Pernah gak kalian lihat bola basket yang pas banget menyentuh ring? Di titik sentuh itu, bola cuma menyentuh satu titik aja tanpa tembus ring. Konsep seperti ini yang kita sebut garis singgung dalam matematika!
Garis singgung pada irisan kerucut itu garis yang menyentuh kurva tepat di satu titik saja. Beda sama garis secant yang memotong kurva di dua titik, garis singgung cuma bersentuhan di satu titik dan gak memotong kurva sama sekali.
Bayangin aja kalau kalian punya parabola y=x2. Garis singgung akan menyentuh parabola di satu titik tertentu, sedangkan garis secant akan memotong parabola di dua titik yang berbeda.
Untuk irisan kerucut seperti parabola, elips, dan hiperbola, ada beberapa cara buat menentukan persamaan garis singgungnya tergantung informasi yang kita punya.
Kalau kita sudah tau titik singgungnya di mana, menentukan garis singgung jadi gampang banget! Konsep dasarnya pakai prinsip bagi adil yang praktis untuk irisan kerucut.
Untuk menentukan garis singgung lewat titik T(x1,y1) pada irisan kerucut, kita bisa pakai prinsip bagi adil. Caranya gampang, yaitu bagi setiap pangkat dua jadi pangkat satu pada titik singgung.
Misalnya, kalau kita punya parabola y2=4px dan titik singgung T(x1,y1), maka persamaan garis singgungnya jadi:
yy1=2p(x+x1)
Coba kita ambil contoh parabola y2=8x di titik (2,4).
Dari parabola y2=8x, kita tau 4p=8 jadi p=2. Garis singgung di titik (2,4) adalah:
y⋅4=2⋅2⋅(x+2)
4y=4(x+2)
y=x+2
Prinsip bagi adil ini bikin perhitungan jadi lebih mudah! Kita gak perlu ribet hitung turunan. Cukup "bagi" setiap pangkat dua jadi perkalian sama koordinat titik singgung!
Kadang kita malah gak tau titik singgungnya, tapi kita tau kemiringan atau gradien garis singgungnya. Dalam kasus seperti ini, kita substitusikan persamaan garis dengan gradien m ke persamaan irisan kerucutnya.
Contohnya nih, kita mau cari garis singgung hiperbola 4x2−9y2=36 yang tegak lurus sama garis x+4y+10=0.
Langkah pertama, kita tentuin dulu gradien garis singgungnya. Karena garis singgung tegak lurus terhadap x+4y+10=0, maka gradien garis asalnya mg=−41 jadi gradien garis singgungnya ms=4.
Persamaan garis singgung hiperbola dengan gradien m itu y=mx+c. Kita substitusikan ke persamaan hiperbolanya:
4x2−9(4x+c)2=36
4x2−9(16x2+8cx+c2)=36
−140x2−72cx−9c2=36
Buat garis singgung, diskriminannya harus nol:
D=(−72c)2−4(−140)(−9c2)=0
Jadi diperoleh c=0 dan persamaan garis singgungnya adalah y=4x.
Kalau titiknya ada di luar irisan kerucut, kita bisa punya dua garis singgung yang bisa ditarik dari titik itu ke kurva. Konsepnya mirip kayak narik garis dari titik luar lingkaran.
Contohnya, ambil parabola y2=8x dengan titik A(2,5). Dari titik A ini, kita bisa tarik dua garis singgung yang berbeda ke parabola.
Untuk menentukan persamaan garis singgung lewat titik luar, kita pakai persamaan kutub atau polar. Untuk parabola y2=8x dengan titik A(2,5), persamaan kutubnya adalah:
yy1=4(x+x1)
Substitusikan x1=2 dan y1=5:
5y=4(x+2)
5y=4x+8
y=54x+8
Sekarang kita substitusikan ke persamaan parabola untuk cari titik singgungnya:
(54x+8)2=8x
2516x2+64x+64=8x
16x2+64x+64=200x
16x2−136x+64=0
2x2−17x+8=0
Pakai rumus kuadrat, kita dapet x1=21 dan x2=8. Jadi titik singgungnya ada di (21,2) dan (8,8).