Titik-titik Segmen (Kolinear) dalam Vektor

Titik-titik Segmen (Kolinear) dalam Vektor

Materi Lengkap, Contoh Soal & Latihan

1. Pendahuluan

πŸ“˜ Definisi Kolinear

Tiga titik atau lebih dikatakan kolinear (segaris) jika titik-titik tersebut terletak pada satu garis lurus yang sama.

Dalam konteks vektor, titik-titik A, B, dan C dikatakan kolinear jika vektor AB dan vektor AC merupakan kelipatan skalar satu sama lain, yaitu:

AC = k Β· AB , untuk suatu skalar k ∈ ℝ

Artinya vektor AC searah (atau berlawanan arah) dengan vektor AB. Jika k > 0, maka C terletak pada arah yang sama dengan B dari A. Jika k < 0, maka C terletak pada arah berlawanan.

A B C AB AC = k Β· AB

Gambar 1: Titik A, B, C kolinear pada satu garis

2. Syarat Kolinear dengan Vektor

Ada beberapa cara menentukan apakah titik-titik kolinear menggunakan vektor:

πŸ“ Metode 1: Kelipatan Skalar

Titik A, B, C kolinear jika dan hanya jika:

AB = k Β· AC

untuk suatu skalar k ∈ ℝ, k β‰  0.

πŸ“ Metode 2: Hasil Kali Silang (Cross Product) = 0 (untuk 3D)

Titik A, B, C kolinear jika:

AB Γ— AC = 0

Artinya hasil kali silang (cross product) kedua vektor adalah vektor nol.

πŸ“ Metode 3: Perbandingan Komponen (untuk 2D)

Jika AB = (a₁, aβ‚‚) dan AC = (b₁, bβ‚‚), maka A, B, C kolinear jika:

a₁ Β· bβ‚‚ βˆ’ aβ‚‚ Β· b₁ = 0

Ini setara dengan determinan matriks 2Γ—2 dari kedua vektor = 0.

πŸ”‘ Ringkasan Rumus

Metode Syarat Kolinear Dimensi
Kelipatan Skalar AB = k Β· AC 2D & 3D
Cross Product AB Γ— AC = 0 3D
Determinan 2Γ—2 a₁bβ‚‚ βˆ’ aβ‚‚b₁ = 0 2D

3. Kegiatan Pembelajaran (5M)

πŸ‘οΈ Mengamati

Perhatikan gambar berikut. Tiga titik P(1, 2), Q(3, 6), dan R(5, 10) digambarkan pada bidang koordinat.

x y 1 2 3 4 5 2 4 6 8 10 P(1,2) Q(3,6) R(5,10)

Amati bahwa ketiga titik terletak pada satu garis lurus. Apakah hal ini bisa dibuktikan dengan vektor?

❓ Menanya

  • Bagaimana cara membuktikan bahwa tiga titik kolinear menggunakan vektor?
  • Apa syarat vektor PQ dan PR agar P, Q, R segaris?
  • Apakah metode ini berlaku untuk titik di ruang 3 dimensi?

🧠 Menalar

Langkah pembuktian:

  1. Hitung PQ = Q βˆ’ P = (3βˆ’1, 6βˆ’2) = (2, 4)
  2. Hitung PR = R βˆ’ P = (5βˆ’1, 10βˆ’2) = (4, 8)
  3. Periksa: apakah PR = k Β· PQ?
    (4, 8) = k Β· (2, 4) β†’ k = 4/2 = 2 dan k = 8/4 = 2 βœ…
  4. Karena k = 2 (konsisten), maka PR = 2 Β· PQ
  5. Kesimpulan: P, Q, R kolinear.

πŸ”§ Mencoba

Cobalah tentukan apakah titik-titik berikut kolinear:

  1. A(0, 0), B(2, 3), C(4, 6)
  2. D(1, 1), E(2, 3), F(3, 4)
  3. G(1, 0, 2), H(3, 1, 6), I(5, 2, 10)

Gunakan metode kelipatan skalar atau determinan untuk menyelesaikannya.

πŸ“£ Mengkomunikasikan

Tuliskan jawabanmu pada buku catatan dengan langkah-langkah:

  1. Tentukan vektor-vektor yang menghubungkan titik-titik tersebut.
  2. Periksa apakah salah satu vektor merupakan kelipatan skalar dari vektor lain.
  3. Tuliskan kesimpulan (kolinear atau tidak kolinear) beserta alasannya.

4. Titik yang Membagi Ruas Garis (Kolinear)

Jika titik P terletak pada ruas garis AB dan membagi AB dengan perbandingan m : n, maka:

Rumus Titik Bagi

OP = (n Β· OA + m Β· OB) / (m + n)

atau dalam koordinat:

P = ( (nΒ·xA + mΒ·xB)/(m+n) , (nΒ·yA + mΒ·yB)/(m+n) )

A B P m n

Gambar 2: P membagi AB dengan perbandingan m : n

πŸ“˜ Catatan Penting

  • Jika P adalah titik tengah AB, maka m = n = 1, sehingga P = (A + B) / 2
  • Jika P membagi AB di luar ruas garis (pembagian eksternal), maka salah satu m atau n bernilai negatif.
  • Titik P, A, B selalu kolinear karena P terletak pada garis AB.

5. Contoh Soal & Pembahasan

πŸ“— Contoh Soal Mudah (1–5)

Mudah

Soal 1:

Diketahui A(1, 2) dan B(3, 6). Tentukan vektor AB.

Mudah

Soal 2:

Diketahui AB = (4, 6) dan AC = (8, 12). Apakah A, B, C kolinear?

Mudah

Soal 3:

Tentukan titik tengah ruas garis AB jika A(2, 4) dan B(6, 10).

Mudah

Soal 4:

Diketahui P(0, 0), Q(1, 2), R(3, 6). Buktikan P, Q, R kolinear menggunakan determinan.

Mudah

Soal 5:

Diketahui AB = (2, 3) dan AC = (4, 7). Apakah A, B, C kolinear?

πŸ“™ Contoh Soal Sedang (6–10)

Sedang

Soal 6:

Diketahui A(1, 3), B(4, 9), C(t, 15). Tentukan nilai t agar A, B, C kolinear.

Sedang

Soal 7:

Titik P membagi ruas garis AB dengan perbandingan 2 : 3. Jika A(1, 5) dan B(6, 15), tentukan koordinat P.

Sedang

Soal 8:

Diketahui A(2, 1, 3), B(4, 3, 7), C(6, 5, 11). Buktikan A, B, C kolinear di RΒ³.

Sedang

Soal 9:

Titik A(βˆ’2, 1), B(1, 4), C(m, 9). Tentukan nilai m agar A, B, C kolinear.

Sedang

Soal 10:

Diketahui vektor posisi OA = 2i + 3j dan OB = 8i + 12j. Titik C terletak pada garis AB sehingga AC : CB = 1 : 2. Tentukan vektor posisi C.

πŸ“• Contoh Soal Sulit (11–15)

Sulit

Soal 11:

Diketahui A(1, 2, βˆ’1), B(3, 0, 5), C(k, βˆ’2, 11). Tentukan k agar A, B, C kolinear.

Sulit

Soal 12:

Titik P membagi ruas garis AB secara eksternal dengan perbandingan 5 : 2. Jika A(3, 1) dan B(10, 15), tentukan koordinat P.

Sulit

Soal 13:

Diketahui A(a, 2a), B(2, 3), C(4, 5) kolinear. Tentukan nilai a.

Sulit

Soal 14:

Dalam segitiga dengan titik sudut D(1, 0, 2), E(3, 2, 6), F(7, 6, 14). Tunjukkan bahwa D, E, F kolinear dan bukan membentuk segitiga.

Sulit

Soal 15:

Diketahui A(2, βˆ’1, 3), B(4, 1, 7). Titik C terletak pada garis AB sehingga AC = 3 Β· AB. Tentukan koordinat C dan buktikan bahwa A, B, C kolinear.

6. Latihan Soal

Kerjakan soal-soal berikut tanpa melihat pembahasan. Tuliskan langkah pengerjaan secara lengkap.

πŸ“— Latihan Mudah (1–5)

1.

Tentukan vektor AB jika A(2, 5) dan B(6, 13).

2.

Diketahui PQ = (3, 9) dan PR = (6, 18). Apakah P, Q, R kolinear?

3.

Tentukan titik tengah ruas garis AB jika A(βˆ’4, 2) dan B(8, 10).

4.

Diketahui A(0, 0), B(5, 5), C(10, 10). Buktikan kolinear menggunakan determinan.

5.

Diketahui AB = (1, 4) dan AC = (3, 11). Apakah A, B, C kolinear?

πŸ“™ Latihan Sedang (6–10)

6.

Diketahui A(βˆ’1, 2), B(3, 8), C(t, 14). Tentukan nilai t agar A, B, C kolinear.

7.

Titik P membagi ruas garis AB dengan perbandingan 3 : 2. Jika A(2, 1) dan B(7, 16), tentukan koordinat P.

8.

Diketahui A(1, 0, 2), B(3, 2, 6), C(7, 6, 14). Buktikan A, B, C kolinear di RΒ³ menggunakan cross product.

9.

Vektor posisi OA = 3i βˆ’ j + 2k dan OB = 9i βˆ’ 3j + 6k. Tunjukkan O, A, B kolinear.

10.

Titik C membagi ruas garis AB dengan perbandingan 4 : 1. Jika A(0, 0, 0) dan B(5, 10, 15), tentukan koordinat C.

πŸ“• Latihan Sulit (11–15)

11.

Diketahui A(a, 3), B(4, 7), C(6, 11) kolinear. Tentukan nilai a.

12.

Titik P membagi ruas garis AB secara eksternal dengan perbandingan 4 : 1. Jika A(2, 3, 5) dan B(7, 8, 10), tentukan koordinat P.

13.

Diketahui A(1, k, 3), B(2, 4, 6), C(4, 10, 12) kolinear. Tentukan nilai k.

14.

Buktikan bahwa titik-titik A(2, βˆ’1, 4), B(5, 2, 10), C(11, 8, 22) kolinear menggunakan dua metode berbeda (kelipatan skalar dan cross product).

15.

Diketahui titik A(p, 2pβˆ’1) dan B(3, 5) terletak pada garis yang juga melalui C(7, 9). Jika A, B, C kolinear, tentukan nilai p.

Materi Vektor β€” Titik-titik Segmen (Kolinear)

By admin

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

You cannot copy content of this page