persamaan garis singgung - … · o persamaan garis singgung y melalui titik p (x 1, y 1 ... 1 ) 4...

18
Matematika XI MIA Peminatan Persamaan Garis Singgung Parabola Di Susun Oleh : Markus Yuniarto, S.Si SMA Santa Angela Bandung Tahun Pelajaran 2016 2017

Upload: phungque

Post on 07-Sep-2018

304 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

Matematika XI MIA Peminatan

Persamaan Garis Singgung Parabola

Di Susun Oleh :

Markus Yuniarto, S.Si

SMA Santa Angela

Bandung

Tahun Pelajaran 2016 – 2017

Page 2: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

2

PERSAMAAN GARIS SINGGUNG PARABOLA

A. Persamaan Garis Singgung Parabola Dengan Puncak (0,0)

1. Persamaan garis singgung parabola dengan gradien m

Misalnya titik P (x1, y1) terletak pada parabola y2 = -4px dan

: y = mx + b maka

x + b2 + 4px = 0

4p )x + b2 = 0

Garis menyinggung parabola y2 = -4px, maka berlaku D = 0,

sehingga b2 – 4ac = 0

(2mb + 4p )2 – 4 m2 b2 = 0

2222 416164 mpmbpbm 2b = 0

16mbp = 216 p

mb = p

p

16

16 2

mb = - p

b = m

p

Subtitusi b = m

p pada persamaan garis ,

diperoleh y = mx + m

p

Page 3: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

3

Jadi, persamaan garis singgung pada parabola y2 = -4px dengan

gradien m adalah y = mx + m

p

Misalnya titik P (x1, y1) terletak pada parabola x2 = 4py dan

: y = mx+b, maka

044

44

)(4

2

2

2

pbpmxx

pbpmxx

bmxpx

Garis menyinggung parabola x2 = 4py, maka beraku D = 0,

sehingga: b2 – 4ac = 0

2

22

22

22

2

16

16

1616

01616

0)4(4)4(

pmb

p

mpb

pbmp

pbmp

pbpmx

Subtitusi 2pmb pada persamaan garis , diperoleh y =

mx 2pm

Jadi persamaan garis singgung pada parabola x2 = 4py dengan

gradien m adalah y = mx 2pm

y

x

y1 = mx – pm 2

y = mx + c

P(x,y)

Page 4: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

4

Dengan pendekatan yang sama, akan diperoleh persamaan

garis singgung parabola dengan gradien m seperti tabel berikut

ini:

No Persamaan parabola Persamaan garis singgung

1. pxy 42 y = mx + m

p

2. pxy 42 m

pmxy

3. pyx 42 y = mx 2pm

4. pyx 42 pmmxy

Ex. 1

Tentukan persamaan garis singgung pada parabola :

a. xy 82 dengan gradien 3

b. xy 62 dengan gradien – 2

c. yx 22 dengan gradien – 1

Page 5: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

5

2. Persamaan garis singgung parabola melalui titik(x1 , y1)

o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x1, y1) yang

terletak pada parabola pxy 42 , dapat dinyatakan sebagai:

)( 11 xxmyy

Dengan tafsiran geometri turunan, besar m dapat dicari sebagai

berikut:

y

p

dx

dymjadi

y

p

dx

dy

p

y

dy

dx

p

y

dy

dx

p

yx

2,

2

2

4

2

4

2

Dititik (x1, y1) : m = 1

2

y

p

nilai m = 1

2

y

p didistribusikan ke persamaan

)( 11 xxmyy diperoleh

Page 6: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

6

)(2

22

224

22)4(

)4(22

22)(

)(2

11

11

11

11

2

11

2

11

111

1

1

1

xxpyy

pxpxyy

pxpxpxyy

pxpxpxyy

pxyingatpxpxyyy

pxpxyyy

xxy

pyy

Dengan demikian persamaan garis singgung yang

dimaksud adalah

y1y = -2p (x +x1 )

o Persamaan garis singgung yang melalui titik P (x1, y1) yang

terletak pada parabola x2 = - 4py, dapat dinyatakan sebagai

)( 11 xxmyy

dengan tafsiran geometri turunan, besar m dapat dicari sebagai

berikut:

Page 7: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

7

:)(

2:)(

2,

2

4

2

4

4

11

11

2

2

diperolehxxmyy

nkepersamaaikandisubtitusp

xmxxDititik

p

x

dx

dymJadi

p

x

dx

dy

p

x

dx

dy

p

xy

pyx

)(2

22

422

)4(22

)4(22

)(2

)(2

11

11

111

111

1

2

1

2

111

2

111

1

1

1

yypxx

pypyxx

pyxxpypy

pyxxpypy

pyingatxxxxpypy

xxxyyp

xxp

xyy

Page 8: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

8

Dengan pendekatan yang sama, akan diperoleh persamaan

garis singgung parabola seperti pada tabel dibawah ini:

No Persamaan parabola Persamaan garis singgung

1 y2 = 4px y1 y =2p (x + x1)

2 y2 = - 4px y1 y = - 2p (x + x1)

3 x2 = 4py x1 x = 2p (y + y1 )

4 x2 = - 4py x1 x = - 2p (y + y1 )

Ex. 2

Tentukan persamaan garis singgung pada parabola :

a. xy 82 di titik A(2, 4)

b. xy 42 di titik B(-1, 2)

c. yx 62 di titik C

2

3,3

B. Persamaan garis singgung parabola dengan puncak (a.b)

1. Persamaan garis singgung parabola dengan gradien m

Untuk parabola dengan bentuk umum (x – a)2 = 4p (y – b)

Dengan garis singgung y = mx + n dapat kita peroleh persamaan

garis singgungnya dengan mensubstitusikan y = mx + n ke dalam

persamaan parabola

Page 9: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

9

(x –a)2 = 4p (y – b)

Subtitusi y = mx + n

(x –a)2 = 4p (mx + n – b)

x2 – 2ax + a2 = 4pmx + 4p(n - b)

x2 – 2ax + a2 – 4pmx – 4p(n – b) = 0

x2 – 2ax – 4pmx + a2 – 4p(n – b) = 0

x2 + ( -2a – 4pm)x + a2 – 4p(n – b) = 0

Syarat garis yang menyinggung parabola adalah D= 0

( -2a – 4pm)2 – 4.1.(-4p(n – b ) + a2 = 0

4a2 + 16pma + 16pm2 + 16p ( n – b) – 4a2 = 0

16pma + 16p2m2 + 16p (n – b) = 0

--------------------------------------------------------------------- : 16p

ma + pm2 + (n – b) =0

(n – b) = -ma – pm2

n = -ma – pm2 + b

Jadi persamaan garis singgung parabola (x – a)2 = 4p (y – b)

diperoleh dengan cara mensubstitusikan nilai n = -ma – pm2 + b

pada y = mx + n

y = mx + n

y = mx + ( -ma – pm2 + b)

y = mx – ma – pm2 + b

y – b = m( x – a ) – pm2

Page 10: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

10

Untuk p dengan bentuk umum (y – b)2 = 4p( x – a) dengan garis

singgung y = mx + n dapat kita peroleh garis singgungnya

dengan mensubstitusikan garis y = mx + n ke dalam persamaan

parabola

(y – b)2 = 4p( x – a)

((mx + n) – b)2 = 4p(x – a)

(mx – n) 2 – 2(mx + n)b + b2 = 4p( x - a)

m2x2 + 2mxn + n2 – 2mbx - 2bn + b2 = 4p( x – a)

m2x2 + 2mnx – 2mbx – 4px + 4pa – 2bn + n2 + b2 = 0

m2x2 + (2mn – 2mb – 4p)x + 4pa – 2bn + n2 + b2 = 0

Syarat garis yang menyinggung parabola adalah D = 0

(( 2mn – 2mb) – 4p)2 – 4m2(4pa - 2bn + n2 + b2) = 0

y

x

y-b = m(x-a) – pm 2

y = mx + n

P(x,y)

Page 11: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

11

4m2n2 – 8m2nb – 4m2b2 – 16mnp + 16mbp +16p2 – 16m2pa +

8m2bn – 4m2n2 – 4m2b2 = 0

- 16mnp + 16mbp + 16p2 – 16m2pa = 0

---------------------------------------------------------- : 16p

- mn + mb + p – m2a = 0

- mn = - mb + m2a – p

- mn = m (ma – b) – p

n = - (ma – b) – m

p

Subtitusi nilai n pd persamaan y = mx + n

y = mx + n

y = mx + (- ma + b) – m

p

(y – b) = m(x – a) - m

p

Dengan pendekatan yang sama, akan diperoleh persamaan garis singgung

parabola dengan gradien m seperti tabel di bawah ini.

No Persamaan parabola Persamaan garis singgung

1 axpby 42

m

paxmby

2 axpby 42

m

paxmby

Page 12: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

12

3 aypbx 42

2pmaxmby

4 aypbx 42

2pmaxmby

Ex. 3

Tentukan persamaan garis singgung pada parabola :

a. 2612

xy dengan gradien 2

1

b. 1422

xy dengan gradien – 3

c. 2832

yx dengan gradien 3

2

2. Persamaan garis singgung melalui titik (x1, y1)

Persamaan garis singgung parabola (y – b)2 = 4p( x – a) di titik P

(x1, y1)

(y1 – b)2 = 4p( x1 – a)

y12 – 2by1 + b2 = (4p (x1 – a)

y12 = 2by1 –b2 + 4px(x1 – a) .........(i)

Persamaan garis singgung melalui P (x1, y1)

adalah (y – y1) = m (x – x1)............(ii)

Gradien m ditentukan dengan cara sebagai berikut:

Page 13: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

13

)(

2

2

)()(

)(2.4

1)(

)(4

1)(

)(4)(

2

2

by

p

dx

dy

p

by

dy

axd

bypdy

axd

byp

ax

axpby

Jadi m di titik P (x1, y1) = )........()(

2

1

iiiby

p

Subtitusi (iii) ke (ii)

)).......((2

)(2)((

)()(

2

)(

11

2

11

111

1

1

1

11

ivxxpbyybyyy

xxpbyyy

xxby

pyy

xxmyy

Subtitusi persamaan (i) ke persamaan (IV)

)2(2))((

242))((

2244

22))(42(

22

11

11

11

2

11

111

2

11

11

2

11

axxpbyby

pxappxbyby

pxpxpapxbbybyyy

pxpxbyaxpbbybyyy

pxpxbyybyyy

Page 14: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

14

Persamaan garis singgung parabola (x – a)2 = 4p(y – b) di titik

P (x1, y1)

)).......((42

)(42

)(4)(

1

2

1

2

1

1

2

1

2

1

1

2

1

ibypaaxx

bypaaxx

bypax

Persamaan garis singgung melalui p(x1, y1) adalah

(y – y1) = m (x – x1) ……………….(ii)

Gradien m ditentukan dengan cara sebagai berikut:

p

ax

dx

dy

axpdx

by

axp

by

bypax

2

)(

)(2.4

1)(

)(4

1)(

)(4)(

1

1

1

2

11

1

2

1

jadi m = ).........(2

1 iiip

ax

Subtitusi persamaan ini ke persamaan (ii)

).......(.)(2

))(()(2

)(2

)()(

)()(

1

2

111

111

1

1

1

11

ivaxaxxxxyyp

xxaxyyp

xxp

axyy

xxmyy

Page 15: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

15

Subtitusi persamaan (i) ke persamaan (iv)

122 pypy 1

2

11 axaxxxx

))(()2(2

422

4422

))(42(22

11

2

111

2

1111

11

2

111

axaxpyyp

aaxaxxxpbpypy

aaxaxxxpbpypypy

axaxbypaaxxxpypy

Jadi persamaan garis singgung parabola (x – a)2 = 4p(y – b) di titik

P (x1, y1)

(x – a) (x1 – a) = 2p (y +y1 - 2p)

Dengan pendekatan yang sama akan diperoleh persamaan garis singgung

parabola seperti tabel dibawah ini:

No Persamaan parabola Persamaan garis singgung

1 (y – b)2 = 4p( x – a) (y – b) (y1 – b) = 2p (x +x1 - 2a)

2 (y – b)2 = - 4p( x – a) (y – b) (y1 – b) = - 2p (x +x1 - 2a)

3 (x – a)2 = 4p(y – b) (x – a)(x1 – a) = 2p ( y + y1 -2b)

4 (x – a)2 = - 4p(y – b) (x – a)(x1 – a) = - 2p ( y + y1 -2b)

Page 16: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

16

Ex. 4

Tentukan persamaan garis singgung pada parabola :

a. 1322

xy di titik A(4, - 1)

b. 2422

xy di titik B(-2, 3)

c. 4832

yx di titik C(1, 2)

Page 17: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

17

Latihan Soal

Pada soal 1 – 6 tentukan persamaan garis singgung pada parabola di titik

A(x1, y1) yang diberikan dan yang mempunyai kemiringan m yang

diberikan.

1. y2 = 6x, m = 2, A(2, 2/3)

2. x2 + 4y = 0, m = ½ , A(2, –1)

3. x + 2y2 = 1, m = 3/4, A(1, –1)

4. 8x2 – 3y = 0, m = –2, A(1/2, 4/3)

5. 2x2 + 3y – 6 = 0, m = –3/4, A(1, 4/3)

6. y2 + 2y + 6x + 4 = 0, m = 1, A(–2, 4)

7. Tentukan persamaan parabola yang menyinggung garis x = 2 di titik

(2, 0) dan titik fokusnya (4, 0).

8. Puncak parabola menyinggung garis y = 2. Tentukan persamaan

parabola tersebut jika titik fokusnya (5, 2).

Page 18: PERSAMAAN GARIS SINGGUNG - … · o Persamaan garis singgung y melalui titik P (x 1, y 1 ... 1 ) 4 x2 = - 4py x 1 x = ... dengan gradien 3 2 2. Persamaan garis singgung melalui titik

18

9. Tentukan persamaan garis singgung parabola y2 = –16x yang

sejajar garis x – y = 3.

10. Tentukan persamaan garis singgung parabola y2 + 2y + 6x + 4 = 0

yang tegak lurus garis x + 2y = 6.

11. Tentukan persamaan garis singgung parabola x2 = –8y yang memuat

titik (4, 0).

12. Tentukan persamaan garis singgung parabola y2 – 4x = 0 yang

memuat titik (–2, –1).