MATRIKS. Matematika. FTP UB Mas ud Effendi. Matematika

Transkripsi

1 MATRIKS FTP UB Mas ud Effendi

2 Pokok Bahasan Transpos suatu matriks Matriks khusus Determinan suatu matriks bujursangkar Invers suatu matriks bujursangkar Penyelesaian set persamaan linier Nilai-eigen dan vektor-eigen

3 Pokok Bahasan Transpos suatu matriks Matriks khusus Determinan suatu matriks bujursangkar Invers suatu matriks bujursangkar Penyelesaian set persamaan linier Nilai-eigen dan vektor-eigen

4 Transpos Suatu Matriks Jika sebuah matriks disalingtukarkan antara baris dan kolomnya, maka matriks baru yang terbentuk disebut transpos dari matriks aslinya. Sebagi contoh: A 7 9 then A T

5 Pokok Bahasan Transpos suatu matriks Matriks khusus Determinan suatu matriks bujursangkar Invers suatu matriks bujursangkar Penyelesaian set persamaan linier Nilai-eigen dan vektor-eigen

6 Matriks Khusus Matriks bujursangkar Matriks dengan orde m x m Matriks bujursangkar dikatakan simetrik jika a ij =a ji A=A T Matriks bujursangkar dikatakan simetrik-miring jika a ij = -a ji A=-A T

7 Matriks Khusus Matriks diagonal Matriks bujursangkar yang semua elemennya nol kecuali elemen yang berada pada diagonal utamanya

8 Matriks Khusus Matriks satuan/identitas (I) Matriks diagonal yang elemen-elemen pada diagonal utamanya semuanya satu Hasil kali antara A dengan I akan menghasilkan A A.I=A=I.A I

9 Matriks Khusus Matriks nol Matriks yang semua elemennya adalah nol dan dinyatakan dengan 0 Maka A.0= Tetapi jika A.B=0, kita tidak dapat mengatakan A=0 atau B=0

10 Pokok Bahasan Transpos suatu matriks Matriks khusus Determinan suatu matriks bujursangkar Invers suatu matriks bujursangkar Penyelesaian set persamaan linier Nilai-eigen dan vektor-eigen

11 Determinan Suatu Matriks Bujursangkar Determinan yang memiliki elemen yang sama dengan elemen matriksnya Determinan matriks bujursangkar memiliki nilai yang sama seperti nilai determinan matriks transposnya Matriks yang determinannya nol disebut matriks singular

12 Kofaktor Determinan Suatu Matriks Bujursangkar Jika A=(a ij ) adalah suatu matriks bujursangkar, setiap elemen menghasilkan kofaktor, minor dari elemen dalam determinan beserta tanda tempatnya 5 2 A kofaktor det A A (42 12) 30 2 (0 24) 24

13 Determinan Suatu Matriks Bujursangkar Adjoin suatu matriks bujursangkar Misal matriks bujursangkar C dibentuk dari matriks bujursangkar A dimana elemenelemen C secara respektif merupakan kofaktor dari elemen A, maka: A a and A is the cofactor of a then C Aij ij ij ij Transpos dari C disebut adjoin A, dinotasikan adj A.

14 Determinan Suatu Matriks Bujursangkar

15 Pokok Bahasan Transpos suatu matriks Matriks khusus Determinan suatu matriks bujursangkar Invers suatu matriks bujursangkar Penyelesaian set persamaan linier Nilai-eigen dan vektor-eigen

16 Invers Suatu Matriks Bujursangkar Jika setiap elemen adjoin matriks bujursangkar A dibagi dengan determinan A, yaitu A, maka matriks yang dihasilkan disebut invers A dan dinyatakan dengan A -1. A 1 1 det A adja Note: jika det A=0 maka invers tidak ada

17 Invers Suatu Matriks Bujursangkar

18 Invers Suatu Matriks Bujursangkar Hasil kali suatu matriks bujursangkar dengan inversnya, dengan urutan manapun faktor-faktornya ditulis, ialah matriks satuan dengan orde matriks yang sama: -1-1 A.A = A.A=I

19 Pokok Bahasan Transpos suatu matriks Matriks khusus Determinan suatu matriks bujursangkar Invers suatu matriks bujursangkar Penyelesaian set persamaan linier Nilai-eigen dan vektor-eigen

20 Penyelesaian Set Persamaan Linier Set n persamaan linier simultan dengan n bilangan tidak diketahui a x a x a x a x b n n 1 a x a x a x a x b n n 2 a x a x a x a x b n1 1 n2 2 n3 3 nn n 1 Dapat ditulis dalam bentuk matriks: a a a a x a a a a x a a a a x n n 2 b2 n1 n2 n3 nn n b n b that is A.x =b

21 Penyelesaian Set Persamaan Karena: Linier A.x =b then A 1.Ax = A 1.b that is Solusi: I.x = A 1.b x= A 1.b and I.x = x

22 Penyelesaian Set Persamaan Linier

23 Penyelesaian Set Persamaan Linier Metode eliminasi Gauss untuk penyelesaian set persamaan linier Diberikan: a a a a x a a a a x a a a a x n n 2 b2 n1 n2 n3 nn n b n Buat matriks augmen B, dimana: a11 a12 a13 a1n b1 a21 a22 a23 a2n b2 B an 1 an2 an3 ann b n b

24 Penyelesaian Set Persamaan Linier Eliminasi elemen-elemen selain a11 dari kolom pertama dengan mengurangkan a21/a11 kali baris pertama dari baris kedua dan a31/a11 kali baris pertama dari baris ketiga, dst Matriks baru yang terbentuk: a a a a b 0 c c c d 0 c c c d n n 2 n2 n3 nn n

25 Penyelesaian Set Persamaan Linier Proses ini kemudian diulangi untuk mengeliminasi c i2 dari baris yang ketiga dan yang berikutnya sampai diperoleh matriks dalam bentuk berikut: a a a a b 0 p p p q 0 0 pn1, n1 pn1, n pnn q 11 1, n2 1, n1 1n 1 n3, n2 n2, n1 n2, n 2 n

26 Penyelesaian Set Persamaan Linier Matriks segitiga yang telah terbentuk dari matriks augmen, kita pisahkan kolom kanan kembali ke posisi semula a11 a1, n2 a1, n1 a1n x1 b1 0 pn 3, n 2 pn 2, n 1 p n 2, n x 2 q pn1, n1 pn1, n p nn x n q n Hasil ini memberikan solusi : p x q so x nn n n n q p n nn

27 Penyelesaian Set Persamaan Linier

28 Pokok Bahasan Transpos suatu matriks Matriks khusus Determinan suatu matriks bujursangkar Invers suatu matriks bujursangkar Penyelesaian set persamaan linier Nilai-eigen dan vektor-eigen

29 Nilai-eigen dan Vektor-eigen Persamaan dalam bentuk: A.x x Dimana A adalah matriks bujursangkar dan adalah bilangan (skalar) yang punya solusi non-trivial, yakni (x 0), untuk x disebut vektor-eigen atau vektor karakterisik A. Nilai disebut nilai-eigen, nilai karakteristik atau akar laten dari matriks A.

30 Nilai-eigen dan Vektor-eigen Dinyatakan sebagai set persamaan yang terpisah: yakni a11 a12 a13 a1n x1 x1 a21 a22 a23 a 2n x 2 x 2 a a a a x x n1 n2 n3 nn n n

31 Nilai-eigen dan Vektor-eigen Persamaan ini dapat disederhanakan menjadi: sehingga: a11 a12 a13 a1n x1 0 a21 a22 a23 a 2n x 2 0 a a a a x 0 n1 n2 n3 nn n Yang berarti, solusi non-trivial: Determinan karakteristik A AI.x 0 AI 0

32 Nilai-eigen dan Vektor-eigen Nilai-eigen Untuk mencari nilai-eigen dari: 4 1 A 3 2 Selesaikan persamaan karakteristik A-λI =0: sehingga: Nilai-eigen ( 1)( 5) 0 1; 5 1 2

33 Nilai-eigen dan Vektor-eigen Vektor-eigen Untuk mencari vektor-eigen dari Selesaikan persamaan A.x x Untuk nilai-eigen = 1 dan = A 3 2 For =1 4 1 x1 x1 k 1 and so x 3 x giving eigenvector x 2 x 2 3k For =5 4 1 x1 x1 k 5 and so x x giving eigenvector x 2 x 2 k

34 Hasil Pembelajaran Memperoleh transpos suatu matriks Mengenali jenis-jenis matriks khusus Memperoleh determinan, kofaktor, dan adjoin matriks bujursangkar Memperoleh invers matriks non-singular Menggunakan matriks untuk menyelesaikan set persamaan linier dengan matriks invers Menggunakan metode eliminasi Gauss unntuk menyelesaikan set persamaan linier Menentukan nilai-eigen dan vektor-eigen

35 Referensi Stroud, KA & DJ Booth Teknik. Erlangga. Jakarta