1. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Bidang dan Garis dalam Ruang Dimensi Tiga
Geometri Analitik Ruang
Yulian Sari, M.Si
Universitas Riau Kepulauan
March 2015
2. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Bidang dalam Ruang Dimensi Tiga
De…nition 1
Jika N adalah vektor tak nol, P0 adalah suatu titik pada
ruang dimensi tiga, maka himpunan semua titik P yang
mana
!
P0P dan N adalah orthogonal dide…nisikan sebagai
bidang yang melalui P0 terhadap N sebaga vektor normal.
3. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Theorem 2
Jika P0(x0, y0, z0) titik pada bidang dan vektor normal
N =(a, b, c), maka persamaan bidang tersebut adalah
a(x x0) + b(y y0) + c(z z0) = 0 (1)
Theorem 3
Jika a, b, c adalah konstanta yang tidak semuanya nol, kurva
dari persamaan
ax + by + cz + d = 0 (2)
adalah bidang dan (a, b, c) adalah vektor normal bidang
tersebut.
4. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
De…nition 4
Dua bidang dikatakan paralel jika dan hanya jika vektor
normal masing-masing bidang tersebut saling paralel
I Misalkan terdapat dua bidang dengan persamaan
sebagai berikut
a1x + b1y + c1z + d1 = 0
dan
a2x + b2y + c2z + d2 = 0
dengan vektor normal berturut-turut N1 = (a1, b1, c1)
dan N2 = (a2, b2, c2), maka dua bidang tersebut paralel
jika dan hanya jika
N1 = kN2, dengan k konstanta.
5. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
De…nition 5
Dua bidang dikatakan tegak lurus jika dan hanya jika vektor
normal masing-masing bidang tersebut orthogonal.
I Misalkan terdapat dua bidang dengan persamaan
sebagai berikut
a1x + b1y + c1z + d1 = 0
dan
a2x + b2y + c2z + d2 = 0
dengan vektor normal berturut-turut N1 = (a1, b1, c1)
dan N2 = (a2, b2, c2), maka dua bidang tersebut tegak
lurus jika dan hanya jika
N1 N2 = 0.
6. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Example 6
Tentukan jarak bidang 2x y + 2z + 10 = 0 ke titik (1, 4, 6)
Penyelesaian.
I Misalkan P adalah titik (1, 4, 6) dan pilih sebarang titik
Q pada suatu bidang.
7. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Example 6
Tentukan jarak bidang 2x y + 2z + 10 = 0 ke titik (1, 4, 6)
Penyelesaian.
I Misalkan P adalah titik (1, 4, 6) dan pilih sebarang titik
Q pada suatu bidang.
I Agar lebih mudah, pilihlah titik yang berpotongan pada
sumbu x. Misal Q( 5, 0, 0)
8. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Example 6
Tentukan jarak bidang 2x y + 2z + 10 = 0 ke titik (1, 4, 6)
Penyelesaian.
I Misalkan P adalah titik (1, 4, 6) dan pilih sebarang titik
Q pada suatu bidang.
I Agar lebih mudah, pilihlah titik yang berpotongan pada
sumbu x. Misal Q( 5, 0, 0)
I Diperoleh
!
QP = 6i + 4j + 6k
dan vektor normalnya
N = 2i j + 2k
9. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
I Perhatikan gambar berikut
10. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
I Perhatikan gambar berikut
I
11. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
I Perhatikan gambar berikut
I
I Karena
d =
!
QP cos θ
dan
cos θ =
N0 !
QP
jN0j
!
QP
,
12. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
sehingga
d =
!
QP
N0 !
QP
jN0j
!
QP
=
N0 !
QP
jN0j
=
j(2i j + 2k) (6i + 4j + 6k)j
p
4 + 1 + 4
=
20
3
13. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Persamaan Parametrik dan Persamaan Simetrik
I Misalkan L adalah garis dalam ruang dimensi tiga
sedemikian sehingga memuat titik P0(x0, y0, z0) dan
paralel dengan vektor R = (a, b, c), sehingga garis L
adalah himpunan titik P(x, y, z) sedemikian sehingga
!
P0P paralel dengan vektor R.
14. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Persamaan Parametrik dan Persamaan Simetrik
I Misalkan L adalah garis dalam ruang dimensi tiga
sedemikian sehingga memuat titik P0(x0, y0, z0) dan
paralel dengan vektor R = (a, b, c), sehingga garis L
adalah himpunan titik P(x, y, z) sedemikian sehingga
!
P0P paralel dengan vektor R.
I Misalkan t adalah skalar yang bukan nol, maka
!
P0P = tR.
15. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Persamaan Parametrik dan Persamaan Simetrik
I Misalkan L adalah garis dalam ruang dimensi tiga
sedemikian sehingga memuat titik P0(x0, y0, z0) dan
paralel dengan vektor R = (a, b, c), sehingga garis L
adalah himpunan titik P(x, y, z) sedemikian sehingga
!
P0P paralel dengan vektor R.
I Misalkan t adalah skalar yang bukan nol, maka
!
P0P = tR.
I Perhatikan gambar berikut.
16. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
I Karena
!
P0P = (x x0, y y0, z z0)
sehingga
(x x0, y y0, z z0) = t(a, b, c).
17. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
I Karena
!
P0P = (x x0, y y0, z z0)
sehingga
(x x0, y y0, z z0) = t(a, b, c).
I Hal tersebut berarti
x x0 = ta, y y0 = tb, z z0 = tc.
atau
x = x0 + ta, y = y0 + tb, z = z0 + tc.
18. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
I Karena
!
P0P = (x x0, y y0, z z0)
sehingga
(x x0, y y0, z z0) = t(a, b, c).
I Hal tersebut berarti
x x0 = ta, y y0 = tb, z z0 = tc.
atau
x = x0 + ta, y = y0 + tb, z = z0 + tc.
I Misalkan parameter t adalah sebarang bilangan riil, titik
P adalah suatu titik pada garis L sedemikian sehingga
merepresentasikan garis L, sehingga persamaan diatas
disebut sebagai persamaan parametrik pada garis.
19. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
I Karena
!
P0P = (x x0, y y0, z z0)
sehingga
(x x0, y y0, z z0) = t(a, b, c).
I Hal tersebut berarti
x x0 = ta, y y0 = tb, z z0 = tc.
atau
x = x0 + ta, y = y0 + tb, z = z0 + tc.
I Misalkan parameter t adalah sebarang bilangan riil, titik
P adalah suatu titik pada garis L sedemikian sehingga
merepresentasikan garis L, sehingga persamaan diatas
disebut sebagai persamaan parametrik pada garis.
I Jika salah satu nilai a, b, c adalah 0, maka dengan
eliminasi diperoleh
x x0
a
=
y y0
b
=
z z0
c
disebut sebagai persamaan simetrik pada garis.
20. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Example 7
Persamaan parametriks dari suatu garis yang paralel dengan
vektor yang direpresentasikan oleh R = (11, 8, 10) dan
memuat titik (8, 12, 6) adalah
x = 8 + 11t, y = 12 + 8t, z = 6 + 10t
Berikut gambar yang sesuai dengan ilustrasi tersebut
21. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Soal Latihan
1. Tentukan dua persamaan simetriks dari garis yang
melalui titik (-3,2,4) dan (6,1,2)
22. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Soal Latihan
1. Tentukan dua persamaan simetriks dari garis yang
melalui titik (-3,2,4) dan (6,1,2)
2. Diberikan dua bidang x + 3y z 9 = 0 dan
2x 3y + 4z + 3 = 0 yang saling berpotongan.
Tentukan
23. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Soal Latihan
1. Tentukan dua persamaan simetriks dari garis yang
melalui titik (-3,2,4) dan (6,1,2)
2. Diberikan dua bidang x + 3y z 9 = 0 dan
2x 3y + 4z + 3 = 0 yang saling berpotongan.
Tentukan
2.1 persamaan simetrik
24. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Soal Latihan
1. Tentukan dua persamaan simetriks dari garis yang
melalui titik (-3,2,4) dan (6,1,2)
2. Diberikan dua bidang x + 3y z 9 = 0 dan
2x 3y + 4z + 3 = 0 yang saling berpotongan.
Tentukan
2.1 persamaan simetrik
2.2 persamaan parametrik
25. Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Pendidikan
Matematika
Bidang dan Garis
dalam Ruang
Dimensi Tiga
Soal Latihan
1. Tentukan dua persamaan simetriks dari garis yang
melalui titik (-3,2,4) dan (6,1,2)
2. Diberikan dua bidang x + 3y z 9 = 0 dan
2x 3y + 4z + 3 = 0 yang saling berpotongan.
Tentukan
2.1 persamaan simetrik
2.2 persamaan parametrik
3. Tentukan persamaan simetrik dari garis yang melalui
titik (1, 1, 1) tegak lurus dengan garis 3x = 2y = z
dan paralel dengan bidang x + y z = 0