MATEMATIKA KELAS 10 BAB 3 VEKTOR DAN OPERASINYA


MATEMATIKA KELAS 10 KURIKULUM MERDEKA

BAB 3 — VEKTOR DAN OPERASINYA

A. Pengertian Vektor

Vektor adalah besaran yang mempunyai besar (nilai) dan arah.

Contoh besaran yang termasuk vektor:

  • Perpindahan

  • Kecepatan

  • Percepatan

  • Gaya

Sedangkan besaran yang hanya mempunyai nilai disebut besaran skalar, misalnya:

  • Massa

  • Waktu

  • Suhu

  • Panjang

  • Jarak

Perbedaan Vektor dan Skalar

VektorSkalar
Memiliki besar dan arahHanya memiliki besar
Contoh: kecepatanContoh: kelajuan
Contoh: gayaContoh: massa
Contoh: perpindahanContoh: jarak

B. Notasi Vektor

Vektor biasanya ditulis menggunakan huruf yang diberi tanda panah.

Misalnya:

→AB

dibaca vektor AB.

Vektor juga dapat ditulis menggunakan huruf tebal, misalnya a, atau dalam bentuk komponen:

a = (a₁, a₂)

Untuk vektor pada bidang koordinat, kita sering menggunakan bentuk:

a = (x, y)

Artinya:

  • x = komponen horizontal

  • y = komponen vertikal

Contoh:

a = (3, 4)

berarti vektor tersebut bergerak:

  • 3 satuan ke kanan

  • 4 satuan ke atas


C. Vektor pada Bidang Koordinat

Misalkan terdapat titik:

A(x₁, y₁) dan B(x₂, y₂).

Maka vektor dari A ke B adalah:

→AB = (x₂ − x₁, y₂ − y₁)

Contoh 1

Diketahui titik:

A(2, 3) dan B(7, 6).

Tentukan vektor →AB.

Penyelesaian:

→AB = (7 − 2, 6 − 3)

→AB = (5, 3)

Jadi, vektor AB adalah:

→AB = (5, 3)

Artinya dari A menuju B bergerak 5 satuan ke kanan dan 3 satuan ke atas.


D. Besar atau Panjang Vektor

Jika diketahui:

a = (x, y)

maka panjang vektor dapat dihitung menggunakan rumus:

|a| = √(x² + y²)

Rumus tersebut berasal dari Teorema Pythagoras.

Contoh 2

Diketahui:

a = (3, 4)

Tentukan panjang vektor a.

Penyelesaian:

|a| = √(3² + 4²)

|a| = √(9 + 16)

|a| = √25

|a| = 5

Jadi, panjang vektor a adalah 5 satuan.


E. Vektor Nol

Vektor nol adalah vektor yang mempunyai panjang 0.

Ditulis:

0 = (0, 0)

Vektor nol tidak mempunyai arah tertentu karena panjangnya sama dengan nol.

Contoh:

a + (−a) = 0


F. Kesamaan Dua Vektor

Dua vektor dikatakan sama apabila:

  1. Besarnya sama.

  2. Arahnya sama.

Jika:

a = (x₁, y₁)

dan

b = (x₂, y₂)

maka:

a = b jika:

x₁ = x₂ dan y₁ = y₂.

Contoh 3

Diketahui:

a = (4, −2)

b = (4, −2)

Maka:

a = b

karena kedua komponen vektor tersebut sama.


G. Penjumlahan Vektor

Dua vektor dapat dijumlahkan dengan menjumlahkan komponen-komponennya.

Jika:

a = (a₁, a₂)

dan:

b = (b₁, b₂)

maka:

a + b = (a₁ + b₁, a₂ + b₂)

Contoh 4

Diketahui:

a = (3, 2)

b = (4, 5)

Tentukan a + b.

Penyelesaian:

a + b = (3 + 4, 2 + 5)

a + b = (7, 7)

Jadi:

a + b = (7, 7)


H. Pengurangan Vektor

Pengurangan vektor dilakukan dengan mengurangkan setiap komponennya.

Jika:

a = (a₁, a₂)

dan:

b = (b₁, b₂)

maka:

a − b = (a₁ − b₁, a₂ − b₂)

Contoh 5

Diketahui:

a = (8, 6)

b = (3, 2)

Tentukan a − b.

Penyelesaian:

a − b = (8 − 3, 6 − 2)

a − b = (5, 4)


I. Perkalian Vektor dengan Skalar

Skalar adalah bilangan biasa.

Jika sebuah vektor dikalikan dengan bilangan k, maka:

k(a₁, a₂) = (ka₁, ka₂)

Contoh 6

Diketahui:

a = (2, 3)

Tentukan 4a.

Penyelesaian:

4a = 4(2, 3)

4a = (8, 12)


Contoh 7

Diketahui:

a = (5, −2)

Tentukan −3a.

Penyelesaian:

−3a = −3(5, −2)

−3a = (−15, 6)

Perhatikan bahwa perkalian dengan bilangan negatif dapat mengubah arah vektor.


J. Vektor Negatif

Jika:

a = (x, y)

maka vektor negatifnya adalah:

−a = (−x, −y)

Vektor a dan −a memiliki:

  • panjang yang sama

  • arah yang berlawanan

Contoh:

a = (3, 4)

maka:

−a = (−3, −4)


K. Sifat-Sifat Operasi Vektor

1. Sifat Komutatif

Penjumlahan vektor memenuhi:

a + b = b + a

Contoh:

a = (2, 3)

b = (4, 1)

a + b = (6, 4)

b + a = (6, 4)

Jadi:

a + b = b + a


2. Sifat Asosiatif

Penjumlahan vektor memenuhi:

(a + b) + c = a + (b + c)

Artinya, pengelompokan vektor tidak mengubah hasil.


3. Identitas Penjumlahan

Untuk setiap vektor a:

a + 0 = a


4. Invers Penjumlahan

Untuk setiap vektor a:

a + (−a) = 0


5. Distributif

Perkalian skalar terhadap penjumlahan vektor:

k(a + b) = ka + kb


L. Vektor Satuan

Vektor satuan adalah vektor yang mempunyai panjang 1.

Jika:

a = (x, y)

maka vektor satuan yang searah dengan a adalah:

u = a / |a|

Contoh 8

Diketahui:

a = (3, 4)

Panjang a:

|a| = 5

Maka vektor satuannya:

u = (3, 4)/5

u = (3/5, 4/5)

Cek:

|u| = √[(3/5)² + (4/5)²]

= √(9/25 + 16/25)

= √(25/25)

= 1


M. Vektor dalam Bentuk i dan j

Vektor pada bidang koordinat juga dapat dituliskan menggunakan vektor satuan i dan j.

  • i menunjukkan arah sumbu-X positif.

  • j menunjukkan arah sumbu-Y positif.

Jika:

a = (x, y)

maka:

a = xi + yj

Contoh 9

Diketahui:

a = (4, 3)

Maka:

a = 4i + 3j


N. Operasi Vektor dalam Bentuk i dan j

Misalnya:

a = 3i + 2j

b = 4i + 5j

Maka:

a + b

= (3i + 2j) + (4i + 5j)

= 7i + 7j


O. Menentukan Vektor dari Dua Titik

Misalkan:

A(x₁, y₁)

B(x₂, y₂)

Maka:

→AB = (x₂ − x₁)i + (y₂ − y₁)j

Contoh 10

Diketahui:

A(−2, 3)

B(4, 8)

Tentukan →AB.

Penyelesaian:

→AB = (4 − (−2), 8 − 3)

→AB = (6, 5)

Jadi:

→AB = 6i + 5j


P. Perkalian Titik / Dot Product

Dua vektor dapat dikalikan menggunakan perkalian titik (dot product).

Jika:

a = (a₁, a₂)

dan:

b = (b₁, b₂)

maka:

a · b = a₁b₁ + a₂b₂

Hasil dot product berupa skalar, bukan vektor.

Contoh 11

Diketahui:

a = (2, 3)

b = (4, 5)

Tentukan a · b.

Penyelesaian:

a · b = (2)(4) + (3)(5)

= 8 + 15

= 23

Jadi:

a · b = 23


Q. Hubungan Dot Product dengan Sudut

Jika dua vektor a dan b membentuk sudut θ, maka:

a · b = |a||b| cos θ

Sehingga:

cos θ = (a · b) / (|a||b|)

Konsep ini dapat digunakan untuk menentukan sudut antara dua vektor.

Contoh 12

Diketahui:

a = (1, 0)

b = (0, 1)

Maka:

a · b = (1)(0) + (0)(1)

= 0

Karena:

a · b = |a||b| cos θ

maka:

0 = (1)(1) cos θ

cos θ = 0

Sehingga:

θ = 90°

Jadi kedua vektor tersebut saling tegak lurus.


Rangkuman Bab 3

MateriRumus
Vektor dari A ke B→AB = (x₂ − x₁, y₂ − y₁)
Panjang vektor|a| = √(x² + y²)
Penjumlahana + b = (a₁+b₁, a₂+b₂)
Pengurangana − b = (a₁−b₁, a₂−b₂)
Perkalian skalark(a₁,a₂) = (ka₁,ka₂)
Vektor negatif−a = (−a₁,−a₂)
Vektor satuanu = a/|a|
Dot producta · b = a₁b₁ + a₂b₂
Sudut dua vektorcos θ = (a·b)/(|a||b|)

Contoh Soal Gabungan

Soal

Diketahui:

a = (3, 4)

b = (2, −1)

Tentukan:

  1. a + b

  2. a − b

  3. 2a

  4. |a|

  5. a · b

Penyelesaian

1. a + b

= (3 + 2, 4 + (−1))

= (5, 3)

2. a − b

= (3 − 2, 4 − (−1))

= (1, 5)

3. 2a

= 2(3, 4)

= (6, 8)

4. |a|

= √(3² + 4²)

= √25

= 5

5. a · b

= (3)(2) + (4)(−1)

= 6 − 4

= 2


LATIHAN SISWA

Kerjakan dengan langkah-langkah yang jelas!

1.

Diketahui:

a = (4, 3) dan b = (2, 5).

Tentukan:

a. a + b
b. a − b


2.

Diketahui:

a = (6, 8).

Tentukan panjang vektor a.


3.

Diketahui titik:

A(−3, 2) dan B(5, 7).

Tentukan vektor →AB.


4.

Diketahui:

a = (3, −2) dan b = (4, 5).

Tentukan:

a. 2a
b. −3b
c. a · b


5. HOTS

Diketahui dua vektor:

a = (3, 4) dan b = (x, 2).

Jika kedua vektor tersebut saling tegak lurus, tentukan nilai x.

Petunjuk:
Gunakan hubungan dot product untuk dua vektor yang saling tegak lurus.


Catatan untuk siswa

Saat mengerjakan soal vektor, biasakan mengikuti urutan:

Identifikasi vektor → tulis komponen → pilih rumus → lakukan operasi → sederhanakan hasil → tuliskan kesimpulan.

Ini akan membantu mengurangi kesalahan terutama pada tanda positif dan negatif.

Agar lebih jelas bisa di lihat di video ini https://youtu.be/B0O9ebPOtjU?si=kA4iT-M0E0rloKDz 

Komentar

Postingan populer dari blog ini

PAI Kelas 10 Bab 1: Meraih Kesuksesan dengan Kompetisi dalam Kebaikan dan Etos Kerja:

PAI Kelas 11 Bab 1

LAGU PEMBELAJARAN BAHASA ARAB