Math Problem Statement

Ubah persamaan berikut ke dalam bentuk kartesius dan tentukan jenis bangunnya.

a. r = 3sin theta

b. r * cos(theta - pi/3) = 5

c. r ^ 2 * (9cos theta - 4sin theta) = 36

Solution

Mari kita selesaikan masing-masing persamaan ini satu per satu dan mengubahnya ke bentuk kartesius.

Persamaan (a): r=3sinθr = 3\sin \theta

  1. Dalam koordinat polar, r=x2+y2r = \sqrt{x^2 + y^2} dan sinθ=yr\sin \theta = \frac{y}{r}.
  2. Substitusi rr dan sinθ\sin \theta ke persamaan: r=3sinθr = 3\sin \theta menjadi r=3yrr = 3 \cdot \frac{y}{r}
  3. Kalikan kedua sisi dengan rr untuk menghilangkan rr dari penyebut: r2=3yr^2 = 3y
  4. Gantikan r2r^2 dengan x2+y2x^2 + y^2: x2+y2=3yx^2 + y^2 = 3y
  5. Sederhanakan menjadi bentuk standar lingkaran: x2+y23y=0x^2 + y^2 - 3y = 0
  6. Lengkapi kuadrat untuk yy: x2+(y32)2=(32)2x^2 + \left(y - \frac{3}{2}\right)^2 = \left(\frac{3}{2}\right)^2 sehingga: x2+(y32)2=94x^2 + \left(y - \frac{3}{2}\right)^2 = \frac{9}{4}

Jadi, bentuk kartesius dari persamaan ini adalah: x2+(y32)2=94x^2 + \left(y - \frac{3}{2}\right)^2 = \frac{9}{4} Ini adalah persamaan lingkaran dengan pusat di (0,32)\left(0, \frac{3}{2}\right) dan jari-jari 32\frac{3}{2}.


Persamaan (b): rcos(θπ3)=5r \cos \left(\theta - \frac{\pi}{3}\right) = 5

  1. Ingat bahwa rcos(θα)=xcosα+ysinαr \cos(\theta - \alpha) = x \cos \alpha + y \sin \alpha.
  2. Dengan α=π3\alpha = \frac{\pi}{3}, kita dapat menulis: rcos(θπ3)=xcosπ3+ysinπ3r \cos \left(\theta - \frac{\pi}{3}\right) = x \cos \frac{\pi}{3} + y \sin \frac{\pi}{3}
  3. Nilai cosπ3=12\cos \frac{\pi}{3} = \frac{1}{2} dan sinπ3=32\sin \frac{\pi}{3} = \frac{\sqrt{3}}{2}, sehingga persamaan menjadi: x12+y32=5x \cdot \frac{1}{2} + y \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 5
  4. Kalikan kedua sisi dengan 2 untuk menyederhanakan: x+y3=10x + y \sqrt{3} = 10

Jadi, bentuk kartesius dari persamaan ini adalah: x+y3=10x + y \sqrt{3} = 10 Ini adalah persamaan garis lurus.


Persamaan (c): r2(9cosθ4sinθ)=36r^2 \cdot (9\cos \theta - 4\sin \theta) = 36

  1. Kita tahu bahwa r2=x2+y2r^2 = x^2 + y^2, cosθ=xr\cos \theta = \frac{x}{r}, dan sinθ=yr\sin \theta = \frac{y}{r}.
  2. Substitusi ke dalam persamaan: r2(9xr4yr)=36r^2 \cdot \left(9 \frac{x}{r} - 4 \frac{y}{r}\right) = 36
  3. Sederhanakan menjadi: r(9x4y)=36r (9x - 4y) = 36
  4. Karena r2=x2+y2r^2 = x^2 + y^2, kita mendapatkan: (x2+y2)(9x4y)=36(x^2 + y^2)(9x - 4y) = 36

Bentuk kartesius ini sulit untuk disederhanakan lebih lanjut, tetapi secara umum ini menunjukkan persamaan dari jenis kurva kuadratik atau kuartik.


Apakah Anda ingin penjelasan lebih lanjut atau memiliki pertanyaan tentang salah satu langkah di atas?


Soal Latihan Tambahan:

  1. Bagaimana cara mengidentifikasi pusat dan jari-jari lingkaran dari persamaan kartesius?
  2. Bagaimana kita dapat menentukan jenis kurva dari persamaan polar tanpa mengubah ke bentuk kartesius?
  3. Apa perbedaan antara persamaan lingkaran dan persamaan elips dalam koordinat kartesius?
  4. Bagaimana cara menyederhanakan persamaan kuadrat dalam bentuk kartesius?
  5. Mengapa kita perlu melengkapi kuadrat saat mencari bentuk lingkaran?

Tip: Mengubah persamaan dari bentuk polar ke kartesius sering kali melibatkan identitas dasar, seperti r2=x2+y2r^2 = x^2 + y^2 dan rcosθ=xr \cos \theta = x, yang mempermudah transformasi persamaan.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Coordinate Geometry
Polar to Cartesian Conversion
Circle Equations
Line Equations
Quadratic Curves

Formulas

r = √(x² + y²)
sin θ = y/r
cos θ = x/r
r cos(θ - α) = x cos α + y sin α

Theorems

Pythagorean Theorem for Cartesian conversion
Circle Equation in Cartesian form
Line Equation in Cartesian form

Suitable Grade Level

Grades 10-12