bab 6 : geometri koordinat sesi 1 jarak dan titik tengah ...Β Β· bab 6 : geometri koordinat sesi 1...
TRANSCRIPT
40
BAB 6 : GEOMETRI KOORDINAT
Sesi 1
Jarak dan titik tengah antara dua titik
π¦
π΅(π₯2, π¦2)
π΄(π₯1, π¦1)
π₯
Jarak π΄π΅ = β(π₯2 β π₯1)2 + (π¦2 β π¦1)2
Titik tengah π΄π΅ = (π₯1+π₯2
2,
π¦1+π¦2
2)
Contoh 1
Cari jarak di antara titik π(β6 , β2) dan titik π(6 , 3).
Penyelesaian
Jarak ππ = β(6 + 6)2 + (3 + 2)2
= β122 + 52
= β144 + 25
= β169
= 13 unit
Contoh 2
Jarak di antara titik π΄(β4 , 2) dan titik π΅(2 , π) ialah 10 unit. Cari nilai-nilai π.
Penyelesaian
Jarak π΄π΅ = 10
β(2 + 4)2 + (π β 2)2 = 10
β62 + (π β 2)2 = 10
62 + (π β 2)2 = 100
36 + (π β 2)2 = 100
(π β 2)2 = 100 β 36
(π β 2)2 = 64
π β 2 = Β±β64
π β 2 = Β±8
41
β π β 2 = 8 atau π β 2 = β8
π = 10 π = β6
Contoh 3
Cari koordinat titik tengah π bagi garis lurus yang menyambungkan titik π(β7 , 5) dan
π(3 , 1).
Penyelesaian
π = (β7+3
2 ,
5+1
2)
= (β4
2 ,
6
2)
= (β2 , 3)
Contoh 4
Titik tengah bagi π΄(β , β2) dan π΅(β6 , π) ialah (β1 , 3). Cari nilai β dan π.
Penyelesaian
Titik tengah π΄π΅ = (β1 , 3)
(ββ6
2 ,
β2+π
2) = (β1 , 3)
βββ6
2=
β β 6 = β2
β =
β΄β2+π
2=
β2 + π = 6
π =
42
Sesi 2
Koordinat titik yang membahagikan tembereng garis dengan nisbah π: π
π¦
π΅(π₯2, π¦2)
π
π
π(π₯, π¦)
π΄(π₯1, π¦1)
π₯
Contoh 1
Titik π΄(1 , β2), π dan π΅(4 , 7) terletak pada suatu garis lurus. Jika π membahagikan π΄π΅
dengan nisbah 2: 1, cari koordinat π.
Penyelesaian
π΅(4,7)
1
π
2
π΄(1, β2)
π = (2(4)+1(1)
2+1 ,
2(7)+1(β2)
2+1)
= (8+1
3 ,
14β2
3)
= (9
3 ,
12
3)
= ( , )
Contoh 2
Titik π΄(7 , β5), π(3 , β1) dan π΅ terletak pada satu garis lurus. Jika π membahagikan π΄π΅
dengan nisbah 2: 3, cari koordinat π΅.
π(π₯ , π¦) = (ππ₯1 + ππ₯2
π + π ,
ππ¦1 + ππ¦2
π + π)
43
Penyelesaian
π΅(π₯, π¦)
3
π(3, β1)
2
π΄(7, β5)
Katakan π΅(π₯ , π¦)
(3(7)+2π₯
3+2 ,
3(β5)+2π¦
3+2) = (3 , β1)
(21+2π₯
5 ,
β15+2π¦
5) = (3 , β1)
β21+2π₯
5= 3
21 + 2π₯ =
2π₯ = β6
π₯ =
β΄β15+2π¦
5=
β15 + 2π¦ = β5
2π¦ = 10
π¦ =
β π΅(β3 , 5)
Contoh 3
Titik πΏ(π , 3) membahagikan πΎπ dengan nisbah π: π. Koordinat πΎ dan π masing-masing
ialah (β10 , 6) dan (β2 , β6). Cari
a) π: π ,
b) nilai π
Penyelesaian
πΎ(β10, 6)
πΏ(π, 3)
π(β2, β6)
44
a) (π(β2)+π(β10)
π+π ,
π(β6)+π(6)
π+π) = (π , 3)
(β2πβ10π
π+π ,
β6π+6π
π+π) = (π , 3)
β6π+6π
π+π=
β6π + 6π = 3π + 3π
β6π β 3π = 3π β 6π
β9π = β3π
π
π=
π
π=
β π: π = βΆ
b) π =β2πβ10π
π+π
=β2(1)β10(3)
1+3
=β2β30
4
=
45
Sesi 3
Luas segitiga
π¦
π΄(π₯1, π¦1)
π΅(π₯2, π¦2)
πΆ(π₯3, π¦3)
π₯
Luas βπ΄π΅πΆ
=1
2|π₯1 π₯2 π₯3
π¦1 π¦2 π¦3
π₯1
π¦1|
=1
2|π₯1π¦2 + π₯2π¦3 + π₯3π¦1 β π¦1π₯2 β π¦2π₯3 β π¦3π₯1|
Contoh 1
Cari luas segitiga πππ dengan π, π dan π masing-masing ialah (5 , β2), (3 , 4) dan
(β6 , β1).
Penyelesaian
Luas βπππ
=1
2|20 + (β3) + 12 β (β6) β (β24) β (β5)|
=1
2|20 β 3 + 12 + 6 + 24 + 5|
=1
2|64|
=1
2( )
= π’πππ‘2
Contoh 2
Diberi titik (β2 , β1), (2 , π) dan (10 , 5) adalah segaris, cari nilai π.
Penyelesaian
1
2|β2 2 10β1 π 5
β2β1
| = 0
1
2|β2π + 10 + (β10) β (β2) β 10π β (β10)| = 0
1
2|β2π + 10 β 10 + 2 β 10π + 10| = 0
46
1
2|β12π + 12| = 0
|β12π + 12| = 0
β12π + 12 = 0
β12π = β12
β΄ π = 1
Contoh 3
Titik-titik (β1 , β3), (5 , π) dan (β4 , β1) ialah bucu-bucu sebuah segitiga. Diberi luas
segitiga itu ialah 15 π’πππ‘2, cari nilai-nilai π.
Penyelesaian
1
2|β1 5 β4β3 π β1
β1β3
| = 15
1
2|βπ + (β5) + 12 β (β15) β (β4π) β 1| = 15
1
2|βπ β 5 + 12 + 15 + 4π β 1| = 15
1
2| | = 15
|3π + 21| = 30
β 3π + 21 = atau 3π + 21 =
3π = 3π =
π = π =
47
Sesi 4
Pintasan-π dan pintasan-π
π¦
π΅(0, 3)
π΄(2, 0)
π₯
Pintasan-π₯ = 2
Pintasan-π¦ = 3
Kecerunan garis lurus
π¦
π(π₯2, π¦2)
π(π₯1, π¦1)
π₯
Kecerunan, π =π¦2βπ¦1
π₯2βπ₯1
Juga, π = β (ππππ‘ππ ππβπ¦
ππππ‘ππ ππβπ₯)
Contoh 1
Cari kecerunan garis lurus yang menyambungkan titik π (β5 , 6) dan titik π(β4 , β2).
Penyelesaian
ππ π =β2β6
β4β(β5)
=β8
1
= β8
48
Contoh 2
Kecerunan bagi garis yang menyambungkan titik (β2 , π) dan (1 , 9) ialah 2. Cari nilai π.
Penyelesaian
π = 2 9βπ
1+2= 2
9βπ
3= 2
9 β π =
βπ = β3
π =
Contoh 3
Diberi titik (β1 , β2), (2 , π) dan (4 , 8) terletak pada satu garis lurus. Cari nilai π.
Penyelesaian
(4, 8)
(2, π)
(β1, β2)
π1 =8β(β2)
4β(β1)
=10
5
=
π2 =8βπ
4β2
=8βπ
2
π1 = π2
=8βπ
2
4 = 8 β π
β4 = βπ
β΄ π = 4
49
Contoh 4
π¦
π΄
π₯
-5
π΅
Cari kecerunan garis lurus π΄π΅.
Penyelesaian
π =β(β5)
β2
=5
β2
= β5
2
-2 0
50
Sesi 5
Persamaan garis lurus
1. π¦ β π¦1 = π(π₯ β π₯1)
2. Bentuk pintasan : π₯
π+
π¦
π= 1, dengan π ialah pintasan-π₯,
π ialah pintasan-π¦
3. Bentuk am :
ππ₯ + ππ¦ + π = 0
Contoh 1
Cari persamaan garis lurus yang melalui titik (7 , β2) dan mempunyai kecerunan β1
3.
Penyelesaian
π¦ β π¦1 = π(π₯ β π₯1)
π¦ β (β2) = β1
3(π₯ β 7)
π¦ + 2 = β1
3π₯ +
7
3
π¦ = β1
3π₯ +
7
3β
6
3
π¦ = β1
3π₯ +
1
3
3π¦ = βπ₯ + 1
Contoh 2
Cari persamaan garis lurus yang melalui titik (β3 , 5) dan (1 , β7).
Penyelesaian
π =β7β5
1+3
=β12
4
= β3
π¦ β 5 = β3(π₯ + 3)
π¦ β 5 = β3π₯ β 9
π¦ = β3π₯ β 4
51
Contoh 3
Cari persamaan garis lurus dengan pintasan-π₯ dan pintasan-π¦ masing-masing ialah 2 dan β6.
Penyelesaian
π₯
π+
π¦
π= 1
π₯
2+
π¦
(β6)= 1
π₯
2β
π¦
6= 1
Contoh 4
Tukarkan persamaan berikut kepada bentuk am.
a) π¦ =2
3π₯ β 2
b) π₯
6+
π¦
12= 1
Penyelesaian
a) π¦ =2
3π₯ β 2
(Γ 3) βΆ 3π¦ = 2π₯ β 6
0 = 2π₯ β 3π¦ β 6
2π₯ β 3π¦ β 6 = 0
b) π₯
6+
π¦
12= 1
(Γ 12) βΆ (12) (π₯
6) + (12) (
π¦
12) = (12)(1)
2π₯ + π¦ = 12
2π₯ + π¦ β 12 = 0
52
Sesi 6
Kecerunan dan pintasan garis lurus
Contoh 1
Cari kecerunan dan pintasan-π¦ bagi yang berikut :
a) 3π₯ + 4π¦ = 2
b) π¦ β 5 = 2π₯
Penyelesaian
a) 3π₯ + 4π¦ = 2
4π¦ = β3π₯ + 2
π¦ =β3π₯
4+
2
4
π¦ =β3π₯
4+
1
2
β π =β3
4
π =1
2
b) π¦ β 5 = 2π₯
π¦ = 2π₯ + 5
β π =
π =
Contoh 2
Tulis persamaan garis lurus berikut dalam bentuk pintasan. Seterusnya, cari pintasan-π₯,
pintasan-π¦ dan kecerunan garis lurus tersebut.
a) π₯ β π¦ = 2
b) π¦ = 8 β 4π₯
c) π¦ β 2π₯ = 4
d) 2π¦ = 5π₯ + 10
Penyelsaian
a) π₯ β π¦ = 2
(Γ· 2) βΆπ₯
2β
π¦
2= 1
π₯
2+
π¦
(β2)= 1
β΄ ππππ‘ππ ππ β π₯ = 2
ππππ‘ππ ππ β π¦ = β2
53
π =β(β2)
2
=2
2
= 1
b) π¦ = 8 β 4π₯
4π₯ + π¦ = 8
(Γ· 8):4
8π₯ +
π¦
8=
8
8
π₯
2+
π¦
8= 1
β΄ ππππ‘ππ ππ β π₯ =
ππππ‘ππ ππ β π¦ =
π =
=
c) π¦ β 2π₯ = 4
(Γ· 4):π¦
4β
2
4π₯ =
4
4
π¦
4β
π₯
2= 1
βπ₯
2+
π¦
4= 1
π₯
(β2)+
π¦
4= 1
β΄ ππππ‘ππ ππ β π₯ =
ππππ‘ππ ππ β π¦ =
π =
=
d) 2π¦ = 5π₯ + 10
β10 = 5π₯ β 2π¦
5π₯ β 2π¦ = β10
(Γ· β10):5
β10π₯ β
2
β10π¦ =
β10
β10
π₯
(β2)+
π¦
5= 1
β΄ ππππ‘ππ ππ β π₯ = β2
ππππ‘ππ ππ β π¦ = 5
π =β5
β2
=5
2
54
Titik persilangan dua garis
Contoh
Cari titik persilangan bagi garis lurus π₯ + 2π¦ + 3 = 0 dan 2π₯ + π¦ = 3.
Penyelesaian
π₯ + 2π¦ + 3 = 1 1
2π₯ + π¦ = 3 2
Daripada 2 :
2π₯ + π¦ = 3
π¦ = 3 β 2π₯ 3
Gantikan 3 ke dalam 1 :
β π₯ + 2(3 β 2π₯) + 3 = 0
π₯ + 6 β 4π₯ + 3 = 0
β3π₯ + 9 = 0
β3π₯ = β9
π₯ = 3
β π¦ = 3 β 2(3)
= 3 β 6
= β3
Titik persilangan ialah ( , )
55
Sesi 7
Garis selari
Garis lurus π¦ = π1π₯ + π1 adalah selari dengan garis lurus π¦ = π2π₯ + π2 jika dan hanya jika
π1 = π2.
Contoh 1
Tentukan sama ada π₯
3+
π¦
2= 1 dan 9π¦ + 6π₯ = 5 selari atau tidak.
Penyelesaian
π₯
3+
π¦
2= 1
π1 =βπ¦
π₯
=β2
3
= β2
3
9π¦ + 6π₯ = 5
9π¦ = β6π₯ + 5
π¦ =β6
9π₯ +
5
9
π¦ =β2
3π₯ +
5
9
π2 = β2
3
π1 = π2
β Selari
Contoh 2
Diberi bahawa garis lurus 2π¦ + 4π₯ = 5 adalah selari dengan garis lurus π¦ = βπ
3π₯ β 4. Cari
nilai π.
Penyelesaian
2π¦ + 4π₯ = 5
2π¦ = β4π₯ + 5
π¦ =β4
2π₯ +
5
2
π¦ = β2π₯ +5
2
56
π1 = β2
π¦ =βπ
3π₯ β 4
π2 =βπ
3
π1 = π2
β β2 =βπ
3
β6 = βπ
π = 6
Contoh 3
Cari persamaan garis lurus yang melalui titik (β3 , 6) dan selari dengan garis 2π₯ β 4π¦ = 3.
Penyelesaian
2π₯ β 4π¦ = 3
2π₯ β 3 = 4π¦
4π¦ = 2π₯ β 3
π¦ =1
2π₯ β
3
4
β π =
π¦ β 6 =1
2(π₯ + 3)
π¦ β 6 =1
2π₯ +
3
2
(Γ 2): 2π¦ β 12 = π₯ + 3
0 = π₯ β 2π¦ + 15
π₯ β 2π¦ + 15 = 0
57
Sesi 8
Garis serenjang
Dua garis lurus dengan kecerunan π1 dan π2 adalah berserenjang jika dan hanya jika
π1π2 = β1.
Contoh 1
Tentukan sama ada garis π₯
3+
π¦
2= 1 dan 5π¦ β 3π₯ = 10 berserenjang atau tidak.
Penyelesaian
π₯
3+
π¦
3= 1
β π1 =β2
3
5π¦ β 3π₯ = 10
5π¦ = 3π₯ + 10
π¦ =3
5π₯ + 2
π2 =3
5
π1π2 =β2
3(
3
5)
=β6
15
= β2
5
β Tidak berserenjang.
Contoh 2
Diberi garis lurus π
2π₯ + π¦ = 7 berserenjang dengan garis lurus 5π₯ + 10π¦ = 3. Cari nilai π.
Penyelesaian :
π
2π₯ + π¦ = 7
π¦ = βπ
2π₯ + 7
π1 = βπ
2
5π₯ + 10π¦ = 3
10π¦ = β5π₯ + 3
π¦ = β5
10π₯ +
3
10
58
π2 = β5
10
π1π2 = β1
βπ
2(β
5
10) = β1
π
4= β1
β΄ π = β4
Contoh 3
Cari persamaan garis lurus yang melalui (β1 , 2) dan berserenjang dengan garis 3π₯ β 2π¦ = 7
Penyelesaian
3π₯ β 2π¦ = 7
β2π¦ = β3π₯ + 7
π¦ =3
2π₯ β
7
2
π1π2 = β1 3
2π2 = β1
π2 = β1 Γ2
3
π2 = β2
3
π¦ β 2 = β2
3(π₯ + 1)
(Γ 3) βΆ 3π¦ β 6 = β2(π₯ + 1)
3π¦ β 6 = β2π₯ β 2
2π₯ + 3π¦ β 4 = 0
Contoh 4
Diberi π΄(3 , β6) dan π΅(β2 , 4). Cari persamaan pembahagi dua sama serenjang π΄π΅.
Penyelesaian
ππ΄π΅ =4+6
β2β3
=10
β5
= β2
β2π2 = β1
π2 =β1
β2
=1
2
59
Titik tengah π΄π΅ = (3β2
2 ,
β6+4
2)
= (1
2 , 1)
π¦ β π¦1 = π(π₯ β π₯1)
π¦ + 1 =1
2(π₯ β
1
2)
π¦ + 1 =1
2π₯ β
1
4
(Γ 4) βΆ 4π¦ + 4 = 2π₯ β 1
4π¦ = 2π₯ β 5
π¦ =1
2π₯ β
5
4
Sesi 9
Lokus
Contoh 1
Cari persamaan lokus bagi titik π yang bergerak supaya jaraknya dari titik π΄(2 , 4) sentiasa
2 unit.
Penyelesaian
Katakan π ialah (π₯ , π¦),
ππ΄ = 2
β(π₯ β 2)2 + (π¦ β 4)2 = 2
(π₯ β 2)2 + (π¦ β 4)2 = 4
π₯2 β 4π₯ + 4 + π¦2 β 8π¦ + 16 β 4 = 0
π₯2 + π¦2 β 4π₯ β 8π¦ + 16 = 0
Contoh 2
Titik π΄ ialah (0 , 1) dan π΅(3 , 4). Titik π bergerak dengan keadaan ππ΄: ππ΅ = 1: 2. Cari
persamaan lokus titik π.
60
Penyelesaian
Katakan π ialah (π₯ , π¦),
ππ΄: ππ΅ = 1: 2 ππ΄
ππ΅=
1
2
2ππ΄ = ππ΅
β 2β(π₯ β 0)2 + (π¦ β 1)2 = β(π₯ β 3)2 + (π¦ β 4)2
4[(π₯)2 + (π¦ β 1)2] = (π₯ β 3)2 + (π¦ β 4)2
4(π₯2 + π¦2 β 2π¦ + 1) = π₯2 β 6π₯ + 9 + π¦2 β 8π¦ + 16
4π₯2 + 4π¦2 β 8π¦ + 4 = π₯2 + π¦2 β 6π₯ β 8π¦ + 25
3π₯2 + 3π¦2 + 6π₯ β 21 = 0
(Γ· 3) βΆ π₯2 + π¦2 + 2π₯ β 7 = 0