Tentukan persamaan bidang singgung pada bola (x - 3)²

Berikut ini adalah pertanyaan dari laroxdiaz50 pada mata pelajaran Matematika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas

Tentukan persamaan bidang singgung pada bola (x - 3)² + (y + 2)² + (z − 1)² = 25 yang sejajar dengan bidang 4x + 3z-17 = 0...tolong di bantu kak,mohon dengan penjelasan nya​

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Persamaan bidang singgung pada bola (x – 3)² + (y + 2)² + (z − 1)² = 25 yang sejajar dengan bidang 4x + 3z – 17 = 0 adalah:

  • 4x + 3z = 40 (atau 4x + 3z – 40 = 0), atau
  • 4x + 3z = –10 (atau 4x + 3z + 10 = 0).

Catatan:
Kedua persamaan bidang singgung tersebut dapat dirangkum menjadi:
4x + 3z = 15 ± 25

Penjelasan dengan langkah-langkah:

Diberikan persamaan bola (x – 3)² + (y + 2)² + (z – 1)² = 25.
⇒ Titik pusat bola: (3, –2, 1)
r² = 25

Bidang singgung yang sejajar dengan bidang 4x + 3z – 17 = 0 (atau 4x + 3z = 17) memiliki persamaan bidang dalam bentuk dasar:
4x + 3z = c ± r²,
di mana bidang 4x + 3z = c merupakan bidang yang melalui titik pusat bola P(3, –2, 1) dan sejajar dengan bidang 4x + 3z – 17 = 0.

Karena titik singgungnya tidak diketahui, maka akan terdapat 2 buah persamaan garis singgung yang diperoleh pada hasil akhir.

Kita tentukan nilai c terlebih dahulu.
4x + 3z = c, x = 3, z = 1 (dari titik pusat bola).
⇒ 4(3) + 3(1) = c
⇒ 12 + 3 = c
c = 15

Jadi persamaan bidang yang sejajar dengan bidang 4x + 3z – 17 = 0 dan melalui titik pusat bola adalah 4x + 3z = 15.

Kemudian, untuk persamaan bidang singgungnya:

4x + 3z = c ± r²
⇒ 4x + 3z = 15 ± 25
⇒ 4x + 3z = 15 + 25  atau  
    4x + 3z = 15 – 25
4x + 3z = 40  atau  
    4x + 3z = –10

∴ Dengan demikian, persamaan bidang singgung pada bola (x – 3)² + (y + 2)² + (z − 1)² = 25 yang sejajar dengan bidang 4x + 3z – 17 = 0 adalah:

  • 4x + 3z = 40 (atau 4x + 3z – 40 = 0), atau
  • 4x + 3z = –10 (atau 4x + 3z + 10 = 0).

\blacksquare

Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh henriyulianto dapat membantu memudahkan mengerjakan soal, tugas dan PR sekolah kalian.

Apabila terdapat kesalahan dalam mengerjakan soal, silahkan koreksi jawaban dengan mengirimkan email ke yomemimo.com melalui halaman Contact

Last Update: Mon, 17 Apr 23