Bank Soal Dan Pembahasan Matematika Dasar Lingkaran
Catatan calon guru yang kita diskusikan ketika ini akan membahas perihal Matematika Dasar Lingkaran. Materi lingkaran, mungkin salah satu bahan paling umum kita dengar di matematika. Sejak duduk di Sekolah Dasar, bundar sudah diperkenalkan melalui ban sepeda yang sering kita mainkan kemudian dihubungkan dengan jari-jari ada roda sepeda.Lingkaran pada tahapan berikut ini akan membahas perihal bundar dalam bentuk persamaan lingkaran. Bicara perihal persamaan, maka ada baiknya kita sudah mengenal sedikit perihal matematika dasar persamaan kuadrat, alasannya ialah bundar ini akan memuat banyak bentuk persamaan kuadrat.
Penerapan bundar dalam kehidupan sehari-hari juga sangat banyak, yang paling sederhana sudah kita sebutkan di awal yaitu bundar pada bagain sepeda. Mempelajari dan memakai aturan-aturan pada bundar juga sangatlah mudah, kalau Anda mengikuti step by step yang kita diskusikan dibawah ini, maka anda akan dengan gampang memahami soal-soal bundar dan menemukan solusinya.
Kesulitan menganalisa kalimat soal jadi salah satu duduk masalah paling umum dalam diskusi perihal lingkaran. Mudah-mudahan diksusi kita berikut ini menambah pemahaman perihal lingkaran.
Seperti apa tingkat kesulitannya, mari kita simak beberapa sampel soal untuk dibahas yaitu dari soal-soal SBMPTN (Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri) atau SMMPTN (Seleksi Mandiri Masuk Perguruan Tinggi Negeri) dan UN (Ujian Nasional). Soal-soal dan pembahasan perihal bundar ini masih jauh dari sempurna, jadi kalau ada masukan yang sifatnya membangun silahkan disampaikan.
Sebagai catatan, beberapa hukum dasar sederhana pada Lingkaran berikut ini mungkin membantu dalam menuntaskan duduk masalah yang berkaitan dengan lingkaran;
Persamaan Lingkaran
- Pusat $(0,0)$ dengan jari-jari $r$
$\Leftrightarrow $ Persamaan Lingkaran $x^{2}+y^{2}=r^{2}$ - Pusat $(a,b)$ dengan jari-jari $r$
$\Leftrightarrow $ Persamaan Lingkaran $(x-a)^{2}+(y-b)^{2}=r^{2}$ - Persamaan Umum Lingkaran $x^{2}+y^{2}+Ax+By+C=0$
$\Leftrightarrow $ Pusat $\left (-\frac{1}{2}A,-\frac{1}{2}B \right )$ dengan jari-jari $r=\sqrt{\frac{1}{4}A^{2}+\frac{1}{4}B^{2}-C}$
Hubungan Titik $A(p,q)$ Pada bundar $L:x^{2}+y^{2}=r^{2}$
- Jika nilai $K=p^{2}+q^{2}$ dan $K \gt r^{2}$ maka titik $A$ di luar $L$;
- Jika nilai $K=p^{2}+q^{2}$ dan $K = r^{2}$ maka titik $A$ tepat pada $L$;
- Jika nilai $K=p^{2}+q^{2}$ dan $K \lt r^{2}$ maka titik $A$ di dalam $L$;
Hubungan Titik $A(p,q)$ Pada bundar $L:(x-a)^{2}+(y-b)^{2}=r^{2}$
- Jika nilai $K=(p-a)^{2}+(q-b)^{2}$ dan $K \gt r^{2}$ maka titik $A$ di luar $L$;
- Jika nilai $K=(p-a)^{2}+(q-b)^{2}$ dan $K = r^{2}$ maka titik $A$ tepat pada $L$;
- Jika nilai $K=(p-a)^{2}+(q-b)^{2}$ dan $K \lt r^{2}$ maka titik $A$ di dalam $L$;
Hubungan Titik $A(p,q)$ Pada bundar $L:x^{2}+y^{2}+Ax+By+C=0$
- Jika nilai $K=p^{2}+q^{2}+Ap+Bq+C$ dan $K \gt 0$ maka titik $A$ di luar $L$;
- Jika nilai $K=p^{2}+q^{2}+Ap+Bq+C$ dan $K = 0$ maka titik $A$ tepat pada $L$;
- Jika nilai $K=p^{2}+q^{2}+Ap+Bq+C$ dan $K \lt 0$ maka titik $A$ di dalam $L$;
Hubungan garis dengan lingkaran
Misal Jika diketahui persamaan garis $y=mx+n$ dan bundar $L:x^{2}+y^{2}+Ax+By+C=0$, maka dengan mensubstitusi $y=mx+n$ ke bundar $L$ akan diperoleh persamaan kuadrat. Dari persamaan kuadrat komplotan tersebut kita sanggup peroleh nilai $D=b^{2}-4ac$- Jika nilai $D \gt 0$ maka garis memotong lingkaran;
- Jika nilai $D = 0$ maka garis menyinggung lingkaran;
- Jika nilai $D \lt 0$ maka garis tidak memotong dan tidak menyinggung lingkaran;
Persamaan Garis Singgung (PGS) Lingkaran
- Jika diketahui titik singgung $(x_{1},y_{1})$ pada lingkaran
- Persamaan Lingkaran $x^{2}+y^{2}=r^{2}$
$\Leftrightarrow $ PGS: $xx_{1} +yy_{1} =r^{2}$ - Persamaan Lingkaran $(x-a)^{2}+(y-b)^{2}=r^{2}$
$\Leftrightarrow $ PGS: $(x-a)(x_{1}-a)+(y-b)(y_{1}-b)=r^{2}$ - Persamaan Lingkaran $x^{2}+y^{2}+Ax+By+C=0$
$\Leftrightarrow $ PGS: $xx_{1} +yy_{1}+\frac{1}{2}A(x+x_{1})+\frac{1}{2}B(y+y_{1})+C=0$ - Jika diketahui gradien garis singgung bundar $(m)$
- Persamaan Lingkaran $x^{2}+y^{2}=r^{2}$
$\Leftrightarrow $ PGS: $y=mx\pm r\sqrt{m^{2}+1}$ - Persamaan Lingkaran $(x-a)^{2}+(y-b)^{2}=r^{2}$
$\Leftrightarrow $ PGS: $y-b=m(x-a)\pm r\sqrt{m^{2}+1}$
Jarak Titik ke Garis
Jarak titik $(x_{1},y_{1})$ ke garis $ax+by+c=0$ adalah:$d=\left| \dfrac{ax_{1}+by_{1}+c}{\sqrt{a^{2}+b^{2}}} \right|$
1. Soal SBMPTN 2016 Kode 322 (*Soal Lengkap)
Diketahui dua buah bundar dengan titik sentra yang sama, berturut-turut berjari-jari $R_{1}$ dan $R_{2}$ dengan $R_{1}>R_{2}$. Jika panjang tali busur $AB=10$, maka selisih luas bundar tersebut adalah...
$\begin{align}
(A)\ & 10 \pi \\
(B)\ & 15 \pi \\
(C)\ & 20 \pi \\
(D)\ & 25 \pi \\
(E)\ & 30 \pi
\end{align}$
Alternatif Pembahasan: 
Dengan memperhatikan gambar diatas, $\bigtriangleup OAB$ ialah segitiga sama kaki. sehingga kalau $OC$ merupakan garis tinggi, maka berlaku;
$\begin{align}
OA^{2} & = AC^{2}+OC^{2} \\
R_{1}^{2} & = 5^{2}+R_{2}^{2} \\
R_{1}^{2}-R_{2}^{2} & = 5^{2} \\
R_{1}^{2}-R_{2}^{2} & = 25
\end{align}$
Selisih luas kedua bundar ialah $ \pi \left(R_{1}^{2} - R_{2}^{2}\right) = \pi (25)= 25 \pi $
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(D)\ 25 \pi$
Untuk menghitung Selisih luas bundar maka perhitungannya adalah;
$\pi R_{1}^{2}-\pi R_{2}^{2} $
$=\pi \left (R_{1}^{2}-R_{2}^{2} \right )$
Sampai pada perhitungan ini kita membutuhkan kuadrat selisih dari jari-jari lingkaran.
$\begin{align}
OA^{2} & = AC^{2}+OC^{2} \\
R_{1}^{2} & = 5^{2}+R_{2}^{2} \\
R_{1}^{2}-R_{2}^{2} & = 5^{2} \\
R_{1}^{2}-R_{2}^{2} & = 25
\end{align}$
Selisih luas kedua bundar ialah $ \pi \left(R_{1}^{2} - R_{2}^{2}\right) = \pi (25)= 25 \pi $
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(D)\ 25 \pi$
2. Soal SBMPTN 2016 Kode 234 (*Soal Lengkap)
Titik $(0,b)$ ialah titik potong garis singgung komplotan luar bundar luar $x^{2}+y^{2}=16$ dan $(x-8)^{2}+(y-8)^{2}=16$ dengan sumbu $y$. Nilai $b=\cdots$
$\begin{align}
(A)\ & 4\sqrt{2} \\
(B)\ & 3\sqrt{2} \\
(C)\ & 2\sqrt{2} \\
(D)\ & 2\sqrt{3} \\
(E)\ & \sqrt{3}
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:
$g_{1}$ dan $g_{3}$ ialah garis singgung komplotan luar lingkaran, sehingga garis singgung komplotan luar bundar memotong sumbu $y$ di dua titik kemungkinan.
Untuk mengetahui koordinat titik $(0,b)$ kita cari tahu persamaan $g_{1}$ atau $g_{3}$, sanggup kita ketahui dengan memakai persamaan garis singgung bundar dengan sentra $(0,0)$, $r=4$ dan gradien $m$
$y=mx\pm r\sqrt{1+m^{2}}$
$y=mx\pm 4\sqrt{1+m^{2}}$
Untuk mengetahui gradien $g_{1}$ kita hitung dari gradien $g_{2}$ alasannya ialah $g_{1}$ sejajar dengan $g_{2}$ sehingga gradiennya sama.
Gradien $g_{2}$
$\begin{align}
m_{2} & = \frac{y_{2}-y_{1}}{x_{2}-x_{1}} \\
m_{2} & = \frac{8-0}{8-2} \\
m_{2} & = 1 \\
m_{1} & = 1 \\
\end{align}$
Persamaan $g_{1}$ ialah
$y=mx\pm 4\sqrt{1+m^{2}}$
$y=x\pm 4\sqrt{1+1}$
$y=x\pm 4\sqrt{2}$
Saat garis $g_{1}$ memotong sumbu $y$ sehingga $x=0$ maka $y= 4\sqrt{2}$ atau $y= -4\sqrt{2}$
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(A)\ 4\sqrt{2}$
Apa yang disampaikan pada soal kalau kita gambar, kurang lebih menyerupai tampak pada gambar berikut ini;
Untuk mengetahui koordinat titik $(0,b)$ kita cari tahu persamaan $g_{1}$ atau $g_{3}$, sanggup kita ketahui dengan memakai persamaan garis singgung bundar dengan sentra $(0,0)$, $r=4$ dan gradien $m$
$y=mx\pm r\sqrt{1+m^{2}}$
$y=mx\pm 4\sqrt{1+m^{2}}$
Untuk mengetahui gradien $g_{1}$ kita hitung dari gradien $g_{2}$ alasannya ialah $g_{1}$ sejajar dengan $g_{2}$ sehingga gradiennya sama.
Gradien $g_{2}$
$\begin{align}
m_{2} & = \frac{y_{2}-y_{1}}{x_{2}-x_{1}} \\
m_{2} & = \frac{8-0}{8-2} \\
m_{2} & = 1 \\
m_{1} & = 1 \\
\end{align}$
Persamaan $g_{1}$ ialah
$y=mx\pm 4\sqrt{1+m^{2}}$
$y=x\pm 4\sqrt{1+1}$
$y=x\pm 4\sqrt{2}$
Saat garis $g_{1}$ memotong sumbu $y$ sehingga $x=0$ maka $y= 4\sqrt{2}$ atau $y= -4\sqrt{2}$
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(A)\ 4\sqrt{2}$
3. Soal SBMPTN 2015 Kode 508 (*Soal Lengkap)
Misalkan titik $A$ dan $B$ pada bundar $x^{2}+y^{2}-6x-2y+k=0$ sehingga garis singgung bundar di titik $A$ dan $B$ berpotongan di $C(8,1)$. Jika luas segiempat yang melalui $A,B,C,$ dan sentra bundar ialah $12$, maka $k=\cdots$
$\begin{align}
(A)\ & -1 \\
(B)\ & 0 \\
(C)\ & 1 \\
(D)\ & 2 \\
(E)\ & 3
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:
Luas $PABC$ ialah $\left [ PACB \right ]=OA\cdot AC$
$OA \cdot AC=12$
Dari persamaan bundar $x^{2}+y^{2}-6x-2y+k=0$ kita sanggup nilai $r=OA$,
$\begin{align}
r & = \sqrt{\frac{1}{4}A^{2}+\frac{1}{4}B^{2}-C} \\
& = \sqrt{\frac{1}{4}(-6)^{2}+\frac{1}{4}(-2)^{2}-k} \\
& = \sqrt{10-k}
\end{align}$
Begitu juga dari $\bigtriangleup OAC$ kita sanggup nilai $AC$.
$\begin{align}
OA^{2}+AC^{2} & = OC^{2} \\
r^{2}+AC^{2} & = 5^{2} \\
AC^{2} & = 5^{2}-r^{2} \\
& = 25-\left (10-k \right ) \\
& = 15+k \\
AC & = \sqrt{15+k}
\end{align}$
$\begin{align}
OA\ \cdot AC & = 12 \\
\sqrt{10-k} \cdot \sqrt{15+k} & = 12 \\
(10-k) \cdot (15+k) & = 144 \\
150-5k-k^{2} & = 144 \\
k^{2}+5k-6 & = 144 \\
(k+6)(k-1) & = 0
\end{align}$
Nilai $k$ yang memenuhi ialah $k=-6$ atau $k=1$
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(C)\ 1$
Apa yang disampaikan pada soal kalau kita coba gambar, kurang lebih menyerupai tampak pada gambar berikut ini;
$OA \cdot AC=12$
Dari persamaan bundar $x^{2}+y^{2}-6x-2y+k=0$ kita sanggup nilai $r=OA$,
$\begin{align}
r & = \sqrt{\frac{1}{4}A^{2}+\frac{1}{4}B^{2}-C} \\
& = \sqrt{\frac{1}{4}(-6)^{2}+\frac{1}{4}(-2)^{2}-k} \\
& = \sqrt{10-k}
\end{align}$
Begitu juga dari $\bigtriangleup OAC$ kita sanggup nilai $AC$.
$\begin{align}
OA^{2}+AC^{2} & = OC^{2} \\
r^{2}+AC^{2} & = 5^{2} \\
AC^{2} & = 5^{2}-r^{2} \\
& = 25-\left (10-k \right ) \\
& = 15+k \\
AC & = \sqrt{15+k}
\end{align}$
$\begin{align}
OA\ \cdot AC & = 12 \\
\sqrt{10-k} \cdot \sqrt{15+k} & = 12 \\
(10-k) \cdot (15+k) & = 144 \\
150-5k-k^{2} & = 144 \\
k^{2}+5k-6 & = 144 \\
(k+6)(k-1) & = 0
\end{align}$
Nilai $k$ yang memenuhi ialah $k=-6$ atau $k=1$
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(C)\ 1$
4. Soal SBMPTN 2014 Kode 572 (*Soal Lengkap)
Persamaan garis lurus yang melalui titik potong lingkaran-lingkaran yang melalui titik $(-2,-1)$ dan menyinggung sumbu $x$ dan sumbu $y$ adalah...
$\begin{align}
(A)\ & x+2y+4=0 \\
(B)\ & x+3y+5=0 \\
(C)\ & x+y+3=0 \\
(D)\ & 2x+y+5=0 \\
(E)\ & 3x+y+7=0
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:
Untuk bundar yang menyinggung sumbu $x$ dan sumbu $y$ mempunyai ciri-ciri khusus yaitu kalau jari-jari $r=a$ maka titik sentra hanya ada 4 kemungkinan yaitu $(a,a)$ , $(-a,a)$, $(a,-a)$, dan $(-a,-a)$.
Pada soal dikatakan bundar melalui titik $(-2,-1)$ maka bundar yang dimaksud berada pada kwadran IV sehingga titik sentra ialah $(-a,-a)$. Persamaan bundar ialah
$\left (x-a \right )^{2}+\left (y-b \right )^{2}=r^{2}$
$\left (x+a \right )^{2}+\left (y+a \right )^{2}=a^{2}$
alasannya ialah bundar melaui titik (-2,-1) maka;
$\begin{align}
\left (-2+a \right )^{2}+\left (-1+a \right )^{2} & = a^{2} \\
4-4a+a^{2}+1-2a^{2} & = a^{2} \\
a^{2}-6a+5 & = 0 \\
(a-5)(a-1) & = 0 \\
a & = 1 \\
a & = 5
\end{align}$
Untuk $a=5$, persamaan bundar adalah
$\left (x+a \right )^{2}+\left (y+a \right )^{2}=a^{2}$
$\left (x+5 \right )^{2}+\left (y+5 \right )^{2}=5^{2}$
$x^{2}+y^{2}+10x+10y+25=0$
Untuk $a=1$, persamaan bundar adalah
$\left (x+a \right )^{2}+\left (y+a \right )^{2}=a^{2}$
$\left (x+1 \right )^{2}+\left (y+1 \right )^{2}=1^{2}$
$x^{2}+y^{2}+2x+2y+1=0$
Untuk mendapat persamaan garis yang melalui titik potong dua lingkaran, sanggup dengan mengeliminasi kedua persamaan lingkaran.
$\begin{array}{c|c|cc}
x^{2}+y^{2}+10x+10y+25=0 & \\
x^{2}+y^{2}+2x+2y+1=0 & (-) \\
\hline
8x+8y+24=0 & \\
x+ y+3=0
\end{array} $
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(C)\ x+y+3=0$
Dua bundar yang menyinggung sumbu $x$ dan sumbu $y$ kalau kita gambarkan kurang lebih menyerupai gambar berikut:
Pada soal dikatakan bundar melalui titik $(-2,-1)$ maka bundar yang dimaksud berada pada kwadran IV sehingga titik sentra ialah $(-a,-a)$. Persamaan bundar ialah
$\left (x-a \right )^{2}+\left (y-b \right )^{2}=r^{2}$
$\left (x+a \right )^{2}+\left (y+a \right )^{2}=a^{2}$
alasannya ialah bundar melaui titik (-2,-1) maka;
$\begin{align}
\left (-2+a \right )^{2}+\left (-1+a \right )^{2} & = a^{2} \\
4-4a+a^{2}+1-2a^{2} & = a^{2} \\
a^{2}-6a+5 & = 0 \\
(a-5)(a-1) & = 0 \\
a & = 1 \\
a & = 5
\end{align}$
Untuk $a=5$, persamaan bundar adalah
$\left (x+a \right )^{2}+\left (y+a \right )^{2}=a^{2}$
$\left (x+5 \right )^{2}+\left (y+5 \right )^{2}=5^{2}$
$x^{2}+y^{2}+10x+10y+25=0$
Untuk $a=1$, persamaan bundar adalah
$\left (x+a \right )^{2}+\left (y+a \right )^{2}=a^{2}$
$\left (x+1 \right )^{2}+\left (y+1 \right )^{2}=1^{2}$
$x^{2}+y^{2}+2x+2y+1=0$
Untuk mendapat persamaan garis yang melalui titik potong dua lingkaran, sanggup dengan mengeliminasi kedua persamaan lingkaran.
$\begin{array}{c|c|cc}
x^{2}+y^{2}+10x+10y+25=0 & \\
x^{2}+y^{2}+2x+2y+1=0 & (-) \\
\hline
8x+8y+24=0 & \\
x+ y+3=0
\end{array} $
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(C)\ x+y+3=0$
5. Soal SBMPTN 2014 Kode 512 (*Soal Lengkap)
Jika bundar $x^{2}+y^{2}-2ax+b=0$ mempunyai jari-jari $2$ dan menyinggung $x-y=0$, maka nilai $a^{2}+b$ adalah
$\begin{align}
(A)\ & 12 \\
(B)\ & 8 \\
(C)\ & 4 \\
(D)\ & 2 \\
(E)\ & 0
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:
Lingkaran $x^{2}+y^{2}-2ax+b=0$ mempunyai jari-jari $r=2$
$\begin{align}
r & = \sqrt{\frac{1}{4}A^{2}+\frac{1}{4}B^{2}-C} \\
2 & = \sqrt{\frac{1}{4}(-2a)^{2}-b} \\
4 & = a^{2}-b\ \cdots\ (1)
\end{align}$
Lingkaran $x^{2}+y^{2}-2ax+b=0$ menyinggung $y=x$ maka Diskriminan Persamaan Kuadrat komplotan ialah nol.
$x^{2}+x^{2}-2ax+b=0$
$2x^{2}-2ax+b=0$
$\begin{align}
D & = 0 \\
b^{2}-4ac & = 0 \\
(-2a)^{2}-4(2)(b) & = 0 \\
4a^{2}-8b & = 0 \\
a^{2}-2b & = 0\ \cdots\ (2) \\
\end{align}$
Jika persamaan $(1)$ dan $(2)$ kita eliminasi maka;
$\begin{array}{c|c|cc}
a^{2}-b=4 & \\
a^{2}-2b=0 & (-) \\
\hline
b =4\ &\ a^{2}-b =4 \\
&\ a^{2}-4 =4 \\
&\ a^{2} =8 \\
a^{2}+b=12
\end{array} $
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(A)\ 12$
6. Soal UN Matematika IPA 2016 (*Soal Lengkap]
Persamaan garis singgung bundar $x^{2}+y^{2}-6x+4y-12=0$ di titik $(7,-5)$ adalah...
$\begin{align}
(A)\ & 4x-3y=43 \\
(B)\ & 4x+3y=23 \\
(C)\ & 3x-4y=41 \\
(D)\ & 10x+3y=55 \\
(E)\ & 4x-5y=53
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:
Persamaan garis singgung Lingkaran $x^{2}+y^{2}+Ax+By+C=0$ di titik $\left ( x_{1},y_{1} \right )$ adalah;
$xx_{1}+yy_{1}+\frac{1}{2}Ax+\frac{1}{2}Ax_{1}+\frac{1}{2}By+\frac{1}{2}By_{1}+C=0$
Persamaan garis singgung untuk bundar $x^{2}+y^{2}-6x+4y-12=0$ di titik $(7,-5)$ adalah
$x(7)+y(-5)+\frac{1}{2}(-6)x+\frac{1}{2}(-6)(7)+\frac{1}{2}(4)y+\frac{1}{2}(4)(-5)-12=0$
$7x-5y-3x-21+2y-10-12=0$
$4x-3y=43$
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(A)\ 4x-3y=43$
7. Soal UMB-PT 2014 Kode 573 (*Soal Lengkap]
Jika garis $x=2y+5$ memotong bundar $x^{2}+y^{2}-4x+8y+10=0$ di titik $A$ dan $B$, maka panjang ruas garis $AB$ adalah...
$\begin{align}
(A)\ & 4 \\
(B)\ & 5 \\
(C)\ & 4\sqrt{2} \\
(D)\ & 2\sqrt{5} \\
(E)\ & 4\sqrt{3}
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:
Titik potong bundar dan garis sanggup kita ketahui dengan mensubsitusi $x=2y+5$ ke persamaan $x^{2}+y^{2}-4x+8y+10=0$.
$\begin{align}
x^{2}+y^{2}-4x+8y+10 & = 0 \\
(2y+5)^{2}+y^{2}-4(2y+5)+8y+10 & = 0 \\
4y^{2}+20y+25+y^{2}-8y-20+8y+10 & = 0 \\
5y^{2}+20y+15 & = 0 \\
y^{2}+4y+3 & = 0 \\
(y+3)(y+1) & = 0
\end{align}$
$y=-1\ \text{maka}\ x= 2(-1)+5=3$
$y=-3\ \text{maka}\ x= 2(-3)+5=-1$
Kita peroleh titik potong garis dan bundar ialah di $A(3,-1)$ dan $B(-1,-3)$, panjang ruas garis $AB$ adalah
$\begin{align}
d & = \sqrt{(-3+1)^{2}+(-1-3)^{2}} \\
& = \sqrt{4+16} \\
& = 2\sqrt{5}
\end{align}$
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(D)\ 2\sqrt{5}$
8. Soal UMB-PT 2013 Kode 172 (*Soal Lengkap]
Jika pada bundar $L:x^{2}+y^{2}+2x-4y+3=0$ dibentuk garis singgung $g$ di titik $(0,1)$ dan garis singgung $h$ di titik $(0,3)$, maka garis $g$ dan $h$ berpotongan di titik...
$\begin{align}
(A)\ & (2,4) \\
(B)\ & (2,3) \\
(C)\ & (1,-1) \\
(D)\ & (1,1) \\
(E)\ & (1,2)
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:
Garis singgung bundar $x^{2}+y^{2}+2x-4y+3=0$ di titik $(0,1)$ adalah:
$x(0) +y(1)+\frac{1}{2}(2)(x+0)+\frac{1}{2}(-4)(y+(1))+3=0$
$y +x-2y-2+3=0$
$ x-y =-1$
Garis singgung bundar $x^{2}+y^{2}+2x-4y+3=0$ di titik $(0,3)$ adalah:
$x(0) +y(3)+\frac{1}{2}(2)(x+0)+\frac{1}{2}(-4)(y+(3))+3=0$
$3y +x-2y-6+3=0$
$ x+y =3$
Titik potong garis $g$ dan $h$ adalah:
$\begin{array}{c|c|cc}
x-y=-1 & \\
x+y =3 & (+) \\
\hline
2x =2 & \\
x =1 & \\
y=2
\end{array} $
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(E)\ (1,2)$
9. Soal SBMPTN 2017 Kode 106 (*Soal Lengkap]
Diketahui suatu bundar kecil dengan radius $3\sqrt{2}$ melalui sentra suatu bundar besar yang mempunyai radius $6$. Ruas garis yang menghubungkan dua titik potong bundar merupakan diameter dari bundar kecil, menyerupai pada gambar. Luas tempat irisan kedua bundar ialah ...
$(A)\ 18\pi+18$
$(B)\ 18\pi-18$
$(C)\ 14\pi+14$
$(D)\ 14\pi-15$
$(E)\ 10\pi+10$
Alternatif Pembahasan:
Pada soal diberitahu ruas garis yang menghubungkan dua titik potong bundar merupakan diameter dari bundar kecil, sehingga gambar sanggup kita sajikan menyerupai berikut;
Dari gambar diatas luas irisan bundar ialah luas tempat biru ditambah luas tempat kuning. Kita sanggup menghitung luas tempat biru yang merupakan luas setengah bundar kecil alasannya ialah $AC$ merupakan diameter bundar kecil.
$\begin{split}
\Rightarrow Luas\ Biru & = \frac{1}{2} \pi r^{2} \\
& = \frac{1}{2} \pi (3\sqrt{2})^{2}\\
& = \frac{1}{2} \pi (18)\\
& = 9 \pi
\end{split}$
Untuk menghitung luas tempat kuning yang merupakan luas tembereng bundar yang besar, sanggup dipakai dengan menghitung selisih luas juring $ABC$ dengan luas segitiga $ABC$.
Karena $AC$ merupakan diameter sehingga $\measuredangle ABC=90^{\circ}$, sehingga;
$\begin{split}
\Rightarrow Luas\ Juring ABC & = \frac{90^{\circ}}{360^{\circ}} \pi r^{2} \\
& = \frac{1}{4} \pi (6)^{2} \\
& = \frac{1}{4} \pi 36 \\
& = 9 \pi\\
\Rightarrow Luas\ \bigtriangleup ABC & = \frac{1}{2} 6 \cdot 6 \\
& = 18 \\
\Rightarrow Luas\ Tembereng & = 9 \pi - 18
\end{split}$
Luas irisan bundar $=$ luas biru $+$ luas tembereng $=9 \pi +9 \pi - 18=18 \pi - 18$
$\therefore$ Pilihan yang sesuai ialah $(B)\ 18\pi-18$
Luas tempat irisan kedua lingkaran kalau kita arsir kurang lebih gambarnya menjadi sebagai berikut;
$\begin{split}
\Rightarrow Luas\ Biru & = \frac{1}{2} \pi r^{2} \\
& = \frac{1}{2} \pi (3\sqrt{2})^{2}\\
& = \frac{1}{2} \pi (18)\\
& = 9 \pi
\end{split}$
Untuk menghitung luas tempat kuning yang merupakan luas tembereng bundar yang besar, sanggup dipakai dengan menghitung selisih luas juring $ABC$ dengan luas segitiga $ABC$.
$\begin{split}
\Rightarrow Luas\ Juring ABC & = \frac{90^{\circ}}{360^{\circ}} \pi r^{2} \\
& = \frac{1}{4} \pi (6)^{2} \\
& = \frac{1}{4} \pi 36 \\
& = 9 \pi\\
\Rightarrow Luas\ \bigtriangleup ABC & = \frac{1}{2} 6 \cdot 6 \\
& = 18 \\
\Rightarrow Luas\ Tembereng & = 9 \pi - 18
\end{split}$
Luas irisan bundar $=$ luas biru $+$ luas tembereng $=9 \pi +9 \pi - 18=18 \pi - 18$
$\therefore$ Pilihan yang sesuai ialah $(B)\ 18\pi-18$
10. Soal UTBK Tes Kompetensi Akademik SAINTEK 2019
Persamaan bundar yang pusatnya terletak pada garis $2x+3y-5=0$ serta menyinggung sumbu $X$ negatif dan sumbu $Y$ konkret adalah...
$\begin{align}
(A)\ & x^{2}+y^{2}+10x-10y+25=0 \\
(B)\ & x^{2}+y^{2}-10x+10y+25=0 \\
(C)\ & x^{2}+y^{2}-10x+10y-15=0 \\
(D)\ & x^{2}+y^{2}+5x+10y+15=0 \\
(E)\ & x^{2}+y^{2}+5x-10y+15=0
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:
Dari gambar di atas, sanggup kita misalkan sentra bundar ialah $(-a,a)$ dan jari-jari $a$. Karena garis $2x+3y-5=0$ melalui sentra bundar $(-a,a)$ sehingga berlaku:
$\begin{align}
2x+3y-5 &= 0 \\
2(-a)+3(a)-5 &= 0 \\
a &= 5 \\
\hline
(x-a)^{2}+(y-b)^{2} &=r^{2} \\
(x+a)^{2}+(y-a)^{2} &=5^{2} \\
(x+5)^{2}+(y-5)^{2} &=5^{2} \\
x^{2}+10x+25+y^{2}-10y+25 &=25 \\
x^{2}+y^{2}+10x-10y+25 &=0
\end{align}$
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(A)\ x^{2}+y^{2}+10x-10y+25=0$
Catatan calon guru perihal Lingkaran yang mungkin kita butuhkan adalah:
- Pusat $(a,b)$ dengan jari-jari $r$
$\Leftrightarrow $ Persamaan Lingkaran $(x-a)^{2}+(y-b)^{2}=r^{2}$ - Persamaan Umum Lingkaran $x^{2}+y^{2}+Ax+By+C=0$
$\Leftrightarrow $ Pusat $\left (-\frac{1}{2}A,-\frac{1}{2}B \right )$ dengan jari-jari $r=\sqrt{\frac{1}{4}A^{2}+\frac{1}{4}B^{2}-C}$
$\begin{align}
2x+3y-5 &= 0 \\
2(-a)+3(a)-5 &= 0 \\
a &= 5 \\
\hline
(x-a)^{2}+(y-b)^{2} &=r^{2} \\
(x+a)^{2}+(y-a)^{2} &=5^{2} \\
(x+5)^{2}+(y-5)^{2} &=5^{2} \\
x^{2}+10x+25+y^{2}-10y+25 &=25 \\
x^{2}+y^{2}+10x-10y+25 &=0
\end{align}$
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(A)\ x^{2}+y^{2}+10x-10y+25=0$
11. Soal UTBK Tes Kompetensi Akademik SAINTEK 2019
Sebuah bundar mempunyai sentra $(a,b)$ dengan jari-jari $12$ dan menyinggung garis $3x+4y=5$. Nilai $3a+4b$ yang mungkin adalah...
$\begin{align}
(A)\ & -65\ \text{dan}\ 75 \\
(B)\ & -60\ \text{dan}\ 70 \\
(C)\ & -55\ \text{dan}\ 65 \\
(D)\ & -50\ \text{dan}\ 60 \\
(E)\ & -45\ \text{dan}\ 55
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:
$\begin{align}
d &=\left| \dfrac{ax_{1}+by_{1}+c}{\sqrt{a^{2}+b^{2}}} \right| \\
12 &=\left| \dfrac{3a+4b-5}{\sqrt{3^{2}+4^{2}}} \right| \\
12 &=\left| \dfrac{3a+4b-5}{5} \right| \\
\hline
12 &= \dfrac{3a+4b-5}{5} \\
60 &= 3a+4b-5 \\
65 &= 3a+4b \\
\hline
-12 &= \dfrac{3a+4b-5}{5} \\
-60 &= 3a+4b-5 \\
-55 &= 3a+4b \\
\end{align}$
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(C)\ -55\ \text{dan}\ 65$
Catatan calon guru perihal Lingkaran yang mungkin kita butuhkan adalah:
- Pusat $(a,b)$ dengan jari-jari $r$
$\Leftrightarrow $ Persamaan Lingkaran $(x-a)^{2}+(y-b)^{2}=r^{2}$ - Jarak titik $(x_{1},y_{1})$ ke garis $ax+by+c=0$ adalah:
$d=\left| \dfrac{ax_{1}+by_{1}+c}{\sqrt{a^{2}+b^{2}}} \right|$
$\begin{align}
d &=\left| \dfrac{ax_{1}+by_{1}+c}{\sqrt{a^{2}+b^{2}}} \right| \\
12 &=\left| \dfrac{3a+4b-5}{\sqrt{3^{2}+4^{2}}} \right| \\
12 &=\left| \dfrac{3a+4b-5}{5} \right| \\
\hline
12 &= \dfrac{3a+4b-5}{5} \\
60 &= 3a+4b-5 \\
65 &= 3a+4b \\
\hline
-12 &= \dfrac{3a+4b-5}{5} \\
-60 &= 3a+4b-5 \\
-55 &= 3a+4b \\
\end{align}$
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(C)\ -55\ \text{dan}\ 65$
12. Soal UTBK Tes Kompetensi Akademik SAINTEK 2019
Diketahui titk $P(4,a)$ dan bundar $L:x^{2}+y^{2}-8x-2y+1=0$. Jika titik $P$ berada dalam bundar $L$, maka nilai $a$ yang mungkin adalah...
$\begin{align}
(A)\ & 1 \lt a \lt 3 \\
(B)\ & -3 \lt a \lt 5 \\
(C)\ & -5 \lt a \lt -3 \\
(D)\ & 3 \lt a \lt 5 \\
(E)\ & -5 \lt a \lt 3
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:
Karena titik $P(4,a)$ dalam bundar $L:x^{2}+y^{2}-8x-2y+1=0$, maka berlaku:
$\begin{align}
4^{2}+a^{2}-8(4)-2(a)+1 & \lt 0 \\
16+a^{2}-32-2a+1 & \lt 0 \\
a^{2} -2a-15 & \lt 0 \\
(a+3)(a-5) & \lt 0
\end{align}$
Dengan memakai cara piral pertidaksamaan kuadrat, nilai $a$ yang memenuhi ialah $-3 \lt a \lt 5$.
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(B)\ -3 \lt a \lt 5$
Catatan calon guru perihal Lingkaran yang mungkin kita butuhkan adalah:
Hubungan Titik $A(p,q)$ Pada bundar $L:x^{2}+y^{2}+Ax+By+C=0$
- Jika nilai $K=p^{2}+q^{2}+Ap+Bq+C$ dan $K \gt 0$ maka titik $A$ di luar $L$;
- Jika nilai $K=p^{2}+q^{2}+Ap+Bq+C$ dan $K = 0$ maka titik $A$ tepat pada $L$;
- Jika nilai $K=p^{2}+q^{2}+Ap+Bq+C$ dan $K \lt 0$ maka titik $A$ di dalam $L$;
Karena titik $P(4,a)$ dalam bundar $L:x^{2}+y^{2}-8x-2y+1=0$, maka berlaku:
$\begin{align}
4^{2}+a^{2}-8(4)-2(a)+1 & \lt 0 \\
16+a^{2}-32-2a+1 & \lt 0 \\
a^{2} -2a-15 & \lt 0 \\
(a+3)(a-5) & \lt 0
\end{align}$
Dengan memakai cara piral pertidaksamaan kuadrat, nilai $a$ yang memenuhi ialah $-3 \lt a \lt 5$.
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(B)\ -3 \lt a \lt 5$
13. Soal UTBK Tes Kompetensi Akademik SAINTEK 2019
Jika garis $y=mx+b$ menyinggung bundar $x^{2}+y^{2}=1$, maka nilai $b^{2}-m^{2}+1=\cdots$
$\begin{align}
(A)\ & -3 \\
(B)\ & -2 \\
(C)\ & 0 \\
(D)\ & 2 \\
(E)\ & 3
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:
$\begin{align}
x^{2}+y^{2} & = 1 \\
x^{2}+(mx+b)^{2} & = 1 \\
x^{2}+ m^{2}x^{2}+2bmx+b^{2} & = 1 \\
\left(1+ m^{2} \right) x^{2}+2bmx+b^{2}-1 & = 0 \\
\hline
b^{2}-4ac & = 0 \\
\left( 2bm \right)^{2}-4\left(m^{2}+1 \right)\left(b^{2}-1 \right) & = 0 \\
4b^{2}m^{2}-4 m^{2} b^{2}-4b^{2}+4m^{2}+4 & = 0 \\
-4\left( b^{2}-m^{2}-1 \right)& = 0 \\
b^{2}-m^{2}-1 & = 0 \\
b^{2}-m^{2}-1+2 & = 0+2 \\
b^{2}-m^{2}+1 & = 2 \\
\end{align}$
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(D)\ 2$
Catatan calon guru perihal Lingkaran yang mungkin kita butuhkan adalah:
- Jika nilai $D \gt 0$ maka garis memotong lingkaran;
- Jika nilai $D = 0$ maka garis menyinggung lingkaran;
- Jika nilai $D \lt 0$ maka garis tidak memotong dan tidak menyinggung lingkaran;
$\begin{align}
x^{2}+y^{2} & = 1 \\
x^{2}+(mx+b)^{2} & = 1 \\
x^{2}+ m^{2}x^{2}+2bmx+b^{2} & = 1 \\
\left(1+ m^{2} \right) x^{2}+2bmx+b^{2}-1 & = 0 \\
\hline
b^{2}-4ac & = 0 \\
\left( 2bm \right)^{2}-4\left(m^{2}+1 \right)\left(b^{2}-1 \right) & = 0 \\
4b^{2}m^{2}-4 m^{2} b^{2}-4b^{2}+4m^{2}+4 & = 0 \\
-4\left( b^{2}-m^{2}-1 \right)& = 0 \\
b^{2}-m^{2}-1 & = 0 \\
b^{2}-m^{2}-1+2 & = 0+2 \\
b^{2}-m^{2}+1 & = 2 \\
\end{align}$
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(D)\ 2$
14. Soal UTBK Tes Kompetensi Akademik SAINTEK 2019
Jika bundar $x^{2}+y^{2}=1$ menyinggung garis $ax+by=2b$, maka $\dfrac{a^{2}}{a^{2}+b^{2}}=\cdots$
$\begin{align}
(A)\ & \dfrac{1}{4} \\
(B)\ & \dfrac{1}{2} \\
(C)\ & \dfrac{3}{4} \\
(D)\ & 1 \\
(E)\ & 2
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:
$\begin{align}
x^{2}+y^{2} & = 1 \\
x^{2}+\left( 2-\dfrac{ax}{b} \right)^{2} & = 1 \\
x^{2}+4+ \dfrac{a^{2}x^{2}}{b^{2}} - \dfrac{4ax}{b} & = 1 \\
\left( \dfrac{a^{2}}{b^{2}}+1 \right) x^{2} - \dfrac{4a}{b}x + 3 & = 0 \\
\hline
D & = 0 \\
b^{2}-4ac & = 0 \\
\left( \dfrac{4a}{b} \right)^{2}-4\left( \dfrac{a^{2}}{b^{2}}+1 \right)\left( 3 \right) & = 0 \\
\dfrac{16a^{2}}{b^{2}} -12 \left( \dfrac{a^{2}+b^{2}}{b^{2}} \right) & = 0 \\
\dfrac{16a^{2}-12b^{2}-12a^{2}}{b^{2}} & = 0 \\
4a^{2}-12b^{2} & = 0 \\
a^{2} & = 3b^{2}\\
\hline
\dfrac{a^{2}}{a^{2}+b^{2}} & = \dfrac{3b^{2}}{3b^{2}+b^{2}} \\
& = \dfrac{3b^{2}}{4b^{2}} = \dfrac{3 }{4}
\end{align}$
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(C)\ \dfrac{3 }{4}$
Catatan calon guru perihal Lingkaran yang mungkin kita butuhkan adalah:
- Jika nilai $D \gt 0$ maka garis memotong lingkaran;
- Jika nilai $D = 0$ maka garis menyinggung lingkaran;
- Jika nilai $D \lt 0$ maka garis tidak memotong dan tidak menyinggung lingkaran;
$\begin{align}
x^{2}+y^{2} & = 1 \\
x^{2}+\left( 2-\dfrac{ax}{b} \right)^{2} & = 1 \\
x^{2}+4+ \dfrac{a^{2}x^{2}}{b^{2}} - \dfrac{4ax}{b} & = 1 \\
\left( \dfrac{a^{2}}{b^{2}}+1 \right) x^{2} - \dfrac{4a}{b}x + 3 & = 0 \\
\hline
D & = 0 \\
b^{2}-4ac & = 0 \\
\left( \dfrac{4a}{b} \right)^{2}-4\left( \dfrac{a^{2}}{b^{2}}+1 \right)\left( 3 \right) & = 0 \\
\dfrac{16a^{2}}{b^{2}} -12 \left( \dfrac{a^{2}+b^{2}}{b^{2}} \right) & = 0 \\
\dfrac{16a^{2}-12b^{2}-12a^{2}}{b^{2}} & = 0 \\
4a^{2}-12b^{2} & = 0 \\
a^{2} & = 3b^{2}\\
\hline
\dfrac{a^{2}}{a^{2}+b^{2}} & = \dfrac{3b^{2}}{3b^{2}+b^{2}} \\
& = \dfrac{3b^{2}}{4b^{2}} = \dfrac{3 }{4}
\end{align}$
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(C)\ \dfrac{3 }{4}$
15. Soal UTBK Tes Kompetensi Akademik SAINTEK 2019
Salah satu persamaan garis singgung bundar $x^{2}+y^{2}-4x+2y=0 $ yang tegak lurus dengan garis $x+2y=5$ adalah...
$\begin{align}
(A)\ & y=2x-2 \\
(B)\ & y=2x-6 \\
(C)\ & y=2x-8 \\
(D)\ & y=2x-10 \\
(E)\ & y=2x-12 \\
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:
$\begin{align}
x^{2}+y^{2}-4x+2y &= 0 \\
x^{2}-4x+y^{2}+2y &= 0 \\
(x-2)^{2}-4+(y+1)^{2}-1 &= 0 \\
(x-2)^{2} +(y+1)^{2} &= 5
\end{align}$
Persamaan garis singgung bundar dengan $m=2$ adalah:
$\begin{align}
y-b & = m(x-a)\pm r\sqrt{m^{2}+1} \\
y+1 & = 2(x-2)\pm \sqrt{5} \sqrt{2^{2}+1} \\
y+1 & = 2 x-4 \pm 5 \\
y & = 2 x-5 \pm 5 \\
\hline
y & = 2 x-5 - 5 \\
y & = 2 x-5 + 5 \\
\end{align}$
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(D)\ y=2x-10$
Catatan calon guru perihal Lingkaran yang mungkin kita butuhkan adalah:
Jika diketahui gradien garis singgung bundar $(m)$
- Persamaan Lingkaran $x^{2}+y^{2}=r^{2}$
$\Leftrightarrow $ PGS: $y=mx\pm r\sqrt{m^{2}+1}$ - Persamaan Lingkaran $(x-a)^{2}+(y-b)^{2}=r^{2}$
$\Leftrightarrow $ PGS: $y-b=m(x-a)\pm r\sqrt{m^{2}+1}$
$\begin{align}
x^{2}+y^{2}-4x+2y &= 0 \\
x^{2}-4x+y^{2}+2y &= 0 \\
(x-2)^{2}-4+(y+1)^{2}-1 &= 0 \\
(x-2)^{2} +(y+1)^{2} &= 5
\end{align}$
Persamaan garis singgung bundar dengan $m=2$ adalah:
$\begin{align}
y-b & = m(x-a)\pm r\sqrt{m^{2}+1} \\
y+1 & = 2(x-2)\pm \sqrt{5} \sqrt{2^{2}+1} \\
y+1 & = 2 x-4 \pm 5 \\
y & = 2 x-5 \pm 5 \\
\hline
y & = 2 x-5 - 5 \\
y & = 2 x-5 + 5 \\
\end{align}$
$ \therefore $ Pilihan yang sesuai ialah $(D)\ y=2x-10$
Jika engkau tidak sanggup menahan lelahnya belajar, Maka engkau harus menanggung pahitnya kebodohan ___pythagoras- lembar tanggapan evaluasi harian matematika,
- lembar tanggapan evaluasi tamat semester matematika,
- presentasi hasil diskusi matematika atau
- pembahasan quiz matematika di kelas.
Jangan Lupa Untuk Berbagi 🙏Share is Caring 👀 dan JADIKAN HARI INI LUAR BIASA! - WITH GOD ALL THINGS ARE POSSIBLE😊
Video pilihan khusus untuk Anda 😂 Masih menganggap matematika hitung-hitungan saja, mari kita lihat matematika yang dikemas cukup menghibur pada video berikut;
0 Response to "Bank Soal Dan Pembahasan Matematika Dasar Lingkaran"
Posting Komentar