PRAKATA Puji syukur kehadirat Allah SWT. Tanpa karunia-Nya kami tidak akan bisa menyelesaikan buku ini terselesaikan tepat pada waktunya. Sholawat serta salam kita panjatkan kepada Nabi besar kita, Muhammad SAW beserta para sahabatnya dan keluarganya. Buku ini dibuat karena untuk menyelesaikan tugas prokom kami. Buku ini berjudul “Belajar Vektor Asik” dengan materinya yang disajikan dari beberapa sumber, antara lain beberapa buku dan internet. Materi – materi yang disajikan juga terbilang singkat guna untuk mempermudah mempelajarinya. Dan didalam buku ini juga terdapat soal – soal latihan guna untuk melatih atau mempelancarkan dari isi materi dari buku ini. Kami menyadari bahwa buku ini masih banyak sekali kekurangannya, untuk itu kami sangat berharap kritik dan saran dari para pembaca. Dan terima kasih juga kepada pihak – pihak yang telah membantu membuat buku ini. Dan mudah – mudahan buku ini dapat memberikan manfaat dalam segala bentuk kegiatan belajar mengajar. Penulis 1 DAFTAR ISI Kata – kata motivasi .............................................................................................. Tujuan Pembelajaran ............................................................................................. Contoh aplikasi dalam kehidupan sehari – hari ...................................................... PEMBAHASAN A. Vektor sebagai Ruas Garis Berarah ................................................ B. Operasi aljabar pada vektor di π 2 1. Penjumlahan Vektor .......................................................................................... 2. Pengurangan Vektor .......................................................................................... 3. Perkalian Skalar dengan Vektor ......................................................................... 4. Dua vektor π’ dan π£ dikatakan sama bila π₯1 = π¦1 dan π¦1 = π¦2 . ..................... C. Operasi Aljabar pada Vektor di π 3 1. Penjumlahan Vektor .......................................................................................... 2. Pengurangan vektor ........................................................................................... 3. Perkalian skalar dengan vektor .......................................................................... 4. Dua vektor π’ dan π£ dikatakan sama bila π₯1 = π₯2 , π¦1 = π¦2 , π§1 = π§2 . ............ D. Perbandingan vektor dan koordinat ................................................. Rumusan Perbandingan Vektor dan Koordinat 1. Rumus Perbandingan Vektor ............................................................................. 2. Rumus Perbandingan Koordinat ........................................................................ E. Hasil Kali Skalar Dua Vektor 1. Hasil Kali Skalar Dua Vektor dalam Bentuk Vektor Kolom .............................. 2. Sifat – sifat Hasil kali Skalar Dua Vektor .......................................................... F. Proyeksi Vektor 3 4 4 1. Proyeksi Vektor π pada Vektor π ..................................................................... 2. Proyeksi Vektor π pada Vektor π ...................................................................... Soal Latihan .......................................................................................................... Daftar Pustaka ....................................................................................................... Biodata ............................................................................................................ 13 10 11 11 12 5 6 7 7 7 7 8 8 8 8 8 9 10 10 2 3 Tujuan Pembelajaran Materi - Tujuan pembelajaran materi ini sebagai berikut: Membedakan besaran vektor dan skalar Menggambar sebuah vektor Menjumlahkan dua vektor atau lebih dengan metode segitiga Menjumlahkan dua vektor atau lebih dengan metode jajar genjang Menjumlahkan dua vektor atau lebih dengan metode poligon Menentukan vektor resultan dengan metode rumus kosinus Menentukan vektor resultan dengan metode vektor komponen Menentukan hasil perkalian dua buah vektor Contoh aplikasi dalam kehidupan sehari – hari. Ketika Upacara bendera dihari senin, pasukan paskibra mengibarkan bendera dari bawah ke atas. Aplikasi vektor bendera seperti sudut 90 derajat. Ketika seorang melakukan olahraga tersebut, mereka akan terjun dengan kemiringan tertentu hingga menginjak tanah. Ketika penerjun menjatuhkan diri dari kapal, tempat ia jatuh tidak tepat di bawah kapal, tetapi jauh melenceng karena adanya dua vektor gaya yaitu gaya gravitasi dan gaya dorong angin. Dalam sains komputer vektor digunakan untuk pembuatan grafis. Grafis adalah gambar yang tersusun dari koordinat – koordinat. Dengan demikian sumber gambar yang muncul pada layar monitor komputer terdiri atas titik – titik yang mempunyai nilai koordinat. Layar Monitor berfungsi sebagai sumbu koordinat x dan y. Grafis vektor adalah objek gambar yang dibentuk melalui kombinasi titik-titik dan garis dengan menggunakan rumusan matematika tertentu. Contoh software yang menggunakan vektor adalah CorelDRAW dan Adobe Illustrator. Dalam software komputer seperti AutoCAD, Google SketchUp dll, terdapat penghitungan vektor yang terkomputerisasi. Program tersebut berfungsi sebagai penggambar rancangan bangunan 3D sebelum membangun bangunan sebenarnya. Dalam program tersebut terdapat tiga sumbu, sumbu X, sumbu Y dan sumbu Tegak (3 dimensional). 4 Vektor A. Vektor sebagai Ruas Garis Berarah Nama suatu vektor dapat ditulis dengan dua huruf besar dengan tanda panah diatasnya atau satu huruf kecil dengan tanda panah atau bar di atasnya. Dalam fisika dikenal dua macam besaran, yaitu besaran skalar dan besaran vektor. Besaran skalar adalah besaran yang hanya mempunyai nilai saja. Sedangkan besaran vektor ada besaran yang mempunyai nilai dan arah. Suatu vektor dapat digambarkan dengan ruas garis berarah. Besar suatu vektor diwakili oleh panjangnya, sedangkan arahnya ditunjukkan oleh mata panah disalah satu ujungnya. Q uΜ P Dari gambar diatas, nama vektor tersebut adalah ππ atau π’. Titik P disebut titik pangkal dan titik Q disebut titik ujung sekaligus menunjukkan arah. Vektor terletak pada dua tempat yaitu dibidang datar dan bidang ruang. Vektor yang terletak di bidang datar disebut vektor di π 2 , sedangkan vektor yang terletak di bidang ruang disebut vektor di π 3 . ο· Vektor di π 2 secara Geometri ο Penjumlahan Vektor a. Aturan segitiga b. Aturan jajargenjang π’+π£ π£ π£ π’+π£ π’ π’ Sifat – sifat penjumlahan vektor a. π’ + π£ = π£ + π’ b. π’ + π£ + π€ = π’ + (π£ + π€) c. π’ + 0 = π’ untuk setiap vektor π’, vektor 0 disebut vektor nol. d. π’ + π£ = 0, dengan vektor π£ lawan dari vektor π’ dan ditulis π£ = π’ ο . Pengurangan Vektor π΄π΅ − π΄πΆ = πΆπ΅ π’ − π£ = π’ + (−π£ ) 5 ο Perkalian Skalar m dengan vektor π£ a. π π£ searah dengan π£ jika π > 0. b. π π£ berlawanan arah dengan π£ jika π < 0 c. π π£ vektor nol jika π = 0 Sifat perkalian skalar dengan vektor a. π + π π’ = ππ’ + ππ’ b.π π’ + π£ = ππ’ + ππ£ c. ππ π’ = π(ππ’) d. 1π’ = π’ ο Dua vektor π’ dan π£ disebut sama jika keduanya mempunyai panjang dan arah yang sama. π’ π£ π€ π’ = π£ tetapi π’ ≠ π€ dan π£ ≠ π€ 2. Vektor di π 2 secara Aljabar Vektor π adalah vektor posisi P dan dapat dituliskan sebagai: π₯ π = ππ = π₯, π¦ atau π = ππ = π¦ atau π = ππ = π₯π + π¦π. Panjang vektor π dinyatakan sebagai: π = ππ = π= π’ π’ π₯2 + π¦2 Vektor satuan dari π’ ditentukan dengan rumus: π₯ π’ 1 = 2 2= 2 2 π¦ . π₯ +π¦ π₯ +π¦ Operasi Aljabar pada Vektor di πΉπ π₯1 π₯2 Misalkan π’ = π¦ dan π£ = π¦ serta π suatu konstanta. 1 2 1. Penjumlahan vektor π₯1 π₯2 π₯ + π₯ π’ + π£ = π¦ + π¦ = π¦1 + π¦2 1 2 1 2 B. a. Unsur identitas dalam operasi penjumlahan vektor di π 2 adalah vektor 0 = 0 yang 0 bersifat: 0 + π’ = π’ + 0 = π’ . π₯1 −π₯1 b. Lawan dari vektor π’ = π¦ adalah vektor −π’ = −π¦ . 1 1 6 2. Pengurangan vektor π₯1 π₯2 π₯1 − π₯2 π’− π£= π¦ − π¦ = π¦ − π¦ 1 2 1 2 3. Perkalian skalar dengan vektor π₯1 ππ₯1 π .π’ = π π¦ = ππ¦ 1 1 4. Dua vektor π dan π dikatakan sama bila ππ = ππ dan ππ = ππ . Jika diketahui π(π₯1 , π¦1 ) dan π(π₯2 , π¦2 ), maka ππ didefinisikan dengan: π₯2 π₯1 π₯2 − π₯1 ππ = ππ − ππ = π¦ − π¦ = π¦ − π¦ 2 1 2 1 Panjang vektor ππ = ο· (π₯2 − π₯1 )2 + (π¦2 − π¦1 )2 Vektor di πΉπ Vektor π adalah vektor posisi P dan dapat dituliskan sebagai: π₯ π = ππ = (π₯, π¦, π§) atau π = ππ = π¦ atau π§ π = ππ = π₯π + π¦π + π§π Panjang vektor π dinyatakan sebagai: π = ππ = π₯ 2 + π¦ 2 + π§ 2 Vektor satuan dari π’ ditentukan dengan rumus: π₯ π’ π’ 1 π= π’ = 2 2 2= 2 2 2 π¦ . π₯ +π¦ +π§ π₯ +π¦ +π§ π§ Operasi Aljabar pada Vektor di πΉπ π₯1 π₯2 Misalkan π’ = π¦1 , π£ = π¦2 , dan π skalar. π§1 π§2 a. Penjumlahan Vektor π₯1 π₯2 π₯1 + π₯2 π’ + π£ = π¦1 + π¦2 = π¦1 + π¦2 π§1 π§2 π§1 + π§2 C. 1) Unsur identitas dalam operasi penjumlahan vektor di π 3 adalah 0 = 0 0 yang 0 bersifat: 0 + π’ = π’ + 0 = π’ . 2) Lawan dari vektor π’ = π₯1 π¦1 adalah vektor −π’ = π§1 −π₯1 −π¦1 . −π§1 7 b. Pengurangan vektor π₯1 π₯2 π₯1 − π₯2 π’ − π£ = π¦1 − π¦2 = π¦1 − π¦2 π§1 π§2 π§1 − π§2 c. Perkalian skalar dengan vektor π₯1 ππ₯1 π¦ π . π’ = π 1 = ππ¦1 π§1 ππ§1 d. Dua vektor π dan π dikatakan sama bila ππ = ππ , ππ = ππ , ππ = Misalkan diketahui titik π(π₯1 , π¦1 , π§1 ) dan π(π₯2 , π¦2 , π§2 ) . π₯2 Ruas garis berarah ππ dinyatakan sebagai: ππ = ππ − ππ = π¦2 − π§2 ππ . π₯1 π¦1 = π§1 π₯2 − π₯1 π¦2 − π¦1 π§3 − π§1 Panjang vektor ππ adalah: ππ = (π₯2 − π₯1 )2 + (π¦2 − π¦1 )2 + (π§2 − π§1 )2 D. Perbandingan Vektor dan Koordinat Jika titik P terletak pada ruas garis AB sehingga titik P membagi ruas garis AB dengan perbandingan m : n, maka diperoleh hubungan: π΄π βΆ ππ΅ = π βΆ π atau π΄π βΆ π΄π΅ = π βΆ (π + π) . Tanda – tanda dari m dan n ditentukan dengan aturan sebagai berikut. 1. Jika titik P terletak di antara ruas garis π΄π΅, maka π΄π dan ππ΅ searah. Jadi, m dan n berbeda sama (m dan n keduanya positif atau m dan n keduanya negatif). 2. Jika titik P pada perpanjangan ruas garis π΄π΅, maka π΄π dan ππ΅ berlawanan arah. Jadi, m dan n berlawanan tanda (m positif dan n negatif atau m negatif dan n positif). Rumusan Perbandingan Vektor dan Koordinat 1. Rumus Perbandingan Vektor Jika titik P terletak pada ruas garis π΄π΅ sehingga titik P membagi ruas garis π΄π΅ dengan perbandingan m : n, maka vektor posisi titik P adalah: π= π π +ππ π +π Keterangan: π = vektor posisi titik B π = vektor posisi titik A Jika P merupakan titik tengah π΄π΅, maka π = π +π 2 . 8 2. Rumus Perbandingan Koordinat a. Rumus Perbandingan Koordinat Titik di π 2 . Diketahui titik π΄(π₯1 , π¦1 ) dan titik π΅(π₯2 , π¦2 ). Jika titik membagi ruas garis π΄π΅ dengan perbandingan π βΆ π, maka koordinat titik P ditentukan dengan rumus: π₯π = ππ₯ 2 + ππ₯ 1 dan π¦π = π +π π(π₯π , π¦π ) ππ¦ 2 + ππ¦ 1 π +π Jika P merupakan titik tengah π΄π΅ , maka koordinat titik P ditentukan dengan rumus: π₯π = π₯2+ π₯1 π¦2 + π¦1 dan π¦π = 2 2 b. Rumus Perbandingan Koordinat Titik di π 3 . Diketahui titik π΄(π₯1 , π¦1 , π§1 ) dan titik π΅(π₯2 , π¦2 , π§2 ). Jika titik π(π₯π , π¦π , π§π ) membagi ruas garis π΄π΅ dengan perbandingan π βΆ π , maka koordinat titik P ditentukan dengan rumus: π₯π = ππ₯ 2 + ππ₯ 1 π₯π = π₯2+ π₯1 π +π , π¦π = ππ¦ 2 + ππ¦ 1 π +π , π§π = ππ§ 2 + ππ§ 1 π +π . Jika P merupakan titik tengah π΄π΅ , maka koordinat titik P ditentukan dengan rumus: 2 , π¦π = π¦2 + π¦1 2 , π§π = π§2 + π§1 2 . E. Hasil Kali Skalar Dua Vektor Hasil kali skalar dua vektor π dan vektor π (ditulis π . π ) adalah suatu skalar yang besarnya sama dengan jumlahnya dari hasil kali komponen – komponen π dan π yang bersesuaian. Hasil kali skalar vektor π dengan vektor π ditentukan dengan hubungan berikut. Keterangan : π = panjang vektor π π = panjang vektor π ο± = besar sudut antara vektor π dan π π . π = π π cos ο± Rumus tersebut dapat digunakan untuk menentukan besar sudut antara vektor π dan π. cos ο± = π .π π π 9 1. Hasil Kali Skalar Dua Vektor dalam Bentuk Vektor Kolom a. Hasil Kali Skalar Dua Vektor di π 2 π₯1 Jika vektor π = π¦ dan vektor π = 1 π₯2 π¦2 , maka hasil kali skalar vektor π dan vektor π ditentukan dengan rumus: π . π = π π π π + π π ππ . b. Hasil kali skalar dua vektor di π 3 π₯1 π₯2 π¦ Misalkan diketahui vektor π = 1 dan vektor π = π¦2 . π§1 π§2 Hasil kali skalar vektor π dan π di tentukan dengan rumus: π . π = π₯1 π₯2 + π¦1 π¦2 + π§1 π§2 2. Sifat – sifat Hasil kali Skalar Dua Vektor a. π . π = π . π b. π . π ± π = π . π ± π . π c. π π . π = ππ . π = π . (ππ) ; π bilangan riil d. π . π = π = π . π e. π . π > 0 jika π ≠ 0 dan π . π = 0 jika π = 0 F. Proyeksi Vektor 1. Proyeksi Vektor π pada Vektor π ππ΄ adalah wakil dari π dan ππ΅ Wakil dari π .Titik C merupakan proyeksi Titik A pada garis OB. OC = OA cos ο± = π cos ο± (skalar) a. proyeksi skalar Ortogonal vektor π pada Vektor π , di tentukan oleh: π = π cos ο± . Dengan substitusi cos ο± = π .π π π , maka diperoleh: π = π .π π . b.proyeksi vektor orthogonal vektor π pada vektor π , ditentukan oleh: π π dengan π adalah vektor satuan vektor π . Oleh karena vektor searah dengan vektor π, maka vektor satuan dari vektor π sama dengan vektor satuan dari vektor π . Dengan menyubstitusikan π = π= π .π π . π π ο³π = π .π π 2 π .π π dan π = π π π= π ke persamaan π = π π , diperoleh: .π . 10 2. Proyeksi Vektor π pada Vektor π ππ· = ππ΅ πππ ο± = π πππ ο± a. Proyeksi skalar orthogonal vektor π pada vektor π ditentukan oleh: π = b. Proyeksi vektor orthogonal vektor π pada vektor π ditentukan oleh: π = 2.5 π .π π π .π π 2 .π Soal Latihan 1. Diberikan Vektor π = π₯π − 3π₯π + 6π¦π dan π = 1 − π¦ π + 3π − (1 + π₯)π dengan π₯ > 0 Jika π dan π sejajar, maka π + 3π = ... 2. Diketahui segitiga ABC. Titik π di tengah π΄πΆ , dan π pada π΅πΆ sehingga π΅π = ππΆ . Jika π΄π΅ = π , π΄πΆ = π , dan π΅πΆ = π , maka ππ = ... 3. Agar vektor π = 2π + ππ + π dan π = 3π + 2π + 4π saling tegak lurus, maka nilai π adalah ... 4. Diketahui π’ = (π, −2, −1) dan π£ = (π, π, −1). Jika vektor π’ tegak lurus pada π£ , maka nilai π adalah ... 5. Diketahui vektor π’ = −π2 π + 3π − π dan π£ = ππ + ππ − 5π dengan −2 < π < 2. Nilai maksimum π’ . π£ adalah ... 6. Vektor proyeksi dari vektor (2,1,0) pada (3,1,2) adalah ... 7. Nilai π agar vektor π π + 2 π − 6 π dan 4 π − 3 π + π saling tegak lurus adalah ... 8. Diketahui π’ = 3 π − 2 π + 2 π dan π£ = π + 2 π + π . Tentukan vektor π€ yang memenuhi kesamaan 3π’ − 2π£ = π€. Diketahui segitiga ABC dengan π΄(−2,4,0), π΅(3, −2,1), dan πΆ(−1,5, −3). 9. Tentukan vektor π΄π΅ dan π΄πΆ 10. Hitunglah hasil π΄π΅ . π΄πΆ 11. Diketahui π = 2π + 3π − 4π dan π = π − 2π + 2π. Tentukan π + π 12. Diketahui segitiga ABC dengan π΄(−2, −1, −1), π΅(−1,4, −2),dan πΆ(5,0, −3). Tentukanlah proyeksi vektor orthogonal vektor π΄π΅ pada vektor π΄πΆ 11 DAFTAR PUSTAKA http://id.wikipedia.org/wiki/Vektor_(spasial) http://unipa2013.blogspot.com/2013/09/aplikasi-vektor-dalam-kehidupan-sehari.html Jeroanayam. (2014). Wangsit Pejuang SBMPTN. Serang: Kaskuser Education. Rosyidah, H. dan Hastuti, P. (2006). Matematika SMA/MA Kelas 3 semester gasal, Jawa Tengah: KREATIF. 12 BIODATA Nama saya Rahmat Nopiawan, tempat tanggal lahir saya Indramayu 20 November 1995. Alamat asal saya Blok Punduan RT 24 RW 15 Desa Mekarjaya Kecamatan Gantar Kabupaten Indramayu, karena melanjutkan ke perguruan tinggi jadi Alamat tinggal sekarang Jalan Kandang Perahu Kelurahan Karya mulya RT 04 RW 11, saya tinggal dengan teman saya disini untuk sementara waktu. Riwayat Pendidikan saya yaitu, SD Negeri Punduan, SMP Negeri Satu Gantar, SMA Negeri Satu Gantar. Nama saya Asep Lukman Hakim, umur saya kurang lebih 19 tahun. Saya lahir di Cirebon pada tanggal 8 bulan Desember tahun 1995. Saya tinggal bersama kedua orang tua dan mempunyai 1 adik. Sekarang saya sedang melanjutkan S1 di Universitas Unswagati dan mengambil jurusan FKIP Pendidikan Matematika. Riwayat pendidikan saya, perjalanan pendidikan saya, saya pernah sekolah di SD Negeri Kartini Cirebon, lalu melanjutkan ke SMP Negeri 4 Cirebon, lalu melanjutkan ke SMA Negeri 6 Cirebon. Nama saya Durohman, biasa dipanggil Eman tempat tanggal lahir saya di Indramayu,13 November 1992. Alamat saya di: ds. Limpas Gg. Kyai Ali yahya Rt.05/Rw 02 kec. Patrol Kab. Indramayu jawa Barat. Riwayat pendidikan saya yaitu SDN III LIMPAS, SMP NEGERI 1 ANJATAN, SMA NEGERI 1 ANJATAN. 13