Question: 28. Tentukan persamaan garis singgung lingkaran $x^2 + y^2 - 4x + 6y - 7 = 0$ yang tegak lurus garis $x + 2y = 5$!
1. Diberikan lingkaran dengan persamaan $$x^2 + y^2 - 4x + 6y - 7 = 0$$ dan garis $$x + 2y = 5$$.
2. Tujuan: mencari persamaan garis singgung lingkaran yang tegak lurus garis $$x + 2y = 5$$.
3. Langkah pertama, cari gradien garis $$x + 2y = 5$$.
- Bentuk garis menjadi $$y = -\frac{1}{2}x + \frac{5}{2}$$.
- Gradien garis ini adalah $$m_1 = -\frac{1}{2}$$.
4. Garis yang tegak lurus garis ini memiliki gradien $$m_2$$ yang memenuhi $$m_1 \times m_2 = -1$$.
- Jadi, $$m_2 = 2$$.
5. Selanjutnya, kita cari pusat dan jari-jari lingkaran.
- Ubah persamaan lingkaran ke bentuk standar dengan melengkapi kuadrat:
$$x^2 - 4x + y^2 + 6y = 7$$
$$x^2 - 4x + 4 + y^2 + 6y + 9 = 7 + 4 + 9$$
$$ (x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 20$$
- Jadi, pusat lingkaran $$C(2, -3)$$ dan jari-jari $$r = \sqrt{20} = 2\sqrt{5}$$.
6. Persamaan garis singgung dengan gradien $$m_2 = 2$$ adalah:
$$y = 2x + c$$
7. Garis ini harus menyinggung lingkaran, artinya jarak dari pusat lingkaran ke garis sama dengan jari-jari.
- Jarak titik ke garis $$Ax + By + C = 0$$ adalah $$d = \frac{|Ax_0 + By_0 + C|}{\sqrt{A^2 + B^2}}$$.
- Ubah persamaan garis ke bentuk $$Ax + By + C = 0$$:
$$2x - y + c = 0$$
- Hitung jarak dari $$C(2, -3)$$ ke garis:
$$d = \frac{|2(2) - 1(-3) + c|}{\sqrt{2^2 + (-1)^2}} = \frac{|4 + 3 + c|}{\sqrt{5}} = \frac{|7 + c|}{\sqrt{5}}$$
8. Karena garis singgung, jarak $$d = r = 2\sqrt{5}$$.
$$\frac{|7 + c|}{\sqrt{5}} = 2\sqrt{5}$$
$$|7 + c| = 2\sqrt{5} \times \sqrt{5} = 2 \times 5 = 10$$
9. Jadi, dua kemungkinan:
$$7 + c = 10 \Rightarrow c = 3$$
$$7 + c = -10 \Rightarrow c = -17$$
10. Persamaan garis singgung yang tegak lurus garis $$x + 2y = 5$$ adalah:
$$y = 2x + 3$$ atau $$y = 2x - 17$$.
**Jawaban akhir:**
$$y = 2x + 3$$ atau $$y = 2x - 17$$