Vektor pada Bidang dan Ruang
📋Capaian Pembelajaran
Fase F Tingkat Lanjut, elemen Geometri: menyatakan vektor pada bidang datar dan melakukan operasi aljabar pada vektor; serta melakukan pembuktian geometris menggunakan vektor.
🎯Yang perlu kamu kuasai
- Menyatakan vektor dalam komponen dan menghitung panjangnya.
- Menjumlahkan, mengurangkan, dan mengalikan vektor dengan skalar.
- Menghitung perkalian skalar (dot product) dan sudut antarvektor.
- Menggunakan kesamaan vektor untuk menyelesaikan masalah geometri.
📚Materi
1. Komponen dan panjang
Vektor di bidang \( \vec{a} = \begin{pmatrix} a_1 \\ a_2 \end{pmatrix} \); di ruang ditambah komponen ketiga. Panjang (besar):
Vektor satuan searah \( \vec{a} \) adalah \( \hat{a} = \dfrac{\vec{a}}{|\vec{a}|} \). Vektor dari titik A ke B: \( \vec{AB} = \vec{b} - \vec{a} \).
2. Operasi aljabar
Penjumlahan dan pengurangan dilakukan per komponen. Perkalian skalar \( k\vec{a} \) memperbesar (atau membalik arah jika k negatif). Resultan dua kecepatan atau gaya adalah penjumlahan vektornya.
3. Perkalian skalar dan sudut
Maka \( \cos\theta = \dfrac{\vec{a}\cdot\vec{b}}{|\vec{a}||\vec{b}|} \). Dua vektor tegak lurus jika \( \vec{a}\cdot\vec{b} = 0 \).
4. Pembuktian dengan vektor
Kesamaan vektor membantu masalah bangun datar: pada jajargenjang ABCD berlaku \( \vec{AB} = \vec{DC} \); titik tengah dan titik bagi dapat dinyatakan sebagai kombinasi vektor posisi. Contoh: titik P membagi AB dengan perbandingan \( m : n \) memiliki vektor posisi \( \vec{p} = \dfrac{n\vec{a} + m\vec{b}}{m + n} \).
✏️Contoh soal
\( |\vec{a}| = \sqrt{9 + 16} = 5 \), \( |\vec{b}| = \sqrt{1 + 4} = \sqrt5 \).
\( \vec{a}\cdot\vec{b} = (3)(-1) + (4)(2) = 5 \).
📝Latihan
Kerjakan di kertas, lalu buka jawabannya.
1. Tentukan panjang \( \vec{v} = \begin{pmatrix} 2 \\ -1 \\ 2 \end{pmatrix} \).
2. Jika \( \vec{a} = (1, 3) \) dan \( \vec{b} = (4, -2) \), hitung \( 2\vec{a} - \vec{b} \).
3. Tentukan p agar \( (p, 2) \) tegak lurus \( (3, -6) \).
4. Tentukan vektor satuan searah \( (6, 8) \).
5. Panjang \( (k, 3) \) adalah 5. Tentukan k.
6. Drone bergerak \( (3, 4) \) km/jam dan tertiup angin \( (1, -1) \) km/jam. Tentukan kecepatan terhadap tanah dan besarnya.
🎯Latihan TKA untuk topik ini
Soal-soal berikut dari latihan TKA Matematika Tingkat Lanjut SMA menguji materi di halaman ini. Kerjakan langsung di halaman soal, lalu buka pembahasannya.
- Paket 1 · Soal 12 PGK MCMA — Menentukan nilai parameter pembentuk vektor jika panjang vektor diketahui.
- Paket 1 · Soal 13 PGK Kategori — Menganalisis resultan dua vektor kecepatan dalam konteks gerak drone.
- Paket 1 · Soal 14 PG — Menentukan titik sudut jajargenjang menggunakan kesamaan vektor.
- Paket 1 · Soal 15 PG — Menentukan sudut antara dua vektor menggunakan hasil kali skalar.
- Paket 2 · Soal 12 PG — Menentukan panjang jumlah dua vektor dari panjang masing-masing dan sudut apitnya.
- Paket 2 · Soal 13 PGK MCMA — Menganalisis panjang, hasil kali skalar, dan kedudukan dua vektor di ruang.
- Paket 2 · Soal 14 PG — Menentukan koordinat titik yang membagi ruas garis di ruang dengan perbandingan tertentu.
- Paket 2 · Soal 15 PGK Kategori — Menganalisis resultan kecepatan perahu yang menyeberangi sungai berarus.