Matematika Diskrit Reny Rian Marliana
1. Toleransi Keterlambatan 15 Menit dari jadwal Perkuliahan
2. Handphone/Smartphone, Tablet dan alat Elektronik pribadi lainnya WAJIB di Silent
3. Tidak berbincang-bincang selama proses belajar mengajar
4. Tidak meninggalkan sampah di ruangan kelas
5. Membawa Kalkulator
1. Pada setiap jawaban tugas WAJIB mencantumkan Tanggal Penugasan
2. Nama lengkap
3. NIM
4. Kelas
5. Program Studi
Munir, Rinaldi. Matematika Diskrit , Informatika, Bandung, 2014. Liu, C.L, Element of Dicrete Mathematics, 2 nd ., New York: Mc., Graw Hill, 1985. Lipschutz, Seymour, Discrete Mathematics. Schaum’s Outline Series . New York : Mc Graw Hill, 2007. Garnier, Rowan & John Taylor, Discrete Mathematics for New Technology , IOP Publishing Ltd, 2002.
Himpunan Relasi dan Fungsi Kombinatorial Induksi Matematik, Graf Pohon Kompleksitas Algoritma Fungsi Numerik Diskrit dan Pembangkit Group, Rings &Field
Rinaldi Munir (2014) : Matematika diskrit adalah cabang matematika yang
mengkaji objek-objek diskrit.
Kamus Ensiklopedia, ACM (Association for Computing Machinery):
Discrete nathenatics, sometimes called finite mathematics, is the study fo mathematical structures, that are fundamentally discrete, in the sense of not supporting or requiring the notion of continuity. Most, if not all, of the objects studied in finite mathematics are countable sets, such us integer.
Benda disebut diskrit jika ia terdiri dari sejumlah berhingga elemen yang berbeda atau elemen-
elemen yang tidak bersambungan.
Data yang diolah oleh komputer adalah data
dalam bentuk diskrit misalnya data angka, data karakter, data suara (digital), data gambar (digital)
1. Berapa banyak kemungkinan jumlah password yang dapat dibuat dari 8
karakter?
2. Diberikan dua buah algoritma yang berbeda untuk menyelesaikan sebuah persoalan, bagaimana menentukan algoritma mana
yang terbaik?
3. Dapatkah kita melalui semua jalan di sebuah kompleks perubahan tepat hanya
sekali dan kembali lagi ke tempat semula.
Rinaldi Munir (2014) :
Himpunan (set) adalah kumpulan objek-objek yang berbeda.
Objek yang terdapat dalam himpunan disebut
elemen, unsur atau anggota.
Contoh :
Himpunan software under windows : A= {MsWord, MsExcel,MsPowerPoint ,…) A={x | x software under windows)
Menuliskan semua elemen yang
Enumerasi
bersangkutan di antara dua buah kurung kurawal
Simbol-Simbol
Himpunan khusus yang dituliskan
dengan simbol-simbol baku Penyajian
Himpunan dinyatakan dengan
Pembentuk
menulis syarat yang harus
Himpunan
dipenuhi oleh anggotanya
Himpunan yang dinyatakan secara
Diagram Venn grafis
Kumpulan buku di perpustakaan Himpunan A yang berisi empat
yang mana buku berjudul x ada 2 anggota 1, 2, 3, 4 dapat ditulis
buahm berjudul y dan z masing- sebagai A={1,2,3,4} atau A={2,4,1,3}
masing 1, maka dapat dituliskan B ={x 1, x 2 , y, z }
Himpunan alfabets {a,b,c ,…,x,y,z} Himpunan 100 buah bilangan asli
Himpunan dapat merupakan pertama {1,2,3,…,100}
anggota himpunan lain Himpunan bilangan bulat positif R ={a,b,{a,b,c},{a,c}}
{1,2,3,…} Himpunan bilangan bulat {…,-2,-
Simbol baku yang sering digunakan untuk mendefinisikan himpunan yaitu :
Simbol Baku
Arti Simbol
Himpunan bilangan bulat positif = {1,2,3,…}
Himpunan bilangan asli = {1,2,..}
Himpunan bilangan bulat = {…,-2,-1,0,1,2,…}
Himpunan bilangan rasional
Himpunan bilangan riil C Himpunan bilangan kompleks
Himpunan dinyatakn dengan menulis syarat yang harus dipenuhi anggotanya sebagai berikut :
Notasi : {x| syarat yang harus dipenuhi oleh x}
Aturan yang digunakan dalam penulisan syarat keanggotaan :
1. Bagian di kiri tanda “|” melambangkan elemen himpunan
2. Tanda “|” dibaca dimana atau sedemikian sehingga. 3. Bagian di kanan tanda “|” menunjukkan syarat keanggotaan himpunan.
4. Setiap tanda “,” di dalam syarat keanggotaan dibaca dan.
A adalah himpunan bilangan bulat positif yang lebih kecil dari 5, dinyatakan sebagai :
A ={x|x adalah himpunan bilangan bulat positif lebih kecil dari 5}
Atau A ={x|x є P, x<5}
B adalah himpunan bilangan genap positif yang lebih kecil atau sama dengan 8 dinyatakan sebagai :
B ={x|x adalah himpunan bilangan genap positif lebih kecil atau sama
dengan 8} Atau B ={x|x/2 є P, 2≤ x≤8}
Di dalam diagram Venn, himpunan semesta U digambarkan sebagai segi empat sedangkan himpunan lainnya
digambarkan sebagai lingkaran di dalam segi empat. Anggota-anggota suatu himpunan berada di dalam lingkaran
sedangkan anggota himpunan lain di dalam lingkaran yang lain pula.
Ada kemungkinan dua himpunan mempunyai anggota yang sama, dan digambarkan dengan lingkaran yang saling
beririsan. Anggota U yang tidak termasuk di dalam himpunan manapun digambarkan di luar lingkaran.
Contoh : Misalkan U ={1,2,…,7,8}, A={1,2,3,5}, B={2,5,6,8}.
Rinaldi Munir (2014) : Sebuah himpunan dikatakan berhingga (finite set) jika terdapat n elemen berbeda (distinc) yang dalam hal ini n adalah bilangan bulat tak neatif. Sebaliknya himpunan tersebut dinamakan tak berhingga (infinite set).
Misalkan A merupakan himpunan berhingga, maka jumlah elemen berbeda di dalam A disebut kardinal dari himpunan A.
n (A) atau |A|
Contoh :
A ={x|x merupakan bilangan prima yang lebih kecil dari 20}, maka n(A)=8 dengan elemen-elemen A adalah 2,3,5,7,11,13,17,19.
Himpunan Kosong
Himpunan Bagian (subset)
Himpunan yang Sama Himpunan Himpunan yang Ekivalen
Himpunan Saling Lepas
Rinaldi Munir (2014) : Himpunan yang tidak memiliki satupun elemen atau himpunana dengan kardinal = 0 disebut himpunan kososng (empty set)
Ø atau { }
Contoh :
E = {x|x < x} maka n(E)=0 P = { orang Indonesia yang pernah ke Bulan} maka n(P)=0
Rinaldi Munir (2014) : Himpunan A dikatakan himpunan bagian (subset) dari himpunan B jika dan hanya jika setiap elemen A merupakan elemen dari B. Dalam hal ini, B dikatakan superset dari A
3. Jika A xy , x y 4, x 0, y 0 dan
B xy , 2 x y 4, x 0, y 0
Maka B A
Rinaldi Munir (2014) : Untuk sembarang himpunan A berlaku hal-hal berikut :
1. A adalah himpunan bagian dari A itu sendiri yaitu :
2. Himpunan kosong merupakan himpunan bagian dari A
A A
3. Jika A B dan B C maka A C
Rinaldi Munir (2014) : Himpunan A dikatakan sama dengan himpunan B jika dan hanya jika keduanya mempunyai elemen yang sama. Dengan kata lain, A sama dengan B jika A adalah himpunan bagian dari B dan B adalah himpunan bagian dari A. Jika tidak demikian, maka katakan A tidak sama dengan B.
A B A B dan B A
Contoh :
Jika A 0,1 dan B xxx 1
0 maka A B
Jika A 3, 5, 8, 5 dan B 5, 3, 8 maka A B Jika A 3, 5, 8, 5 dan B 3, 8 maka A B
Rinaldi Munir (2014) : Himpunan A dikatakan ekivalen dengan himpunan B jika dan hanya jika kardinal kedua himpunan tersebut sama.
A ~ B nA nB
Contoh :
Jika A 1, 3, 5, 7 dan B abcd ,,, maka ~ A B nA nB 4
Rinaldi Munir (2014) : Dua himpunan A dan himpunan B dikatakan saling lepas jika keduanya tidak memiliki elemn yang sama.
A // B
Rinaldi Munir (2014) : Himpunan kuasa (power set) dari himpunan A adalah suatu himpunan yang elemennya merupakan semua himpunan bagian dari A, termasuk himpunan kosong dan himpunan A sendiri.
atau 2
PA
Contoh :
Jika A 1, 2 maka PA , 1 , 2 , 1, 2
Gabungan (union)
Irisan (intersection) Gabungan dari himpunan A dan B adalah
Irisan dari himpunan A dan B adalah sebuah himpunan yang setiap anggotanya himpunan yang setiap elemennya merupakan merupakan anggota dari himpunan A atau elemen dari himpunan A dan himpunan B
himpunan B
A B xx A dan x B
A B xx A atau x B
Komplemen (complement)
Selisish (difference)
Komplemen dari himpunan A terhadap suatu Selisih dari dua himpunan A dan B adalah suatu himpunan semesta U adalah suatu himpunan
himpunan yang elemennya merupakan elemen yang elemennya merupakan elemn U yang dari A tetapi bukan elemen dari B. selisih antara A dan B dapat juga dikatakan sebagai
bukan elemen A komplemen himpunan B terhadap himpunan A.
A xxU dan x A
AB xx A dan x B A B
Perkalian Kartesian (cartesian product) Beda Setangkup (symmetric difference) Perkalian kartesian dari himpunan A dan B adalah Beda setangkup dari himpunan A dan B
himpunan yang elemnnya semua pasangan adalah suatu himpunan yang elemennya ada
berurutan (ordered pairs) yang dibentuk dari pada himpunan A atau B, tetapi tidak pada
komponen pertama dari himpunan A dan komponen keduanya. kedua dari himpunan B.
Irisan (intersection) :
Gabungan (union) :
Jika A 2, 4, 6, 8,10 dan B 4,10,14,18
Jika A 2, 5, 8 dan B 7, 5, 22
maka A B 4,10 maka A B 2, 5, 7, 8, 22
Komplemen (complement) :
Selisish (difference) :
Misalkan U 1, 2, 3, ,9 Jika A 1, 2, 3, ,10 maka B 2, 4, 6, 8,10
Jika A 1, 3, 7, 9 maka A 2, 4, 6, 8
maka AB 1,3,5,7,9 maka B A
Beda Setangkup (symmetric difference) : Perkalian Kartesian (cartesian product)
Jika A 2, 4, 6 dan B 2, 3, 5
Jika C 1, 2, 3 dan D ab , maka maka A B 3, 4, 5, 6
i A A
i A
Hukum identitas :
Hukum null/dominasi :
Hukum Komplemen :
Hukum Idempoten :
ii A A
ii A A A i A A B A
A A Hukum Penyerapan :
Hukum Involusi :
ii A A B A i A B B A Hukum i A B C A B C
Hukum Komutatif :
Asosiatif :
ii A B B A ii A B C A B C
i A B A B Hukum 0/1
i U
Hukum De Morgan :
(Hukum Komplemen 2)
Hukum Distributif :
ii A B C A B A C
Prinsip dualitas menyatakan bahwa dua konsep yang berbeda dapat dipertukarkan namun tetap memberikan jawaban yang benar.
Rinaldi Munir (2014) : Misalkan S adalah suatu kesamaan yang melibatkan himpunan (set
identity ) dan operasi-operasi seperti :
, dan komplemen
Jika S * diperoleh dari S dengan mengganti
menjadi menjadi menjadi U U menjadi
Sedang komplemen tetap dibiarkan seperti semula, maka kesamaan S * juga benar dan disebut dual dari kesamaan S.
Jumlah elemen hasil penggabungan dua buah himpunan A dan B adalah jumlah elemen di masing-masing himpunan dikurangi dengan jumlah elemen di dalam irisannya :
nA B nA nB nA B
nA B nA nB
Misalkan A dan B adalah himpunan
berhingga yang saling lepas Misalkan A dan B adalah himpunan
nA B nA nB nA B
berhingga
nA B nA nB 2 nA B
nA B C nA nB nC
Misalkan A,B dan C adalah himpunan
ii jkr
Sebanyak 1232 orang mahasiswa mengambil kuliah bahasa Inggris, 879 orang mengambil kuliah bahasa Perancis dan 114 orang mengambil bahasa Jerman.
Sebanyak 103 orang mengambil kuliah Bahasa Inggris dan Perancis.
23 orang mengambil kuliah Bahasa Inggris dan Jerman. 14 orang mengambil kuliah bahasa Perancis dan Jerman.
Jika 2092 orang mengambil paling sedikit satu buah kuliah bahasa Inggris, Perancis dan Jerman
Berapa banyak mahasiswa yang mengambil kuliah ketiga buah bahasa tersebut?
Misalkan : I : himpunan mahasiswa yang mengambil mata kuliah B.Inggris P : himpunan mahasiswa yang mengambil mata kuliah B.Perancis J : himpunan mahasiswa yang mengambil mata kuliah B.Jerman Maka :
nI 1232 nP 879 nJ 114
nI P 103 nI J 23 nP J 14
nI P J 2092 nI P J nI nJ nP nI P nI P nP J nI P J nI P J nI P J nI nJ nP nI P nI P nP J
Himpunan yang elemennya boleh berulang (tidak harus berbeda) disebut himpunan ganda (multiset)
Contoh : {a,a,a,b,b,c}
{2,2,2} Multiplisitas dari suatu elemen pada himpunan ganda
adalah jumlah kemunculan elemen tersebut di dalam himpunan ganda
Contoh : {3.a, 2.b, c} {2.a}
Adalah suatu himpunan ganda
P aaacdd ,,,,,
yang multiplisitas elemennya
Q aabcc ,,,,
sama dengan multiplisitas
P Q aaabccdd ,,,,,,,
maksimum elemen tersebut pada himpunan P dan Q
Adalah suatu himpunan ganda
P aaacdd ,,,,,
yang multiplisitas elemennya
Q aabcc ,,,,
sama dengan multiplisitas
minimum elemen tersebut pada
P Q aac ,,
himpunan P dan Q
Operasi Himpunan
PQ
Ganda
Adalah suatu himpunan ganda yang multiplisitas elemennya sama dengan:
P aaabbcdde ,,,,,,,,
1. Multiplisitas elemen tersebut pada P dikurangi multiplisitasnya pada Q jika
Q aabbbccddf ,,,,,,,,,
selisihnya positif.
PQ ae ,
2. 0, jika selisihnya nol atau negatif
PQ
Suatu himpunan ganda yang
P aabcc ,,,,
multiplisitas elemennya sama
Q abbd ,,,
dengan penjumlahan dari
multiplisitas elemen tersebut
PQ aaabbbccd ,,,,,,,,
Matematika Diskrit
Pertemuan ke-2
Reny Rian Marliana, S.Si., M.Stat.
Relasi
Hubungan antara elemen himpunan dengan
elemen himpunan lainnya sering dijumpai pada banyak masalah.
Contoh :
• Hubungan antara program komputer dengan
peubah yang digunakan • Hubungan antara bahasa pemograman dengan pernyataan yang sah • Hubungan natara mahasiswa dengan mata
kuliah yang diambil
Relasi
• Hubungan antara elemen himpunan dengan
elemen himpunan lain dinyatakan dengan struktur yang disebut relasi.
• Struktur diskrit adalah struktur matematika abstrak yang digunakan untuk merepresentasikan objek-objek diskrit dan hubungan antara objek-objek tersebut.
Matriks
• Matriks adalah susunan skalar elemen-elemen dalam bentuk baris
dan kolom. Matriks A yang berukuran dari mbaris dan n kolom (mxn) adalah :
a 11 a 12 a 1 n
a 21 a 22 a 2 n
a m 1 a m 2 a mn
Matriks Khusus
Matriks 0/1 Diagonal
atas/bawah
0 1 0 A
Dua Matriks
Perkalian Dua
matriks dengan
Skalar
Definisi Relasi
• Rinaldi Munir (2014)
Relasi antara himpunan A dan B disebut relasi biner. Relasi biner R antara A dan B adalah himpunan bagian dari A x B.
AB aba , Ab , B R AB
• Seymour Lipschutz (2007)
• Rowan Garnier & John Taylor (2002)
• C.L. Liu (1985)
Relasi
• Jika (a,b) є R maka notasi a R b artinya a dihubungkan dengan b oleh relasi R
• Jika (a,b) R maka notasi a R b artinya a tidak dihubungkan dengan b oleh relasi R
• Himpunan A disebut daerah asal dari R • Himpunan B disebut daerah hasil dari R
Relasi
Contoh :
Misalkan A={Amir, Budi, Cecep) adalah himpunan nama mahasiswa
dan B={IF221,IF251,IF342,IF323] adalah himpunan mata kuliah di jurusan Sistem Informasi.
Perkalian kartesian antara A dan B menghasilkan himpunan pasangan terurut yang jumlah anggotanya adalah n(A) x n(B)=3x4=12
A x B = {(Amir, IF221), (Amir, IF251), (Amir, IF342), (Amir, IF323), (Budi, IF221), (Budi, IF251), (Budi, IF342), (Budi, IF323), (Cecep, IF221), (Cecep, IF251), (Cecep, IF342), (Cecep, IF323)}
Misalkan R adalah relasi yang menyatakan mata kuliah yang diambil mahasiswa pada semester ganjil, yaitu :
R= {(Amir, IF251),(Amir, IF323),(Budi, IF221), (Budi,IF251), (Cecep,IF323)}
Relasi
• IF221
• Amir
• IF251
• Budi
• IF342
• Cecep
• IF323
Tabel Refresentasi
Matriks Relasi
Graf
Tabel
• Kolom pertama : Daerah Asal • Kolom kedua : Daerah Hasil
Amir
IF251
Amir
IF323
Budi
IF221
Budi
IF251
Cecep
IF323
Matriks
Misalkan R adalah relasi dari A={a 1 ,a 2 , …,a m } dan B= {b 1 ,b 2 , …,b n } Relasi R disajikan dengan matriks M={m ij }
Dalam hal ini :
1 ab
m ij
0 ab i , j R
Matriks
Representasi relasi dengan matriks untuk contoh sebelumnya :
IF221 IF251 IF342 IF323 Amir 0 1 0 1
M Budi
1 1 0 0 Cecep 0 0 0 1
Graf Berarah
• Tiap elemen himpunan dinyatakan dengan sebuah titik (disebut juga simpul atau vertex). • Tiap pasangan terurut dinyatakan dengan busur (arc) yang arahnya ditunjukkan dengan sebuah panah.
• Jika (a,b) є R maka sebuah busur dibuat dari simpul a ke simpul b • Simpul a disebut simpul asal (initial vertex)
• Simpul b disebut simpul tujuan (terminal vertex)
Graf Berarah
Refresentasi graf untuk relasi R ={(a,a), (a,b), (b,a), (b,c), (b,d), (c,a), (c,d), (d,b)} Adalah relasi pada himpunan {a,b,c,d}.
Graf Berarah
Refresentasi graf untuk relasi R ={(1,2), (2,2), (2,4), (3,2), (3,4), (4,1), (4,3)} Adalah relasi pada himpunan {1,2,3,4}.
Relasi Invers
Misalkan R adalah relasi dari himpunan A ke B.
Invers dari relasi R dilambangkan dengan R -1 adalah relasi dari B ke A yang didefinisikan oleh :
R ba , ab
Relasi Invers
Misalkan P={2,3,4} dan Q={2,4,8,9,15}. Jika didefinisikan bahwa relasi R dari P ke Q adalah :
pq , R jika habis membagi p q
Maka diperoleh : R ={(2,2),(2,4),(4,4),(2,8),(4,8),(3,9),(3,15)}
R -1 adalah invers dari relasi R, yaitu relasi Q ke P, dengan :
qp , R jika kelipatan dari q p
Maka diperoleh : R -1 ={(2,2),(4,2),(4,4),(8,2),(8,4),(9,3),(15,3)}
Relasi Invers
Jika M adalah matriks yang merepresentasikan relasi R :
Maka matriks yang merepresentasikan relasi R -1 misalkan N, diperoleh dengan melakukan transpose terhadap matriks M
Mengkombinasikan Relasi
Jika R 1 dan R 2 masing-masing adalah relasi dari himpunan A ke himpunan B maka operasi :
Juga adalah relasi dari himpunan A ke himpunan B.
Mengkombinasikan Relasi
Misalkan A={a,b,c} dan B={a,b,c,d} Relasi R 1 ={(a,a), (b,b), (c,c)} dan R 2 ={(a,a), (a,b), (a,c) , (a,d)} adalah relasi
dari A ke B. Kita dapat mengkombinasikan kedua buah relasi tersebut untuk
memperoleh :
R 1 R 2 aa , R 1 R 2 aa , , bb , , cc , , ab , , ac , , ad , R 1 R 2 bb , , cc , R 2 R 1 ab , , ac , , ad , R 1 R 2 bb , , cc , , ab , , ac , , ad ,
Mengkombinasikan Relasi
Jika R 1 dan R 2 masing-masing dinyatakan dengan M R 1 dan M R 2 maka matriks yang menyatakan gabungan dan irisan dari kedua relasi tersebut adalah :
Mengkombinasikan Relasi
R 1 10 1 dan R 2 0 1 1
M R 111
Komposisi Relasi
Misalkan R adalah relasi dari himpunan A ke himpunan
B , dan S adalah relasi dari himpunan B ke himpunan C. Komposisi R dan S dinotasikan dengan S ○ R adalah relasi dari A ke C yang didefinisikan oleh :
SR aca , Ac , C dan beberapa b Bab , , Rbc , , S
Komposisi Relasi
Misalkan R={(1,2), (1,6), (2,4), (3,4), (3,6), (3,8)} adalah relasi dari himpunan {1,2,3} ke himpunan {2,4,6,8} dan S={(2,u), (4,s), (4,t), (6,t), (8,u)} adalah relasi dari himpunan {2,4,6,8} ke himpunan {s,t,u}.
Maka komposisi relasi R ke S adalah :
SR 1, u , 1, t , 2, s , 2, t , 3, s , 3, t , 3, u
•2 •s
•4 •t
•6 •u
Mengkombinasikan Relasi
Jika R 1 dan R 2 masing-masing dinyatakan dengan M R 1 dan M R 2 maka matriks yang menyatakan komposisi dari kedua relasi tersebut adalah :
RR 1 2 R 1 R 2
Komposisi Relasi
R 1 1 1 0 dan R 2 0 0 1
M RR M R M
SIFAT RELASI
Setangkup (Symmetric)
Menghantar Refleksif
Dan tolak Setangkup
(transitive)
(antiSymmetric)
Relasi R pada
Relasi R pada
Relasi R pada
himpunan A Relasi R pada
himpunan A
himpunan A
disebut himpunan A
disebut tolak-
disebut
menghantar jika disebut refleksif
setangkup jika
(a,b) єR dan jika (a,a) єR
setangkup jika
(a,b) є R dan (b,a)
(a,b) є R maka
(b,c) єR maka untuk setiap a єA
є R maka a=b
(b,a) є R untuk
untuk semua a,b є
(a,c) єR untuk
semua a,b єA
A semua a,b,c єA
SIFAT RELASI
Setangkup (Symmetric)
Menghantar Refleksif
Dan tolak Setangkup
(transitive)
(antiSymmetric)
Misalkan Misalkan
Misalkan
A ={1,2,3,4} dan A ={1,2,3,4} dan
A ={1,2,3,4} dan
Misalkan
relasi
A relasi ={1,2,3,4} dan R ={(1,1),(2,3),(2,4),(4
relasi
R ={(1,1),(1,2),(2,1),(2 relasi
,2),(3,3),(4,2),(4,3),(4, Bersifat tidak
Bersifat setangkup
Bersifat tolak
menghantar karena Bersifat reflektif
karena jika (a,b) єR setangkup (1,1) єR
(2,4) dan (4,2) єR karena ada unsur
maka (b,a) єR
dan 1=1 juga (2,2) є
tetapi (2,2) єR (a,a) yaitu:
disini (1,2) dan (2,1) R dan 2=2 serta є R juga (2,4) dan begitu juga (4,2)
(3,3) є R dan 1=1
(1,1),(2,2),(3,3),(4,4) dan (2,3) є R tetapi
Relasi Kesetaraan : Relasi R pada himpunan A disebut relasi kesetaraan (equivalence
relation ) jika ia reflektif, setangkup dan menghantar
Relasi Pengurutan Parsial : Relasi R pada himpunan S dikatakan relasi pengurutan parsial
(partial ordering relation) jika ia reflektif, tolak-setangkup dan
menghantar.
Himpunan S bersama-sama dengan relasi R disebut himpunan terurut secara parsial (partially ordered set atau poset) dan dilambangkan dengan (S,R)
Klosur Relasi
Rinaldi Munir (2014)
Misalkan R adalah relasi pada himpunan A. R dapat memiliki atau tidak memiliki sifat P seperti reflektif, setangkup atau menghantar. jika terdapat relasi S dengan sifat P yang mengandung R sedemikian sehingga S adalah himpunan bagian dari setiap relasi dengan sifat P yang mengandung R, maka S disebut Klosur (closure) atau tutupan dari R.
Klosur Refleksif
Klosur Klosur Setangkup
Klosur Menghantar
Klosur Refleksif
Misalkan R adalah sebuah relasi pada himpunan
A. klosur refleksif dari R adalah
R
aaa , A
Contoh : R 1,1 , 1, 3 , 2, 3 , 3, 2 adalah Relasi pada Himpunan A 1, 2, 3 R 1,1 , 1, 3 , 2, 3 , 3, 2 1,1 , 2, 2 , 3, 3 1,1 , 1, 3 , 2, 2 , 2, 3 , 3, 2 , 3, 3
Klosur Setangkup
Misalkan R adalah sebuah relasi pada himpunan
A. klosur setangkup dari R adalah
R ba , ab , A
Contoh : R 1, 3 , 1, 2 , 2,1 , 3, 2 , 3, 3 adalah Relasi pada Himpunan A 1, 2, 3
R R 1, 3 , 1, 2 , 2,1 , 3, 2 , 3, 3 3,1 , 2,1 , 1, 2 , 2, 3 , 3, 3 1, 3 , 3,1 , 1, 2 , 2,1 , 2,1 , 1, 2 , 3, 2 , 2, 3 , 3, 3
Klosur Menghantar
• Klosur menghantar dari relasi R adalah
R R R R R
• Misalkan A adalah himpunan dengan n elemen, dan R adalah relasi pada himpunan A. Jika terdapat lintasan dengan panjang minimal 1 di dalam R dari a ke b, maka lintasan semacam itu panjangnya melebihi n
Klosur Menghantar
R 1,1 , 1, 3 , 2, 2 , 3,1 , 3, 2 adalah Relasi pada Himpunan A 1, 2, 3
Relasi n-ary
Relasi yang menghubungkan lebih dari dua buah himpunan dinamakan relasi n-ary.
Misalkan :
AA 1 , 2 , , A n
Adalah himpunan. Relasi n-ary pada himpunan tersebut adalah himpunan bagian dari :
A 1 A 2 A n atau P A 1 A 2 A n
Himpunan AA 1 , 2 , , A n disebut daerah asal (domain) dan n adalah
derajat.
Relasi n-ary
Misalkan : NIM = {13598011,13598015, 13598019, 13598021, 13598025} Nama ={Amir, Santi,Irwan,Ahmad,Cecep,Hamdan} Matkul ={Matematika Diskrit,Algoritma,Struktur Data,Arsitektur dan
Komputer} Nilai ={A,B,C,D,E}
Relasi MHS terdiri dari {NIM,Nama,Matkul,Nilai}
MHS NIM Nama Matkul Nilai
Relasi n-ary
Matematika Diskrit
B 13598014
Amir
Arsitektur dan Komputer
Struktur Data
B 13598019
Irwan
Arsitektur dan Komputer
Arsitektur dan Komputer
B 13598025
Hamdan
Matematika Diskrit
Struktur Data
Basis Data
• Basis Data adalah kumpulan tabel • Salah satu model basis data adalah model basis
data relasional, model ini didasarkan pada konsep relasi n-ary.
• Pada basis data relasional , satu tabel menyatakan satu relasi. Setiap kolom pada tabel disebut atribut.
Memilih baris tertentu dari suatu tabel
Seleksi
yang memenuhi persyaratan tertentu
Memilih kolom tertentu dari suatu
Proyeksi tabel. Jika ada beberapa baris yang
sama nilainya, maka hanya diambil
satu ( π)
Query
Menggabungkan dua buah tabel
Join
menjadi satu bila kedua tabel mempunyai atribut yang sama ( )
Bahasa khusus untuk query di dalam basis data. Bahasa ini dirancang
SQL
sedemikian sehingga dapat
TERIMA KASIH
Matematika Diskrit
PERTEMUANKE-3
RENYRIANMARLIANA, S.SI., M.STAT.
DEFINISI
Fungsi sering dipakai untuk mentransformasikan elemen
di sebuah himpunan dengan elemen di himpunan lain. Rinaldi Munir (2014)
Misalkan A dan B himpunan. Relasi biner f dari A ke B merupakan suatu fungsi jika setiap elemen di dalam A dihubungkan dengan tepat satu elemen di dalam B. Jika f adalah fungsi dari A ke B kita menuliskan :
f :AB
Yang artinya f memetakan A ke B.
DEFINISI
A B Fungsi adalah relasi khusus : 1. Tiap elemen di dalam
himpunan A, yang merupakan daerah asal f, harus digunakan oleh prosedur atau kaidah
f a b mendefinisikan f.
2. Frasa “dihubungkan dengan tepat satu elemen di dalam B ”, berarti bahwa jika (a,b) є f dan (a,c) є f maka a=c
Bentuk Spesifikasi Fungsi
Himpunan •Fungsi adalah relasi, sedangkan relasi biasanya
dinyatakan sebagai himpunan pasangan terurut.
Pasangan Terurut Formula Pengisian •Dalam aljabar/kalkulus, fungsi dispesifikasikan
dalam bentuk rumus pengisian nilai, misalnya :
•f(x)=2x+10 atau f(x)=x Nilai •f(x)=2x+10 atau f(x)=x
•Fungsi dinyatakan secara eksplisit dalam rangkaian
kata- Kata-Kata kata. Misalnya “f adalah fungsi yang memetakan
jumlah bit 1 di dalam string biner”
Kode Program •Fungsi dispesifikasikan dalam bntuk kode program
komputer. Misalnya dalam bahasa Pascal.
(source code)
Bahasa Pascal
Fungsi yang mengembalikan nilai mutlak dari sebuah bilangan bulat x, yaitu |x| ditulis sebagai
berikut :
function abs(x: integer) : integer; begin
if x < 0 then
abs := -x
else
abs :=x;
end;
Contoh Fungsi
Misalkan A adalah himpunan mahasiswa di STMIK Sumedang, manakah dari pemetaan berikut yang mendefinisikan sebuah fungsi pada himpunan A?
1. Setiap mahasiswa memetakan NIM
2. Setiap mahasiswa memetakan nomor handphone- nya
3. Setiap mahasiswa memetakan dosen walinya
4. Setiap mahasiswa memetakan mata kuliah yang diambil.
Fungsi Satu-ke-satu
Rinaldi Munir (2014) : Fungsi f dikatakan satu-ke-satu (one-to-one) atau
injektif jika tidak ada dua elemen himpunan A yang memiliki bayangan sama.
Dengan kata lain, jika a dan b adalah anggota himpunan A, maka f(a )≠f(b) bilamana a≠b.
Jika f(a)=f(b) maka implikasinya adalah a=b.
Fungsi Satu-ke-satu
AB
Fungsi Satu-ke-satu
Misalkan f : Z Z. Tentukan apakah :
f 2 (x)=x + 1 dan f(x)=x-1
merupakan fungsi satu-ke-satu?
2 f (x)=x + 1, bukan merupakan fungsi satu-ke-satu. Karena untuk dua nilai x yang bernilai mutlak sama
tetapi tandanya berbeda nilai fungsinya sama, misalnya , f(2)=f(-2)=5 padahal - 2≠2
f (x)=x-1 , merupakan fungsi satu-ke-satu. Karena untuk a ≠b, a-1≠b-1. misalnya f(2)=1 dan f(-2)=-3.
Fungsi Onto
Rinaldi Munir (2014) :
Fungsi f dikatakan pada (onto) atau surjektif jika setiap elemen himpunan B merupakan bayangan dari satu atau lebih elemen himpunan A.
Dengan kata lain, seluruh elemen B merupakan jelajah dari f.
Fungsi f disebut fungsi pada (onto) himpunan B.
Fungsi Onto
AB
Fungsi Onto
Misalkan f : Z Z. Tentukan apakah :
f 2 (x)=x + 1 dan f(x)=x-1
merupakan fungsi onto? 2 f (x)=x + 1, bukan merupakan fungsi onto. Karena tidak
semua bilangan bulat merupakan jelajah dari f. Misalnya tidak ada nilai x yang membuat nilai fungsi sama dengan 0, yaitu x 2 + 1=0 tidak dipenuhi oleh nilai x berapapun.
f (x)=x-1 , merupakan fungsi onto. Karena setiap bilangan bulat y, selalu ada nilai x yang memenuhi,
yaitu y=x-1 akan dipenuhi untuk x=y+1
Fungsi Berkorespondensi satu-ke-satu
Rinaldi Munir (2014) : Fungsi f dikatakan berkorespondensi satu-ke-satu
atau bijeksi jika ia fungsi satu-ke-satu dan juga fungsi onto.
Misalnya :
f (x)=x-1, merupakan fungsi berkorespondensi satu- ke-satu, karena f merupakan fungsi satu-ke-satu maupun fungsi onto.
Fungsi onto, Fungsi satu-ke-satu,
bukan onto bukan satu-ke-satu
Bukan fungsi satu-
A A B Bukan Fungsi B
ke-satu maupun onto
Latihan
Relasi f={(1,u), (2,w), (3,v)} dari himpunan A={1,2,3} ke himpunan B={u,v,w}.
Tentukan apakah : f merupakan fungsi satu-ke-satu?
f merupakan fungsi onto? f merupakan fungsi berkorespondensi satu-ke-
satu?
Fungsi Invers
Jika f adalah fungsi berkorespondensi satu-ke-satu
dari A ke B, maka kita dapat menemukan balikan atau inversi (invers) dari f.
Fungsi invers dilambangkan f -1
f(a)
f -1 (b)
Fungsi Invers
Jika f adalah fungsi dari himpunan A ke himpunan B, maka invers fungsi f adalah fungsi dari himpunan ke B ke himpunan A
Ingat :
Grafik Fungsi Invers
Fungsi Invers
Fungsi f(x)=x+4 dengan domain A={1,2,3,4} dengan daerah hasil B ={5,6,7,8) dapat dituliskan sebagai berikut :
fx x 4; 1, 5 , 2, 6 , 3, 7 , 4, 8
- Fungsi invers dari f(x) atau f 1 (x) yang merupakan sebuah fungsi dari daerah hasil B ke daerah asal (domain) A dapat dituliskan sebagai :
f x x 4; 5,1 , 6, 2 , 7, 3 , 8, 4
Latihan
1. Relasi f={(1,u), (2,w), (3,v)} dari himpunan A={1,2,3} ke himpunan B={u,v,w}. Tentukan invers fungsi
dari f ?
2. Perlihatkan bahwa :
1 x
y fx
Memiliki fungsi balikan dan carilah f -1 (x)
Komposisi Fungsi
Misalkan g adalah fungsi dari himpunan A ke
himpunan B, dan f adalah fungsi dari himpunan B ke himpunan C.
Komposisi fungsi f dan g dinotasikan sebagai f ○g,
adalah fungsi dari A ke C yang didefinisikan oleh : (f ○g)(a)=f( g (a) )
Dengan kata lain, f ○g adalah fungsi yang memetakan nilai dari g(a) ke f.
Komposisi Fungsi
(f ○ g)(a) A B C
g (a) f( g (a) )
a g (a)
f( g (a) )
Komposisi Fungsi
Diberikan fungsi :
x 1 dan gx x 1
fx 2
Tentukan f ○g dan g○f
f g x fgx gx 1 x 1 1 x
g f x gfx fx 1 x 1 1 x 2 x 2
Latihan
Diberikan fungsi g ={(1,u), (2,w), (3,v)} yang memetakan himpunan A={1,2,3} ke himpunan B= {u,v,w} , dan fungsi f={(u,y), (v,x), (w,z)} yang memetakan B={u,v,w} ke C={x,y,z}.
Tentukan fungsi komposisi dari A ke C?
Fungsi Khusus
Fungsi floor dan ceiling Fungsi Modulo
Fungsi Khusus Fungsi Faktorial
Fungsi eksponensial & Logaritmik
Fungsi Floor dan Ceiling
Misalkan x adalah bilangan riil, berarti x berada di antara dua nilai bilangan bulat. Fungsi floor dari x, dilambangkan :
x
menyatakan nilai bilangan bulat terbesar yang lebih kecil atau sama dengan x.
Fungsi ceiling dari x, dilambangkan :
x
menyatakan bilangan bulat terkecil yang lebih besar atau sama dengan x
Fungsi Floor dan Ceiling
Fungsi Modulo
Misalkan a adalah sembarang bilangan bulat dan m adalah bilangn bulat positif. Fungsi modulo adalah fungsi operator mod yang dalam hal ini :
a mod m memberikan sisa pembagian bilangn bulat bila a
dibagi dengan m
Secara lebih rinci
a mod m r a mq r ,0 r m
Fungsi Modulo
25 mod 7 4
15 mod 4 4 3612 mod 45 12
0 mod 5 0 25 mod 7 3
Fungsi Modulo
Misalkan f adalah fungsi dari X={0,1,2,3,4} ke X yang didefinisikan oleh f(x)=4x mod 5.
Tuliskan f sebagai himpunan pasangan terurut. Apakah f fungsi satu-ke-satu atau dipetakan pada
(onto)
Fungsi Modulo
x 0 f 0 4 0 mod 5 0 x 1 f 1 4 1 mod 5 4 x 2 f 2 4 2 mod 5 3 x 3 f 3 4 3 mod 5 2 x 4 f 4 4 4 mod 5 1
f 0, 0 , 1, 4 , 2, 3 , 3, 2 , 4,1
Jelas bahwa f adalah fungsi satu-ke-satu karena tidak ada dua elemen di X yang mempunyai peta yang sama di himpunan hasil. Fungsi f juga merupakan fungsi onto karena setiap elemen di X adalah peta dari himpunan daerah asal.
Dengan demikian fungsi f merupakan fungsi berkorespondensi satu-ke-
Fungsi Faktorial
Untuk sebarang bilangan bulat tidak negatif n, faktorial dari n, dilambangkan dengan n!,
didefinisikan sebagai :
12 n 1 nn , 0
Fungsi Eksponensial dan Logaritmik
Fungsi eksponensial berbentuk :
aa a , n 0
Untuk kasus perpangkatan negatif :
Fungsi logaritmik berbentuk :
log x x a
Fungsi Eksponensial dan Logaritmik
log 64 3
3 karena 64 4
log1000 9 karena 2 512 tetapi 2 1024
a 9 10
Fungsi Rekursif
Untuk n>0 dapat dilihat bahwa :
n !123 n 1 n n 1! n
Dengan menggunakan notasi matematika, maka n! Didefinisikan dalam hubungan rekursif adalah sebagi berikut :
n !
n 1! n , n 0
Jika dimisalkan f(n)=n!, maka fungsi faktorial dapat ditulis juga sebagai:
n !
n fn 1 , n 0
Fungsi Rekursif
Rinaldi Munir (2014) : Fungsi f dikatakan fungsi rekursif jika definisi
fungsinya mengacu pada dirinya sendiri. Fungsi rekursif disusun oleh dua bagian :
1. Basis
2. Rekurens
Fungsi Rekursif
• Bagian yang berisi nilai awal yang tidak mengacu
Basis pada dirinya sendiri
• n!=1, jika n=0
• Bagian ini mendefinisikan argumen fungsi dalam
terminologi dirinya sendiri. • Setiap kali fungsi mengacu pada dirinya sendiri,
Rekurens argumen dari fungsi harus lebih dekat ke nilai awal
(basis) • n!=(n-1)! x n, jika n>0
Fungsi Rekursif
Fungsi Rekurens
n Nyatakan perpangkatan a (a bulat dan n>0) sebagai fungsi rekursif :
nyatakan n a dalam argumen rekursif :
a aaa a aa
Tentukan Basis : a n
Fungsi Rekursif untuk perpangkatan adalah :
a
aa , n 0
TUGAS 2
1. Buatlah masing-masing 5 buah contoh fungsi satu-ke- satu dan fungsi onto yang ada kaitannya dengan sistem informasi.
2. Misalkan fungsi f dan g pada bilangan riil dan didefinisikan oleh :
f 2 (x)=2x + x-3 g(x)=5x-2
a. Carilah komposisi g ○ f dan f ○ g b. Hitung (g ○ f)(3) dan (f ○ g)(3)
3. Misalkan f : R R, didefinisikan oleh f(x)=3x-2.
a. Buktikan bahwa f(x) adalah fungsi satu-ke-satu dan fungsi onto b. Carilah fungsi invers dari f(x)
TERIMA KASIH
Pertemuan ke-4
Reny Rian Marliana, S.Si., M.Stat.
Sebuah proposisi atau pernyataan tidak hanya sekedar ditulis tetapi harus dimengerti
apa yang menyebabkan proposisi tersebut benar yaitu bukti (proof).
Pada materi ini akan difokuskan pada pembuktian proposisi yang hanya
menyangkut bilangan bulat Contoh : “jumlah n buah bilangan bulat positif pertama adalah n(n +1)/2” Metode pembuktian untuk proposisi perihal
bilangan bulat adalah induksi matematika.
Rinaldi Munir (2014) : Induksi matematik merupakan teknik
pembuktian yang baku dalam matematika. Melalui induksi matematik kita dapat mengurangi langkah-langkah pembuktian
bahwa semua bilangan bulat termasuk ke dalam suatu himpunan kebenaran dengan hanya sejumlah langkah terbatas.
Matematikawan yang mempelopori perkembangan induksi matematika adalah
R.Dedekind dan G.Peano
Banyak teorema yang menyatakan bahwa p(n)
benar untuk semua bilangan bulat positif n, yang dalam hal ini p(n) disebut juga sebagai fungsi proposisi.
Contoh : p (n) adalah proposisi yang menyatakan
“Jumlah bilangan bulat positif dari 1 sampai n adalah n(n +1)/2”
buktikan bahwa p(n) adalah benar!
Dengan mencoba dengan beberapa nilai n,
memang akan timbul dugaan bahwa p(n) adalah benar.
Misalkan n=5 maka p(5) adalah proposisi
yang menyatakan “Jumlah bilangan bulat positif dari 1 sampai 5 adalah 5(5+1)/2 ”
1+2+3+4+5=15= 5(5+1)/2 Misalkan n=10 maka p(10) adalah proposisi
yang menyatakan “Jumlah bilangan bulat positif dari 1 sampai 10 adalah 10(10+1 )/2”
Jelas bahwa untuk beberapa nilai n, p(n) benar, akan tetapi intansiasi seperti p(5) dan
p(10) tidak dapat berlaku sebagai bukti bahwa p(n) benar untuk seluruh n.
Bilangan bulat positif tidak terhingga atau n ∞, sehingga diperlukan pendekatan
(induksi matematik) untuk membuktikan kebenaran proposisi tersebut.
Setiap bilangan bulat positif n (n ≥2) dapat
dinyatakan sebagai perkalian dari (satu atau lebih) bilangan prima.
3 Untuk semua n ≥1, n +2n adalah kelipatan 3.
Di dalam sebuah pesta, setiap tamu berjabat tangan dengan tamu lainnya. Jika ada n orang
tamu maka jumlah jabat tangan yang terjadi adalah n(n-1)/2.
Rinaldi Munir (2014) : Misalkan p(n) adalah proposisi perihal bilangan
bulat positif dan kita ingin membuktikan bahwa p(n) benar untuk semua bilangan bulat positif n. Untuk membuktikan proposisi ini, kita hanya perlu menunjukkan bahwa :
1. p (1) benar, dan
2. Jika p(n) benar, maka p(n+1) juga benar untuk setiap n≥1.
Prinsip Induksi Sederhana
Basis induksi :
Digunakan untuk memperlihatkan pernyataan tersebut benar jika n diganti dengan 1, yang merupakan bilangan bulat positif terkecil.
Langkah induksi :
Berisi asumsi yang menyatakan bahwa p(n) benar. Asumsi ini disebut hipotesis induksi.
Selanjutnya harus diperlihatkan bahwa implikasi p (n)p(n+1) benar untuk setiap bilangan bulat positif.
Tunjukkan bahwa untuk n ≥1, 1+2+3+...+n=n(n+1)/2 melalui induksi matematika.
Penyelesaian :
Misalkan p(n) menyatakan bahwa untuk n ≥1, jumlah n bilangan bulat positif pertama adalah n (n+1)/2.
Basis induksi p (1) benar karena untuk n=1 diperoleh :
1=1(1+1)/2=(2/2)=1 Langkah induksi
misalkan p(n) benar yaitu mengasumsikan bahwa :
1+2+3+...+n=n(n+1)/2 Adalah benar (hipotesis induksi). Harus diperlihatkan bahwa p(n+1) juga benar,
yaitu : 1+2+3+...+n+(n+1)=(n+1)((n+1)+1)/2
Kesimpulan : n n 1 123 n n 1
nn 1
Langkah 1 dan 2 telah
n 1 dibuktikan benar
2 sehingga untuk semua
n 1 bilangan bulat positif n
terbukti bahwa untuk
n ≥1,
2 1+2+3+...+n=n(n+1)/2 2
n 1 n 2
n 1 n 1 1
Gunakan induksi matematika untuk membuktikan bahwa jumlah n buah bilangan ganjil positif
pertama adalah n 2
Penyelesaian :
Misalkan p(n) menyatakan bahwa jumlah n buah bilangan ganjil positif pertama adalah n 2 .
Basis induksi p (1) benar karena untuk n=1 diperoleh :
1=1 2 =1 Langkah induksi
misalkan p(n) benar yaitu mengasumsikan bahwa :
1+3+5+...+(2n-1) =n 2 Adalah benar (hipotesis induksi).
Harus diperlihatkan bahwa p(n+1) juga benar, yaitu :
1+3+5+...+(2n-1) +(2n+1) =(n+1) 2
135 2 n 1 2 n 1 135 2 n 1 2 n 1
Langkah 1 dan 2 telah dibuktikan benar sehingga jumlah n buah bilangan ganjil positif pertama adalah n 2
Rinaldi Munir (2014) : Misalkan p(n) adalah pernyataan perihal bilangan
bulat positif dan kita ingin membuktikan bahwa p (n) benar untuk semua bilangan bulat positif
n≥n 0 . Untuk membuktikan proposisi ini, kita
hanya perlu menunjukkan bahwa :
1. p (n 0 ) benar, dan
2. Jika p(n) benar, maka p(n+1) juga benar untuk
setiap n≥ n 0 .
Sehingga p(n) benar untuk semua bilangan bulat n≥ n 0 .
Untuk semua bilangan bulat tidak negatif n, buktikan dengan induksi matematika bahwa :
n 2 +1 +2 +2 + ... + 2 =2 -1
Penyelesaian :
Misalkan p(n) adalah proposisi bahwa untuk semua bilangan bulat tidak negatif n,
n 2 +1 +2 +2 + ... + 2 =2 -1
Basis induksi p (0) benar karena untuk n=0 diperoleh :
0 0 2 +1 =1= 2 -1=2-1=1 Langkah induksi
misalkan p(n) benar yaitu mengasumsikan bahwa :
n 2 +1 +2 +2 + ... + 2 =2 -1 Adalah benar (hipotesis induksi).
Harus diperlihatkan bahwa p(n+1) juga benar, yaitu :
n+ 1 (n+ 2 1)+1 +2 +2 + ... + 2 +2 =2 -1
Langkah 1 dan 2 telah dibuktikan benar sehingga untuk semua
n bilangan bulat tidak negatif n, 2 +1 +2 +2 + ... + 2 =2 -1
Jika A 1 ,A 2 ,A 3 , ..., A n masing-masing adalah himpunan, buktikan dengan induksi matematika hukum De Morgan rampatan berikut :
A 1 A 2 A 3 A n A 1 A 2 A 3 A n
Penyelesaian :
Misalkan p(n) adalah proposisi bahwa Jika A 1 ,A 2 ,
A 3 , ..., A n masing-masing adalah himpunan, berlaku hukum de Morgan rampatan berikut :
A 1 A 2 A 3 A n A 1 A 2 A 3 A n
Basis induksi p (2) benar karena untuk n=2 diperoleh :
Langkah induksi
misalkan p(n) benar yaitu mengasumsikan bahwa :
A 1 A 2 A 3 A n A 1 A 2 A 3 A n
Adalah benar (hipotesis induksi). Harus diperlihatkan bahwa p(n+1) juga benar, yaitu:
A 1 A 2 A 3 A n A n 1 A 1 A 2 A 3 A n A n 1
A 1 A 2 A 3 A n A n 1 A 1 A 2 A 3 A n A n 1
Langkah 1 dan 2 telah dibuktikan benar sehingga Jika A 1 ,A 2 ,A 3 , ..., A n masing-masing adalah himpunan, berlaku hukum de Morgan rampatan berikut :
A 1 A 2 A 3 A n A 1 A 2 A 3 A n
Rinaldi Munir (2014) : Misalkan p(n) adalah pernyataan perihal bilangan
bulat positif dan kita ingin membuktikan bahwa p (n) benar untuk semua bilangan bulat positif
n≥n 0 . Untuk membuktikan proposisi ini, kita
hanya perlu menunjukkan bahwa :
1. p (n 0 ) benar, dan
2. Jika p(n
0 ) , p(n 0 +1),..., p(n) benar, maka p(n+1)
juga benar untuk setiap n≥ n 0 .
Sehingga p(n) benar untuk semua bilangan bulat n≥ n 0 .
Bilangan bulat positif disebut prima jika dan hanya jika bilangan bulat tersebut habis dibagi dengan 1 dan dirinya sendiri. Kita ingin membuktikan bahwa setiap bilangan bulat positif n (n ≥2) dapat dinyatakan sebagai perkalian dari (satu atau lebih) bilangan prima.
Buktikan dengan prinsip induksi kuat!
Misalkan p(n) adalah proposisi bahwa setiap bilangan bulat positif n (n ≥2) dapat dinyatakan sebagai perkalian dari (satu atau lebih) bilangan prima.
Basis induksi :
p (2) benar, karena 2 sendiri adalah bilangan prima dan disini 2 dapat dinyatakan sebagai perkalian dari satu buah bilangan prima, yaitu dirinya sendiri.
Langkah induksi :
Misalkan p(n) benar, yaitu asumsikan bahwa bilangan 2,3,...,n dapat dinyatakan sebagai perkalian (satu atau lebih) bilangan prima (hipotesis induksi).
Perlu ditunjukkan bahwa p(n+1) juga dapat dinyatakan sebagai perkalian (satu atau lebih) bilangan prima.
Jika n +1 sendiri bilangan prima, maka jelas ia dapat dinyatakan sebagai perkalian satu atau lebih bilangan prima.
Jika n+1 bukan bilangan prima, maka terdapat bilangan bulat positif a yang membagi habis n+1 tanpa sisa.
Dengan kata lain : (n+1)/a=b atau (n+1)=ab Dalam hal ini, 2 ≤a≤b≤n.
Menurut hipotesis induksi, a dan b dapat dinyatakan sebagai perkalian satu atau lebih bilangan prima. Ini berarti n+1 jelas dapat dinyatakan sebagai perkalian bilangan prima karena n +1=ab.
Kesimpulan :
Langkah 1 dan 2 telah dibuktikan benar sehingga terbukti bahwa setiap bilangan bulat positif n(n ≥2) dapat dinyatakan sebagai perkalian dari (satu atau lebih)
Rinaldi Munir (2014) : Relasi biner “<“ pada himpunan X dikatakan terurut dengan baik (atau himpunan X dikatakan
terurut dengan baik dengan “<“) bila memiliki properti berikut :
Diberikan x,y,z єX, jika x<y dan y<z maka x<z.
i.
Diberikan x,y,z єX. Salah satu dari kemungkinan ini benar, x<y atau y<x atau x=y.
ii.
iii. Jika A adalah himpunan bagian tidak kosong dari X, terdapat elemen x єA sedemikian sehingga x ≤y untuk semua yєA. Dengan kata lain, setiap himpunan bagian tidak kosong dari
X mengandung “elemen terkecil”
Himpunan bilangan riil tak negatif tidak terurut dengan baik oleh relasi “<“.
Himpunan ini memiliki properti (i) dan (ii) tetapi tidak dengan (iii).
sebagai contoh himpunan semua bilangan riil lebih besar dari 1, yaitu {x|x adalah bilangan riil dan x>1) tidak mengandung nilai terkecil.
Rinaldi Munir (2014) : Misalkan X terurut dengan baik oleh “<“ dan p(x)
adalah pernyataan perihal x dari X. Kita ingin membuktikan bahwa p(x) benar untuk semua x єX. kita hanya perlu menunjukkan bahwa :
1. p (x 0 ) benar, yang dalam hal ini x 0 adalah elemen terkecil di dalam X, dan
2. Jika p(y) benar untuk y<x, maka p(x) juga benar
untuk setiap x>x 0 di dalam X
Sehingga p(x) benar untuk semua x єX
Tinjau barisan bilangan yang didefinisikan sebagai :
0 , jika m 0 dan n 0
S mn , S m 1, n 1 , jika n 0
S mn , 1 1 , jika n 0
S 1,1 S 1,0 111 Sebagai contoh 2
S 0,0 0 S 2,0 S 1,0 111 2
S 0,1 S 0,0 11 S 1,0 S 0,0 1011
S 2,1 S 2,0 1 213
Buktikan dengan induksi matematika bahwa untuk pasangan tidak negatif m dan n, S m,n =m+n
Basis induksi karena (0,0) adalah elemen terkecil dalam X,
maka S 0,0 = 0+0 =0, ini benar dari S 0 ,0
Langkah induksi
Buktikan untuk semua (m,n) di dalam X bahwa jika
S mn m , n
Benar untuk semua (m ’,n’)< (m,n) maka S m,n =m+n juga benar.
Andaikan bahwa S m’,n’ = m’+n’ benar untuk semua (m ’,n’)< (m,n).
Ini adalah hipotesis induksi
Jika n 0 dari definisi S m 1, n 1 ,karena m 1, n mn , maka : S m 1, n m 1 n sehingga S mn , S m 1, n m 1 n 1 mn Jika n 0 dari definisi S mn , 1 1 ,karena mn , 1 mn , maka : S mn , 1 m n 1 sehingga S mn , S mn , 1 m n 1 1 mn
Kesimpulan :
Langkah 1 dan 2 telah dibuktikan benar sehingga terbukti bahwa untuk pasangan tidak negatif m dan n, S m,n =m+n
1. Buktikan dengan induksi matematika bahwa:
2. Di dalam sebuah pesta, setiap tamu berjabat tangan dengan tamu lainnya hanya sekali saja.
Buktikan dengan induksi matematika bahwa jika ada norang tamu maka jumlah jabat tangan yang terjadi adalah n(n-1)/2
Kombinatorial & Peluang Diskrit
Reny Rian Marliana MATEMATIKA DISKRIT
Definisi
Rinaldi Munir (2014) : Kombinatorial (combinatoric) adalah cabang matematika yang
mempelajari pengaturan objek-objek. Solusi yang diperoleh adalah jumlah pengaturan objek-objek tertentu di dalam himpunannya. Contoh :
1. Password sistem komputer panjangnya enam sampai delapan karakter. Tiap karakter boleh berupa huruf atau angka, huruf- huruf besar dan kecil tidak dibedakan. Berapa banyak password yang dapat dibuat?
2. dari 20 anggota fraksi X di DPR, akan dibentuk sebuah komisi yang beranggotakan 6 orang. Berapa banyak cara memilih
anggota komisis bila seorang anggota yang bernama A harus termasuk ke dalam komisi tersebut?
Definisi
Cara paling sederhana adalah dengan mengenumerasi semua kemungkinan jawabannya. Mengenumerasi artinya mencacah atau menghitung satu per satu setiap kemungkinan jawaban. Cara sederhana ini tidak dapat digunakan untuk jumlah objek yang banyak karena cukup membutuhkan banyak waktu. Alternatifnya adalah menggunakan kombinatorial
Kombinatorial dapat digunakan tanpa perlu mengenumerasi semua kemungkinan jawabannya karena di dalamnya terdapat
kaidah dasar menghitung.
Percobaan
Kombinatorial didasarkan pada hasil yang diperoleh dari percobaan. Percobaan adalah proses fisik yang hasilnya dapat diamati.
Contoh :
1. Melempar dadu
2. Melemparkan koin uang Rp. 1000
3. Memilih lima orang wakil dari 100 mahasiswa
4. Menyusun jumlah kata yang panjangnya 5 huruf yang dapat dibentuk dari huruf-huruf a,b,c,d,e, tidak boleh ada huruf yang berulang di dalam kata.
Kaidah Dasar Menghitung
Rinaldi Munir (2014) :
Rinaldi Munir (2014) :
(rule of product) Bila percobaan 1 mempunyai p hasil
(rule of sum)
Bila percobaan 1 mempunyai p hasil
percobaan yang mungkin terjadi,
percobaan yang mungkin terjadi,
percobaan kedua mempunyai q hasil
percobaan kedua mempunyai q hasil
percobaan yang mungkin terjadi maka
percobaan yang mungkin terjadi maka
bila percobaan 1 dan percobaan 2
bila hanya satu percobaan saja yang
dilakukan, maka terdapat p x q hasil
dilakukan, terdapat p+q hasil
percobaan.
percobaan yang mungkin terjadi.
Liu CL (1985) :
Liu CL (1985) :
If one experiment has m possible
If one experiment has m possible
outcomes and another experiment
outcomes and another experiment has
has n possible outcomes, then there
n possible outcomes, then there are m
are m + n possible outcomes when
x n possible outcomes when both of
exactly one of these experiments
these experiments take place. takes place.
Kaidah Perkalian
Sebuah restoran menyediakan lima jenis makanan, misalnya nasi goreng, roti, soto ayam, sate dan sop serta tiga jenis minuman misalnya jus, kopi dan teh. Jika setiap orang boleh memesan satu makanan dan minuman, berapa banyak pasangan makanan dan minuman yang dapat dipesan?
Dalam kombinatorial, kita memandang bahwa kejadian ini orang harus memilih makanan dan minuman.
Ada 5 kemungkinan memilih makanan Ada 3 kemungkinan memilih minuman Menggunakan kaidah perkalian, jumlah kemungkinan pasangan
makanan dan minuman yang dapat dipesan adalah 5x3=15 pasang.
Kaidah Penjumlahan
Jabatan ketua himpunan dapat diduduki oleh mahasiswa angkatan tahun 1997 atau angkatan tahun 1998. jika terdapat 45 orang mahasiswa angkatan 1997 dan 52 orang mahasiswa angkatan 1998, tentukan cara memilih penjabat ketua himpunan?
Jabatan yang ditawarkan hanya ada satu, yang dapat diduduki oleh salah seorang mahasiswa dari kedua angkatan.
Ada 45 cara memilih satu orang mahasiswa dari angkatan 1997 Ada 52 cara memilih satu orang mahasiswa dari angkatan 1998 Dalam kombinatorial, dari kedua kejadian, hanya satu dari dua
kejadian yang dilakukanm sehingga dengan menggunakan kaidah penjumlahan, jumlah cara memilih penjabat ketau himpunan tersebut adalah 42+52=97 cara.
Latihan
Sekelompok mahasiswa terdiri atas 4 orang pria dan 3 orang wanita. Berapa jumlah cara memilih satu orang wakil pria dan satu
orang wakil wanita? Sekelompok mahasiswa terdiri atas 4 orang pria dan 3 orang wanita. Berapa jumlah cara memilih satu orang yang mewakili
kelompok tersebut? Kursi-kursi di dalam ruang aula akan diberi nomor dengan sebuah
huruf diikuti dengan bilangan bulat positif yang tidak lebih dari 50 (misal A12, B36) berapa jumlah maksimum kursi yang dinomori?
Terdapat empat rute yang dapat dilalui kendaraan dari Jakarta ke Bandung dan tiga rute dari Bandung ke Yogyakarta. Berapa banyak
cara seseorang bepergian dengan kendaraan dari Jakarta ke Yogyakarta melalui Bandung?
Perluasan Kaidah Menghitung
Rinaldi Munir (2014) : Jika n buah percobaan masing-masing mempunyai p 1 ,p 2 ,
p 3 ,... p n hasil percobaan yang mungkin terjadi yang dalam hal ini setiap p i tidak bergantung pada pilihan sebelumnya, maka jumlah hasil percobaan yang mungkin terjadi adalah :
ap 1 p 2 p 3 p n
bp 1 p 2 p 3 p n
Contoh
Berapa banyak jumlah kata 5-huruf yang dapat dibentuk dari huruf-huruf a,b,c,d,e jika tidak boleh ada huruf yang berulang di
dalam kata ? 5x4x3x2x1=120 buah
Berapa banyak jumlah kata 5-huruf yang dapat dibentuk dari huruf-huruf a,b,c,d,e jika pengulangan huruf diperbolehkan? 5x5x5x5x5=5 5 =3125
Berapa perpustkaan memiliki 6 buah buku berbahasa Inggris, 8
buah buku berbahasa Perancis dan 10 buku berbahasa Jerman. Masing-masing buku berbeda judulnya. Berapa jumlah cara memilih 1 buah buku?
6+8+10=24 cara
Permutasi
Misalkan terdapat tiga buah bola yang berbeda warnanya