1. Kelas 11 Matematika

Persamaan Lingkaran

Pada Materi kali ini akan membahas mengenai persamaan lingkaran. Materi yang akan kita bahas meliputi konsep, bentuk umum, kedudukan titik terhadap lingkaran, kedudukan garis terhadap lingkaran, dan persamaan garis singgung lingkaran. Pada setiap sub bab juga akan membahas sifat-sifat yang ada, dan juga contoh beserta penyelesaiannya.

Untuk lebih lengkapnya silahkan pelajari penjelasan berikut :

Konsep Persamaan Lingkaran

Lingkaran adalah sebuah bangun datar yang sering kita gunakan sebagai alat bantu dalam menjelaskan ilmu pengetahuan lain maupun dalam berbagai penyelesaian masalah dalam kehidupan sehari-hari.

Pada bab ini akan dibahas tentang lingkaran dan beberapa hal dasar yang akan membantu kita untuk menemukan konsep tentang lingkaran itu sendiri.

Artikel Terkait

  • Contoh Kalimat Fakta: Pengertian & Cara Mencarinya!
    by Amanda Rayta (Studio Literasi) on November 30, 2023 at 2:12 pm

    Contoh Kalimat fakta merupakan salah satu kalimat yang hampir dapat kita jumpai di berbagai sumber, seperti artikel pada website, brosur, buku hingga tulisan pada layar televisi. Jika kalimat tersebut sesuai dengan apa yang terjadi dan dilakukan, maka dapat disebut sebagai kalimat fakta. Singkatnya, kalimat fakta itu kalimat yang menjelaskan bahwa hal tersebut benar-benar terjadi. Oh Artikel Contoh Kalimat Fakta: Pengertian & Cara Mencarinya! pertama kali tampil pada Studio Literasi.

  • Contoh Kalimat Deskripsi, Cara Membuatnya & Kegunaannya!
    by Amanda Rayta (Studio Literasi) on November 29, 2023 at 2:51 pm

    Selain mempelajari kalimat definisi, pada pelajaran Bahasa Indonesia kita juga mempelajari tentang kalimat lainnya. Salah satunya, kalimat deskripsi. Kalimat ini termasuk yang mudah untuk dipelajari serta dipraktekan dalam kehidupan sehari-hari kita.  Karena caranya dengan hanya melihat objeknya secara langsung. Kita sudah bisa mendeskripsikan dari berbagai unsur. Misal kalau makhluk hidup berupa fisik dan perilaku. Sedangkan, Artikel Contoh Kalimat Deskripsi, Cara Membuatnya & Kegunaannya! pertama kali tampil pada Studio Literasi.

  • Kalimat Definisi: Pengertian Ahli, Cara Membuat & Contoh!
    by Aloysius Juhandi (Studio Literasi) on November 28, 2023 at 1:02 pm

    Ada berbagai macam kalimat yang pernah kita pelajari pada saat pelajaran Bahasa Indonesia. Salah satunya adalah kalimat definisi. Kalimat ini biasanya digunakan untuk menjelaskan suatu objek atau topik yang kita bicarakan.  Ternyata, kalimat ini memiliki pengertian yang lebih luas, yang bukan hanya sekadar pengertian dan contoh saja.  Untuk lebih luasnya akan Studioliterasi akan membahasnya melalui Artikel Kalimat Definisi: Pengertian Ahli, Cara Membuat & Contoh! pertama kali tampil pada Studio Literasi.

  • Cara Mempelajari Volume Kubus & Rumusnya!
    by Amanda Rayta (Studio Literasi) on November 27, 2023 at 3:40 pm

    Ketika berada di kelas 5 dan 6 SD, kita mendapatkan materi mengenai bangun ruang , pada pelajaran Matematika. Materinya sudah lebih mendalam pembahasannya. Salah satunya, materi tentang menghitung volume. Materi ini merupakan salah satu materi yang bisa dibilang memiliki tingkat kesulitan yang cukup tinggi. Maka tidak heran banyak yang tidak paham dan akhirnya pada saat Artikel Cara Mempelajari Volume Kubus & Rumusnya! pertama kali tampil pada Studio Literasi.

Definisi

Persamaan lingkaran merupakan tempat kedudukan titik-titik pada suatu bidang yang memiliki jarak sama terhadap sebuah titik tertentu.

Rumus Persamaan Lingkaran

Persamaan lingkaran memiliki rumus yang harus kita ketahui, berikut diantaranya:

  • Rumus persamaan lingkaran yang berpusat di P(0, 0) dengan jari-jari r

x2 + y2 = r2

Atau dengan kata lain, jika L adalah himpunan titik-titik yang berjarak r terhadap titik P(0, 0) maka L {(x, y) | x2 + y2 = r2}

Contoh soal:
Tentukan persamaan lingkaran yang berpusat di titik P(0, 0) yang memiliki jari-jari sebagai berikut :

  1. 3        b. 4        c. 5        d. 6

Penyelesaian :

  1. Persamaan lingkaran yang berpusat di titik P(0, 0) dengan jari-jari 3 adalah x2 + y2 = 32 ⇔ x2 + y2 = 9
  2. Persamaan lingkaran yang berpusat di titik P(0, 0) dengan jari-jari 4 adalah x2 + y2 = 42 ⇔ x2 + y2 = 16
  3. Persamaan lingkaran yang berpusat di titik P(0, 0) dengan jari-jari 5 adalah x2 + y2 = 52 ⇔ x2 + y2 = 25
  4. Persamaan lingkaran yang berpusat di titik P(0, 0) dengan jari-jari 6 adalah x2 + y2 = 62x2 + y2 = 36
  • Rumus persamaan lingkaran yang berpusat di P(a, b) dengan jari-jari r

(x-a)2 + (y-b)2 = r2

Dengan kata lain, jika L adalah himpunan titik-titik yang berjarak r terhadap  titik P(a,b) maka L{(x, y) | (x – a)2 + (y – b)2 = r2}

Contoh soal:
Tentukan persamaan lingkaran yang berpusat di (6, 6) dan memiliki jari-jari r = 6!

Penyelesaian :

(x – a)2 + (y – b)2=r2
a=6, b=6, c=6
⇔(x – 6)2 + (y – 6)2 = 62
⇔(x – 6)2 + (y – 6)2 = 36

Jadi persamaan lingkaran yang memiliki pusat di (6, 6) dan berjari-jari r = 6 adalah (x – 6)2 + (y – 6)2 = 36

Bentuk Umum Persamaan Lingkaran

Pada pembahasan kali ini adalah lanjutan dari materi sebelumnya. Setelah kita mengetahui konsepnya, selanjutnya kita akan membahas mengenai bentuk umumnya.

Konsep persamaan yang sudah kita bahas sebelumnya yaitu :

  1. Lingkaran yang berpusat di P(0, 0) dan memiliki jari-jari r persamaannya adalah r2 + y2 = r2
  2. Lingkaran yang berpusat di P(a, b) dan memiliki jari-jari r persamaannya adalah (x – a)2 + (y – b)2 = r2

Kedua bentuk tersebut dapat diketahui titik pusat lingkaran dan panjang jari-jarinya. Persamaan tersebut dinamakan bentuk baku persamaan lingkaran.

Bentuk umum persamaan lingkaran adalah :

x2 + y2 + 2Ax + 2By + C = 0

 dengan titik pusat P (–A, –B) dan berjari-jari

penyelesaian contoh soal 1 hukum kirhchoff

dengan A, B, C bilangan real dan A2 + B2 ≥ C

Contoh soal 1:
Jabarkanlah persamaan berikut ini:
(x–a)2 + (y–b)2 = r2

Setelah itu, maka diperoleh persamaan a2 + b2 – r2 = C dengan –a = A ; –b = B. tentukan nilai r !

Penyelesaian :
Karena a2 + b2 – r2 = C dengan –a =A ; –b = B
maka r2 = A2 + B2 – C, atau

penyelesaian contoh soal 2 hukum kirhchoff

Contoh soal 2 :
Berdasarkan contoh sebelumnya diperoleh persamaan x2 + y2 + 2Ax + 2By + C = 0, ubahlah persamaan tersebut ke dalam persamaan bentuk baku !

Penyelesaian :

x2 + y2 + 2Ax + 2By + C = 0
⇔ x2 + y2 + 2Ax + 2By = –C
⇔ (x2 + 2Ax + A2) – A2 + (y2 + 2By + B2) – B2 = –C
⇔ (x + A)2 + (y + B)2 = A2 + B2 = –C

penyelesaian contoh soal 3 hukum kirhchoff

Berdasarkan penyelesaian contoh 2 diperoleh bahwa persamaan

penyelesaian contoh soal 3 hukum kirhchoff

adalah lingkaran yang berpusat di titik P(–A, –B) dan berjari-jari

penyelesaian contoh soal 5 hukum kirhchoff

Kedudukan Titik Terhadap Lingkaran

Agar mudah dalam memahami materi, kami akan langsung berikan contoh masalah beserta penyelesaiannya.

Masalah 1 :

Masih ingatkah kamu masalah gunung Sinabung. Jika letak beberapa desa di koordinat kartesius dengan menganggap gunung Sinabung berada pada titik P(0, 0) dan memiliki jari jari 5 satuan. Tentukan kedudukan titik pada desa Sigaranggarang di titik (0, 5), desa Sukatepu di titik (5, 4), dan desa Bekerah di titik (2, –1) terhadap lingkaran yang dengan pusat (0, 0) dan jari-jari 5 satuan. Apakah penduduk desa-desa tersebut perlu mengungsi?

Penyelesaian:
Dari permasalahan diatas, maka persamaan lingkarannya adalah x2 + y2 = 25

  • Untuk desa Sigaranggarang dengan titik (0, 5)

Substitusikan titik (0, 5) pada persamaan x2 + y2 = 25, periksalah titik tersebut terletak di dalam atau di luar lingkaran, lalu simpulkan apakah desa Sigaranggarang perlu mengungsi atau tidak.

  • Untuk desa Sukatepu dengan titik (5, 4)

Substitusikan titik (5, 4) pada persamaan lingkaran x2 + y2 = 25, periksalah titik tersebut terletak di dalam lingkaran atau di luar lingkaran, lalu simpulkan apakah desa Sukatepu perlu mengungsi atau tidak.

  • Untuk desa Bekerah dengan titik (2, -1)

Substitusikan titik (2, -1) pada persamaan lingkaran x2 + y2 = 25, periksalah titik tersebut terletak di dalam lingkaran atau di luar lingkaran, lalu simpulkan apakan desa Bekerah perlu mengungsi atau tidak.

Alternatif penyelesaian lain adalah dengan menggambar titik-titik letak desa di koordinat kartesius.

Gambar lingkaran dengan Pusat (0, 0) dan r = 5
Gambar lingkaran dengan Pusat (0, 0) dan r = 5 oleh Studioliterasi

Definisi:

  1. Jika suatu titik A(v, w) terletak di dalam lingkaran yang berpusat di P(0, 0) dan berjari-jari r jika v2 + w2 < r2
  2. Suatu titik (v, w) terletak pada lingkaran yang berpusat di P(0, 0) dan berjari-jari r jika v2 + w2 = r2
  3. Suatu titik A(v, w) terletak di luar lingkaran yang berpusat di P(0, 0) dan berjari-jari r jika v2 + w2 > r2.

Masalah 2 :

Misalkan Gambar berikut menyajikan letak beberapa desa dengan menganggap gunung Sinabung berada pada titik P(3, 2) dan berjari-jari 5 satuan. Tentukan kedudukan titik pada desa Sukameriah, Simacem, dan desa ndeskati berdasarkan gambar di bawah ini! Apakah penduduk desa-desa tersebut perlu mengungsi?

Gambar Lingkaran dengan pusat P(3, 2) dan r = 5
Gambar Lingkaran dengan pusat P(3, 2) dan r = 5 oleh Studioliterasi

Penyelesaian:
Berdasarkan permasalahan yang ada, maka persamaan lingkarannya adalah (x – 3)2 + (y – 2)2 = 25

  • Untuk desa Sukameriah dengan titik (0, –2)

Substitusikan titik (0, 5) pada persamaan lingkaran (x – 3)2 + (y – 2)2 = 25, periksalah titik tersebut berada di dalam lingkaran atau di luar lingkaran, kemudian simpulkan apakah desa Sukameriah tersebut perlu mengungsi atau tidak.

  • Untuk desa Simacem dengan titik (6, 3)

Substitusikan titik (6, 3) pada persamaan lingkaran (x – 3)2 + (y – 2)2 = 25, periksalah titik tersebut berada di dalam lingkaran atau di luar lingkaran, kemudian simpulkan apakah desa Simacem tersebut perlu mengungsi atau tidak.

  • Untuk desa Ndeskati dengan titik (9, 7)

Substitusikan titik (9, 7) pada persamaan lingkaran (x – 3)2 + (y – 2)2 = 25 , periksalah titik tersebut berada di dalam lingkaran atau di luar lingkaran, kemudian simpulkan apakah desa Ndeskati tersebut perlu mengungsi atau tidak.

Definisi:

  1. Suatu titik  A(v, w) yang berada di dalam lingkaran yang berpusat di P(a, b) dan berjari-jari r jika (v – a)2 + (w – b)2 < r2
  2. Suatu titik A(v, w) yang berada pada lingkaran yang berpusat di P(a, b) dan berjari-jari r jika (v – a)2 + (w – b)2 = r2.
  3. Suatu titik A(v, w) yang berada di luar lingkaran yang berpusat di P(a, b) dan berjari-jari r jika (v – a)2 + (w – b)2 > r2.

Kedudukan  Garis Terhadap Lingkaran

Kedudukan garis terhadap lingkaran
Kedudukan garis terhadap lingkaran oleh Studioliterasi

(i) Sebuah garis yang memotong sebuah lingkaran pada dua titik yang berlainan
(ii) Sebuah garis yang memotong sebuah lingkaran pada suatu titik atau dengan kata lain menyinggung lingkaran
(iii) Sebuah garis yang tidak memotong sebuah lingkaran

Sifat Kedudukan Garis Terhadap Lingkaran

Misalkan g garis dengan persamaan y=ax +b dan L lingkaran dengan persamaan x2 + y2 = r2
Kedudukan garis g terhadap sebuah lingkaran ditentukan oleh nilai diskriminan D = (1 + a2) r2 – b2, yaitu:

  1. D > 0 ⇔ garis g memotong lingkaran di dua titik yang berlainan
  2. D = 0 ⇔ garis g menyinggung lingkaran
  3. D < 0 ⇔ garis g tidak memotong maupun menyinggung lingkaran

Persamaan Garis Singgung Lingkaran

Dalam materi ini juga akan membahas mengenai garis singgung. Ada 3 kondisi yang membedakan cara penyelesaiannya. Berikut ini penjelasan beserta contoh untuk mengetahui lebih lengkapnya :

  • Persamaan garis singgung melalui suatu titik pada lingkaran yang berpusat P(0, 0) dan berjari-jari r

Sifat:
Persamaan pada garis singgung yang melalui titik (x1, y1) pada lingkaran x2 + y2 = r2 adalah x1x + y1y = r2

Contoh :
Tentukan persamaan garis singgung pada lingkaran yang melalui titik (2, 0) dengan pusat P(0, 0) dan berjari-jari 3!

Penyelesaian :
Persamaan lingkaran dengan pusat P(0, 0)dan berjari-jari 3 adalah x2 + y2 = 9 yang melalui titik (2, 0) adalah

x1x + y1y = r2
⇔ xx1 + yy1 = 9
⇔ x(2) + y(0) = 9
⇔  2x – 9 = 0

Jadi, persamaan garis singgung pada lingkaran dengan pusat (0, 0) dan berjari-jari 3 adalah 2x – 9 = 0

  • Persamaan garis singgung melalui suatu titik pada lingkaran yang berpusat P(a,b) dan berjari-jari r

Sifat:
Persamaan garis singgung melalui titik (x1, y1) pada lingkaran (x – a)2 + (y – b)2 = r2 adalah (x – a) (x1 – q) + (y1 – b) = r2

Contoh:
Tentukanlah persamaan garis singgung pada lingkaran yang melalui titik (2, 4) dengan persamaan lingkaran (x – 1)2 + (y – 2)2 = 5

Penyelesaian:
Persamaan garis singgung pada lingkaran (x – 1)2 + (y – 2)2 = 5  yang melalui titik (2, 4) adalah sebagai berikut :

(x – a) (x1 – a) + (y – b) (y1 – b) = r2
⇔ (x – 1) (x1 – 1) + (y – 2) (y1 – 2) = 5
⇔ (x – 1) (2 – 1) + (y – 2) (4 – 2) = 5
⇔ (x – 1) 1 + (y – 2) 2 = 5
⇔  x – 1+ 2y – 4 = 5
⇔  x + 2y = 0

Jadi, persamaan garis singgung lingkaran (x – 1)2 + (y – 2)2 = 5 adalah x + 2y = 0

  • Persamaan garis singgung lingkaran yang melalui sebuah titik di luar lingkaran

Contoh:
Tentukanlah persamaan garis singgung lingkaran yang memiliki pusat P(0, 0) dan berjari-jari 5 yang melalui titik (7, 1) !

Penyelesaian:
Titik (7, 1) berada di luar lingkaran x2 + y2 = 25, karena jika titik tersebut disubstitusikan ke dalam persamaan lingkaran, maka diperoleh 72 + 12 = 50  > 25

Persamaan lingkaran dengan pusat P(0, 0) dan berjari-jari 5 adalah x2 + y2 = 25

Garis yang melalui titik (7, 1) dengan gradien m, memiliki persamaan sebagai berikut :
y = mx – mx1 + y1
⇒ y = mx – 7m + 1
substitusikan nilai y = mx – 7m + 1 ke persamaan lingkaran x2 + y2 = 25 diperoleh
x2 + (mx – 7m + 1)2 = 25
⇔ x2 + m2x– 49m2 + 1 – 14m2x + 2m – 14 = 25
⇔ (1 + m2) x2 + (2m – 14m2) x + (–49m2 – 14m – 24) = 0

Selanjutnya adalah menentukan nilai diskriminan D = b2 – 4ac

D = (2m – 14m2)2 –4 (1 + m2) (49m2 – 14m – 24)
= 4m2 – 56m3 + 196m4 – 4 (49m2 – 14m – 24 + 49m4 – 14m3 – 24m2)
= 4m2 – 56mm3 + 1196m4 – 196m2 + 56m + 96 – 196m4 + 56m3 + 96m2
= 4m2 + 96m2 – 196m2 + 56m + 96
= –96m2 + 56m + 96

Syarat D = 0

–96m2 + 56m + 96 = 0
⇔ 96m2 – 56m – 96 = 0
⇔ 12m2 – 7m – 12 = 0
⇔ (4m + 3) (3m – 4) = 0
⇔ m = -34 atau m = -43

Sehingga diperoleh persamaan garis singgung =
3x – 4y – 25=0 atau 4x – 3y – 25 = 0

Itulah penjelasan mengenai Persamaan Lingkaran yang telah dirangkum beserta contoh soal dan penyelesaiannya. Semoga mudah dipahami dan bisa bermanfaat. Sampai Jumpa!

Baca juga: Materi Matematika lainnya di Studioliterasi.

Tidak ada komentar

Komentar untuk: Persamaan Lingkaran

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

    ARTIKEL TERBARU

    Penyajian data dalam matematika tentunya bukan hal asing. Masih ingatkah tentang parameter penyajian data? Yap benar, penyajian data sederhana menggunakan mean, median, modus. Daya yang disajikan merupakan hasil dari observasi atau pengamatan maupun penelitian yang dilakukan sebelumnya.  Penyajian data ada berbagai cara seperti dalam bentuk diagram, tabel, infografis dan sebagainya. Nah, tunggu apa lagi kawan […]
    Halo, kawan literasi. Lama kita tidak membahas seputar tips-tips seru. Siapa nih di antara kalian yang kurang optimal mengerjakan soal matematika maupun pelajaran lain karena sering lupa? Duh, dikit-dikit lupa hafalin rumusnya. Bikin kalian semakin pusing, nggak sih? Tapi, tenang saja karena pada pembahasan kali ini, kita akan bahas bagaimana cara meningkatkan daya ingat secara […]

    Trending

    Kawan literasi, tidak dipungkiri masih banyak di antara siswa yang kurang mahir dalam berbahasa Inggris. Seringkali hal ini dibuktikan dengan nilai Bahasa Inggris yang dibawah rata-rata atau sesederhana tidak memahami bacaan Bahasa Inggris. Penyebab utamanya adalah kurangnya penguasaan dalam vocabulary building.  Nah, kabar baiknya adalah penguasaan vocabulary building bisa dipelajari dengan baik asalkan ada niat […]
    Halo kawan literasi. Kalian pasti pernah belajar tense dalam Bahasa Inggris, bukan? Tentunya kalian sangat familiar dengan future tense. Dalam  pembahasan kali ini, adapun 10 contoh kalimat future tense kalimat yang menerangkan sebuah peristiwa di masa datang atau membicarakan sesuatu yang belum terjadi di masa sekarang.  Nah, kalian masih ingat apakah ciri-ciri kalimat yang menggunakan […]
    It’s English time! Halo kawan literasi, bagaimana kabarnya? Aku harap kalian sehat-sehat saja ya. Dalam Bahasa Inggris jika kalian ingin mengungkapkan profesi, identitas di kalian atau kondisi  menggunakan bentuk kalimat apa? Yap, kalian pasti menggunakan kalimat nominal. By the way, apa kalian benar-benar tahu contoh kalimat nominal Bahasa Inggris dengan baik?  Nah berhubung tenses di […]