Aljabar Linier Elementer. Kuliah ke-9

dokumen-dokumen yang mirip
Geometri pada Bidang, Vektor

Matematika II : Vektor. Dadang Amir Hamzah

Definisi Jumlah Vektor Jumlah dua buah vektor u dan v diperoleh dari aturan jajaran genjang atau aturan segitiga;

Outline Vektor dan Garis Koordinat Norma Vektor Hasil Kali Titik dan Proyeksi Hasil Kali Silang. Geometri Vektor. Kusbudiono. Jurusan Matematika

Aljabar Linier & Matriks

Ruang Vektor Euclid R 2 dan R 3

Jika titik O bertindak sebagai titik pangkal, maka ruas-ruas garis searah mewakili

Vektor di ruang dimensi 2 dan ruang dimensi 3

erkalian Silang, Garis & Bidang dalam Dimensi 3

ALJABAR LINEAR DAN MATRIKS

Vektor-Vektor. Ruang Berdimensi-2. Ruang Berdimensi-3

19. VEKTOR. 2. Sudut antara dua vektor adalah θ. = a 1 i + a 2 j + a 3 k; a. a =

Aljabar Linear Elementer Part IV. Oleh : Yeni Susanti

ALJABAR LINEAR DAN MATRIKS VEKTOR

VEKTOR. Notasi Vektor. Panjang Vektor. Penjumlahan dan Pengurangan Vektor (,, ) (,, ) di atas dapat dinyatakan dengan: Matriks = Maka = =

Soal No. 1 Perhatikan gambar berikut, PQ adalah sebuah vektor dengan titik pangkal P dan titik ujung Q

Pengantar Vektor. Besaran. Vektor (Mempunyai Arah) Skalar (Tidak mempunyai arah)

Aljabar Linier Elementer. Kuliah 27

TRANSFORMASI LINIER (Kajian Fungsi antar Ruang Vektor)

VEKTOR 2 SMA SANTA ANGELA. A. Pengertian Vektor Vektor adalah besaran yang memiliki besar dan arah. Dilambangkan dengan :

Aljabar Linier Elementer. Kuliah 26

Aljabar Linier. Kuliah 3. 5/9/2014 Yanita FMIPA Matematika Unand

Vektor Ruang 2D dan 3D

18. VEKTOR. 2. Sudut antara dua vektor adalah. a = a 1 i + a 2 j + a 3 k; a = 2. Penjumlahan, pengurangan, dan perkalian vektor dengan bilangan real:

KONSTRUKSI PERSAMAAN GARIS LURUS MELALUI ANALISIS VEKTORIS DALAM RUANG BERDIMENSI DUA

DIKTAT ALJABAR LINIER DAN MATRIKS VEKTOR. Penyusun Ir. S. Waniwatining Astuti, M.T.I.

Ruang Vektor Euclid R n

MATEMATIKA. Sesi VEKTOR 2 CONTOH SOAL A. DEFINISI PERKALIAN TITIK

DIKTAT MATEMATIKA II

Aljabar Linier Elementer

MUH1G3/ MATRIKS DAN RUANG VEKTOR

BESARAN VEKTOR. Gb. 1.1 Vektor dan vektor

VEKTOR. 45 O x PENDAHULUAN PETA KONSEP. Vektor di R 2. Vektor di R 3. Perkalian Skalar Dua Vektor. Proyeksi Ortogonal suatu Vektor pada Vektor Lain

BAB III RUANG VEKTOR R 2 DAN R 3. Bab ini membahas pengertian dan operasi vektor-vektor. Selain

VII III II VIII HAND OUT PERKULIAHAN GEOMETRI ANALITIK

Aljabar Linier. Kuliah

VEKTOR. Gambar 1.1 Gambar 1.2 Gambar 1.3. Liduina Asih Primandari, S.Si., M.Si.

ALJABAR LINEAR ELEMENTER

GESERAN atau TRANSLASI

Kalkulus Multivariabel I

IKIP BUDI UTOMO MALANG. Analytic Geometry TEXT BOOK. Alfiani Athma Putri Rosyadi, M.Pd

BAB 1 BESARAN VEKTOR. A. Representasi Besaran Vektor

VEKTOR. maka a c a c b d b d. , maka panjang (besar/nilai) vector u ditentukan dengan rumus. maka panjang vector

Vektor di Bidang dan di Ruang

MODUL 3 BIDANG RATA. [Program Studi Pendidikan Matematika STKIP PGRI Sumatera Barat]

Aljabar Linier Elementer. Kuliah 1 dan 2

CHAPTER 6. Ruang Hasil Kali Dalam

Pengantar Teori Bilangan

----- Garis dan Bidang di R 2 dan R

MATRIKS & TRANSFORMASI LINIER

VEKTOR. Oleh : Musayyanah, S.ST, MT

Ruang R n Euclides. Pengertian. Sifat-sifat Operasi Penjumlahan dan Perkalian dengan Skalar

PERSAMAAN BIDANG RATA

DIKTAT MATEMATIKA II

BAB IV TRANSFORMASI LINEAR. sebuah vektor yang unik di dalam W dengan sebuah vektor di dalam V, maka kita mengatakan F

RANGKUMAN MATERI VEKTOR Diajukan untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Matematika Sekolah Dosen Pembina: Dr. Tatag Yuli Eko Siswono, M.Pd.

Materi Aljabar Linear Lanjut

Hand-Out Geometri Transformasi. Bab I. Pendahuluan

a11 a12 x1 b1 Definisi Vektor di R 2 dan R 3

ALJABAR LINEAR BASIS RUANG BARIS DAN BASIS RUANG KOLOM SEBUAH MATRIKS. Dosen Pengampu: DARMADI, S.Si, M.Pd. Oleh: Kelompok III

VEKTOR II. Tujuan Pembelajaran

Program Studi Pendidikan Matematika STKIP PGRI SUMBAR

SOAL&PEMBAHASAN MATEMATIKATKDSAINTEK SBMPTN. yos3prens.wordpres.com

PENGANTAR KALKULUS PEUBAH BANYAK. 1. Pengertian Vektor pada Bidang Datar

BESARAN SKALAR DAN VEKTOR. Besaran Skalar. Besaran Vektor. Sifat besaran fisis : Skalar Vektor

GEOMETRI ANALITIK PERTEMUAN2: GARIS LURUS PADA BIDANG KOORDINAT. sofyan mahfudy-iain Mataram 1

Soal-Soal dan Pembahasan SNMPTN Matematika IPA Tahun Pelajaran 2010/2011 Tanggal Ujian: 01 Juni 2011

VEKTOR A. Vektor Vektor B. Penjumlahan Vektor R = A + B

Perkalian Titik dan Silang

SUDUT DAN JARAK ANTARA DUA BIDANG RATA

BAB I VEKTOR DALAM BIDANG

KEDUDUKAN DUA GARIS LURUS, SUDUT DAN JARAK

Diferensial Vektor. (Pertemuan III) Dr. AZ Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Aljabar Linier & Matriks

DIKTAT MATA KULIAH ALJABAR LINEAR ELEMENTER (BAGIAN II) DISUSUN OLEH ABDUL JABAR, M.Pd

RUANG HASIL KALI DALAM (RHKD) Makalah Ini Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Aljabar Linear Dosen Pengampu: Abdul Aziz Saefudin, M.

VEKTOR. Besaran skalar (scalar quantities) : besaran yang hanya mempunyai nilai saja. Contoh: jarak, luas, isi dan waktu.

Pengantar Teori Bilangan. Kuliah 4

MODUL 2 GARIS LURUS. Mesin Antrian Bank

BAB II VEKTOR DAN GERAK DALAM RUANG

01-Pengenalan Vektor. Dosen: Anny Yuniarti, M.Comp.Sc Gasal Anny2011 1

Matematika Lanjut 1. Sistem Persamaan Linier Transformasi Linier. Matriks Invers. Ruang Vektor Matriks. Determinan. Vektor

Aljabar Linear Elementer

BAB 5 RUANG VEKTOR A. PENDAHULUAN

Euclidean n & Vector Spaces. Matrices & Vector Spaces

2. Tentukan persamaan garis yang melalui titik P (x 1,y 1,z 1 ) dan R (x 2,y 2,z 2 ) seperti yang ditunjukkan pada gambar. Z P Q R

Program Studi Teknik Mesin S1

ALJABAR LINEAR DAN MATRIKS. MODUL 9 Vektor dalam Ruang Euklidian

SOAL DAN PEMBAHASAN UJIAN NASIONAL SMA/MA IPA TAHUN PELAJARAN 2009/2010

WARP PADA SEBUAH SEGITIGA

PERKALIAN DUA VEKTOR & PROYEKSI VEKTOR

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. tegak, perlu diketahui tentang materi-materi sebagai berikut.

Kuliah 2: FUNGSI MULTIVARIABEL. Indah Yanti

SOLUSI PENDEKATAN TERBAIK SISTEM PERSAMAAN LINEAR TAK KONSISTEN MENGGUNAKAN DEKOMPOSISI NILAI SINGULAR

Kata Pengantar. Puji syukur kehadirat Yang Maha Kuasa yang telah memberikan pertolongan hingga modul ajar ini dapat terselesaikan.

Vektor. Vektor memiliki besaran dan arah. Beberapa besaran fisika yang dinyatakan dengan vektor seperti : perpindahan, kecepatan dan percepatan.

SOAL DAN PEMBAHASAN UJIAN NASIONAL SMA/MA IPA TAHUN PELAJARAN 2009/2010

Soal-Soal dan Pembahasan Matematika IPA SNMPTN 2012 Tanggal Ujian: 13 Juni 2012

BAB XIV V E K T O R Pengertian Vektor adalah besaran yang mempunyai arah. Tafsiran geometri sebuah vektor dilukiskan sebagai panah.

Hasil Kali Titik, Hasil Kali Silang, dan Hasil Kali Tripel

Transkripsi:

Aljabar Linier Elementer Kuliah ke-9

Materi kuliah Hasilkali Titik Proyeksi Ortogonal 7/9/2014 Yanita, FMIPA Matematika Unand 2

Hasilkali Titik dari Vektor-Vektor Definisi Jika u dan v adalah vektor-vektor pada ruang berdimensi 2 atau ruang berdimensi 3 dan θ adalah sudut antara u dan v, maka hasilkali titik (dot product) atau hasilkali dalam Euclidean u. v didefinisikan sebagai berikut: u. v = u v cos θ jika u 0 dan v 0 0 jika u = 0 dan v = 0 Catatan: θ sudut antara u dan v dengan 0 θ π 7/9/2014 Yanita, FMIPA Matematika Unand 3

Contoh Tentukan u. v dengan u = (0, 0, 1), v = (0, 2, 2) dan θ = 45, seperti pada gambar di bawah ini: Penyelesaian: u. v = u v cos θ = 0 2 + 0 2 + 2 2 0 2 + 2 2 + 2 2 cos 45 = 2 7/9/2014 Yanita, FMIPA Matematika Unand 4

Bentuk Komponen dari Hasilkali Titik Misalkan u = u 1, u 2, u 3 dan v = v 1, v 2, v 3 adalah vektor-vektor tak nol. Ingat kembali aturan cosinus pada segitiga: c 2 = a 2 + b 2 2ab cos θ Rumus ini akan digunakan untuk menentukan hasilkali titik dalam bentuk komponen-komponen dari vektor tersebut. 7/9/2014 Yanita, FMIPA Matematika Unand 5

Perhatikan gambar berikut ini: Dengan menggunakan rumus cosinus pada segitiga, maka: PQ 2 = u 2 + v 2 2 u v cos θ (1) 7/9/2014 Yanita, FMIPA Matematika Unand 6

Oleh karena PQ = v u, maka persamaan 1 menjadi: v u 2 = u 2 + v 2 2 u v cos θ Atau Atau u v cos θ = 1 2 u 2 + v 2 v u 2 u. v = 1 2 u 2 + v 2 v u 2 (2) 7/9/2014 Yanita, FMIPA Matematika Unand 7

Perhatikan bahwa: u 2 = u 1 2 + u 2 2 +u 3 2, v 2 = v 1 2 + v 2 2 + v 3 2 dan v u 2 = (v 1 u 1 ) 2 +(v 2 u 2 ) 2 +(v 3 u 3 ) 2 Substitusi nilai ini pada persamaan (2), diperoleh u. v = 1 u 2 1 + u 2 2 +u 2 3 + v 2 1 + v 2 2 + v 2 3 2 ( v 1 u 2 1 + v 2 u 2 2 + v 3 u 2 3 ) = u 1 v 1 + u 2 v 2 + u 3 v 3 7/9/2014 Yanita, FMIPA Matematika Unand 8

Jadi untuk hasilkali titik pada ruang berdimensi 3 dengan menggunakan komponen adalah: u. v = u 1 v 1 + u 2 v 2 + u 3 v 3 Dan hasilkali titik pada ruang berdimensi 2 dengan menggunakan komponen adalah: u. v = u 1 v 1 + u 2 v 2 7/9/2014 Yanita, FMIPA Matematika Unand 9

Menentukan Sudut Antara Dua Vektor Jika u dan v adalah vektor-vektor tak nol, maka sudut antara u dan v dapat ditentukan dengan menggunakan rumus yaitu: u. v = u v cos θ cos θ = u. v u v 7/9/2014 Yanita, FMIPA Matematika Unand 10

Contoh Tentukan u. v dan sudut θ antara u dan v, dengan u = (1, 5,4) dan v = (3,3,3). Penyelesaian: u. v = u 1 v 1 + u 2 v 2 + u 3 v 3 = 1 3 + 5 3 + 4 3 = 0 cos θ = u = u = 0 u.v v 0 v Jadi sudut antara u dan v adalah 90 7/9/2014 Yanita, FMIPA Matematika Unand 11

Teorema 3.3.1 Misalkan u dan v adalah vektor-vektor pada ruang berdimensi 2 atau ruang berdimensi 3. a. v. v = v 2, yaitu v = v. v 1 2 b. Jika vektor-vektor u dan v adalah tak nol dan θ adalah sudut di antaranya, maka 1. θ adalah lancip jika dan hanya jika u. v > 0 2. θ adalah tumpul jika dan hanya jika u. v < 0 3. θ = π 2 jika dan hanya jika u. v = 0 7/9/2014 Yanita, FMIPA Matematika Unand 12

Bukti Teorema 3.3.1 a. Perhatikan bahwa v. v bermakna bahwa sudut antara v dengan v adalah 0, jadi v. v = v v cos 0 = v 2 atau v = (v. v) 1 2 b. Karena θ memenuhi 0 θ π, maka θ adalah lancip jika dan hanya jika cos θ > 0; θ adalah tumpul jika dan hanya jika cos θ < 0; dan θ = π jika dan hanya jika cos θ = 0. Kemudian 2 perhatikan bahwa cos θ memiliki tanda yang sama dengan u. v, karena u. v = u v cos θ, u > 0 dan v > 0. Jadi θ adalah lancip jika dan hanya jika u. v > 0; θ adalah tumpul jika dan hanya jika u. v < 0; dan θ = π jika dan hanya 2 jika u. v = 0. 7/9/2014 Yanita, FMIPA Matematika Unand 13

Contoh Tentukan apakah u dan v membentuk sudut lancip, tumpul atau saling tegak lurus, dengan a. u = (6,1,4) dan v = (2,0,3) b. u = ( 6,0,4) dan v = (3,1,6) c. u = (0,0, 1) dan v = 1,1,1 d. u = (2,4, 8) dan v = 5,3,7 Penyelesaian: a. u. v = u 1 v 1 + u 2 v 2 + u 3 v 3 = 6 2 + 1 0 + 4 3 = 24 b. u. v = u 1 v 1 + u 2 v 2 + u 3 v 3 = 6 3 + 0 1 + 4 6 = 6 c. u. v = u 1 v 1 + u 2 v 2 + u 3 v 3 = 0 1 + 0 1 + 1 1 = 1 d. u. v = u 1 v 1 + u 2 v 2 + u 3 v 3 = 2 5 + 4 3 + 8 7 = 34 Jadi untuk a. dan b. sudut lancip, c. dan d. sudut tumpul. 7/9/2014 Yanita, FMIPA Matematika Unand 14

Sifat-sifat Hasilkali Titik Teorema 3.3.2 Jika u, v dan w adalah vektor-vektor pada ruang berdimensi 2 atau berdimensi 3, dan k adalah skalar, maka: a. u. v = v. u b. u. v + w = u. v + u. w c. k u. v = ku. v = u. kv d. v. v > 0 jika v 0 dan v. v = 0 jika v = 0 7/9/2014 Yanita, FMIPA Matematika Unand 15

Bukti Teorema 3.3.2 (dibuktikan untuk vector pada ruang berdimensi 3 ; untuk vector pada ruang berdimensi 2 dibuktikan secara analog) a. u. v = u 1 v 1 + u 2 v 2 + u 3 v 3 = v 1 u 1 + v 2 u 2 + v 3 u 3 = v. u (analog untuk di ruang berdimensi 2) b. u. v + w = u 1 (v 1 +w 1 ) + u 2 (v 2 +w 2 ) + u 3 (v 3 +w 3 ) = u 1 v 1 + u 1 w 1 + u 2 v 2 + u 2 w 2 + u 3 v 3 + u 3 w 3 = u 1 v 1 + u 2 v 2 + u 3 v 3 + u 1 w 1 + u 2 w 2 + u 3 w 3 = u. v + u. w c. k u. v = k u 1 v 1 + u 2 v 2 + u 3 v 3 = k u 1 v 1 + k u 2 v 2 + k u 3 v 3 = ku 1 v 1 + ku 2 v 2 + (ku 3 )v 3 = ku. v d. Jika v 0, maka v. v = u 1 u 1 + u 2 u 2 + u 3 u 3 = u 1 2 + u 2 2 + u 3 2 > 0 Jika v = 0, maka v. v = u 1 u 1 + u 2 u 2 + u 3 u 3 = 0, karena u 1 2 = 0, u 2 2 = 0 dan u 3 2 = 0 7/9/2014 Yanita, FMIPA Matematika Unand 16

Vektor-Vektor Ortogonal Vektor-vektor ortogonal adalah vektor-vektor yang saling tegak lurus. Berdasarkan Teorema 3.3.1 b., dua vektor saling tegak lurus jika dan hanya jika u. v = 0. Jika u dan v saling tegak lurus, maka disimbolkan u v. 11/11/2014 17

Proyeksi Ortogonal Sebarang vektor u merupakan penjumlahan dua buah vektor, misal u = w 1 + w 2, dimana w 1 sejajar dengan dengan vektor tak nol tertentu a dan w 2 a. Perhatikan gambar berikut: Vektor w 1 disebut proyeksi ortogonal u pada a (komponen vektor u sepanjang a), disimbokan dengan proj a u Vektor w 2 disebut komponen vektor u yang ortogonal terhadap u w 2 = u proj a u 11/11/2014 18

Proyeksi Ortogonal Teorema 3.3.3 Jika u dan a adalah vektor-vektor pada ruang berdimensi 2 atau ruang berdimensi 3 dan jika a 0, maka: Komponen vektor u sepanjang a: u. a proj a u = a 2 a Komponen vektor u yang ortogonal terhadap a: u. a u proj a u = u a 2 a 11/11/2014 19

Bukti Teorema 3.3.2 Perhatikan gambar berikut: u = w 1 + w 2 (1) Misalkan w 1 = proj a u dan w 2 = u proj a u. Karena w 1 sejajar dengan a, maka pastilah w 1 kelipatan skalar dari a, atau w 1 = ka. 11/11/2014 20

Jadi persamaan (1) menjadi: u = w 1 + w 2 = ka + w 2 (2) Lakukan perkalian titik dengan a pada kedua ruas persamaan (2), yaitu: u. a = ka + w 2. a = ka. a + w 2. a = k a. a + w 2. a = k a 2 + 0, karena a. a = a 2 dan w 2 a Jadi k = u.a a 2 11/11/2014 21

Oleh karena w 1 = proj a u = ka, maka dan proj a u = ka = u. a a 2 a w 2 = u proj a u = u u. a a 2 a 11/11/2014 22

Contoh Tentukan proyeksi ortogonal u terhadap a dan tentukan komponen vektor u yang ortogonal terhadap a, dengan: a. u = 3, 1, 7 dan a = (1, 0, 5) b. u = 1, 0, 0 dan a = (4, 3, 8) Penyelesaian: Proyeksi ortogonal u terhadap a adalah: u. a proj a u = a 2 a Jadi yang perlu dicari u. a dan a 2 11/11/2014 23

a. u = 3, 1, 7 dan a = (1, 0, 5) u. a = 3, 1, 7. (1, 0, 5) = 3 1 + 1 0 + 7 5 = 32 a 2 = 1 2 + 0 2 + 5 2 = 26 Proyeksi ortogonal u terhadap a: u. a 32 16 proj a u = a = 1, 0, 5 = a 2 26 13, 0, 80 13 Komponen vektor u yang ortogonal terhadap a: u. a 16 u proj a u = u a = 3, 1, 7 a 2 13 = 55 13, 1, 11 13, 0, 80 13 11/11/2014 24

b. u = 1, 0, 0 dan a = (4, 3, 8) u. a = 1, 0, 0. (4, 3, 8) = 1 4 + 0 3 + 0 8 = 4 a 2 = 4 2 + 3 2 + 8 2 = 89 Proyeksi ortogonal u terhadap a: u. a proj a u = a 2 a = 4 16 (4, 3, 8) = 89 89, 12 89, 32 89 Komponen vektor u yang ortogonal terhadap a: u. a 16 u proj a u = u a = 1, 0, 0 a 2 89, 12 89, 32 89 = 15 89, 12 89, 32 89 11/11/2014 25

Panjang dari komponen vektor u sepanjang a Ingat bahwa panjang dari vektor a adalah a. Jika a pada ruang berdimensi 2, maka a = a 2 1 + a 2 2 Jika a pada ruang berdimensi 3, maka a = a 2 1 + a 2 2 + a 2 3 Jadi panjang dari komponen vektor u sepanjang a adalah: u. a u. a u. a proj a u = a = a 2 a 2 a = a 2 a 11/11/2014 26

proj a u u. a = a 2 a Ingat kembali: u. v = u v cos θ Berarti u. a = u a cos θ sehingga proj a u = u a cos θ a 2 = u cos θ a 11/11/2014 27

Rumus antara jarak titik dan garis Misalkan kita ingin mencari jarak antara titik P 0 (x 0, y 0 ) dan garis ax + by + c. 11/11/2014 28

Untuk maka proj a u = u.a a 2 a Maka untuk proj n QP 0 = QP 0.n n 2 n = QP 0.n n QP 0 = (x 0 x 1, y 0 y 1 ) QP 0. n = a x 0 x 1 + b(y 0 y 1 ) n = a 2 + b 2 Jadi D = QP 0.n n = a x 0 x 1 +b(y 0 y 1 )) a 2 +b 2 11/11/2014 29

Karena titik Q(x 1, y 1 ) terletak pada garis ax + by + c, maka titik ini memenuhi persamaan garis ini, sehingga: ax 1 + by 1 + c = 0 atau c = ax 1 by 1 Subtitusi nilai ini ke D, diperoleh D = a x 0 x 1 + b(y 0 y 1 ) a 2 + b 2 = ax 0 + by 0 + c a 2 + b 2 11/11/2014 30

Contoh Tentukan jarak antara a. Titik ( 3,1) dengan garis 4x + 3y + 4 = 0 b. Titik (2, 5) dengan garis y = 4x + 2 c. Titik (1,8) dengan garis 3x + y = 5 Penyelesaian : a. D = ax 0+by 0 +c a 2 +b 2 = = 3 4 5 4 3 + 3 1 +4 4 2 +3 2 11/11/2014 31

Penyelesaian: b. D = ax 0+by 0 +c a 2 +b 2 = 4 2 + 1 5 +( 2) 4 2 +1 2 = 1 17 c. D = ax 0+by 0 +c a 2 +b 2 = 3 1 + 1 8 +( 5) 3 2 +1 2 = 6 10 11/11/2014 32