Edisi tutorial pelajaran matematika kita kali ini ialah topik ihwal memilih persamaan garis singgung suatu kurva.
Sebelum kita masuk ke latihan soal, terlebih dulu kita akan mengerti beberapa rancangan penting, mirip mencari gradien, sifat-sifat gradien dan rumus dalam mencari persamaan garis singgung. Setelah itu gres akan dilanjutkan dengan kumpulan soal tentang persamaan garis singgung pada kurva.
Mencari Nilai Gradien Garis
Gradien garis disimbolkan dengan “m” dapat dicari nilainya menurut persamaan garisnya, dimana :
Jika persamaan ax+by=c ⇒ m = –
Jika melalui dua titik, misal (x1,y1) dan (x2,y2) ⇒ m =
Jika membentuk sudut α kepada sumbu-x faktual ⇒ m = tan α
Jika terdapat kurva y = f(x) disinggung oleh sebuah garis di titik (x1,y1) ⇒ m = f'((x1)
Untuk gradien dua garis lurus, berlaku ketentuan :
- jika saling sejajar maka m1 = m2
- kalau saling tegak lurus maka m1 . m2 = -1 atau m1 =
-1 m2
Persamaan Garis Singgung Kurva
m = f'(x1)
. Sementara itu x1 dan y1 memiliki kekerabatan y1 = f(x1). Sehingga persamaan garis singgungnya mampu dinyatakan dengan y – y1 = m(x – x1).
Contoh Soal Persamaan Garis Singgung Kurva
Soal No.1
Carilah gradien garis singgung kurva f(x) = 5x2 – 8x + 4 di titik(2, 8) ?
Pembahasan
Dengan demikian, gradien garis adalah : m = f’(x1)
m = 10×1 – 8
m = 10(2) – 8
m = 12
Soal No.2
Tentukanlah persamaan garis singgung untuk kurva y = x2 + 2x di titik (1,3)
Pembahasan
f'(x) = 2x + 2
m = f ‘(1) = 2(1) + 2 = 4
m = 4
Kaprikornus, persamaan garis singgungnya yaitu :
y – y1 = m(x – x1)
y − 3 = 4(x − 1)
y − 3 = 4x − 4
y = 4x − 1
Soal No.3
Tentukanlah Persamaan garis singgung kurva y = 2x – 3x2 di titik dengan absis 2
Pembahasan
Langkah 1 : Cari titik singgung dengan memasukkan nilai x = 2
y = 2x – 3x2
y = 2(2) − 3(2)2
y = −8
Jadi titik singgung : (2, −8)
Langkah 2: Cari nilai gradien
f(x) = 2x − 3x2
f ‘(x) = 2 − 6x
m = f ‘(2) = 2 − 6(2) = −10
m = −10
Makara, persamaan garis singgungnya adalah :
y – y1 = m(x – x1)
y − (−8) = −10(x − 2)
y + 8 = −10x + 20
y = −10x + 12
Soal No.4
Tentukanlah Persamaan garis singgung kurva y = 2x3 – 4x2 di titik berabsis 2
Pembahasan
Langkah 1 : Cari titik singgung dengan memasukkan nilai x = 2
y = 2x3 – 4x2
y = 2(2)3 − 4(2)2
y = 16 – 16
y = 0
Kaprikornus titik singgung : (2, 0)
Langkah 2: Cari nilai gradien
f(x) = 2x3 – 4x2
f ‘(x) = 6x2 – 8x
m = f ‘(2) = 6(2)2 − 8(2)
m = 24 – 16
m = 8
Makara, persamaan garis singgungnya yaitu :
y – y1 = m(x – x1)
y − 0 = 8(x − 2)
y = 8x – 16
Soal No.5
Tentukanlah Persamaan garis singgung kurva y = x2 di titik berabsis -2
Pembahasan
Langkah 1 : Cari titik singgung dengan memasukkan nilai x = -2
y = x2
y = (-2)2
y = 4
Makara titik singgung : (-2, 4)
Langkah 2: Cari nilai gradien
f(x) = x2
f ‘(x) = 2x
m = f ‘(-2) = 2(-2)
m = -4
Makara, persamaan garis singgungnya ialah :
y – y1 = m(x – x1)
y − 4 = -4(x − (-2))
y – 4 = -4x – 8
y = -4x – 4
Soal No.6
Tentukanlah persamaan garis singgung untuk kurva y = 3 + 2x – x2 sejajar dengan garis 4x + y = 3
Pembahasan
y = 3 + 2x – x2
m1 = f'(x) = -2x + 2
m1 = -2x + 2
Langkah 2 : Cari nilai m2
4x + y = 3
y = -4x + 3
m2 = -4 (Inga !! Jika y = ax + b ⇒ m = a )
Langkah 3 : Cari nilai x
Karena kedua garis saling sejajar maka berlaku :
m1 = m2
-2x + 2 = -4
-2x = -6
x = 3
Langkah 4 : Cari nilai y dengan memasukkan nilai x = 3
y = 3 + 2x – x2
y = 3 + 2(3) – 32
y = 3 + 6 – 9
y = 0
Sekarang kita telah mempunyai titik singgung (3,0)
Langkah 4: Persamaan garis singgung
y – y1 = m(x – x1)
y – 0 = -4(x – 3)
y = -4x + 12
Soal No.7
Carilah persamaan garis singgung pada kurva y = x3 + 10 di titik yang berordinat 18 ?
Pembahasan
Langkah 1 : Cari titik singgung dengan memasukkan nilai y = 18
y = x3 + 10
18 = x3 + 10
x3 = 18 – 10
x3 = 8
x = 2
Makara titik singgung : (2,18)
Langkah 2: Cari nilai gradien
f(x) = x3 + 10
f'(x) = 3x2
m = f'(2) = 3(2)2
m = 12
Jadi,Persamaan garis singgungnya ialah y – y1 = m(x – x1)
y – 18 = 12(x – 2)
y – 8 = 12x – 24
y = 12x – 16
Soal No.8
Carilah persamaan garis singgung pada kurva y = x2 – x + 3 di titik yang berordinat 5 ?
Pembahasan
Langkah 1 : Cari titik singgung dengan memasukkan nilai y = 5
y = x2 – x + 3
5 = x2 – x + 3
x2 – x + 3 – 5 = 0
x2 – x – 2 = 0
(x – 2)(x + 1) = 0
x = 2 atau x = -1
Kaprikornus terdapat dua titik singgung : (2,5) atau (-1,5)
Langkah 2: Cari nilai gradien
Nilai gradien untuk x = 2
f(x) = x2 – x + 3
f'(x) = 2x – 1
m = f'(2) = 2(2) – 1
m = 3
Nilai gradien untuk x = -1
f(x) = x2 – x + 3
f'(x) = 2x – 1
m = f'(-1) = 2(-1) – 1
m = -3
Langkah 3: Menentukan persamaan garis singgung
Karena kita memiliki dua titik singgung, tentunya akan ada dua persamaan garis singgung
Persamaan garis singgungnya untuk titik (2,5) dengan m = 3
y – y1 = m(x – x1)
y – 5 = 3(x – 2)
y = 3x – 6 + 5
y = 3x – 1
Persamaan garis singgungnya untuk titik (-1,5) dengan m = -3
y – y1 = m(x – x1)
y – 5 = -3(x – (-1))
y – 5 = -3x – 3
y = -3x + 2
Makara, ada dua persamaan garis singgung, ialah y = 3x – 1 atau y = -3x + 2
Soal No.9
Carilah persamaan garis singgung pada kurva y = x2 – 5x + 6 kalau gradien garis singgungnya yakni 3 ?
Pembahasan
f(x) = x2 – 5x + 6
f'(x) = 2x – 5
m = f'(x)
3 = 2x – 5
2x = 3 + 5
x = 4
y = x2 – 5x + 6
y = 42 – 5(4) + 6
y = 16 – 20 + 6
y = 2
Jadi titik singgung : (4,2)
Langkah 2: Menentukan persamaan garis singgung
y – y1 = m(x – x1)
y – 2 = 3(x – 4)
y – 2 = 3x – 12
y = 3x – 10
Soal No.10
Tentukanlah persamaan garis singgung kurva y = x3 – 3x2 – 5x + 10 bila gradien garis singgungnya ialah 4 ?
Pembahasan
f'(x) = 3x2 – 6x – 5
m = f'(x)
4 = 3x2 – 6x – 5
3x2 – 6x – 9 = 0 (lalu kita bagi 3)
x2 – 2x – 3 = 0
(x – 3)(x + 2) = 0
x = 3 atau x = -2
Untuk x = 3
y = x3 – 3x2 – 5x + 10
y = 33 – 3(3)2 – 5(3) + 10
y = 27 -27 – 15 + 10
y = -5
Titik singgung pertama (3,-5)
Untuk x = -2
y = x3 – 3x2 – 5x + 10
y = (-2)3 – 3(-2)2 – 5(-2) + 10
y = -8 – 12 + 10 + 10
y = 0
Titik singgung kedua (-2,0)
Langkah 2: Menentukan persamaan garis singgung
Untuk titik singgung pertama (3,-5)
y – y1 = m(x – x1)
y – (-5) = 4(x – 3)
y + 5 = 4x -12
y = 4x -17
Untuk titik singgung kedua (-2,0)
y – y1 = m(x – x1)
y – 0 = 4(x – (-2))
y = 4x + 8
Makara ada dua persamaan garis singgung yaitu :
y = 4x -17 dan y = 4x + 8
Soal No.11
Tentukanlah persamaan garis singgung kurva y = 3 – x2 yang tegak lurus terhadap garis 4y = x + 1 ?
Pembahasan
y = 3 – x2
m1 = f'(x) = -2x
m1 = -2x
Langkah 2 : Cari nilai m2
4y = x + 1
y =
x +
m2 =
(Ingat !! Jika y = ax + b ⇒ m = a)
Langkah 3 : Cari nilai x
Karena kedua garis tegak lurus maka berlaku :
m1 . m2 = -1
m1 .
= -1
m1 = -4
Masukkan nilai m1 ke dalam persamaan langkah-1 :
m1 = -2x
-4 = -2x
x = 2
Langkah 4 : Cari nilai y dengan memasukkan nilai x = 2
y = 3 – x2
y = 3 – 22
y = 3 – 4
y = -1
Kaprikornus titik singgungnya : (2,-1)
Langkah 5 : Menentukan persamaan garis singgung
y – y1 = m(x – x1)
y – (-1) = -4(x – 2)
y + 1 = -4x + 8
y = -4x + 7
Makara persamaan garis singgungnya : y = -4x + 7
Soal No.12
Persamaan garis menyinggung kurva y = x2 – 3x – 4 di titik (4,0) adalah …..
a. y = 5x + 20
b. y = 5x – 20
c. y = -5x + 20
d. y = -5x – 20
Pembahasan
y’ = 2x – 3
m = y ‘(4) = 2(4) – 3 = 5
m = 5
Makara, persamaan garis singgungnya ialah :
y – y1 = m(x – x1)
y – 0 = 5 (x – 4)
y = 5x – 20
Jawab c:
Soal No.13
Tentukan gradien garis dengan persamaan berikut :
1.) y = 2x – 8
2.) 4x – 2y + 6 = 0
3.) 3y = 6x – 1
4.) 7x – 14y + 2 = 0
Pembahasan
y = 2x – 8
m = 2
4x – 2y + 6 = 0
m = –
m = -(-2)
m = 2
3y = 6x – 1
6x – 3y – 1 = 0
m = –
m = -(-2)
m = 2
7x – 14y + 2 = 0
m = –
m = –
m =