Sudut, Kesebangunan, Geometri Ruang, dan Transformasi
📋Posisi dalam kurikulum
Materi ini berasal dari elemen Geometri Fase D (SMP): hubungan sudut pada dua garis sejajar yang dipotong garis transversal, kekongruenan dan kesebangunan, teorema Pythagoras, serta transformasi tunggal (refleksi, translasi, rotasi, dilatasi) pada bidang koordinat. Fase E dan F tidak mengulangnya, tetapi soal TKA SMA tetap mengujinya — termasuk kedudukan dan jarak pada bangun ruang.
🎯Yang perlu kamu kuasai
- Menentukan besar sudut dari pasangan sudut pada garis sejajar.
- Memakai kesebangunan untuk menentukan panjang sisi.
- Menentukan kedudukan dua garis atau garis dan bidang pada kubus, serta sudut dan jarak sederhana.
- Menentukan bayangan titik oleh translasi, refleksi, rotasi, dilatasi, dan komposisinya.
📚Materi
1. Sudut pada garis sejajar
Sudut sehadap, dalam berseberangan, dan luar berseberangan sama besar; sudut dalam sepihak dan luar sepihak berjumlah 180°. Sudut bertolak belakang (misalnya ∠1 dan ∠3) juga sama besar. Jumlah sudut dalam segitiga 180°.
2. Kesebangunan
Dua bangun sebangun jika sudut-sudut yang bersesuaian sama besar dan sisi-sisi yang bersesuaian sebanding. Dua segitiga sebangun cukup jika dua pasang sudutnya sama besar. Pola yang sering muncul: garis sejajar alas di dalam segitiga.
3. Kedudukan dan jarak pada kubus
- Dua garis: berpotongan (satu titik persekutuan), sejajar (sebidang, tidak berpotongan), atau bersilangan (tidak sebidang — tidak sejajar dan tidak berpotongan), misalnya AB dan CG.
- Garis dan bidang: terletak pada bidang, sejajar bidang, atau menembus bidang. Garis tegak lurus bidang jika tegak lurus dua garis berpotongan pada bidang itu — misalnya AE ⟂ bidang ABCD.
- Sudut: AC dan AF adalah diagonal sisi, dan segitiga ACF sama sisi (ketiga sisinya \( a\sqrt{2} \)), sehingga sudutnya 60°.
- Jarak titik ke garis: panjang ruas garis tegak lurus dari titik ke garis — sering dihitung dengan luas segitiga: \( \text{jarak} = \dfrac{2 \times \text{luas}}{\text{alas}} \).
4. Transformasi geometri
| Transformasi | Bayangan titik (x, y) |
|---|---|
| Translasi oleh \( \binom{a}{b} \) | \( (x + a,\ y + b) \) |
| Refleksi sumbu x / sumbu y | \( (x, -y) \) / \( (-x, y) \) |
| Refleksi garis y = x / y = −x | \( (y, x) \) / \( (-y, -x) \) |
| Rotasi pusat O sebesar 90° (berlawanan jarum jam) | \( (-y, x) \) |
| Rotasi pusat O sebesar 180° | \( (-x, -y) \) |
| Rotasi pusat O sebesar −90° (searah jarum jam) | \( (y, -x) \) |
| Dilatasi pusat (a, b), faktor k | \( (a + k(x - a),\ b + k(y - b)) \) |
Pada komposisi transformasi, kerjakan berurutan: bayangan pertama menjadi titik awal transformasi kedua. Faktor dilatasi negatif membalik bayangan ke sisi lain pusat.
✏️Contoh soal
BC tegak lurus bidang ABFE, sehingga BC ⟂ EB dan segitiga EBC siku-siku di B, dengan \( EB = 6\sqrt{2} \), \( BC = 6 \), \( EC = 6\sqrt{3} \).
Jarak B ke EC adalah tinggi segitiga terhadap sisi miring:
📝Latihan
Kerjakan di kertas, lalu buka jawabannya.
1. Pada gambar garis sejajar di atas, ∠4 = 125°. Tentukan ∠5 dan ∠7.
2. Tiang setinggi 2 m membentuk bayangan 3 m; pada saat yang sama sebuah pohon membentuk bayangan 15 m. Berapa tinggi pohon?
3. Pada kubus ABCD.EFGH, tentukan kedudukan pasangan garis BC dan EH, AB dan GH, serta AB dan FG.
4. Titik A(3, −2) dirotasi 90° berlawanan arah jarum jam terhadap O, lalu dicerminkan terhadap sumbu x. Tentukan bayangannya.
5. Titik P(5, 1) didilatasi dengan pusat (1, 3) dan faktor −2. Tentukan bayangannya.
6. Diagonal sisi kubus 8√2 cm. Berapa panjang diagonal ruangnya?
🎯Latihan TKA untuk topik ini
Soal-soal berikut dari latihan TKA Matematika SMA menguji materi di halaman ini. Kerjakan langsung di halaman soal, lalu buka pembahasannya.
- Paket 1 · Soal 10 PG — Menentukan besar sudut menggunakan hubungan sudut-sudut pada dua garis sejajar yang dipotong garis lain.
- Paket 1 · Soal 11 PGK MCMA — Menentukan pasangan garis yang bersilangan pada kubus.
- Paket 1 · Soal 12 PG — Menentukan panjang sisi yang tidak diketahui dengan menerapkan konsep kesebangunan segitiga.
- Paket 1 · Soal 14 PG — Menentukan bayangan titik oleh komposisi rotasi dan refleksi.
- Paket 1 · Soal 15 PG — Menyelesaikan permasalahan kontekstual yang melibatkan jarak dua titik pada bangun ruang.
- Paket 2 · Soal 10 PG — Menentukan besar sudut antara dua diagonal sisi kubus yang berpotongan.
- Paket 2 · Soal 11 PGK MCMA — Menentukan kedudukan garis dan bidang (sejajar, tegak lurus, berpotongan, bersilangan) pada kubus.
- Paket 2 · Soal 12 PG — Menggunakan kesebangunan dua persegi panjang untuk menentukan lebar bingkai.
- Paket 2 · Soal 14 PG — Menentukan bayangan titik oleh dilatasi dengan pusat bukan titik asal dan faktor skala negatif.
- Paket 2 · Soal 15 PG — Menentukan jarak titik ke garis (diagonal ruang) pada kubus.