Sabtu, 31 Maret 2018

Relasi

Matematika Diskrit
RELASI
Jika di kehidupan nyata, ada yang namanya suatu hubungan (relasi) antara individu dan individu didalam suatu kelompok. Ataupun hubungan unsur lain terhadap unsur/ hal lain, misal, hubungan antar tetangga, hubungan mahasiswa dengan  mata kuliahataupun hubungan dosen dengan pelajaran yang diampunya, dan lain-lain.
Di materi Relasi ini, saya akan membahas tentang hubungan/ relasi, hubungan antara dua unsur/himpunan yang tidak kosong dengan satu aturan hubungan/perkaitan tertentu, Penjelasan yang saya akan jelaskan meliputi definisi dan fungsi, operasi dan sifatnya.
Definisi
Kita misalkan E & F sebagai himpunan, hubungan antara himpunan E & himpunan F merupakan himpunan yang memiliki pasangan atau huruf/ angka yang berurutan,  tetapi  mengikuti aturan tertentu. Dengan demikian hubungan  biner R antar himpunan E dan F, merupakan himpunan  dari E × F / R ⊆(E × F).
Example:
Misal E  = {2, 4, 6} dan F = {2, 4, 6, 8 }. Jika didefinisikan relasi R dari E ke F  menggunakan aturan seperti, (e,fb) ∈ R jika faktor dari f, dan Seperti yang kalian pelajari sebelumnya atau yang sudah kalian ketahui,
E × F menjadi :
E × F = {(2, 2), (2, 4), (2, 6), (2, 8), (4, 2), (4, 4), (4, 6), (4, 8), (6, 2), (6, 4), (6, 6), (6, 8)}
Jika menggunakan aturan relasi/ hubungan diatas, relasi R dari E  keF  yang mengikuti aturan tadi menjadi,
R = {(2, 2), (2, 4), (2, 6), (2, 8)}
Hubungan/Relasi bisa juga  terjadi hanya pada satu atau sebuah himpunan, yaitu hubungan  pada E,  di himpunan E, yang merupakanhimpunan E × E
Example:
Misal R a/ relasi pada E = {2, 3, 4, 8, 9} yang diumpamakan :
(x, y) ∈ R dan bila x habis dapat dibagi oleh y.
Relasi R pada E  yang menggikuti aturan tersebut a/ seperti dibawah ini.
R = {(2, 2), (4, 4), (4, 2), (8, 8), (8, 2), (8, 4), (3, 3), (9, 9), (9, 3)}
Example about Relation/ contoh relasi :


E :NAMA, SUBYEK/ Domain
F :OBYEK/ Kodomain
R :Relasi atau hubungan antar makanan favorit
Sifat-Sifat Relasi
Relasi atau hubungan pada himpunan punya suatu sifat, sifat-sifat yang ada seperti..
1. Refleksif (reflexive)
Suatu relasi R pada himpunan E disebut refleksif jika (e, e) ∈ Runtuk setiap e ∈ E. Dan bisa disebut juga hubungan relasi R pada himpunan E diketahui tidak refleksif jika e ∈ E dan begitu pula jika (a, a) ∉ R.
Example:
Misalkan E = {1, 2, 3, 4},
dan sifat Relasi R adalah  ‘≤’ yang dimisalkan himpunan E, jadi
R = {(1, 1), (1, 2), (1, 3), (1, 4), (2, 2), (2, 3), (2, 4), (3, 3), (3, 4),
(4, 4)}
Kelihatan bukan jika  (1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4) adalah bagian unsur dari R. Jika begitu R dinyatakan himpunan Refleksif
Example :
Misalkan E = {2, 3, 4, 8, 9, 15}.
Jika kita misalkan relasi R yang ada di himpunan A memiliki aturan:
(e, f) ∈ R jika e faktor prima dari f
Perlu diteliti/ diketahuin jika(4, 4) ∉ R .
Jadi, jelas bahwa R tidak  dan bukan bersifat refleksif.
Sifat refleksif memiliki ciri khas dalam pembuktian suatu relasi, seperti:
• Relasi yang memiliki sifat refleksif memiliki matriks dengan unsur utamanya semua bernilai 1, atau mii = 1, untuk i = 1, 2, …, n,
• Relasi yang memiliki sifat refleksif jika dibuktikan dalam bentuk graf terarah jadi  di graf tersebut akan ditemukan sebuah  loop padasetiap simpulnya.
2. Simetri (symmetric) dan Anti Simetri (antisymmetric)
Suatu relasi R di himpunan E memiliki sifat simetri jika
(e, f) ∈ R, jika setiap e, f ∈ E , jadi (e, f) ∈ R.
Suatu relasi R pada himpunan E dikatakan tidak simetri jika (e,f) ∈ R sementara itu (e, f) ∉ R.
Pada suatu relasi R dihimpunan E mempunyai anti simetri dan misalkan untuk setiap
 a, b ∈ A, (a, b) ∈ R dan (b, a) ∈ R diakui jika a = b.
Perhatikan bila istilah/ definisi simetri dan anti simetri bukanlah berlawanan, karena suatu relasi  bisa punya kedua sifat itu sekaligus. tapi , suatu relasi tak bisa mempunyai  kedua sifat itu jika dia punya atau memiliki pasangan berurutan atau terurut dengan bentuk
 (a, b) yang mana a ≠ b.
example:
Misal R adalah sebuah relasi di himpunan Riil, yang dinyatakan oleh :
e R f  bila  & hanya jika e – f ∈ Y.
Memeriksa atau menyatakan relasi R memiliki sifat simetri !
Misal e R f  jadi/ maka (e – f) ∈ Y, Sementara  (f – e) ∈ Z.
Dan bila menyatakan seperti ini R memiliki sifat simetri.
Example :
Buktikan bila relasi  ‘≤’ adalah himpunan Z.  Yang bersifat anti simetri
Jadi jika e ≤ f dan f ≤ e berarti e = f.
Hasilnya adalah  ‘≤’ menjadi/ memiliki sifat anti simetri.
3. Transitif (transitive)
Sebuah atau suatu relasi atau hubungan  R pada himpunan E mempunyai sifat transitif bila
(a, b) ∈ R dan (b, c) ∈ R, maka (a, c) ∈ R, untuk a, b, c ∈ A.
example :
Misal E  = { 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}, & relasi  dapat diartikan bila :
e R f  jikalau & hanya bila e membagi f, dimana e, f ∈ E
Dan bila kita perhatikan definisi relasi R yang terdapat pada himpunan E, jadi :
R = {(2, 2), (2, 4), (2, 6), (2, 8), (3, 3), (3, 6), (3, 9), (4, 4), (4, 8)}
Dan Bila (2, 4) ∈ R & (4, 8 ) ∈ R terbukti bila  (2, 8 ) ∈ R.
Dan relasi  R memiliki sifat transitif.
Contoh :
R adalah relasi yang ada pada himpunan bilangan Riil N yang diketahui atau didefinisikan seperti:
R : E + f = 5, e, f ∈ E,
Dengan mengikuti relasi R pada himpunan E, jadi:
R = {(1, 4), (4, 1), (2, 3), (3, 2) }
Buktikan bila  (1, 4) ∈ R & (4, 1) ∈ R , terapi (1, 1) ∉ R.
Jika seperti ini relasi R bukan atau tidak memiliki sifat transitif.
Sifat transitif memiliki beberapa ciri didalam pembuktian satu relasi , misalkan, sifat transitif di graf yang terarah dinyatakan seperti:
Bila  ada  satu/ sebuah busur dari e ke f dan busur dari f  ke g, jadi  juga memiliki sebuah busur
Berarah/ diarahkan dari e ke g.
Dan saat/ bila  menyajikan suatu relasi transitif didalam bentuk matriks, sebuah relasi transitif tidak memiliki satu ciri khusus di matriksnya.
Representasi Relasi
Terdapat banyak cara lain untuk merepresentasi atau menyajikan selasi. Umumnya, ada 3 cara yang sering digunakan untuk merepresentasikan relasi, yaitu dengan tabel, matriks dan graf berarah.
Representasi Relasi dengan Tabel
Relasi dapat direpresentasikan menggunakan tabel. Kolom pertama untuk menyatakan daerah asal, sedangkan kolom kedua untuk menyatakan daerah hasil.
Representasi relasi pada contoh 1 dan contoh 2 dinyatakan pada tabel berikut:

Representasi Relasi dengan Matriks
Misalkan R adalah relasi dari A = {a1, a2, …, an} dan B ={b1, b2, …, bn}. Relasi R dapat disajikan dengan matriks M = [mij], dimana :

Dengan kata lain, elemen matriks bernilai 1 jika a¡ dihubungkan dengan bj, dan bernilai 0 jika tidak dihubungkan dengan bj.
Relasi pada contoh 1 dapat dinyatakan dengan matriks berikut :

Dalam hal ini, a1 = Andi, a2 = Beni, a3 = Caca, dan b1 = TI231, b2 = TI321, b3 = TI412, b4 = TI221.
Representasi Relasi dengan Graf Berarah
Pada graf berarah, tiap elemen himpunan dinyatakan dengan sebuah titik (vertex), dan tiap pasangan nya dinyatakan dengan busur (arc) yang arahnya ditunjukkan pada sebuah panah. Jadi, jika (a, b) ∈ R, maka busur dibuat dari simpul a ke simpul b.  Simpul a disebut simpul asal (initial vertex) dan simpul b disebut simpul tujuan (terminal vertex).
Contoh :
a. Representasi graf untuk relasi R = {(a,b), (a,c), (b,a), (b,c), (c,d),(a,d)}
b. Representasi graf untuk relasi R = {(2,2), (2,5), (2,7), (3,8)}
Ditunjukkan pada gambar berikut :

Setiap elemen pada himpunan A maupun himpunan B gambarkan dengan sebuah simpul (titik bulat) dan arah dari suatu elemen ke elemen yang lainnya ditunjukkan dengan sebuah panah. Representasi dengan model ini dapat dikatakan paling mudah untuk dibaca dibanding kedua representasi yang lainnya.
Relasi Inversi
Secara umum, inversi artinya pembalikan posisi, arah, susunan dan sebagainya. Jadi, jika diberikan relasi R dimana (A, B) A adalah guru dari B, maka kita dapat membuat kebalikan relasinya, yaitu (B, A) yang menyatakan B adalah murid dari A. Relasi ini dinamakan relasi inversi.
Sama halnya dengan kondisi-kondisi seperti “lebih kecil dari” mempunyai inversi “lebih besar dari”, relasi “lebih baik dari” mempunyai inversi “lebih buruk dari”, relasi “lebih panjang dari” mempunyai inversi “lebih pendek dari”, dan sebagainya.
Contoh 1:
Misalkan P = {3,4,5} dan Q = {3,6,8,10,12,15}.
Jika kita definisikan relasi R dari P ke Q dengan
(P, Q) ∈ R jika P habis membagi Q, maka kita peroleh:
R = {(3,3),(3,6),(4,8),(5,10),(3,12),(4,12),(5,15)}
R-1 adalah invers dari relasi R, yaitu relasi dari Q ke P
maka kita peroleh:
R-1 = {(3,3),(6,3),(8,4),(10,5),(12,3),(12,4),(15,5)}
Contoh 2:
Jika M adalah matriks yang merepresentasikan R,
M = 1 1 1 0 0
        0 0 0 1 1
        0 1 1 0 0
maka matriks yang merepresentasikan R-1, misalkan N
melakukan transpose terhadap matriks M, maka kita peroleh:
N = Mt = 1 0 0
                1 0 1
                1 0 1
                0 1 0
         0 1 0
Kombinasi Antar Relasi
Operasi himpunan antar dua atau lebih relasi seperti irisan, gabungan, selisih dan beda setangkup juga dapat dikombinasikan. Jika R1 dan R2 adalah relasi dari himpunan A dan himpunan B, maka operasi R1 ∩ R2, R1 ∪ R2, R1 – R2 dan R1 ⊕ R2 juga berlaku dan dapat diterapkan pada relasi tersebut.
Contoh:
Misalkan A = {a,b,c} dan B = {a,b,c,d}.
Relasi R1 = {(a,a), (b,b), (c,c)} dan
Relasi R2 = {(a,a), (a,b), (a,c), (a,d)}
Relasi R1 dan R2 adalah relasi dari A ke B.
Kita dapat mengkombinasikan kedua relasi tersebut
untuk memperoleh:
R1 ∩ R2 = {(a,a)}
R1 ∪ R2 = {(a,a),(b,b),(c,c),(a,b),(a,c),(a,d)}
R1 - R2 = {(b,b),(c,c)}
R2 - R1 = {(a,b),(a,c),(a,d)}
R1 ⊕ R2 = {(b,b),(c,c),(a,b),(a,c),(a,d)}
Relasi  Komposisi

Misalkan f adalah suatu fungsi dari A ke B dan g adalah fungsi dari B ke C , maka suatu fungsi h dari A ke C disebut fungsi komposisi. Fungsi komposisi tersebut dinyatakan dengan (dibaca: g bundaran f)
Fungsi Komposisi: (f o g)(x) = f(g(x))                             
Fungsi Komposisi: (g o f)(x) = g(f(x))
   Sifat-sifat Komposisi Fungsi
1. Pada umumnya tidak komutatif.
2. Operasi komposisi pada fungsi bersifat asosiatif.
3. Terdapat fungsi identitas 
Relasi Kesetaraan
Definisinya Relasi R pada himpunan A disebut relasi kesetaraan (equivalence relation) jika ia refleksif, setangkup dan menghantar. Secara intuitif, di dalam relasi kesetaraan, dua benda berhubungan jika keduanya memiliki beberapa sifat yang sama atau memenuhi beberapa persyaratan yang sama.Dua elemen yang dihubungkan dengan relasi kesetaraan dinamakan setara (equivalent).
Contoh:
A = himpunan mahasiswa, R relasi pada A:
(a, b) Î R jika a satu angkatan dengan b.
R refleksif: setiap mahasiswa  seangkatan dengan dirinya sendiri
R setangkup: jika a seangkatan dengan b, maka b pasti seangkatan dengan a.
            R menghantar:  jika a seangkatan dengan b dan b seangkatan dengan c, maka pastilah a seangkatan dengan c. Dengan demikian, R adalah relasi kesetaraan.

Relasi Pengurutan Parsial
Definisinya  Relasi R pada himpunan S dikatakan relasi pengurutan parsial (partial ordering relation) jika ia refleksif, 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).
Contoh:
Relasi ³ pada himpunan bilangan bulat adalah relasi pengurutan parsial.
Alasan:
Relasi ³ refleksif, karena a ³ a untuk setiap bilangan bulat a;
Relasi ³ tolak-setangkup, karena jika a ³ b dan b ³ a, maka a = b;
Relasi  ³ menghantar, karena jika a ³ b dan b ³ c maka a ³ c.
 Relasi “habis membagi” pada himpunan bilangan bulat adalah relasi pengurutan parsial.
Alasan:
relasi “habis membagi” bersifat refleksif, tolak-setangkup, dan menghantar.
Secara intuitif, di dalam relasi pengurutan parsial, dua buah benda saling berhubungan jika salah satunya — lebih kecil (lebih besar) daripada, – atau lebih rendah (lebih tinggi)  daripada lainnya
Menurut sifat atau kriteria tertentu.
Istilah pengurutan menyatakan bahwa benda-benda di dalam himpunan tersebut dirutkan berdasarkan sifat atau kriteria tersebut. Ada juga kemungkinan dua buah benda di dalam himpunan tidak berhubungan dalam suatu relasi pengurutan parsial. Dalam hal demikian, kita tidak dapat membandingkan keduanya sehingga tidak dapat diidentifikasi mana yang lebih besar atau lebih kecil. Itulah alasan digunakan istilah pengurutan parsial atau pengurutan tak-lengkap.

   


MATEMATIKA DISKRIT

FUNGSI

Definisi Fungsi

Fungsi merupakan jenis khusus dari relasi. fungsi disebut juga sebagai pemetaan atau transformasi.
Diberikan dua himpunan A dan B, relasi biner f dari himpunan A ke B merupakan suatu fungsi jika setiap elemen di dalam himpunan A mempunyai pasangan tepat satu elemen himpunan B.
Apabila f adalah fungsi dari himpunan A ke B maka notasi fungsinya
f : A → B
Himpunan A disebut daerah definisi(domain) dan himpunan B disebut daerah hasil (codomain). Setiap domain tidak boleh mempunyai pasangan ganda.

Contoh Fungsi :

               

f : A à B                                                                         f : A à B
A : {a,b,c,d}                                                                A : {a,b,c,d}
B : {1,2,3,4,5}                                                             B : {1,2,3}
f : {(a,1),(b,2),(c,4),(d,5)}                                          f : {(a,1),(b,2),(c,2),(d,3)}

Contoh yang buka Fungsi :

                 

keduanya bukan merupakan sebuah fungsi karena di daerah domainnya tidak memiliki pasangan ataupun 1 domain memiliki pasangan ganda.

Terapan Fungsi :

1. Formula pengisian nilai dalam bahasa pemrograman dinyatakan dengan assignment
Contoh diberikan rumusan fungsi f(x) = x2 +1 , f(x) = x +1 , apabila tidak didefinisikan secara khusus tentang daerah definisi maka daerah definisi dan daerah hasil adalah himpunan Himpunan bilangan riil misal R.
Dalam himpunan pasangan terurut fungsi didefinisikan sbb:
f = { (x1, x2}/ x ∈ R }

2. Kode program ( source code)

Fungsi yang dispesifikasikan dalam bahasa Pascal
Function abs(x: integer): integer;
Begin
if x < 0 then
abs := -x
else
abs := x;
end;
Relasi f = {(1,a),(2,b),(3,c) }dari himpunan A ke B, {1,2,3} ∈ A dan {a,b,c}∈ B merupa kan fungsi karena Relasi f memasangkan tepat satu anggota himpunan A dengan anggota himpunan B
Keterangan :
f(1) = a, f (2) = b dan f (3) = c
Himpunan A disebut daerah definisi dan himpunan B sebagai daerah hasil.


Jenis Fungsi

Fungsi Satu-satu (One-to-one)
Fungsi ini disebut koresponden satu-satu atau juga disebut injektif, jika dan hanya jika f(x)=f(y) , dimana x=y, untuk setiap x, dan y pada domain f. akan tetapi pada fungsi injektif ketika x≠y mengakibatkan f(x)≠f(y).

koresponden bukan satu-satu.

Fungsi Naik Turun
Fungsi disebut naik ketika fungsi f memiliki nilai domain dan kodomain subhimpunan dari bilangan real, jika f(x) < f(y) ketika x < y , dan nilai y merupakan anggota domain dari f, sedangkan fungsi disebut turun jika f(x) > f(y) , ketika x < y, untuk x,  dan y adalah anggota domain dari f.

Dipetakan Pada (Onto)

Merupakan fungsi satu-satu maupun onto.
 beberapa contoh gambar fungsi.

Fungsi Identitas
A merupakan sebuah himpunan, lalu fungsi identitas pada A adalah fungsi iA : A àA dan hal itu berlaku ketika i(x) = x, untuk setiap himpunan x є A.
Fungsi Invers
merupakan fungsi kebalikan, yang asalnya f(a) = b, maka inversnya adalah fˉˈ(b) = a
Fungsi Komposisi
dimisalkan fungsi g merupakan fungsi dari himpunan A ke B, notasi penulisannya adalah (f o    g)(x) = f(g(x))




Selasa, 20 Maret 2018

Materi Minggu 1
Matematika Diskrit


HIMPUNAN

1. Definisi Himpunan
    Himpunan adalah kumpulan objek-objek yang berbeda. Objek yang terdapat di dalam himpunan disebut elemen, unsur, atau anggota.

2. Penyajian Himpunan
    Penyajian himpunan terdiri atas 4 cara, yaitu:
     1. Enumerasi ialah menuliskan semua elemen himpuan yang bersangkutan di antara dua buah tanda kurung kurawal.
          Contoh: Himpuan A yang berisi belangan genap kurang dari 10 adalah A = {2,4,6,8}
      2. Simbol-simbol Baku ialah beberapa himpunan yang khusus dituliskan dengan simbol-simbol yang sudah baku. 
        Contoh: Himpuan kuasa yang disimbolkan dengan huruf U. misalnya U = {1,2,3,4,5} dan A adalah himpunan bagian dari U, dengan A = {1,3,5}
      3. Notasi Pembentuk Himpunan ialah himpunan dinyatakan dengan menulis syarat yang harus dipenuhi oleh anggotanya.
           Notasi: {x | syarat yang harus dipenuhi oleh x}
          Contoh: A adalah himpunan bilangan positif kurang dari 5, dinyatakan sebagai
                        A = {x | x adalah himpunan bilangan positif, lebih kecil dari 5}
                        A = {x | x E P, x < 5}
                        A = {1,2,3,4}
      4. Diagram Venn ialah menyajikan himpunan secara grafis.
          Contoh: U = {5, 9, 10, 11, 13, 17, 20, 25}
                        E = {13, 17, 20, 25}
                        H = {9, 10, 13, 20}
                        M = {9, 11, 13, 17}

3. Kardinalitas
    Kardinalitas ialah jumlah elemen berbeda dalam suatu himpunan.
    Notasi: n(A) atau |A|
    Contoh: A = {2,3,3,4,5}
                  |A| = 4

4. Macam-macam Himpunan
   1. Himpunan Kosong ialah himpunan yang tidak memiliki satupun elemen atau himpunan dengan kardinal = 0.
       Notasi: {}
       Contoh: A = {orang Indonesia yang pernah ke matahari}, maka |A| = 0
  2. Himpunan Bagian (Subset) ialah sebuah himpunan yang dapat merupakan himpunan dari bilangan lain.
       Contoh: A = {1,2,3,4}
                     B = {1,3,4} 
                     Maka himpunan B merupakan subset/bagian dari himpunan A
   3. Himpunan yang Sama ialah dua buah himpunan mungkin saja sama, yaitu semua anggota di dalam kedua himpunan tersebut sama, meskipun urutannya di dalam himpunan tidak sama.
       Contoh: A= {1,2,3} dan B = {3,1,2} maka A = B
   4. Himpunan yang Ekivalen ialah dua buah himpunan dapat mempunyai kardinal yang sama meskipun anggota kedua himpunan berbeda.
          Contoh: A = {1,2,3} dan B = {a,b,c} maka |A| = |B|
   5. Himpunan Saling Lepas ialah himpunan yang mungkin saja tidak memiliki anggota yang sama satupun.
       Notasi: A // B
       Contoh: A = {1,2,3} dan B = {4,5,6} maka A // B
   6. Himpunan Kuasa ialah semua himpunan bagian dari himpunan yang dimaksud.
       Notasi: P(A)
       Contoh: A = {1,2}, maka P(A) = {{}, {1}, {2}, {{},1,2}}

5. Operasi Terhadap Himpunan
    1. Irisan (Intersection) ialah suatu himpunan yang elemennya juga merupakan elemen himpunan yang lain.
        Contoh: A = {1,2,3,4} dan B = {2,4,6,8} maka A irirsan B = {2,4}
    2. Gabungan (Union) ialah suatu himpunan yang elemennya digabungkan dengan elemen himpunan yang lain.
         Contoh: A = {1,2,3} dan B = {4,5,6} maka A gabung B = {1,2,3,4,5,6}
    3. Komplemen (Complement) ialah elemen dalam himpunan semesta yang tidak berada pada suatu himpunan pada himpunan semesta tersebut.
        Contoh: U = {1,2,3,4,5} dan A = {1,4,5} maka komplemennya adalah {2,3}