Soal 26
Persamaan bayangan garis \(y = -6x + 3\) karena transformasi oleh matriks \(\left(\begin{array}{cc}2 & 1\\-1 & -2\end{array}\right)\) kemudian dilanjutkan dengan matriks \(\left(\begin{array}{cc}0 & 2\\1 & -2\end{array}\right)\) adalah ....
A. \(x + 2y + 3 = 0\)
B. \(x + 2y - 3 = 0\)
C. \(8x - 19y + 3 = 0\)
D. \(13x + 11y + 9 = 0\)
E. \(13x + 11y - 3 = 0\)
Jawaban dan Analisa
Misalkan titik umum pada garis adalah \((x,y)\) dengan \(y = -6x + 3\). Transformasi pertama \(A\) lalu kedua \(B\) berarti transformasi total \(T = BA\).
Hitung \(T\): \[ T = \left(\begin{array}{cc}0 & 2\\1 & -2\end{array}\right) \left(\begin{array}{cc}2 & 1\\-1 & -2\end{array}\right) = \left(\begin{array}{cc}-2 & -4\\4 & 5\end{array}\right). \] Maka \(\left(\begin{array}{c}x'\\y'\end{array}\right)= \left(\begin{array}{cc}-2 & -4\\4 & 5\end{array}\right) \left(\begin{array}{c}x\\y\end{array}\right)\), sehingga \(x' = -2x - 4y\) dan \(y' = 4x + 5y\).
Substitusi \(y = -6x + 3\):
\(x' = -2x - 4(-6x + 3) = 22x - 12\),
\(y' = 4x + 5(-6x + 3) = -26x + 15\).
Eliminasi \(x\): dari \(x' = 22x - 12\) diperoleh \(x = \dfrac{x' + 12}{22}\).
Substitusi ke \(y'\):
\(y' = -26\left(\dfrac{x' + 12}{22}\right) + 15
= -\dfrac{13}{11}x' + \dfrac{9}{11}\).
Kalikan \(11\): \(11y' = -13x' + 9\) sehingga bentuk garis bayangan: \(13x' + 11y' - 9 = 0\).
Soal 27
Kontraposisi dari \((\sim p \Rightarrow q) \Rightarrow (\sim p \vee q)\) adalah ....
A. \((p \wedge q) \Rightarrow (p \Rightarrow \sim q)\)
B. \((p \Rightarrow \sim q) \Rightarrow (p \Rightarrow \sim q)\)
C. \((p \Rightarrow \sim q) \Rightarrow (p \Rightarrow q)\)
D. \((\sim p \Rightarrow \sim q) \Rightarrow (p \wedge \sim q)\)
E. \((p \wedge \sim q) \Rightarrow (\sim p \wedge \sim q)\)
Jawaban dan Analisa
Bentuk dasar: \(A \Rightarrow B\) dengan \(A = (\sim p \Rightarrow q)\) dan \(B = (\sim p \vee q)\). Kontraposisi adalah \((\sim B) \Rightarrow (\sim A)\).
Hitung \(\sim B\):
\(\sim(\sim p \vee q) = (p \wedge \sim q)\).
Hitung \(\sim A\):
\((\sim p \Rightarrow q)\) ekuivalen dengan \((p \vee q)\) karena \((a \Rightarrow b) \equiv (\sim a \vee b)\).
Jadi \(\sim(\sim p \Rightarrow q) = \sim(p \vee q) = (\sim p \wedge \sim q)\).
Maka kontraposisinya \((p \wedge \sim q) \Rightarrow (\sim p \wedge \sim q)\), yaitu pilihan E.
Soal 28
Diketahui argumentasi:
I. \(p \Rightarrow q\), \(\sim p\), \(\therefore \sim q\)
II. \(p \Rightarrow q\), \(\sim q \vee r\), \(\therefore p \Rightarrow r\)
III. \(p \Rightarrow q\), \(p \Rightarrow r\), \(\therefore q \Rightarrow r\)
Argumentasi yang sah adalah ....
A. I saja
B. II saja
C. III saja
D. I dan II saja
E. II dan III saja
Jawaban dan Analisa
Periksa satu per satu.
I: Dari \(p \Rightarrow q\) dan \(\sim p\) menyimpulkan \(\sim q\) adalah kekeliruan (menyangkal anteseden). Contoh bantahan: ambil \(p\) salah dan \(q\) benar, maka \(p \Rightarrow q\) benar, tetapi \(\sim q\) salah. Jadi I tidak sah.
II: Ingin membuktikan \(p \Rightarrow r\). Jika \(p\) benar, maka dari \(p \Rightarrow q\) diperoleh \(q\) benar. Lalu premis \(\sim q \vee r\) dengan \(q\) benar membuat \(\sim q\) salah, sehingga harus \(r\) benar. Jadi jika \(p\) benar maka \(r\) benar, artinya \(p \Rightarrow r\) sah. Jika \(p\) salah, \(p \Rightarrow r\) tetap benar. Maka II sah.
III: Dari \(p \Rightarrow q\) dan \(p \Rightarrow r\) menyimpulkan \(q \Rightarrow r\) tidak selalu benar. Contoh bantahan: ambil \(p\) salah, \(q\) benar, \(r\) salah. Maka \(p \Rightarrow q\) benar dan \(p \Rightarrow r\) benar, tetapi \(q \Rightarrow r\) salah. Jadi III tidak sah.
Kesimpulan: hanya II yang sah, jadi jawabannya B.
Soal 29
Diketahui kubus \(ABCD.EFGH\) dengan rusuk \(8\) cm. Titik \(M\) adalah titik tengah \(BC\). Jarak \(M\) ke garis \(EG\) adalah ....
A. \(6\) cm
B. \(6\sqrt{2}\) cm
C. \(6\sqrt{3}\) cm
D. \(4\sqrt{5}\) cm
E. \(12\) cm
Jawaban dan Analisa
Gunakan koordinat. Ambil \(A(0,0,0)\), \(B(8,0,0)\), \(C(8,8,0)\), \(E(0,0,8)\), \(G(8,8,8)\). Titik tengah \(BC\) adalah \(M\left(8,4,0\right)\).
Garis \(EG\) memiliki vektor arah \(\overrightarrow{EG} = G - E = (8,8,0)\). Vektor \(\overrightarrow{EM} = M - E = (8,4,-8)\).
Jarak titik ke garis: \[ d = \dfrac{\left\lVert \overrightarrow{EM} \times \overrightarrow{EG} \right\rVert}{\left\lVert \overrightarrow{EG} \right\rVert}. \] Hitung: \(\overrightarrow{EM} \times \overrightarrow{EG} = (64,-64,32)\). Maka \(\left\lVert \overrightarrow{EM} \times \overrightarrow{EG} \right\rVert = \sqrt{64^2 + (-64)^2 + 32^2} = 96\). Dan \(\left\lVert \overrightarrow{EG} \right\rVert = \sqrt{8^2 + 8^2 + 0^2} = 8\sqrt{2}\).
Jadi \(d = \dfrac{96}{8\sqrt{2}} = \dfrac{12}{\sqrt{2}} = 6\sqrt{2}\). Jawabannya B.
Soal 30
Diketahui kubus \(ABCD.EFGH\) dengan rusuk \(4\) cm. Tangen sudut antara garis \(CG\) dengan bidang \(BDG\) adalah ....
A. \(\sqrt{3}\)
B. \(\sqrt{2}\)
C. \(\dfrac{1}{3}\sqrt{6}\)
D. \(\dfrac{1}{3}\sqrt{3}\)
E. \(\dfrac{1}{2}\sqrt{2}\)
Jawaban dan Analisa
Ambil koordinat kubus sisi \(4\): \(A(0,0,0)\), \(B(4,0,0)\), \(C(4,4,0)\), \(D(0,4,0)\), \(G(4,4,4)\). Vektor arah garis \(CG\) adalah \(\overrightarrow{CG} = (0,0,4)\) sehingga searah dengan \((0,0,1)\).
Bidang \(BDG\) memiliki vektor arah: \(\overrightarrow{BD} = D-B = (-4,4,0)\) dan \(\overrightarrow{BG} = G-B = (0,4,4)\). Vektor normal bidang: \[ \vec{n} = \overrightarrow{BD} \times \overrightarrow{BG} = (16,16,-16), \] sehingga arah normal sebanding dengan \((1,1,-1)\).
Misalkan sudut antara garis \(CG\) dan normal bidang adalah \(\theta\). Dengan \(\vec{d} = (0,0,1)\), \[ \cos\theta = \dfrac{|\vec{d}\cdot \vec{n}|}{|\vec{d}||\vec{n}|} = \dfrac{|(0,0,1)\cdot(1,1,-1)|}{1\cdot\sqrt{1^2+1^2+(-1)^2}} = \dfrac{1}{\sqrt{3}}. \]
Sudut antara garis dan bidang misalkan \(\varphi\), maka \(\varphi = 90^\circ - \theta\). Akibatnya \(\cos\varphi = \sin\theta\). \[ \sin\theta = \sqrt{1-\cos^2\theta} = \sqrt{1-\dfrac{1}{3}} = \sqrt{\dfrac{2}{3}} = \dfrac{\sqrt{6}}{3}. \]
Jadi nilai yang diminta adalah \(\dfrac{\sqrt{6}}{3}\), jawabannya C.