaratitik A dan B (titik T membagiruasgaris AB). • Jika m dan n berlawanantanda (m positifdan n negatifatausebaliknya) makatitik T terletakdiluargaris AB. Back Next Home
5 7 4 1 -2 -2 B A B T T A A T B (c) (a) (b) • Padagambardiatas, titik T membagiruasgaris AB denganperbandingansebagaiberikut ; • Padagambar (a), titik T membagiruasgaris AB didalam, denganperbandingan AT : TB = 1 : 4 • Padagambar (b), titik T membagiruasgaris AB diluar, denganperbandingan AT : TB = 5 : -2 Back Next Home
3. Padagambar (c), titik T membagiruasgaris AB di luar, denganperbandingan AT : TB = -2 : 7 B. RumusPembagianRuasGarisdalamBentukVektor Misalkanruasgaris AB terletakpadabidangsehinggavektorposisititik A dan B berturut-turutadalahadanb. Titik T terletakpadaruasgaris AB denganperbandingan AT : TB = m : n. Back Next Home
A Jika t adalahvektorposisititik T, vektortdapatditentukandenganrumusberikut ; m T n B a t b O t =na + mb , m + n ≠ 0 n + m Rumusinijugaberlakuapabilatitik T membagiruasgaris AB diluarsehingga m dan n berlawanantanda. Back Next Home
C. PembagianRuasGarisdalamBentukKoordinat Misalkantitik A (xA, yA, zA) dan B (xB, yB, zB). Titik T (xT, yT, zT) membagiruasgaris AB, denganperbandingan AT : TB = m : n. Koordinattitik T dapatditentukandenganrumusberikut ; Back Next Home
6. PanjangVektordalamRuang z Misalkanvektoraterletakdidalamruangsehinggaa = a1î + a2ĵ + a3k tampakpadagambardisamping. a3 a y a2 a1 x Panjangvektoradapatditentukandenganrumus ; |a| = √a12 + a22 + a32 Back Next Home
7. JarakAntaraDuaTitikdi R3 Misalkantitik A (xA, yA, zA) dan B (xB, yB, zB). AB = b – a = (xA, yA, zA)- (xB, yB, zB) = (xA- xB, yA- yB, zA- zB) Dengandemikian , panjangvektor AB adalah ; |AB|=√(xA- xB)2 + (yA- yB)2 + (zA- zB)2 Back Next Home
8. VektorSatuandi R3 Vektorsatuandarisembarangvektora yang bukanvektornoldi R3, yaituvektor yang searahdenganvektordanabesarnya 1 satuan. Jikavektora=(x,y,z), vektorsatuandari a dapatditentukandenganrumus ; â =a= 1 (x,y,z) |a| √x2 + y2 + z2 Back Next Home
CONTOH SOAL TentukanvektorSatuana = (-2, 6, -3) Penyelesaian ; |a| =√(-2)2 + 62 + (-3)2 = 7 â = 1/7 (-2,6,-3) = (-2/7 , 6/7 , -3/7) Back Home
1. PengertianPerkalianSkalarDuaVektor Misalkandiberikansembarangvektorbukannolyaituadanb. hasil kali titikvektoradanb, ditulisa . bdidefinisikansebaaiberikut ; a . b = |a||b| cosθ Jikaa =(a1, a2, a3) danb=(b1, b2, b3) makahasil kali titikvektoradanbadalaha . b = a1b1 + a2b2 + a3b3 Next Home
2. Sifat-sifatPerkalianSkalarDuaVektor Jikaa, bdancadalahsembarangvektordalamruang, sedangkan k adalahsembarangbilangan real, berlakusifat-sifat ; Komutatif, a . b = b . a Distributifterhadappenjumlahandanpengurangan, a . (b + c) = a . b + a . c a . (b – c) = a . b – a . c k(a . b) = ka . b = a . kb a . a = |a|2 ≥ 0 Back Next Home