Pembahasan soal ujian nasional matematika IPA untuk pokok bahasan transformasi geometri yang meliputi translasi, refleksi, rotasi dan dilatasi.
Translasi (a, b)
[x′y′]=[xy]+[ab]
Pencerminan terhadap garis x = a
[x′y′]=[2a−xy]
Pencerminan terhadap garis y = b
[x′y′]=[x2b−y]
Pencerminan terhadap sumbu-x
[x′y′]=[100−1][xy]
Pencerminan terhadap sumbu-y
[x′y′]=[−1001][xy]
Pencerminan terhadap O(0, 0)
[x′y′]=[−100−1][xy]
Pencerminan terhadap garis y = x
[x′y′]=[0110][xy]
Pencerminan terhadap garis y = -x
[x′y′]=[0−1−10][xy]
Rotasi dengan pusat O dan sudut putaran θ
[x′y′]=[cosθ−sinθsinθcosθ][xy]
Jika rotasi berlawanan arah jarum jam, maka θ positif dan jika rotasi searah jarum jam maka θ negatif.
Dilatasi dengan pusat O dan faktor skala k
[x′y′]=[k00k][xy]
Misalkan T1=[abcd] dan T2=[efgh] adalah matriks-matriks yang bersesuaian dengan suatu transformasi. Jika transformasi T adalah komposisi dari transformasi T1 dan dilanjutkan transformasi T2 atau ditulis T2 o T1 , maka matriks yang bersesuaian dengan transformasi T adalah :
T=[efgh][abcd]
UN 2016
Persamaan bayangan kurva y = 3x2 + 2x − 1 oleh pencerminan terhadap sumbu X dilanjutkan dengan pencerminan terhadap sumbu Y adalah ...
A. y = −3x2 − 2x − 1
B. y = −3x2 + 2x + 1
C. y = −3x2 + 2x − 1
D. y = 3x2 + 2x + 1
E. y = 3x2 − 2x + 1
Pembahasan :
Misalkan :
T1 = matriks yang bersesuaian dengan pencerminan terhadap sumbu X.
T2 = matriks yang bersesuaian dengan pencerminan terhadap sumbu Y.
T = T2 o T1
T1=[100−1] dan T2=[−1001]
T=[−1001][100−1]=[−100−1]
Bayangan titik (x, y) oleh transformasi T adalah :
[x′y′]=[−100−1][xy]
[x′y′]=[−x−y]
Dari persamaan matriks diatas, diperoleh :
x' = -x ↔ x = -x'
y' = -y ↔ y = -y'
Substitusi x dan y ke persamaan kurva :
y = 3x2 + 2x − 1
⇒ (-y') = 3(-x')2 + 2(-x') − 1
⇔ -y' = 3(x')2 − 2x' − 1
⇔ y' = −3(x')2 + 2x' + 1
Jadi, persamaan bayangan kurva adalah :
y = −3x2 + 2x + 1
Jawaban : B
UN 2015
Transformasi T adalah komposisi dari pencerminan terhadap garis y = x dilanjutkan rotasi dengan pusat O(0, 0) sebesar 90° dengan arah berlawanan arah putar jarum jam. Bayangan dari garis 3x + 5y − 2 = 0 oleh transformasi T mempunyai persamaan ...
A. 3x − 5y − 2 = 0
B. 3x + 5y + 2 = 0
C. 3x − 5y + 2 = 0
D. 5x − 3y + 2 = 0
E. 5x − 3y − 2 = 0
Pembahasan :
T1=[0110]
T2=[cos90∘−sin90∘sin90∘cos90∘]=[0−110]
T=[0−110][0110]=[−1001]
Bayangan titik (x, y) oleh transformasi T :
[x′y′]=[−1001][xy]
[x′y′]=[−xy]
Dari persamaan matriks diatas, diperoleh :
x' = -x ↔ x = -x'
y' = y ↔ y = y'
Substitusi x dan y ke persamaan kurva :
3x + 5y − 2 = 0
⇒ 3(-x') + 5(y') − 2 = 0
⇔ -3x' + 5y' − 2 = 0
⇔ 3x' − 5y' + 2 = 0
Jadi, persamaan bayangan kurva adalah :
3x − 5y + 2 = 0
Jawaban : C
UN 2014
Persamaan bayangan lingkaran x2 + y2 = 4 bila dicerminkan terhadap garis x = 2 dan dilanjutkan dengan translasi [−34] adalah ...
A. x2 + y2 − 2x − 8y + 13 = 0
B. x2 + y2 + 2x − 8y + 13 = 0
C. x2 + y2 − 2x + 8y + 13 = 0
D. x2 + y2 + 2x + 8y + 13 = 0
E. x2 + y2 + 8x − 2y + 13 = 0
Pembahasan :
Bayangan titik (x, y) oleh pencerminan terhadap garis x = 2 dan dilanjutkan transalasi (-3, 4) adalah :
[x′y′]=[2⋅2−xy]+[−34]
[x′y′]=[1−xy+4]
Dari persamaan matrik diatas, diperoleh :
x' = 1 − x ↔ x = 1 − x'
y' = y + 4 ↔ y = y' − 4
Substitusi x dan y ke persamaan lingkaran :
x2 + y2 = 4
⇒ (1 − x')2 + (y' − 4)2 = 4
⇔ 1 − 2x' + (x')2 + (y')2 − 8y' + 16 = 4
⇔ (x')2 + (y')2 − 2x' − 8y' + 13 = 0
Jadi, persamaan bayangan lingkaran adalah :
x2 + y2 − 2x − 8y + 13 = 0
Jawaban : A
UN 2013
Diketahui titik A(3, -2) dipetakan oleh translasi T = [1−2], kemudian dilanjutkan oleh rotasi dengan pusat O(0, 0) sejauh 90°. Koordinat titik hasil peta A adalah ...
A. (4, 4)
B. (-4, 4)
C. (4, -4)
D. (0, -3)
E. (-3, 0)
Pembahasan :
Bayangan titik A(3, -2) oleh translasi [1−2] adalah
[x′y′]=[3−2]+[1−2]
[x′y′]=[4−4]
dilanjutkan rotasi dengan pusat O sejauh 90° :
[x′′y′′]=[cos90∘−sin90∘sin90∘cos90∘][x′y′]
[x′′y′′]=[0−110][4−4]
[x′′y′′]=[44]
Jadi, koordinat titik hasil peta adalah (4, 4)
Jawaban : A
UN 2013
Diketahui M adalah pencerminan terhadap garis y=−x dan T adalah transformasi yang nyatakan oleh matriks [230−1]. Koordinat bayangan titik A(2, -8) jika ditransformasikan oleh M dan dilanjutkan oleh T adalah ...
A. (-10, 2)
B. (-2, -10)
C. (10, 2)
D. (-10, -2)
E. (2, 10)
Pembahasan :
M=[0−1−10]
T=[230−1]
Bayangan titik A(2, -8) oleh transformasi M dan dilanjutkan T adalah :
[x′y′]=[230−1][0−1−10][2−8]
[x′y′]=[−3−210][2−8]
[x′y′]=[102]
Jadi, bayangan titik A adalah : (10, 2)
Jawaban : C
UN 2012
Bayangan kurva y = x2 + 3x + 3 jika dicerminkan terhadap sumbu X dilanjutkan dengan dilatasi pusat O(0, 0) dan faktor skala 3 adalah ...
A. x2 + 9x − 3y + 27 = 0
B. x2 + 9x + 3y + 27 = 0
C. 3x2 + 9x − y + 27 = 0
D. 3x2 + 9x + y + 27 = 0
E. 3x2 + 9x + 27 = 0
Pembahasan :
T1=[100−1] dan T2=[3003]
T=[3003][100−1]=[300−3]
Bayangan titik (x, y) oleh transformasi T :
[x′y′]=[300−3][xy]
[x′y′]=[3x−3y]
Dari persamaan matriks diatas, diperoleh :
x' = 3x ↔ x = 13x'
y' = -3y ↔ y = −13y'
Substitusi x dan y ke persamaan kurva :
y = x2 + 3x + 3
⇒ (−13y') = (13x')2 + 3(13x') + 3
⇔ −13y' = 19(x')2 + x' + 3 (kali 9)
⇔ -3y' = (x')2 + 9x' + 27 = 0
⇔ (x')2 + 9x' + 3y' + 27 = 0
Jadi, persamaan bayangan kurva adalah :
x2 + 9x + 3y + 27 = 0
UN 2009
Diketahui T1=[a2] dan T2=[3b]. Titik A' dan B' berturut-turut adalah bayangan titik-titik A dan B oleh komposisi transformasi T1 o T2. Jika A(-1, 2), A'(1, 11) dan B'(12, 13), maka koordinat titik B adalah ...
A. (9, 4)
B. (10, 4)
C. (14, 4)
D. (10, -4)
E. (14, -4)
Pembahasan :
T1oT2=[3b]+[a2]=[3+ab+2]
Untuk titik A :
[111]=[−12]+[3+a2+b]
Diperoleh :
1 = 2 + a ↔ a = -1
11 = 4 + b ↔ b = 7
Untuk titik B :
[1213]=[xy]+[3+(−1)2+7]
Diperoleh :
12 = x + 2 ↔ x = 10
13 = y + 9 ↔ y = 4
Jadi, koordinat titik B adalah (10, 4)
Jawaban : B
UN 2009
Titik A'(3, 4) dan B'(1, 6) merupakan bayangan titik A(2, 3) dan B(-4, 1) oleh transformasi T1=[ab01] yang diteruskan T2=[01−11]. Bila koordinat peta titik C oleh transformasi T2 o T1 adalah C'(-5, -6), maka koordinat titik C adalah ...
A. (4, 5)
B. (4, -5)
C. (-4, -5)
D. (-5, 4)
E. (5, 4)
Pembahasan :
T2oT1=[01−11][ab01]=[01−a−b+1]
Untuk titik A :
[34]=[01−a−b+1][23]
[34]=[3−2a−3b+3]
Diperoleh persamaan :
4 = −2a −3b + 3 ⇔ 2a + 3b = −1 ........(1)
Untuk titik B :
[16]=[01−a−b+1][−41]
[16]=[14a−b+1]
Diperoleh persamaan :
6 = 4a − b + 1 ⇔ 4a − b = 5 ..........(2)
Eliminasi (1) dan (2) diperoleh :
a = 1
b = -1
Sehingga :
T2oT1=[01−a−b+1]=[01−12]
Untuk titik C :
[−5−6]=[01−12][xy]
[−5−6]=[y−x+2y]
Diperoleh :
y = -5
-x + 2y = -6
-x + 2(-5) = -6
⇒ x = -4
Jadi, koordinat titik C adalah (-4, -5)
Jawaban : C