Sifat-Sifat Relasi Kelas 10 SMA Matematika Guru

227 Matematika Contoh 5.5 Diberikan himpunan Q = {2,4,5}. Dideinisikan relasi R pada himpunan Q dengan R = {a,b │a kelipatan bulat b, dengan a,b ∈ Q}, sehingga diperoleh R = {2,2, 4,4, 5,5, 4,2}. Relasi R tersebut bersifat relektif sebab setiap anggota himpunan Q berpasangan atau berelasi dengan dirinya sendiri. Contoh 5.6 Diberikan himpunan C = {2,4,5}. Dideinisikan relasi R pada himpunan C dengan R = {a,b │a + b 9, dengan a,b ∈ C}, maka diperoleh S = {2,2, 2,4, 2,5, 4,2, 4,4, 5,2}. Relasi R tersebut tidak bersifat releksif sebab ada anggota himpunan C, yaitu 5 tidak berelasi dengan dirinya sendiri atau 5, 5 ∉ R. Sifat-2: Sifat Simetris Misalkan R sebuah relasi pada himpunan P. Relasi R dikatakan bersifat simetris, apabila untuk setiap x, y ∈ R berlaku y, x ∈ R. Contoh 5.7 Diberikan himpunan P = {1, 2, 3}. Dideinisikan relasi R pada himpunan P dengan R = {1,1 , 1,2, 1,3, 2,2, 2,1, 3,1, 3,3}. Relasi R bersifat simetris sebab untuk setiap x,y ∈ R, berlaku y,x ∈ R. Contoh 5.8 Diberikan himpunan A = {2, 4, 5}. Dideinisikan relasi R pada himpunan A dengan R = {x, y │ x kelipatan y, dengan x, y ∈ A}, maka diperoleh R = {2,2, 4,4, 5,5, 4,2}. Relasi R tersebut tidak bersifat simetris karena 4,2 anggota R tetapi 2,4 ∉R. Ajukan berbagai contoh relasi yang bersifat sime- tris pada siswa kemudian jelaskan sifat simetris relasi seperti yang ada pada Sifat-2. Contoh relasi simetris yang berkaitan dengan dunia nyata siswa adalah ketika siswa bersalaman dengan temannya. Untuk memperkaya pema- haman siswa tentang sifat simetris relasi ajukan contoh dan bukan contoh yang lain selain Contoh 5.7 dan Contoh 5.8. 228 Buku Guru Kelas X SMAMASMKMAK Edisi Revisi Sifat-3: Sifat Transitif Misalkan R sebuah relasi pada himpunan P. Relasi R bersifat transitif apabila untuk setiap x,y ∈ R dan y,z ∈ R maka berlaku x,z ∈ R. Contoh 5.9 Diberikan himpunan P = {1, 2, 3}. Dideinisikan relasi pada himpunan P dengan hasil relasi adalah himpunan R = {1,1, 1,2, 2,2, 2,1, 3,3}. Relasi R tersebut bersifat transitif sebab x,y ∈ R dan y,z ∈ R maka berlaku x,z ∈ R. Contoh 5.10 Diberikan himpunan C = {1, 2, 3}. Dideinisikan relasi R dengan R = {1,1, 1,2, 2,2, 2,3, 3,3, 3,2}. Relasi R tidak memenuhi sifat transitif, sebab terdapat 1,1 ∈ R dan 1,2 ∈ R, tetapi 2,1 ∉ R. 1 Untuk membuktikan bahwa relasi R pada Contoh 5.9 bersifat transitif, apakah kamu boleh memilih x = 1, y = 2, dan z = 3? Mengapa? 2 Contoh yang dipilih untuk membuktikan bahwa relasi R pada Contoh 5.10 tidak bersifat transitif adalah: 1,1 ∈ R dan 1,2 ∈ R, tetapi 2,1 ∉ R. Jika kamu perhatikan kembali Sifat-3, tentukan nilai x, y, dan z agar bukti itu benar. Berikan alasanmu. 3 Apakah ada contoh lain yang kamu pilih untuk membuktikan bahwa relasi R pada Contoh 5.10 tidak bersifat transitif? Sebutkan. Pertanyaan Kritis Minta siswa memahami Sifat-3. Uji pemahaman siswa tentang sifat ini me- lalui Contoh 5.9. Berikan kesempatan pada siswa untuk membuktikan bahwa untuk setiap relasi R yang memenuhi pada Contoh 5.9 memenuhi sifat transitif. Bukti yang diharapkan ditemukan siswa adalah: 1 Pilih x = 1, y = 2, dan z = 1 sehingga: 1,2 ∈ R dan 2,1 ∈ R berlaku 1,1 ∈ R. 2 Pilih x = 1, y = 1, dan z = 2 sehingga: 1,1 ∈ R berlaku 1,2 ∈ R. 3 Pilih x = 2, y = 1, dan z = 2 sehingga: 1,2 ∈ R dan 2,1 ∈ R berlaku 2,2 ∈ R. Ajukan pertanyaan kritis di samping pada siswa. Jawaban yang diharap- kan dari pertanyaan kritis tersebut sebagai berikut. 1 Jawabnya: tidak. Karena, jika kita pilih x = 1, y = 2, z = 3 masing-masing ang- gota P, kita peroleh relasi 2,3 dan 1,3 yang bukan anggota R, sehingga tidak te- pat dalam pembukti- annya. 229 Matematika Sifat-4: Sifat Antisimetris Misalkan R sebuah relasi pada sebuah himpunan P. Relasi R dikatakan bersifat antisimetris, apabila untuk setiap x,y ∈ R dan y,x ∈ R berlaku x = y. Contoh 5.11 Diberikan himpunan C = {2, 4, 5}. Dideinisikan relasi R pada himpunan C dengan R = { a,b ∈ a kelipatan b, a,b ∈ C} sehingga diperoleh R = {2,2, 4,4, 5,5, 4,2}. Relasi R tersebut bersifat antisimetris. Contoh 5.12 Diberikan S = {1, 2, 3}. Dideinisikan relasi R pada himpunan S dengan R = {1,1, 1,2, 2,2, 2,1, 3,3}. Relasi R tidak bersifat antisimetris sebab terdapat 1,2 ∈ R dan 2,1 ∈ R, tetapi 1 ≠ 2. Misalkan R sebuah relasi pada himpunan P. Relasi R dikatakan relasi ekivalensi jika dan hanya jika relasi R memenuhi sifat relektif, simetris, dan transitif. Deinisi 5.6 Contoh 5.13 Diberikan himpunan P = {1, 2, 3}. Dideinisikan relasi pada himpunan P dengan R = {1,1, 1,2, 2,2, 2,1, 3,3}. Relasi R tersebut bersifat relektif, simetris dan transitif. Oleh karena itu relasi R merupakan relasi ekivalensi. Coba kerjasama dengan temanmu menunjukkan bahwa R dalam Contoh 5.13 memenuhi sifat relektif, simetris dan transitif. 2 Relasi R tidak bersifat transitif sebab 1,1 ∈ R dan 1,2 ∈ R, tetapi 2,1 ∉ R. Pilih x = 1, y = 2, dan z = 1. Dengan mengguna- kan Sifat-3 proses pem- buktiannya adalah: 1,2 ∈ R tetapi 2,1 ∉ R meskipun 1,1 ∈ R, terbukti. 3 Jawabnya: ada, salah satunya adalah pilih x = 1, y = 2, dan y = 3, akan kita peroleh 1,2 ∈ R dan 2,3 ∈ R tetapi 1,3 ∉ R. Masih ada alternatif lain untuk membuk- tikannya, ajak siswa untuk mencari bukti lain agar siswa lebih kreatif dan kritis. Deinisi 5.6 adalah deinisi relasi ekivalensi. Deinisi ini diberikan setelah sifat- sifat relasi sudah dipa- hami oleh siswa. Motivasi siswa belajar dengan memperlihatkan kebergu- naan matematika dalam kehidupannya. Organisasikan siswa bekerja secara kelompok untuk menunjukkan bahwa relasi pada Contoh 5.13 memenuhi sifat relek- tif, simetris, dan transitif. 230 Buku Guru Kelas X SMAMASMKMAK Edisi Revisi

3. Menemukan Konsep Fungsi

Masalah-5.3 Lima orang siswa yaitu: Afnita, Anita, Amos, Alvenia, dan Aleks merupakan sahabat yang selalu bersama- sama dalam setiap kegiatan sekolah. Bapak Martono adalah guru matematika yang senang dengan persahabatan yang mereka bina karena mereka selalu memiliki nilai paling bagus dari antara teman- teman sekelasnya. Suatu hari bapak Martono ingin mengetahui data-data tentang mereka. Hal itu diperlukannya sebagai bahan motivasi untuk teman- teman satu kelas mereka. Data-data yang diinginkan berupa: berapa jam rata-rata waktu belajar mereka dalam satu hari, dan berapa banyak saudara mereka. 1 Jika kelima sahabat itu dibuat dalam satu himpunan misalnya A = {Afnita, Anita, Amos, Alvenia, Aleks}, dan lama waktu belajar dalam satu hari adalah, B = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}. a. Nyatakanlah sebuah relasi yang mungkin menurutmu menggambarkan lama waktu belajar lima orang sahabat itu. b. Apakah semua anggota himpunan A pasti memiliki pasangan anggota himpunan B? Berikan penjelasanmu c. Apakah ada kemungkinan bahwa anggota himpunan A berpasangan dengan 2 atau lebih anggota himpunan B? Berikan penjelasanmu d. Apakah ada kemungkinan bahwa dua anggota himpunan A memiliki pasangan yang yang sama dengan salah satu anggota himpunan B? Berikan penjelasanmu 2 Jika kelima sahabat itu dibuat dalam satu himpunan misalnya C = {Afnita, Anita, Amos, Alvenia, Aleks}, dan data tentang banyak saudara mereka adalah D = {1, 2, 3, 4}. Hasil kerja kelompok yang diharapkan adalah sebagai berikut. Diberikan himpunan P = {1, 2, 3}. Dideinisikan relasi R pada himpunan P dengan R = {1,1, 1,2, 2,2, 2,1, 3,3}. 1 Relasi R bersifat re- lektif sebab setiap anggota himpunan P berpasangan atau berelasi dengan diri- nya sendiri. 1,2,3 ∈ P dan 1,1, 2,2, 3,3 ∈ R. 2 Relasi R simetris sebab untuk setiap p,q ∈ R, berlaku q,p ∈ R, misal- nya: 1,2 ∈ R dan 2,1 ∈ R; 3 Relasi R transitif sebab untuk se- tiap p, q ∈ R dan y, z ∈ R berlaku x, z ∈ R. Contoh: pilih x = 1, y = 2, z = 3, berlaku sifat transitif yaitu: 1,2 ∈ R dan 2,3 ∈ R berlaku 1,3 ∈ R. Ajak siswa mengamati Masalah 5.3. Berikan ke- sempatan pada siswa un- tuk memahami dan ber- tanya tentang masalah ini. 231 Matematika a. Nyatakanlah sebuah relasi yang mungkin menurutmu menggambarkan banyak saudara kelima orang sahabat itu. b. Untuk semua relasi yang mungkin, apakah semua anggota himpunan C memiliki pasangan anggota himpunan D? Berikan penjelasanmu c. Apakah ada kemungkinan bahwa anggota himpunan C berpasangan dengan 2 atau lebih anggota himpunan D? Berikan penjelasanmu d. Apakah ada kemungkinan bahwa dua anggota himpunan C memiliki pasangan yang yang sama dengan salah satu anggota himpunan D? Berikan penjelasanmu Alternatif Penyelesaian 1. Diketahui: A = {Afnita, Anita, Amos, Alvenia, Aleks} B = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8} a. Relasi yang mungkin menggambarkan rata-rata lama waktu belajar lima orang sahabat itu. Gambar 5.9 Relasi rata-rata jam belajar Afnita • Anita • Amos • Alvenia • Aleks • Afnita • Anita • Amos • Alvenia • Aleks • • 1 • 2 • 3 • 4 • 5 • 6 • 7 • 8 • 1 • 2 • 3 • 4 • 5 • 6 • 7 • 8 Waktu Belajar Waktu Belajar A A B B Perlu dipahami oleh guru bahwa relasi ini hanya sebagian relasi yang mungkin menggambar- kan rata-rata lama waktu belajar lima orang saha- bat itu. Masih terdapat banyak relasi yang mung- kin. Seluruh relasi yang dibuat siswa perlu diako- modasi dan dihargai se- hingga siswa tidak mera- sa hal yang dilakukannya salah. Hal seperti ini perlu diperhatikan agar siswa terbiasa dengan ide-ide cerdas yang lain. 232 Buku Guru Kelas X SMAMASMKMAK Edisi Revisi b. Jawabannya adalah tidak, karena anggota himpunan B telah dibatasi dari waktu 1 sd 8 jam, maka diantara kelima sahabat itu dan kemungkinan lain memiliki rata-rata waktu belajar lebih dari 8 jam setiap hari. c. Jawabannya tidak. Anggota himpunan A dipasangkan dengan anggota himpunan B dengan relasi rata-rata lama waktu belajar. Nilai rata-rata waktu belajar seseorang hanya ada satu nilai, sehingga anggota himpunan A akan dipasangkan dengan salah satu anggota di himpunan B. d. Jawabannya ya. Nilai rata-rata waktu belajar seseorang dimungkinkan sama dengan nilai rata- rata waktu belajar orang lain, sehingga anggota- anggota himpunan A memungkinkan memiliki pasangan yang sama dengan salah satu anggota di himpunan B. 2. Kelima sahabat itu membentuk satu himpunan misalnya himpunan C dan data tentang banyak saudara mereka himpunan D. Diketahui: C = {Afnita, Anita, Amos, Alvenia, Aleks} D = {1, 2, 3, 4} a Relasi yang mungkin yang menggambarkan banyak saudara kelima orang sahabat itu ditunjukkan pada diagram panah berikut. Gambar 5.10 Relasi banyak saudara Afnita • Anita • Amos • Alvenia • Aleks • Afnita • Anita • Amos • Alvenia • Aleks • • 1 • 2 • 3 • 4 • 1 • 2 • 3 • 4 Banyak Saudara Banyak Saudara C C D D