Slide SIF203 Alin5 Inverse

(1)

Chapter 4


(2)

Objective

•Mahasiswa mampu menjelaskan Invers matriks

•Mampu menyelesaikan Invers matriks

•Mampu menyelesaikan spl menggunakan invers matriks


(3)

Definisi

•Jika A dan B matriks bujur sangkar sedemikian rupa sehingga A B = B A = I , maka B disebut balikan atau invers dari A dan dapat dituliskan

B = A − 1 ( B sama dengan invers A ).

•Matriks B juga mempunyai invers yaitu A maka dapat dituliskan A = B − 1.

Jika tidak ditemukan matriks B, maka A

dikatakan matriks tunggal (singular).

Jika matriks B dan C adalah invers dari A maka


(4)

Contoh

•Jika A dan B matriks berodo sama 2x2

AB =

= = I (matriks identitas) BA = = = I (matriks identitas)

Maka dapat dituliskan bahwa B = A − 1 (B Merupakan invers dari A


(5)

Invers Matriks

1. Menentukan invers suatu matriks brordo 2x2 Jika matriks A = dengan det A = ad-bc maka invers dari matris A :

A-1 = 1 (adjoint A) |A|

A-1 =

Dengan syarat bahwa det A= ad-bc ≠ 0

   

 

d c

b a

   

 

c a

b d

bc ad


(6)

Langkah Penyelesaian

1. Elemen-elemen pada diagonal utama

dipertukarkan

2. Tanda elemen-elemen pada diagonal

samping diubah. Jika elemen itu (+)

diubah menjadi (-) dan jika elemen itu (-)

diganti (+)

3. Matriks yang diperoleh pada langkah 1

dan 2 di atas kemudian dibagi dengan

determinan matriks persegi awal.


(7)

Tentukanlah invers matriks berikut ini.

Jawab: Det A =

Karena det A≠ 0 maka matriks A mempunyai invers. Invers dari A adalah





2

4

3

5

A

2 12 10 4 ). 3 ( ) 2 .( 5 2 4 3 5                              2 5 24 2 3 22 1 5 4 3 2 2 1 A


(8)

1. Menentukan invers suatu matriks berordo 3x3 a. Pengertian Minor

Misalkan A adalah matriks persegi berordo tiga yang disajikan dalam bentuk:

Jika elemen-elemen yang terletak pada baris ke –i dan kolom ke-j dari matrisk A itu dihapuskan, maka diperoleh matriks berordo 2 x 2.

33 32

31

23 22

21

13 12

11

a

a

a

a

a

a

a

a

a

A


(9)

Determinan dari matriks persegi berordo 2 x 2 yang diperoleh itu dinamakan minor dari

matriks A, dilambangkan dengan |Mij|

Minor dari determinan matriks A disebut sebagai minor aij.

Contoh:

Diketahui matriks A =

Tentukanlah minor-minor dari matriks A.

     

   

3 4

1

4 3

1

3 2


(10)

Jawab:

6

3

.

4

3

.

2

3

4

3

2

1

3

.

1

4

.

1

4

1

3

1

1

4

.

1

3

.

1

3

1

4

1

7

4

.

4

3

.

3

3

4

4

3

21 21 13 13 12 12 11 11

M

adalah

a

Minor

M

adalah

a

Minor

M

adalah

a

Minor

M

adalah

a

Minor


(11)

1 2 . 1 3 . 1 3 1 2 1 1 3 . 1 4 . 1 4 1 3 1 1 3 . 3 4 . 2 4 3 3 2 2 2 . 1 4 . 1 4 1 2 1 0 3 . 1 3 . 1 3 1 3 1 33 33 32 32 31 31 23 23 22 22                           M adalah a Minor M adalah a Minor M adalah a Minor M adalah a Minor M adalah a Minor


(12)

b. Pengertian Kofaktor

Jika |Mij| adalah minor dari aij dari matriks A, maka bentuk (-1)i+j |M

ij| disebut kofaktor dari aij. Kofaktor dari aij dilambangkan dengan α ij.

Jadi kofaktor aij dapat ditentukan dengan rumus

αij = (-1)i+j |M ij|


(13)

Contoh:

Kofaktor dari a11 adalah α11= (-1)1+1 |M

11|= + |M11|

Kofaktor dari a12 adalah α12= (-1)1+2 |M

12|= - |M12|

Kofaktor dari a13 adalah α13= (-1)1+3 |M

13|= + |M13|

Kofaktor dari a21 adalah α21= (-1)2+1 |M

21|= - |M21|

Kofaktor dari a22 adalah α22= (-1)2+2 |M

22|= + |M22|

Kofaktor dari a23 adalah α23= (-1)2+3 |M

23|= - |M23|

Kofaktor dari a31 adalah α31= (-1)3+1 |M

31|= + |M31|

Kofaktor dari a32 adalah α32= (-1)3+2 |M

32|= - |M32|

Kofaktor dari a33 adalah α33= (-1)3+3 |M


(14)

c. Pengertian Adjoin Matriks berordo 3 x3

Matriks A adalah matriks persegi berordo 3 x 3 dalam bentuk:

Yang dimaksud dengan adjoin matriks A (disingkat: adj A) adalah juga suatu matriks yang ditentukan dalam bentuk:

adj A =

Dengan αij adalah kofaktor dari aij

  

 

  

  

33 32

31

23 22

21

13 12

11

a a

a

a a

a

a a

a A

33 23

13

32 22

12

31 21

11


(15)

d. Invers matriks berorodo 3 x 3

Misalkan matriks A adalah matriks

berorodo 3 x 3. Invers dari matriks A dirumuskan dengan aturan:

0

det

det

1

1

adj

A

untuk

A

A

A


(16)

Contoh: Tentukanlah invers matriks berikut.

Jawab:

Jadi matriks A mempunyai invers

     

   

 

0 2

1

1 3

0

1 2

1

A

1

)

0

2

3

(

)

0

2

0

(

2

3

2

1

0

1

0

2

1

1

3

0

1

2

1

det

A


(17)

Kofaktor-kofaktor dari matriks A adalah:

Determinan menggunakan ekpansi Laplace :

Det(A) = a11 c11 – a12 c12 + a13 c13 = 1 (-2) – 2( 1) + 1(3)

= -1

2

0

2

1

2

3

2

1

3

0

1

0

1

1

0

2

0

2

1

3

21 13 12 11


(18)

3

3

0

2

1

1

1

0

1

1

1

1

3

1

2

4

2

1

2

1

1

0

1

1

1

33 32 31 23 22


(19)

Matriks adjoinnya:

Adj A= =

A-1 = 1/det A. adj A

= 1/-1 =

33 23 13 32 22 12 31 21 11

3

4

3

1

1

1

1

2

2

               3 4 3 1 1 1 1 2 2

3

4

3

1

1

1

1

2

2


(20)

Penyelesaian persamaan matriks.

Misalkan A, B, dan X adalah matriks-matriks persegi berordo 2 x 2 atau 3 x 3, dan A adalah matriks yang tak singular yang mempunyai invers, yaitu A-1, maka:

Penyelesaian persamaan matriks A.X = B

ditentukan oleh X = A-1. B

Penyelesaian persamaan matriks X.A = B,


(21)

Contoh 1: Tentukanlah penyelesaian SPLDV dibawah ini dengan menggunakan metode invers matriks.

4x + 5y = 17 2x + 3y = 11 Jawab:

Langka awal untuk menyelesaikan bentuk persamaan diatas dengan metode invers

matriks adalah dengan mengubah persamaan dalam bentuk persamaan matriks.

11

17

3

2

5

4

y

x


(22)

Langkah 2:

Langkah 3:

Langkah 4:

X = -2 dan y = 5

2 5 . 2 3 . 4 3 2 5 4 det , 3 2 5 4          

maka A

A





4

2

5

3

2

1

1

A

                             5 2 11 17 4 2 5 3 2 1 y x


(23)

Contoh 2:

Tiga arus i1, i2, i3 dalam suatu jaringan berhubungan melalui persamaan berikut:

2 i1 + i2 – i3 = 13 - i1 + 2 i2 + 3i3 = -9 4 i1 - i2 + 2i3 = 8

Dengan menggunakan metode invers matriks tentukanlah penyelesaian persamaan diatas.


(24)

Jawab:

Langkah 1:

Mengubah persamaan dalam bentuk matriks

  B I A i i i                                     . 8 9 13 . 2 1 4 3 2 1 1 1 2 3 2 1

35

)

2

6

8

(

)

1

12

8

(

1

2

1

4

1

2

2

1

4

3

2

1

1

1

2

det

A


(25)

Kofaktor- kofaktor dari matriks A 5 2 1 1 2 5 3 1 1 2 5 3 2 1 1 6 1 4 1 2 33 32 31 23                        8 2 4 1 2 1 2 1 1 1 7 1 4 2 1 14 2 4 3 1 7 2 1 3 2 22 21 13 12 11                             


(26)

Matriks adjoin :

I = A-1 . B

I = 1/det A . Adj A . B

5

6

7

5

8

14

5

1

7

A

Adj


(27)

3

;

2

;

4

3

2

4

8

9

13

5

6

7

5

8

14

5

1

7

35

1

3 2 1 3 2 1 3 2 1

i

i

i

i

i

i

i

i

i


(28)

Chapter 5


(1)

Contoh 2:

Tiga arus i1, i2, i3 dalam suatu jaringan berhubungan melalui persamaan berikut:

2 i1 + i2 – i3 = 13 - i1 + 2 i2 + 3i3 = -9 4 i1 - i2 + 2i3 = 8

Dengan menggunakan metode invers matriks tentukanlah penyelesaian persamaan diatas.


(2)

Jawab:

Langkah 1:

Mengubah persamaan dalam bentuk matriks

  B I A i i i                                     . 8 9 13 . 2 1 4 3 2 1 1 1 2 3 2 1

35

)

2

6

8

(

)

1

12

8

(

1

2

1

4

1

2

2

1

4

3

2

1

1

1

2

det

A


(3)

Kofaktor- kofaktor dari matriks A 5 2 1 1 2 5 3 1 1 2 5 3 2 1 1 6 1 4 1 2 33 32 31 23                        8 2 4 1 2 1 2 1 1 1 7 1 4 2 1 14 2 4 3 1 7 2 1 3 2 22 21 13 12 11                             


(4)

Matriks adjoin :

I = A-1 . B

I = 1/det A . Adj A . B

5

6

7

5

8

14

5

1

7

A

Adj


(5)

3

;

2

;

4

3

2

4

8

9

13

5

6

7

5

8

14

5

1

7

35

1

3 2 1 3 2 1 3 2 1

i

i

i

i

i

i

i

i

i


(6)

Chapter 5