modul-matematika-lingkaran.doc

Antara / SMA N 1 Simo / Mat XI IPA 57
LINGKARAN
PENDAHULUAN
Lebih dari seribu tahun yang lalu, para ahli matematika Bangsa Yunani biasa
memandang garis singgung sebuah lingkaran sebagai sebuah garis yang
menyentuh lingkaran hanya di satu titik. Descartes bahkan mempunyai
argument bahwa pasti ada dua titik potong ketika sebuah garis memotong
lingkaran. Jika hanya ada satu titik potong, maka garis itu pastilah garis
singgung lingkaran. Mereka hanya menenmpatkan lingkaran sebagai bangun
yang stagnan.
Berlawanan dengan ide-ide tersebut, Issac Newton, orang Inggris yang menemukan
Hukum Universal Gravitasi, mempunyai pendapat yang berbeda mengenai garis singgung. Ia
memandang garis singgung pada sebuah titik sebagai limit posisi dari sebuah garis yang melalui
titik itu dan titik lain yang bergerak semakin dekat ke titik tadi. Dengan demikian, lingkaran
menurut Newton merupakan lintasan lengkung tertutup sederhana yang membolehkan gerakan
dan oleh karena itu lingkaran disebut bangun yang dinamis.
STANDAR KOMPETENSI
3. Menyusun persamaan lingkaran dan garis singgungnya.
KOMPETENSI DASAR DAN INDIKATOR
KOMPETENSI DASAR INDIKATOR
3.1 Menyusun persamaan lingkaran yang memenuhi
persyaratan yang ditentukan
 Merumuskan persamaan lingkaran berpusat di (0,0)
dan (a,b).
 Menentukan pusat dan jari-jari lingkaran yang
persamaannya diketahui.
 Menentukan persamaan lingkaran yang memenuhi
kriteria tertentu.
 Menentukan posisi dan jarak suatu titik terhadap
lingkaran
3.2 Menentukan persamaan garis singgung pada
lingkaran dalam berbagai situasi
 Melukis garis yang menyinggung lingkaran dan
menentukan sifat-sifatnya
 Merumuskan persamaan garis singgung yang melalui
suatu titik pada lingkaran.
 Menentukan persamaan garis singgung yang melalui
titik di luar lingkaran.
 Merumuskan persamaan garis singgung yang
gradiennya diketahui.

A. DEFINISI
Y
O X
Dalam menentukan persamaan lingkaran, kita harus mengerti tentang formula jarak. Berikut ini
diberikan beberapa formula untuk menentukan jarak.
1. Jarak antara dua titik A(x1 , y1) dan B(x2 , y2), ditentukan oleh j = 2
1
2
2
1
2 )
(
)
( y
y
x
x 


2. Jarak titik A(x1 , y1) terhadap garis lurus ax + by + c = 0 dirumuskan
2
2
1
1
b
a
c
by
ax
j




B. Persamaan Lingkaran yang Berpusat di O ( 0,0 ) dan Berjari-jari r
Contoh 1
Tentukan persamaan lingkaran yang :
a. berpusat di O(0, 0) dan r = 3
b. berpusat di O(0, 0) dan melalui titik A(3, 4)
c. berpusat di O(0, 0) dan meyinggung garis 12x – 5y – 39 = 0
Jawab :
a. Pusat di O(0, 0) dan r = 3
x2
+ y2
= r2
 x2
+ y2
= 32
x2
+ y2
= 9 atau x2
+ y2
– 9 = 0
P(a,b)
r
r
r
A (x1 , y1)
B(x2 , y2)
C (x3 , y3)
Lingkaran adalah tempat kedudukan titik-
titik yang berjarak sama ( jari-jari linkaran )
terhadap sebuah titik tertentu ( pusat
lingkaran ) yang digambarkan pada bidang
kartesius.
P (a ,b) = Pusat Lingkaran
r = jari-jari lingkaran
r = AP = BP = CP
O x
r
y
Y
X
A ( x, y )
Berdasarkan definisi lingkaran, maka akan
diperoleh persamaan lingkaran yang berjari–
jari r dan berpusat di titik pangkal O(0,0).
Titik A(x,y) pada Lingkaran. Jari-jari
lingkaran r = OP .
Dengan mengingat kembali rumus jarak
antara dua titik, maka akan diperoleh rumus
persamaan lingkaran:
OP = 2
2
)
0
(
)
0
( 

 y
x
r = 2
2
y
x 
Jadi diperoleh bentuk umum persamaan
lingkaran dengan pusat O(0,0) dan berjari-
jari r adalah :
2
2
2
r
y
x 


b. Pusat di O(0, 0) dan melalui titik A(3, 4)
Karena melalui titik A(3, 4) maka nilai r2
ditentukan dari x2
+ y2
= r2
diperoleh nilai
r2
= 32
+ 42
 r2
= 25. Jadi persamaan lingkarannya adalah x2
+ y2
= 25.
c. Pusat di O(0, 0) dan meyinggung garis 12x – 5y – 39 = 0
Jadi persamaan lingkarannya adalah x2
+ y2
= 9
C. Persamaan Lingkaran yang Berpusat di P ( a, b ) dan Berjari-jari r
Y
X
O
Contoh 2
Tentukan persamaan lingkaran yang :
a. berpusat di P(4, 3) dan r = 6
b. berpusat di P(5, -1) dan melalui A(-1, 7)
c. berpusat di P(2, 3) dan menyinggung 2x + 3y + 4 = 0
Jawab :
a. berpusat di P(4, 3) dan r = 6 maka diperoleh a = 4 dan b = 3
Persamaan Lingkaran : 2
2
2
)
(
)
( r
b
y
a
x 



(x – 4)2
+ (y – 3)2
= 62
(x – 4)2
+ (y – 3)2
= 36
b. berpusat di P(5, -1) dan melalui A(-1, 7), maka r = panjang PA = PA . Dengan
menggunakan jarak dua titik diperoleh r =
2
2
))
1
(
7
(
)
5
1
( 



 = 10
Persamaan Lingkaran : 2
2
2
)
(
)
( r
b
y
a
x 



(x – 5)2
+ (y + 1)2
= 102
(x – 5)2
+ (y + 1)2
= 100
P(a, b)
r
A(x,y)
Titik A(x, y) pada lingkaran yang berpusat di P(a,b)
dan jari-jari lingkaran r, sehingga PA = r. Dengan
menggunakan rumus jarak antara dua titik, maka
akan diperoleh rumus persamaan lingkaran:
r
y
y
x
x 


 2
1
2
2
1
2 )
(
)
(
r
b
y
a
x 


 2
2
)
(
)
(
2
2
2
)
(
)
( r
b
y
a
x 



Merupakan persamaan baku lingkaran dengan pusat
P(a, b) dan jari-jari r.
Y
12x – 5y – 39 = 0
X
O
r
Karena menyinggung garis 12x – 5y – 39=0
maka r merupakan jarak titik pusat O(0, 0)
dengan garis 12x – 5y – 39 = 0. Dengan
menggunakan rumus jarak titik terhadap
garis diperoleh jar-jari :
r =
2
2
1
1
b
a
c
by
ax



r =
2
2
)
5
(
12
)
39
(
0
).
5
(
0
.
12






 r = 3

c. berpusat di P(2, 3) dan menyinggung 2x + 3y + 4 = 0
Jari-jari lingkaran merupakan jarak P(2, 3) dengan garis 2x + 3y + 4 = 0, diperoleh :
r =
2
2
1
1
b
a
c
by
ax



=
2
2
3
2
4
3
.
3
2
.
2



=
13
17
Persamaan lingkaran: 2
2
2
)
(
)
( r
b
y
a
x 



(x – 2)2
+ (y – 3)2
=
2
13
17
(x – 2)2
+ (y – 3)2
=
13
289
13(x – 2)2
+ 13(y – 3)2
= 289
LATIHAN 1
Jawablah dengan singkat, jelas dan benar !
1. Tentukan persamaan lingkaran yang berpusat di O(0,0) dan mempunyai :
a. r = 4 b. r = 3
2 c. r = 13 d. r = 2 + 3
2. Tentukan persamaan lingkaran yang berpusat di O(0,0) dan melalui titik :
a. ( - 3, 0 ) b. ( - 2, 3 ) c. ( 6, - 8 ) d. ( 0, 5 )
3. Tentukan persamaan lingkaran yang berpusat di O(0,0) dan menyinggung garis :
a. x = 2 b. x + 1 = 0 c. y = - 6 d. y – 7 = 0
4. Tentukan persamaan lingkaran yang berpusat di P( 2, - 3 ) dan mempunyai :
a. r = 8 b. r = 10
5. Tentukan persamaan lingkaran yang berpusat di P( 0, - 4 ) dan mempunyai :
a. r = 2
3 b. r = 3 - 2
6. Tentukan persamaan lingkaran yang berpusat di P( - 3, 1 ) dan menyinggung :
a. sumbu x b. x = 1 c. y = 0 d. y + 3 = 0
7. Tentukan persamaan lingkaran yang berpusat di P(2,0) dan melalui titik :
a. ( 2, 4 ) b. ( - 1, - 3 )
8. Tentukan persamaan lingkaran yang berpusat di P( - 1, 4 ) dan melalui titik :
a. ( - 7, 4 ) b. ( 3, 2 )
9. Tentukan persamaan lingkaran yang berdiameter garis AB dengan titik :
a. A ( -2,3 ) dan B ( 6, 3 ) b. A (1,-2) dan B(-3,6)
10. Tentukan persamaan lingkaran yang berpusat di O(0,0) dan menyinggung garis :
a. 3x + 4y + 10 = 0 b. x – y = 6
11. Tentukan persamaan lingkaran yang berpusat di P(1, -2) dan menyinggung garis:
a. 6y – 8y = 10 b. 2x + y – 20 = 0
12. Tentukan persamaan lingkaran yang pusatnya terletak pada garis x – y – 1 = 0, melalui titik
pangkal O (0, 0) dan berjari-jari 5 !
13. Tentukan persamaan lingkaran yang pusatnya terletak pada garis x – 2y + 6 = 0, melalui titik
pangkal O (0,0) dan menyinggung garis 4x – 3y – 6 = 0 !
14. Tentukan pusat dan jari – jari lingkaran berikut :
a. x2
+ y2
= 25 c. (x – 2)2
+ (y + 5)2
= 12
b. 2x2
+ 2y2
= 3 d. 3(x + 4)2
+ 3(y – 1)2
= 27
15. Tentukan persamaan lingkaran yang menyinggung sumbu X dan sumbu Y dengan titik pusat
pada kuadran III dan berjari-jari 3 !

D. BENTUK UMUM PERS. LINGKARAN
Persamaan lingkaran dengan pusat P(a, b) dan berjari-jari r mempunyai persamaan baku
2
2
2
)
(
)
( r
b
y
a
x 


 , jika bentuk ini dijabarkan maka diperoleh :
2
2
2
)
(
)
( r
b
y
a
x 



 x2
– 2ax + a2
+ y2
– 2by + b2
= r2
 x2
+ y2
– 2ax – 2by + a2
+ b2
– r2
= 0, misalkan A = – 2a, B = – 2b dan C = a2
+ b2
– r2
maka diperoleh bentuk umum persamaan lingkaran :
0
2
2




 C
By
Ax
y
x
Dengan Pusat 







2
,
2
B
A
P dan jar-jari C
B
A
r 
















2
2
2
2
Contoh 3
Tentukan pusat dan jari-jari lingkaran x2
+ y2
– 6x + 8y – 24 = 0 !
Jawab :
a. Lingkaran : x2
+ y2
– 6x + 8y – 24 = 0 diperoleh A = – 6, B = 8 dan C = – 24
Pusat: 







2
,
2
B
A
= (3, – 4)
Jari – jari = C
B
A
















2
2
2
2
r = )
24
(
)
4
(
3 2
2



 = 7
Contoh 4
Lingkaran x2
+ y2
+ 4x + by – 12 = 0 melalui titik (1, 7), tentukan pusat lingkaran tersebut !
Jawab :
Subtitusi (1, 7) ke lingkaran x2
+ y2
+ 4x + by – 12 = 0 diperoleh :
12
+ 72
+ 4.1 + b.7 – 12 = 0
7b = – 42  b = – 6
Pusat : 







2
,
2
B
A
= (– 2, 3)
LATIHAN 2
1. Tentukan pusat dan jari-jari lingkaran berikut !
a. x 2
+ y 2
+ 4x – 2y + 1 = 0 c. x 2
+ y 2
– 8x + 6y = 0
b. x 2
+ y 2
– 4y – 5 = 0 d. 2x 2
+ 2y 2
– 4x + 3y = 0
2. Tentukan pusat dan jari-jarinya, lingkaran yang melalui titik:
a. (2 , 3), (0, -1) dan (3 , 0) b. (1 , 3), (6, -2) dan (-3 , -5)
3. Lingkaran x 2
+ y 2
– 4x + 2y + c = 0 melalui titik (0, -1). Tentukan jari-jarinya !
4. Lingkaran x 2
+ y 2
– 4x + 6y + m = 0 berjari-jari 5. Tentukan nilai m !
5. Lingkaran x 2
+ y 2
+ 2px + 6y + 4 = 0 mempunyai jari-jari 3 dan menyinggung sumbu X.
Tentukan pusat Lingkaran !
6. Lingkaran x 2
+ y 2
+ 6x + 6y + c = 0 menyinggung garis x = 2, tentukan nilai c !
7. Titik (a, b) adalah pusat lingkaran x2
+ y2
– 2x + 4y + 1 = 0, tent. Nilai 2a + b !
8. Diketahui Lingk x2
+ y2
– 2px + q = 0 berjari-jari 2. Garis x – y = 0 menyinggung lingkaran
tersebut. Tent. Nilai p yang positif !

9. Tentukan persamaan lingkaran yang titik pusatnya terletak pada garis x = 2 dan menyinggung
sumbu Y di titik (0, 3) !
10. Tentukan persamaan lingkaran yang titik pusatnya terletak pada garis y = – 3 dan
menyinggung sumbu X di titik (– 1, 0) !
11. Tentukan persamaan lingkaran yang melalui titik A(6, 3) dan menyinggung sumbu X di titik
B(2, 0) !
12. Tentukan persamaan lingkaran yang konsentris (sepusat) dengan lingkaran x2
+ y2
– 4x + 12y
– 2 = 0 dan melalui titik A(– 1, 5) !
13. Tentukan persamaan lingkaran yang menyinggung sumbu X positif dan menyinggung garis
x
y
3
4
 serta melalui titik )
5
,
4
( 3
1
!
14. Tentukan persamaan lingkaran yang berjari-jari 2 satuan dan menyinggung garis 3x + 3y – 7
= 0 di titik )
0
,
2
( 3
1
!
15. Tentukan persamaan lingkaran yang pusatnya terletak pada garis – 2x + y + 1 = 0, berjari-jari
5 dan menyinggung sumbu X !
16. Tentukan nilai p yang positif agar lingkaran x2
+ y2
– 2px + q = 0 dengan jari-jari 2
menyinggung garis y = x !
17. Tunjukkan bahwa garis 3x + 4y = 0 meyinggung lingkaran yang berjar-jari 3 dan berpusat di
titik (5, 0) !
18. Lingkaran x 2
+ y 2
+ 6x + 6y + c = 0 menyinggung garis x = 2, tentukan nilai c !
E. POSISI TITIK TERHADAP LINGKARAN
Ada tiga kemungkinan posisi suatu titik terhadap lingkaran:
1. Titik terletak pada lingkaran, jika titik tersebut disubtitusikan ke persamaan lingkaran
didapat:
a. 2
2
2
r
y
x 
 atau
b. 2
2
2
)
(
)
( r
b
y
a
x 


 atau
c. 0
2
2




 C
By
Ax
y
x
2. Titik terletak di dalam lingkaran, jika titik tersebut disubtitusikan ke persamaan lingkaran
didapat:
a. 2
2
2
r
y
x 
 atau
b. 2
2
2
)
(
)
( r
b
y
a
x 


 atau
c. 0
2
2




 C
By
Ax
y
x
3. Titik terletak di luar lingkaran, jika titik tersebut disubtitusikan ke persamaan lingkaran
didapat:
a. 2
2
2
r
y
x 
 atau
b. 2
2
2
)
(
)
( r
b
y
a
x 


 atau
c. 0
2
2




 C
By
Ax
y
x
Contoh 5
Tanpa menggambar pada bidang kartesius tentukan posisi titik A(1, 2) terhadap lingkaran :
a. x2
+ y2
= 9
b. (x – 2)2
+ (y + 1)2
= 10
c. x2
+ y2
+ 6x – 2y + 3 = 0

Jawab :
a. Titik A(1, 2) dan L  x2
+ y2
= 9
Subtitusi A(1, 2) ke L  x2
+ y2
= 9 diperoleh 12
+ 22
= 5 < 9. Jadi A(1, 2) terletak di
dalam L  x2
+ y2
= 9.
b. Titik A(1, 2) dan L (x – 2)2
+ (y + 1)2
= 10
Subtitusi A(1, 2) ke L (x – 2)2
+ (y + 1)2
= 10 diperoleh (1 – 2)2
+ (2 + 1)2
= 10 = 10.
Jadi titik A(1, 2) terletak pada L (x – 2)2
+ (y + 1)2
= 10.
c. Titik A(1, 2) dan L  x2
+ y2
+ 6x – 2y + 3 = 0
Subtitusi A(1, 2) ke L  x2
+ y2
+ 6x – 2y + 3 = 0 diperoleh 12
+ 22
+ 6.1 – 2.2 + 3 = 10
> 0. Jadi titik A(1, 2) terletak di luar L  x2
+ y2
+ 6x – 2y + 3 = 0.
F. JARAK TITIK PADA LINGKARAN
1. Titik di luar lingkaran
C
B
2. Titik di dalam lingkaran
B
C
Contoh 6
Diberikan titik A(6, 8) dan L  x2
+ y2
= 49. Hitunglah jarak terdekat titik A ke lingkaran L !
Jawab :
Mula-mula kita harus mengetahui posisi titik A terhadap lingkaran L dengan cara mensubtitusi titik
A(6, 8) ke L  x2
+ y2
= 49, diperoleh :
A(6, 8)  x2
+ y2
= 49  62
+ 82
= 100 > 49 jadi titik A berada diluar lingkaran.
Jarak terdekat = AP – r = 2
2
)
0
8
(
)
0
6
( 

 – 7 = 3
Jadi jarak terpendek titik A ke lingkaran L adalah 3 satuan panjang.
LATIHAN 3
1. Tentuan posisi titik berikut terhadap lingkaran yang berpusat di O(0 , 0) dan berjari-jari 8 !
a. (2,1) b. (4, -4 3 ) c. (-5,7) d. (0 , 8)
2. Tentuan posisi titik berikut terhadap lingkaran 16
)
2
(
)
1
( 2
2



 y
x !
a. (-3,-3) b. (-5,2) c. (3,1) d. (1,-2)


P
A
Jarak terdekat titik A dengan lingkaran = AB
AB = AP – PB = AP – r
Jarak terjauh titik A dengan Lingkaran = AC
AC = 2
2
2
2
)
(
)
(
)
( r
AP
PC
AP 


dengan r = jari-jari lingkaran.


P
A
Jarak terdekat titik A dengan lingkaran = AB
AB = PB – AP = r – AP
Jarak terjauh titik A dengan Lingkaran = AC
AC = CP + AP = r + AP
dengan r = jari-jari lingkaran.

3. Tentuan posisi titik berikut terhadap lingkaran 0
5
8
4
2
2




 y
x
y
x
a. (-2,9) b. (8,1) c. (-2,-1) d. (1,2)
4. Tentukan nilai p jika titik (-5, p) terletak pada lingkaran x 2
+ y 2
+ 2x – 5y – 21 = 0 !
5. Tentukan nilai a jika titik (3, 4) terletak pada lingkaran x 2
+ y 2
+ ax + 6y – 37 = 0 !
6. Berapakah jarak antara titik dengan lingkaran berikut :
a. (7, 4) dan x 2
+ y 2
+ 6x – 8y = 0 c. (3 , 5) dan x 2
+ y 2
+ 3x – 7y – 18 = 0
b. (-2 , 6) dan x 2
+ y 2
= 16 d. (1 , 2) dan x 2
+ y 2
– 2x – 4y + 1= 0
7. Tentukan jarak terjauh titik P(3, 2) ke L  (x – 2)2
+ (y – 1)2
= 32 !
8. Tentukan panjang garis singgung dari titik P(5, -2) ke L  x2
+ y2
– 2x – 8y – 10 = 0 !
9. Diketahui titik N(4, 6) dan L  (x + 3)2
+ (y + 2)2
= 32.
a. Tentukan posisi titik N terhadap lingkaran L
b. Hitunglah jarak terpendek titik N ke lingkaran L
c. Hitunglah jarak terjauh titik N ke lingkaran L
d. Panjang garis singgung titik N ke lingkaran L
10. Panjang garis singgung yang ditarik dari titik R(4, 5) terhadap lingkaran L  x2
+ y2
+ 2kx = 0
sama dengan satu satuan panjang. Hitunglah nilai k !
G. KEDUDUKAN GARIS TERHADAP LINGKARAN
Secara geometri ada tiga kedudukan garis terhadap lingkaran, yaitu :
(i) Garis memotong L (ii) Garis menyinggung L (iii) Garis tidak memotong L
Syarat : D > 0 Syarat : D = 0 Syarat : D < 0
Dengan D = Diskriminan = b2
– 4ac.
Contoh 7
Tentukan posisi garis y = 3x + 2 terhadap L  x2
+ y2
+ 4x – y + 1 = 0 !
Jawab :
Subtitusi garis y = 3x + 2 ke L  x2
+ y2
+ 4x – y + 1 = 0, diperoleh:
 x2
+ (3x + 2)2
+ 4x – (3x + 2) + 1 = 0
 10x2
+ 13x + 3 = 0 sehingga nila a = 10, b = 13 dan c = 3
Nilai D = b2
– 4ac = 169 – 4.10.3 = 49 > 0
Karena diperoleh D > 0 maka garis y = 3x + 2 memotong ligkaran L di dua titik yang berlainan.
H. PERSAMAAN GARIS SINGGUNG LINGKARAN
1. Pers. Garis singgung lingkaran Melalui Titik pada Lingkaran
g
A(x1, y1)
  

P(a, b)
Garis g disebut garis singgung Lingkaran L di titik A(x1, y1).
Catatan :
1. Titik A harus pada lingkaran L.
2. AP tegak lurus dengan garis singgung g.

Rumus Persamaan Garis Singgung Lingkaran di titik A(x1 , y1) :
Pers. Lingkaran Pers. Garis Singgung
x2
+ y2
= r2
x1x + y1y = r2
(x – a)2
+ (y – b)2
= r2
(x1 – a)(x – a) + (y1 – b)(y – b) = r2
x2
+ y2
+ Ax + By + C = 0 x1x + y1y +
2
A
(x + x1) +
2
B
(y + y1) + C = 0
Contoh 8
Tentukan persamaan garis singgung lingkaran :
a. L  x2
+ y2
= 5 di titik A(1, -2)
b. L  (x + 3)2
+ (y – 2)2
= 58 di titik B(0, 9)
c. L  x2
+ y2
+ 4x + 8y – 21 = 0 di titik C(2, 1)
Jawab :
a. PGS L  x2
+ y2
= 5 di titik A(1, -2) berarti x1 = 1, y1 = – 2 dan r2
= 5
PGS  x1x + y1y = r2
 x – 2y = 5 atau x – 2y – 5 = 0. Jadi persamaan garis singgungnya
adalah x – 2y – 5 = 0.
b. PGS L  (x + 3)2
+ (y – 2)2
= 58 di titik B(0, 9) berarti x1 = 0, y1 = 9, a = - 3, b = 2, r2
= 58
PGS  (x1 – a)(x – a) + (y1 – b)(y – b) = r2
 (0 + 3)(x + 3) + (9 – 2)(y – 2) = 58
 3x + 7y – 63 = 0
Jadi persamaan garis singgungnya adalah 3x + 7y – 63 = 0.
c. PGS L  x2
+ y2
+ 4x + 8y – 21 = 0 di titik C(2, 1) berarti x1 = 2, y1 = 1, A = 4, B = 8,
C = – 21.
PGS  x1x + y1y +
2
A
(x + x1) +
2
B
(y + y1) + C = 0
 2x + 1.y + 2(x + 2) + 4(y + 1) – 21 = 0
 4x + 5y – 13 = 0
Jadi persamaan garis singgungnya adalah 4x + 5y – 13 = 0.
2. Pers. Garis singgung lingkaran Melalui suatu Titik di luar Lingkaran
Q
R
Garis hubung QR disebut Garis kutub atau garis polar.
Garis hubung AQ dan AR disebut garis singgung lingkaran.


P
A(x1 , y1)
Langkah-langkah menentukan PGS dari titik di
luar lingkaran :
1. Menentukan persamaan garis kutub ( rumus
yang digunakan sama dengan rumus
mencari PGS lingk. diatas)
2. Menentukan titik singgung lingkaran (titik Q
dan R) dengan mensubtitusikan pers. Garis
kutub ke pers. Lingkaran.
3. Menentukan persamaan garis singgung di
titik singgung tersebut

Contoh 9
Tentukan PGS pada x2
+ y2
= 9 yang dapat ditarik dari titik A(0, 4) !
Jawab :
(i) Menentukan persamaan garis kutub/polar dari titik A(0, 4), berarti x1 = 0, y1 = 4, r2
= 9
Pers. Grs kutub  x1x + y1y = r2
 0.x + 4y = 9  y =
4
9
(ii) Menentukan titik singgung lingkaran dengan cara mensubtitusi pers. Garis polar ke pers.
Lingkaran.
y =
4
9
 x2
+ y2
= 9
x2
+
2
4
9






= 9
x2
=
16
81
144 
=
16
63
x1 =
4
7
3
atau x2 =
4
7
3

Jadi titik singgungnya 







4
9
,
4
7
3
dan 








4
9
,
4
7
3
(iii) Menentukan persamaan garis singgung L  x2
+ y2
= 9 di titik 







4
9
,
4
7
3
dan 








4
9
,
4
7
3
Garis singgung di titik 







4
9
,
4
7
3
 x1x + y1y = r2

4
7
3
x +
4
9
y = 9
 7
3 x + 9y = 36  7 x + 3y – 12 = 0
Garis singgung di titik 








4
9
,
4
7
3
 x1x + y1y = r2

4
7
3
 x +
4
9
y = 9
 – 7
3 x + 9y = 36  7 x – 3y + 12 = 0
Jadi persamaan garis singgung L  x2
+ y2
= 9 yang ditarik dari titik A(0, 4) adalah 7 x + 3y –
12 = 0 dan 7 x – 3y + 12 = 0.
3. Pers. Garis singgung lingkaran dengan Gradien tertentu
PGS dengan
gradien m

P(a, b)
Pers. Lingkaran Pers. Garis Singgung
x2
+ y2
= R2 2
1 m
r
mx
y 


(x – a)2
+ (y – b)2
= R2 2
1
)
( m
r
a
x
m
b
y 




x2
+ y2
+ Ax + By + C = 0 2
1
)
( m
r
a
x
m
b
y 





Contoh 10
Tentukan persamaan garis singgung lingkaran :
a. L  x2
+ y2
= 9 dengan gradien 2
b. L  (x + 2)2
+ (y – 1)2
= 4 yang sejajar dengan garis 3x + 4y – 1 = 0
c. L  x2
+ y2
– 2x + 6y + 5 = 0 yang tegak lurus garis x + 2y = 5
Jawab:
a. L  x2
+ y2
= 9 dengan gradien 2 berarti m = 2, r = 3
PGS  2
1 m
r
mx
y 

  y = 2x  3 2
2
1
y = 2x  3 5
Jadi persamaan garis singgungnya adalah y = 2x + 3 5 dan y = 2x – 3 5
b. L  (x + 2)2
+ (y – 1)2
= 4 yang sejajar dengan garis 3x + 4y – 1 = 0, berarti a = – 2, b = 1,
dan r = 2. Gradien garis 3x + 4y – 1 = 0 adalah m1 =
3
4
 . Syarat dua garis sejajar m1 = m2.
Jadi m2 =
3
4
 .
PGS  2
1
)
( m
r
a
x
m
b
y 



  y – 1 =
3
4
 (x + 2)  2
9
16
1
y – 1 =
3
4
 (x + 2)  2
9
25
y – 1 =
3
4
 (x + 2) 
3
10
3y – 3 = – 4x – 8  10
4x + 3y = 3 – 8 + 10 atau 4x + 3y = 3 – 8 – 10
4x + 3y = 5 atau 4x + 3y = – 15
Jadi persamaan garis singgungnya adalah 4x + 3y – 5 = 0 atau 4x + 3y + 15 = 0.
c. L  x2
+ y2
– 2x + 6y + 5 = 0 yang tegak lurus garis x + 2y = 5
Dari L  x2
+ y2
– 2x + 6y + 5 = 0 diperoleh A = – 2, B = 6 dan C = 5
Pusat lingkaran = (1, -3) dan r = 5
9
1 
 = 5
Dari x + 2y = 5 diperoleh m1 =
2
1
 , karena tegak lurus maka m1.m2 = – 1, diperoleh m2 = 2
PGS  2
1
)
( m
r
a
x
m
b
y 




y + 3 = 2(x – 1)  5 2
2
1
y + 3 = 2x – 2  5
2x – y – 5  5 = 0
Jadi persamaan garis singgungnya adalah 2x – y = 0 atau 2x – y – 10 = 0
LATIHAN 4
1. Selidiki hubungan garis dan lingkaran berikut ini :
a. 2x + y – 4 = 0 dan x2
+ y2
= 25
b. y = 2x dan x2
+ y2
+ 4x – y + 1 = 0
c. 3x + 4y – 12 = 0 dan (x – 2)2
+ (y + 1)2
= 4
2. Buktikan bahwa garis 3x + 2y – 4 = 0 menyinggung lingkaran yg berpusat di P(-1, -3) dan
melalui titik (1, 0). Tentukan titik singgungnya!
3. Garis y = – 2x + c menyinggung lingkaran x2
+ y2
– 2x – 2y – 15 = 0. Tent. Nilai c !

4. Diket. Garis 4x – 3y + c = 0 dan lingkaran x2
+ y2
+ 12x = 0. Tent. Batas-batas nilai c agar
garis tersebut memotong lingkaran di dua titik yang berbeda !
5. Tentukan nilai k agar garis y = kx tidak memotong lingkaran (x – 2)2
+ (y – 1)2
= 1 !
6. Tentukan PGS x2
+ y2
= 20 dititik (2, 4) !
7. Tentukan PGS (x – 1)2
+ (y – 5)2
= 9 dititik (1, 2) !
8. Tentukan PGS x2
+ y2
+ 6x – 4y – 45 = 0 dititik (4, -1) !
9. Tentukan PGS (x – 3)2
+ (y + 1)2
= 5 dititik (1, 0) !
10. Tenttukan PGS x2
+ y2
= 26 dititik (5, - 1) !
11. Tentukan PGS 3x2
+ 3y2
– 6x – 9y – 3 = 0 di titik (-1, 2) !
12. Tentukan PGS x2
+ y2
+ 4x – 9y – 10 = 0 di titik dengan absis – 4 !
13. Tentukan PGS x2
+ y2
+ 2x + 2y + 1 = 0 di titik dengan ordinat – 1 !
14. Tentukan PGS pada x2
+ y2
= 25 yang dapat ditarik dari titik (-7, 1) !
15. Tentukan PGS pada x2
+ y2
– 6x – 8y + 20 = 0 yang dapat ditarik dari titik O(0, 0) !
16. Tentukan persamaan garis singgung pada L  x2
+ y2
= 16 yang :
a. bergradien 2
b. Tegak lurus garis y = 2x – 4
c. Sejajar garis 2x – y – 4 = 0
17. Tentukan persamaan garis singgung pada L  4
1
2
2
2
1
2
)
1
(
)
( 


 y
x yang :
a. bergradien – 5
b. membentuk sudut 
4
3
terhadap sumbu X positif
c. sejajar dengan garis 4y = 3x – 2
d. tegak lurus dengan garis 4x – 3y + 1 = 0
18. Tentukan persamaan garis singgung pada L  x2
+ y2
– 6x + 2y – 6 = 0 yang :
a. bergradien 3
b. tegak lurus dengan 2x – 8y – 5 = 0
c. sejajar dengan y + 2x = 1
19. Garis y = x dengan lingkaran L  x2
+ y2
– 2x = 0 berpotongan di titik A dan B. Tentukan
persamaan lingkaran yang berdiameter AB !
20. Tentukan Persamaan Lingkaran yang melalui titik (1, 0) dan menyinggung garis 3x + 2y = 4 di
titik (2, -1) !
21. Diketahui garis y = x + 1 menyinggung lingkaran L dititik dengan absis 3. Garis y = 2x melalui
pusat lingkaran L. Tentukan jari – jari lingkaran L tersebut !
22. Titik A(r, r) terletak pada lingkaran L yang berpusat di O(0, 0). Tentukan titik potong garis
yang menyinggung L di titik A dengan sumbu X !
23. Garis g merupakan garis singgung melalui titik A(3,– 4) pada lingkaran 25 – x2
– y2
= 0.
Tentukan persamaan garis singgung lingkaran x2
+ y2
– 2x + 4y + 4 = 0 yang sejajar dengan
garis g !
24. Diberikan titik R(1, 4) dan lingkaran L  x2
+ y2
– 2y = 1. Tentukan :
a. posisi titik R terhadap L
b. Persamaan garis polar lingkaran dari titik R
c. Panjang AB jika A dan B titik potong garis polar dengan lingkaran
d. Persamaan garis singgung yang melalui titik A dan B
25. Buktikan bahwa sudut antara dua garis singgung melalui O(0, 0) pada lingkaran (x – 7)2
+ (y
+ 1)2
= 25 adalah
2

!

UJI KOMPETENSI AKHIR BAB
Pilih satu jawaban yang tepat !
1. Persamaan lingkaran yang melalui titik A(1, 2), B(2, 1) dan C(1, 0) adalah ….
a. x2
+ y2
+ 4x – 4y + 1 = 0
b. x2
+ y2
+ x + y + 1 = 0
c. x2
+ y2
– 2x – 2y + 1 = 0
d. x2
+ y2
– x – y + 1 = 0
e. x2
+ y2
+ 2x + 2y + 1 = 0
2. Persamaan lingkaran yang melalui titik A(4, 3) dan B(-2, 5) serta pusat lingkaran pada garis
3x + 2y – 11 = 0 adalah ….
a. x2
+ y2
– 2x – 8y + 11 = 0
b. x2
+ y2
– 2x – 8y + 7 = 0
c. x2
+ y2
+ 2x + 8x – 11 = 0
d. x2
+ y2
+ 2x – 8y + 7 = 0
e. x2
+ y2
+ 2x + 8y + 11 = 0
3. Agar lingkaran x2
+ y2
– 6x + 8y – p = 0 menyinggung garis 3x – 4y = 0, maka nilai p adalah
….
a. 0 d. 18
b. 9 e. 25
c. 11
4. Tempat kedudukan titik M terhadap titik P(2, -1) dan Q(6, 2) sehingga
2
PM = 2
2
MQ
adalah lingkaran yang berpusat di titik ….
a. (12, -3) d. (10, 5)
b. (-12, 3) e. (-10, -5)
c. (8, 5)
5. Persamaan garis singgung lingkaran x2
+ y2
– 4x + 6y – 12 = 0 pada titik (5, 1)
adalah ….
a. 3x – 4y + 19 = 0
b. 3x + y – 19 = 0 d. 3x + 4y – 19 = 0
c. 3x – 4y – 19 = 0 e. 3x + 4y + 19 = 0
6. Diketahui lingkaran x2
+ y2
– 2px + q = 0 berjari-jari 2, garis x – y = 0 akan menyinggung
lingkaran tersebut bila nilai p yang positif sama dengan ….
a. 2
2 b. 4 c. 2
4 d. 8 e. 2
6
7. Garis singgung lingkaran x2
+ y2
= 13 di titik (2, 3) menyinggung lingkaran (x – 7)2
+ (y – 4)2
= p. Nilai p = ….
a. 5 b. 13 d. 12 c. 5 e. 13
8. Diketahui lingkaran x2
+ y2
– 4x + 2y + c = 0 melalui titik A(5, -1). Jari-jari lingkaran tersebut
adalah …
a. 3 d. 7
b. 4 e. 6
2
c. 9
9. Jarak antara titik pusat lingkaran x2
– 4x + y2
+ 4 = 0 dari sumbu Y adalah ….
a. 3 d. 1,5
b. 2,5 e.
c. 2

10. Salah satu persamaan garis singgung dari titik (0, 2) pada lingkaran x2
+ y2
= 1 adalah
a. y = x 3 – 2 d. y = – x 3 – 2
b. y = x 3 + 1 e. y = – x 3 + 2
c. y = – x 3 + 1
11. Jika lingkaran x2
+ y2
+ 2px + 10y + 9 = 0 mempunyai jari-jari 5 dan menyinggung sumbu X.
maka pusat lingkaran tersebut adalah ….
a. (-5, – 3) d. (-6, 5)
b. (-5, 3) e. (3, -5)
c. (6, -5)
12. Pusat dan jari-jari lingkaran dengan persamaan 3x2
+ 3y2
– 12x + 6y – 12 = 0 berturut-turut
adalah ….
a. (2, 1) dan 3 d. (2, 1) dan 4
b. (-2, 1) dan 3 e. (-2, 1) dan 4
c. (2, -1) dan 3
13. Persamaan garis singgung lingkaran x2
+ y2
– 20x + 16y + 139 =0 di titik (6, -5) adalah ….
a. 4x + 3y + 39 = 0
b. 4x + 3y – 39 = 0 d. 4x – 3y + 39 = 0
c. 4x – 3y – 39 = 0 e. 3x + 4y – 39 = 0
14. Persamaan garis singgung melelui titik (0, 5) pada lingkaran x2
+ y2
= 20 adalah ….
a. 2x + y = 10 dan -2x + y = 10
b. x + 2y = 10 dan x – 2y = -10
c. x + 2y = 10 dan x – 2y = 10
d. 2x + y = -10 dan 2x – y = 10
e. x + 2y = -10 dan x – 2y = -10
15. Jika lingkaran x2
+ y2
+ 4x + ky – 12 = 0 melalui titik (-2, 8). Jari-jari lingkaran tersebut
adalah ….
a. 1 d. 12
b. 5 e. 25
c. 6
16. Lingkaran x2
+ y2
+ 2x + 2py + 9 = 0 mempunyai jari-jari dan menyinggung sumbu Y. Pusat
lingkaran tersebut adalah ….
a. (-3, -1) d. (-1, 6)
b. (3, -1) e. (-1, 3)
c. (-1, -6)
+ y2
= 25 di titik (-3, 4) menyinggung lingkaran dengan pusat (10,
5) dan jari-jari r. Nilai r = …
a. 3 d. 9
b. 5 e. 11
c. 7
18. Persamaan lingkaran yang berpusat di O dan melalui titik (3, 2) adalah ….
a. x2
+ y2
= 2 d. x2
+ y2
= 11
b. x2
+ y2
= 3 e. x2
+ y2
= 13
c. x2
+ y2
= 7
19. Jari-jari lingkaran dengan persamaan 2x2
+ 2y2
= 36 adalah ….
a. 2
3 d. 18
b. 6 e. 36
c. 2
6

20. Persamaan lingkaran dengan pusat (2, -3) dan jari-jari 4 adalah ….
a. x2
+ y2
– 4x + 6x + 3 = 0
b. x2
+ y2
– 4x + 6x – 3 = 0
c. x2
+ y2
– 4x + 6x + 25 = 0
d. x2
+ y2
– 4x + 6x – 25 = 0
e. x2
+ y2
– 4x + 6x + 16 = 0
21. Persamaan lingkaran yang berpusat di (2, 8) dan menyinggung garis x – 7 = 0 adalah …
a. x2
+ y2
– 4x – 16y – 25 = 0
b. x2
+ y2
+ 4x – 16y – 25 = 0
c. x2
+ y2
– 4x – 16y + 43 = 0
d. x2
+ y2
+ 4x – 16y – 43 = 0
e. x2
+ y2
– 4x + 16y + 43 = 0
22. Lingkaran x2
+ y2
– 2ax + 6y + 49 = 0 menyinggung sumbu X untuk a = …
a. -7 b. – 3 c. 2 d. 3 e. 7
23. Pusat lingkaran 3x2
+ 3y2
– 4x + 6y – 12 = 0 adalah …
a. (2, 1) d. 





5
,
3
1
b. (2, -3) e. 





1
,
3
2
c. (-2, 3)
24. Persamaan lingkaran berpusat di (2, 3) yang melalui (5, -1) adalah …
a. x2
+ y2
– 4x – 6y – 12 = 0
b. x2
+ y2
– 4x – 6y – 25 = 0
c. x2
+ y2
– 4x – 6y – 13 = 0
d. x2
+ y2
– 2x – 3y – 10 = 0
e. x2
+ y2
+ 2x + 2y + 25 = 0
25. Persamaan lingakaran yang berpusat di (-4, 7) dan berjari-jari 6 adalah …
a. x2
+ y2
– 8x – 14y – 36 = 0
b. x2
+ y2
– 8x + 14y – 36 = 0
c. x2
+ y2
+ 8x – 14y – 36 = 0
d. x2
+ y2
– 8x – 14y – 29 = 0
e. x2
+ y2
+ 8x – 14y + 29 = 0
26. Lingkaran (x – a)2
+ (y – b)2
= 81 akan menyinggung sumbu X jika …
a. a = 81 d. a = 9 atau a = -9
b. b = 81 e. b = 9 atau b = -9
c. a = 9
27. Jari-jari lingkaran x2
+ y2
– 4x + 6y + 12 = 0 adalah …
a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5
28. Lingkaran x2
+ y2
+ 4x + 6y – (8 + b) = 0 memiliki jari-jari 5, maka nilai b adalah …
a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5
29. Persamaan garis singgung di titik (-3, 4) pada lingkaran x2
+ y2
= 25 adalah …
a. 3y – 4x + 25 = 0 d. 4y + 3x – 25 = 0
b. 3y + 4x – 25 = 0 e. 4y – 3x – 25 = 0
c. 4y – 3x + 25 = 0
30. Persamaan garis singgung melalui (5, 1) pada lingkaran x2
+ y2
– 4 x + 6y – 12 = 0 adalah …
a. 3x + 4y – 19 = 0 d. 4x – 3y + 19 = 0
b. 3x – 4y – 19 = 0 e. x – 7y – 26 = 0
c. x + 7y – 26 = 0

31. Jarak terdekat antara titik (-7, 2) ke lingkaran x2
+ y2
– 10x – 14y – 151 = 0 adalah …
a. 2 b. 3 c. 4 d. 8 e. 13
32. Jika titik (-5, k) terletak pada lingkaran x2
+ y2
+2x – 5y – 21 = 0, maka nilai k adalah …
a. -1 atau -2 d. 0 atau 3
b. 2 atau 4 e. 1 atau -6
c. -1 atau 6
33. Persamaan lingkaran dengan pusat di (-2, 3) dan menyinggung sumbu Y adalah …
a. x2
+ y2
+ 4x – 6y + 9 = 0
b. x2
+ y2
+ 4x – 6y – 9 = 0
c. x2
+ y2
– 4x + 6y + 9 = 0
d. x2
+ y2
– 4x – 6y + 9 = 0
e. x2
+ y2
– 4x – 6y – 9 = 0
34. Lingkaran x2
+ y2
+ 4x – 6y + c = 0 melalui titik (-5, 7). Jari-jari lingkaran adalah …
a. 5 b. 3 c. 15 d. 4 e. 5
35. Persamaan garis yang sejajar dengan garis x – 2y = 10 dan membagi lingkaran x2
+ y2
+ 4x
+ 3 = 0 atas dua bagian yang sama adalah…
a. x – 2y + 2 = 0
b. x – 2y – 2 = 0 d. x + 2y + 2 = 0
c. x + 2y – 2 = 0 e. x – y + 2 = 0
+ y2
= 13 dititik (2, 3) menyinggung lingkaran (x – 7)2
+ (y – 4)2
= a. Nilai a adalah …
a. 5 b. 13 c. 5 d. 12 e. 13
37. Garis lurus yang di tarik dari titik O(0, 0) dan menyinggung lingkaran dengan persamaan x2
+
y2
+8x – 4y + 2 = 0 ada 2 buah. Gradien dari kedua garis singgung adalah …
a. -1 atau 7 d. 1 atau -7
b. -1 atau -7 e. 1 atau 1
/7
c. 1 atau 7
38. Salah satu persamaan garis singgung pada lingkaran x2
+ y2
– 2x + 4y – 4 = 0 yang sejajar
dengan garis 5x – 12y + 15 = 0 adalah …
a. 5x – 12y + 10 = 0
b. 5x – 12y – 10 = 0 d. 5x + 12y + 10 = 0
c. 5x + 12y – 10 = 0 e. 5x – 12y + 68 = 0
39. Diketahui dua lingkaran dengan jari-jari 9 cm dan 3 cm. Jika jarak kedua pusat lingkaran
tersebut adalah 20 cm. maka panjang garis singgung persekutuan dalam dari kedua lingkaran
tersebut adalah …
a. 12 cm d. 18 cm
b. 14 cm e. 20 cm
c. 16 cm
40. Diketahui dua lingkaran dengan jari-jari 11 cm dan 4 cm. Jika jarak kedua pusat lingkaran
tersebut adalah 25 cm. maka panjang garis singgung persekutuan luar dari kedua lingkaran
tersebut adalah …
a. 22 cm d. 28 cm
b. 24 cm e. 30 cm
c. 26 cm

Sumber:
Drs. Sumadi dkk. 1966. Matematika SMU 2A. Solo : Tiga Serangkai.
Sukino. 2007. Matematika Untuk SMA Kelas XI. Jakarta : Erlangga.
Tim Galaksi. 2004. GALAKSI SMU Matematika II A. Klaten : CV.Merpati.
Tim Penyusun. 2007. 2007 Soal Pemantapan UN Matematika. Bandung : Yrama Widya.

modul-matematika-lingkaran.doc

More Related Content

What's hot (20)

Similar to modul-matematika-lingkaran.doc (20)

More from Wisang Geni (6)

Recently uploaded (20)

modul-matematika-lingkaran.doc