Wednesday, January 16, 2019

Jawaban Ayo Kita Berlatih 6.4 Bab 6 MTK Halaman 40 Kelas 8 (Teorema Pythagoras)

Ayo Kita Berlatih 6.4
Halaman 40-42
Bab 6 (Teorema Pythagoras)
Matematika (MTK)
Kelas 8 SMP/MTS
Semester 2 K13


Jawaban Ayo Kita Berlatih 6.4 Bab 6 MTK Halaman 40 Kelas 8 (Teorema Pythagoras)

1. Tentukan panjang sisi yang ditunjukkan oleh huruf pada setiap gambar
di bawah.
Penyelesaian:
Perhatikan gambar berikut, perbandingan sisi-sisi segitiga ditunjukkan pada gambar tersebut.


Pada gambar pertama (kiri), segitiga nya adalah segitiga siku-siku sama kaki. Perbandingan sisi nya :
sisi di depan sudut 45° : sisi di depan sudut 45° : sisi di depan sudut 90°
=1:1:√2

Pada gambar kedua (kanan), perbandingan sisi nya:
sisi di depan sudut 30° : sisi di depan sudut 60° : sisi di depan sudut 90° 
= 1:√3:2

A. a/√32=1/√2
√2×a=√32
a=√32/√2
a=√16
a=4 satuan

B. 72/a=1/√2
a=72×√2
a=72√2 satuan

C. b/16=√3/2
2b=16√3
b=(16√3)/2
b=8√3cm

D. c/17√2=1/√3
√3×c=17√2
c= \frac{17 \sqrt{2} }{ \sqrt{3} } \times  \frac{ \sqrt{3} }{ \sqrt{3} } = \frac{17 \sqrt{6} }{3}  satuan

d/17√2=2/√3
√3×d=17√2×2
√3d=34√2
d= \frac{34 \sqrt{2} }{ \sqrt{3} } \times  \frac{ \sqrt{3} }{ \sqrt{3} } = \frac{34 \sqrt{6} }{3}  satuan

E. a/5=2/1
a=5×2
a=10 satuan

b/5=√3/1
b=5×√3
b=5√3 satuan

F. d/20=1/2
2d=20
d=20/2
d=10 satuan

e/20=√3/2
2×e=20×√3
e=(20√3)/2
e=10√3 satuan
_____________________________

2. Tentukan keliling persegi ABCD berikut.
Penyelesaian:
Diketahui : 

Persegi ABCD
diagonal AC = 18√2

Ditanya : 
Keliling persegi ABCD

jawab : 
Perbandingan AB : AC = 1 : √2
AB : 18√2 = 1 : √2
 \frac{AB}{18 \sqrt{2} } =  \frac{1}{ \sqrt{2} }
AB =  \frac{18 \sqrt{2} }{ \sqrt{2} }
AB = 18
AB = BC = 18 

Keliling = 4 × s
           = 4 × 18
           = 72

Jadi keliling persegi ABCD adalah 72
_____________________________

3. Tentukan luas segitiga berikut.
Penyelesaian:
Dalam gambar, sudut-sudut dalam segitiga itu adalah 45°, 45° dan 90°

Perbandingan sisi-sisi segitiga dengan sudut istimewa 45°

∠ 45 : ∠ 45 : ∠90 = 1 : 1 : √2

Diketahui panjang sisi miring atau panjang sisi yang menghadap sudut 90 adalah 16, untuk mencari luas segitiga kita cari panjang sisi-sisi siku-sikunya

Panjang sisi siku-siku : panjang sisi miring = 1 : √2

Panjang sisi siku-siku : 16 = 1 : √2

Panjang sisi siku-siku = 1/√2 x 16
                                    = 1/2 x √2 x 16
                                    = 8√2 

Luas segitiga   = 1/2 x panjang sisi siku-siku x panjang sisi siku-siku
                      = 1/2 x 8√2 x 8√2
                      = 4√2 x 8√2
                      = 32√4
                      = 32 x 2
                      = 64 satuan luas

Jadi luas segitiga tersebut adalah 64 satuan luas
_____________________________

4. Apa yang salah dengan gambar di bawah ini? Jelaskan.
Penyelesaian:
Agar lebih mudah dalam menjelaskan jawaban, kita misalkan  

sisi a = 8 cm berhadapan dengan sudut 30ᵒ
sisi b = 15 cm berhadapan dengan sudut 60ᵒ
sisi c = 17 cm berhadapan dengan sudut 90ᵒ
∠B = 60ᵒ

Ada beberapa kemungkinan kesalahan dalam segitiga pada gambar tersebut, tergantung yang diketahuinya.


Pertama 

Jika sisi-sisi segitiga siku-siku tersebut adalah 8 cm, 15 cm dan 17 cm, maka kesalahannya adalah sudut dihadapan 15 cm ≠ 60ᵒ (besar sudutnya tidak perlu dituliskan), karena jika sudut-sudut pada segitiga tersebut adalah 30ᵒ, 60ᵒ dan 90ᵒ, maka perbandingan sisi-sisinya pada segitiga tersebut seharusnya adalah 1 : √3 : 2

Kedua
Jika ∠B = 60ᵒ dan a = 8 cm, maka b ≠ 15 cm dan c ≠ 17 cm,
Dengan perbandingan, diperoleh sisi b dan c yaitu
a : b = 1 : √3
\frac{a}{b} = \frac{1}{\sqrt{3}}
\frac{8 \: cm}{b} = \frac{1}{\sqrt{3}}
b = 8√3 cm

a : c = 1 : 2
\frac{a}{c} = \frac{1}{2}
\frac{8}{c} = \frac{1}{2}
c = 16 cm
jadi jika ∠B = 60ᵒ dan a = 8 cm, maka ukuran segitiga tersebut adalah 8 cm, 8√3 cm dan 16 cm

Ketiga
Jika ∠B = 60ᵒ dan b = 15 cm, maka a ≠ 8 cm dan c ≠ 17 cm,
Dengan perbandingan, diperoleh sisi b dan c yaitu
a : b = 1 : √3
\frac{a}{b} = \frac{1}{\sqrt{3}}
\frac{a}{15 \: cm} = \frac{1}{\sqrt{3}}
a√3 = 15 cm -------> kedua ruas kali √3
a√3 × √3 = 15 cm × √3
a√9 = 15√3 cm
a.3 = 15√3 cm
a = 5√3 cm

b : c = √3 : 2
\frac{b}{c} = \frac{\sqrt{3}}{2}
\frac{15 \: cm}{c} = \frac{\sqrt{3}}{2}
c√3 = 2(15 cm) -------> kedua ruas kali √3
c√3 × √3 = 30 cm × √3
c√9 = 30√3 cm
c.3 = 30√3 cm
c = 10√3 cm
jadi jika ∠B = 60ᵒ, dan b = 15 cm maka ukuran segitiga tersebut adalah 5√3 cm, 15 cm dan 10√3 cm

Keempat
Jika ∠B = 60ᵒ dan c = 17 cm, maka a ≠ 8 cm dan b ≠ 15 cm,
Dengan perbandingan, diperoleh sisi b dan c yaitu
a : c = 1 : 2
\frac{a}{c} = \frac{1}{2}
\frac{a}{17 \: cm} = \frac{1}{2}
2a = 17 cm
a = 8,5 cm

b : c = √3 : 2
\frac{b}{c} = \frac{\sqrt{3}}{2}
\frac{b}{17 \: cm} = \frac{\sqrt{3}}{2}
2b = 17√3 cm
b = 8,5√3 cm
jadi jika ∠B = 60ᵒ, dan c = 17 cm maka ukuran segitiga tersebut adalah 8,5 cm; 8,5√3 cm dan 17 cm
_____________________________

5. Tentukan luas persegi panjang KLMN berikut.
Penyelesaian:
Step-1: perbandingan panjang sisi-sisi

Perhatikan segitiga siku-siku KLN. 

sisi di hadapan sudut 30° = KN
sisi di samping sudut 30° = KL
sisi miring (diagonal persegi panjang) = LN
Dalam segitiga siku-siku dengan sudut 30°, terdapat perbandingan panjang sisi-sisi sebagai berikut:
\boxed{~KN : KL : LN = 1 : \sqrt{3} : 2~}
Perbandingan panjang sisi-sisi ini sesuai dengan teorema Phytagoras, yakni 
\boxed{~KN^2+KL^2=LN^2 \rightarrow (1)^2 + (\sqrt{3})^2 = (2)^2~}

Step-2: mencari panjang sisi KN dan KL

Diketahui LN = 8 cm, maka gunakan perbandingan

KN : LN = 1 : 2 atau \frac{KN}{LN} = \frac{1}{2}
KN = LN \times \frac{1}{2}
KN = 8 \times \frac{1}{2}
Diperoleh KN = 4 cm

KL : LN = √3 : 2 atau \frac{KL}{LN} = \frac{\sqrt{3}}{2}
KL = LN \times \frac{\sqrt{3}}{2}
KL = 8 \times \frac{\sqrt{3}}{2}
Diperoleh KL = 4√3 cm

Kita amati peranan dari panjang sisi miring LN serta perbandingan panjang sisi-sisi yang diperlukan untuk menghitung panjang sisi KN dan KL.

Step-3: menghitung luas persegi panjang KLMN
Luas KLMN = panjang x lebar
Luas KLMN = KL x KN
Luas KLMN = 4√3 x 4 
Diperoleh luas KLMN sebesar 16√3 cm².
_____________________________

6. Perhatikan gambar segitiga siku-siku ABC di bawah. Tentukan:
a. keliling segitiga ABC,
b. tentukan luas segitiga ABC.
Penyelesaian:
Yang diketahui AD = 8 cm pada Δ ADC
Perhatikan Δ ADC siku-siku di D, ∠ CAD = 60° dan ∠ ACD = 30°

AC : AD = 2 : 1
   AC : 8 = 2 : 1
        AC = 8 × 2
        AC = 16 cm

AD : CD = 1 : √3
   8 : CD = 1 : √3
   8 / CD = 1 / √3
        CD = 8 × √3
        CD = 8√3 cm

Perhatikan Δ BDC  siku-siku di D, ∠ CBD = 30° dan ∠ DCB = 60°

CD : BD = 1 : √3
8√3 : BD = 1 : √3
8√3 / BD = 1 / √3
        BD = 8√3 × √3
        BD = 8 × 3
        BD = 24 cm

CD : BC = 1 : 2
8√3 : BC = 1 : 2
8√3 / BC = 1 / 2
        BC = 8√3 × 2
        BC = 16√3 cm

a.  Keliling Δ ABC = AD + BD + BC + AC
                             = 8 cm + 24 cm + 16√3 + 16 cm
                             = 48 cm + 16√3 cm
                             = 16 (3 + √3) cm
   Jadi keliling segitiga ABC adalah 16 (3 + √3) cm

b.  Luas Δ ABC = 1/2 × AB × CD
                         = 1/2 × (8 + 24) cm × 8√3 cm
                         = 1/2 × 32 × 8√3 cm²
                         = 16 × 8√3 cm²
                         = 128√3 cm²

    Jadi luas segitiga ABC adalah 128√3 cm²
_____________________________

7. Tentukan luas trapesium di bawah ini.
Penyelesaian:


Tentukan luas trapesium di bawah ini. Dari tahapan pengerjaan diperoleh luas trapesium sebesar \boxed{~\frac{1}{4}(2+ \sqrt{3}) \ satuan \ luas~} atau \boxed{~(\frac{1}{2}+ \frac{1}{4} \sqrt{3}) \ satuan \ luas~}

Pembahasan
Step-1: siapkan perbandingan dasar ΔABC

Pada gambar terlampir telah dibuat segitiga siku-siku ABC dengan ∠A = 30°.

Sesuai ketentuan, angka banding dari panjang sisi-sisinya adalah sebagai berikut:

sisi BC yang terletak di hadapan sudut A adalah 1;  
sisi AB yang terletak di samping sudut A adalah √3;  
sisi miring AC adalah 2
Jadi perbandingan dasarnya adalah BC : AB : AC = 1 : √3 : 2.

Mari kita pertegas sekali lagi. Pada segitiga siku-siku yang memuat sudut-sudut istimewa 30° dan 60°, perbandingan panjang sisi-sisi sebagai berikut:  

angka banding panjang sisi depan sudut 30° (sisi samping sudut 60°) adalah 1;  
angka banding panjang sisi samping sudut 30° (sisi depan 60°) adalah √3;  
angka banding panjang sisi miring dengan sudut 30° dan 60° adalah 2.
Ketiga angka banding tersebut memenuhi teorema Phytagoras, \boxed{~(1)^2 + (\sqrt{3})^2 = (2)^2~} . Ingat, (√3)² = 3.

Pada segitiga siku-siku sama kaki yang memuat sudut-sudut kaki 45°, perbandingan panjang sisi-sisi sebagai berikut:

angka banding panjang sisi depan dan samping sudut 45° adalah 1;  
angka banding panjang sisi miring sudut 45° adalah √2.
Ketiga angka banding tersebut memenuhi teorema Phytagoras, \boxed{~(1)^2 + (1)^2 = (\sqrt{2})^2~} . Ingat, (√2)² = 2.

Step-2: siapkan panjang sisi-sisi ΔKQL

Perhatikan segitiga siku-siku KLQ pada trapesium dengan ∠K = 30°.

Panjang sisi miring KQ telah diketahui sebesar 1 satuan panjang.

Hubungan antara KQ dan AC adalah KQ = ¹/₂ x AC.

Sehingga untuk memperoleh panjang KL dan QL kita kalikan angka-angka perbandingan dasar dengan ¹/₂.

⇒ KQ bersesuaian dengan AC, jadi KQ = ¹/₂ x 2 = 1

⇒ LQ bersesuaian dengan BC, jadi LQ = ¹/₂ x 1 = 0,5

⇒ KL bersesuaian dengan AB, jadi KL = ¹/₂ x √3 = 0,5√3

Step-3: hitung luas trapesium

ΔMNP kongruen dengan ΔKLQ.  
Panjang PQ = LM = 1.  
Panjang KN = KL + LM + LN, yakni  0,5√3 + 1 +  0,5√3 diperoleh KN = 1 + √3.
Sekali lagi kita pertegas data-data yang diperlukan,

panjang sisi atas trapesium = 1 satuan panjang;  
panjang sisi alas trapesium adalah KN = 1 + √3 satuan panjang;  
panjang tinggi trapesium = 0,5 satuan panjang.
\boxed{~Luas \ trapesium = \frac{(jumlah \ dua \ sisi \ sejajar)\times tinggi}{2}~}
Luas = \frac{(1+1+ \sqrt{3})\times0,5 }{2}
Luas= \frac{2+ \sqrt{3} }{4}

Diperoleh luas trapesium sebesar 
 \frac{1}{4}(2+ \sqrt{3}) \ satuan \ luas \ atau \ (\frac{1}{2}+ \frac{1}{4} \sqrt{3}) \ satuan \ luas
_____________________________

8. Perhatikan gambar segitiga ABC di bawah ini. Diketahui ∠ABC = 90°, ∠CDB = 45°, ∠CAB = 30°, dan AD = 2 cm. Tentukan panjang BC.
Penyelesaian:
Perhatikan gambar pada lampiran, perbandingan sisi-sisi segitiga ditunjukkan pada gambar tersebut.

Pada gambar pertama (kiri), segitiga nya adalah segitiga siku-siku sama kaki.
Perbandingan sisi nya :
sisi di depan sudut 45° : sisi di depan sudut 45° : sisi di depan sudut 90°=1:1:√2

Pada gambar kedua (kanan), perbandingan sisi nya:
sisi di depan sudut 30° : sisi di depan sudut 60° : sisi di depan sudut 90° = 1:√3:2
Perhatikan segitiga BCD:

∠DBC=90°
∠CDB=45°
∠BCB=180°-∠DBC-∠CDB=180°-90°-45°=45°
Jadi, segitiga BCD adalah segitiga siku-siku sama kaki, dengan BD=BC ... (persamaan 1)

Perhatikan segitiga ABC:
∠ABC=90°
∠CAB=30°
∠ACB=180°-∠ABC-∠CAB=180°-90°-30°=60°
AD=2cm

Gunakan perbandingan sisi-sisi segitiga:
 \frac{BC}{AB}=  \frac{1}{ \sqrt{3} }
 \frac{BC}{AD+BD}= \frac{1}{ \sqrt{3} }

subtitusi persamaan 1:
 \frac{BC}{AD+BD}= \frac{1}{ \sqrt{3} }
 \frac{BC}{AD+BC}= \frac{1}{ \sqrt{3} }
 \sqrt{3}BC=AD+BC \\ \sqrt{3} BC-BC=AD \\  (\sqrt{3}-1)BC=AD \\ BC= \frac{AD}{ \sqrt{3}-1 } \\ BC= \frac{2}{ \sqrt{3}-1 } \times  \frac{ (\sqrt{3}+1) }{ (\sqrt{3}+1) } \\ BC= \frac{2( \sqrt{3}+1) }{(3-1)}= (\sqrt{3}+1)cm
_____________________________

9. Perhatikan balok ABCD.EFGH di samping. Jika besar ∠BCA = 60otentukan:
a. panjang AC,
b. luas bidang ACGE.
Penyelesaian:
Untuk memudahkan mengingat perbandingan segitiga siku-siku yang mempunyai sudut 30° dan 60° adalah 
sisi tependek = 1
sisi menengah = √3
sisi terpanjang = 2

atau bisa ditulis
alas : tinggi : hipotenusa = 1 : √3 : 2
----------------------------------------------------

Untuk lebih jelas gambarnya ada pada lampiran
Sepertinya tinggi balok belum ada.
Saya asumsikan saja tinggi balok sama dengan panjang BC

Diketahui : 
∠ BCA = 60°
BC = CG = 24 cm

Ditanya : 
a.  Panjang AC ?
b.  Luas bidang ACGE

Jawab : 
a. 
AC : BC = 2 : 1
AC : 24 = 2 : 1
AC / 24 = 2 / 1
AC = 24 × 2
AC = 48 cm
Jadi panjang AC adalah 48 cm

b.
Luas ACGE = AC × CG
                    = 48 cm × 24 cm
                    = 1152 cm²
Jadi luas bidang ACGE adalah 1152 cm²
_____________________________

10. Gambar di samping adalah jaring-jaring piramida segitiga.
a. Berapakah panjang b?
b. Berapakah luas permukaan piramida?
Penyelesaian:
Sisi b adalah sisi miring atau hipotenusa pada sebuah segitiga siku-siku sama kaki, maka untuk mencari b kita bisa menggunakan teorema phytagoras:
b²=4²+4²
b²=16+16
b²=32
b=√32
b=√(16×2)
b=4√2 cm

Sekarang perhatikan segitiga bagian alas piramida (lihat lampiran), diketahui alas segitiga nya adalah b=4√2cm. Tinggi segitiga dapat dicari dengan menggunakan teorema phytagoras:
t²=(4√2)²-(2√2)²
t²=32-8
t²=24
t=√24
t=√(4×6)
t=2√6 cm

Luas permukaan piramida=Luas alas + (3 x Luas sisi tegak)
=((1/2)×(4√2)×2√6)+(3×(1/2)×4×4)
=4√12+24
=(4√(4×3))+24
=(4×2√3)+24
=(8√3+24)cm²
_____________________________