PERANGKAT PEMBELAJARAN

Transkripsi

1 PERANGKA PEMBELAJARAN MAA KULIAH KODE DOSEN : MAEMAIKA DISKRI : MKK : EDY MULYONO, M.Pd. PROGRAM SUDI PENDIDIKAN MAEMAIKA AKULAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSIAS VEERAN BANGUN NUSANARA SUKOHARJO

2 KONRAK PEMBELAJARAN MAEMAIKA DISKRI MKK Semester VI / 3 SKS Program Studi Pendidikan Matematika Oleh : EDY MULYONO, M.Pd. AKULAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSIAS VEERAN BANGUN NUSANARA SUKOHARJO

3 A. Identitas Mata Kuliah Mata Kuliah : MAEMAIKA DISKRI Semester / SKS : III / 3 SKS Pengampu Mata Kuliah : EDY MULYONO, M.Pd. Kode Mata Kuliah : MKK B. Manfaat Mata Kuliah Setelah mengikuti kuliah ini diharapkan mahasiswa dapat : 1. Menggunakan induksi matematika dan proses berfikirnya dalam pembuktian pernyataan. 2. Memahami tetang aturan penghitungan yaitu mengenai aturan penjumlahan dan perkalian. 3. Memahami konsep dasar perumusan permutasi dan kombinasi. 4. Menggunakan konsep relasi rekurensi dalam pemecahan masalah. C. Deskripsi Mata Kuliah Matematika Diskrit akan diawali denngan dengan sifat-sifat dasar integer (bilangan bulat). Enumerasi atau pencacahan merupakan bahasan selanjutnya dari matematika diskrit yang digunakan sebagai alat dasar untuk mempelajari materi-materi lainnya yang umumnya bersifat kombinatorik. Disamping itu ia juga mempunyai aplikasi di banyak area seperti: teori peluang, statistika, teori graf, teori koding, kriptogra dan analisis algoritma. Materinya selanjutnya ditekankan pada bahasan relasi rekurensi. D. Kompetensi Dasar dan Indikator Kompetensi Dasar 1. Menggunakan logika dan induksi matematika pada pembuktian sebuah pernyataan 2. Memahami beberapa metode penghitungan (Counting Methods) 3. Menggunakan konsep relasi rekurensi dalam pemecahan masalah Indikator 1.1 Menentukan nilai kebenaran dari suatu pernyataan menggunakan hukum-hukum logika. 1.2 Menggunakan induksi matematika untuk membuktikan kebenaran suatu pernyataan. 2.1 Menggunakan aturan perkalian dan penjumlahan secara tepat dalam pemecahan masalah. 2.2 Menggunakan prinsip Inklusi Eksklusi dalam pemecahan masalah dengan kejadian majemuk. 2.3 Menurunkan rumus permutasi berdasarkan definisi dan menggunakannya. 2.4 Menurunkan rumus kombinasi berdasarkan definisi dan menggunakannya. 2.5 Melakukan ekspansi binomial. 3.1 Menyusun Relasi Rekurensi dari suatu permasalahan. 3.2 Menyusun bentuk eksplisit dari suatu relasi rekurensi dengan metode Iterasi 3.3 Menentukan solusi dari relasi rekurensi linear homogen koefisien konstan dengan persamaan karakteristik E. Organisasi Materi KD 1 KD 2 KD 3. Pendekatan Dan Strategi Pembelajaran Strategi pembelajaran yang digunakan mengarah pada Active Learning. Metode-metode yang digunakan adalah sebagai berikut :

4 1. Practice Rehearsal Pairs 2. Kelompok Belajar (he Study Group) 3. wo stay two stray 4. Gallery of Learning 5. he Learning Cell G. Sumber Belajar [1] Rinaldi Munir Matematika Diskrit. Bandung: Informatika [2] Drs. Jong Jek Siang, M.Sc Matematika Diskrit. Yogyakarta: Andi offset [3] Modul Kuliah H. Penilaian Dan Kriteria Pembelajaran 1. Presensi dan Keaktifan : 30 % 2. ugas erstruktur : 20 % 3. US : 20 % 4. UAS : 30 % 100 % I. Jadwal Perkuliahan Pertemuan P E M B E L A J A R A N Materi : Menentukan nilai kebenaran dari suatu pernyataan menggunakan hukumhukum logika. Materi : Menggunakan induksi matematika untuk membuktikan kebenaran suatu pernyataan. Pendalaman Materi : Menggunakan induksi matematika untuk membuktikan kebenaran suatu pernyataan Materi : Menggunakan aturan perkalian dan penjumlahan secara tepat dalam pemecahan masalah. Materi : Menggunakan prinsip Inklusi Eksklusi dalam pemecahan masalah dengan kejadian majemuk. 6 Materi : Menurunkan rumus permutasi berdasarkan definisi dan menggunakannya. 7 Materi : Menurunkan rumus kombinasi berdasarkan definisi dan menggunakannya. 8 Materi : Melakukan ekspansi binomial. 9 Ujian engah Semester 10 Materi : Menyusun Relasi Rekurensi dari suatu permasalahan. 11 Materi : Menyusun bentuk eksplisit dari suatu relasi rekurensi dengan metode Iterasi 12 Materi : Menentukan solusi dari relasi rekurensi linear homogen koefisien konstan dengan persamaan karakteristik jika semua akar yang ditemukan berbeda.

5 13 Materi : Menentukan solusi dari relasi rekurensi linear homogen koefisien konstan dengan persamaan karakteristik jika ditemukan ada akar yang sama. 14 QUIZ 15 REVIEW: Persiapan Ujian Semester 16 Ujian Akhir Semester

6 UNIVERSIAS VEERAN BANGUN NUSANARA SUKOHARJO AKULAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN SILABUS Program Studi : PENDIDIKAN MAEMAIKA Kode Mata Kuliah : MKK Mata Kuliah : MAEMAIKA DISKRI Bobot : 3 SKS Semester : VI Mata Kuliah Prasyarat : Logika dan Himpunan, eori Bilangan, dan Aljabar. Standar Kompetensi : Melakukan pembuktikan secara logis, menggunakan kaidah pencacahan dalam melakukan enumerasi, dan menyusun relasi rekurensi serta menentukan penyelesainanya. Kompetensi Dasar Indikator Pengalaman Belajar Materi Pokok 1. Menggunakan logika dan induksi matematika pada pembuktian sebuah pernyataan 1.1 Menentukan nilai kebenaran dari suatu pernyataan menggunakan hukum-hukum logika. 1.2 Menggunakan induksi matematika untuk membuktikan kebenaran suatu pernyataan. atap muka Mengulas kembali hukum-hukum logika Memberikan penjelasan tentang induksi matematika Memberikan pernyataan dan meminta mahasiswa menentukan nilai kebenarannya dengan induksi matematika Kegiatan terstruktur Mendiskusikan berbagai permasalahan pembuktian Post-test Logika dan Pembuktian Induksi Matematika Alokasi Waktu (menit) Sumber/ Bahan/ Alat Sumber : Buku panduan mata kuliah matematika diskrit Alat : Laptop, LCD, Whiteboard Penilaian/ Evaluasi Bentuk evaluasi : Pre-test Post-test Instrumen : Lembar Kerja Individu Lembar Kegiatan kelompok 2. Memahami beberapa metode penghitungan (Counting Methods) 2.1 Menggunakan aturan perkalian dan penjumlahan secara tepat dalam pemecahan masalah. 2.2 Menggunakan prinsip Inklusi Eksklusi dalam pemecahan masalah dengan kejadian majemuk. 2.3 Menurunkan rumus permutasi berdasarkan definisi dan menggunakannya. atap muka Mendefinisikan aturan perkalian dan aturan penjumlahan sebagai teknik dalam enumerasi. Memanfaatkan konsep himpunan dalam menyelesaikan permasalahan kombinatorik yaitu prinsip inklusi ekskulusi. Menurunkan rumus permutasi dari aturan perkalian. Counting Methods Sumber : Buku panduan mata kuliah matematika diskrit Alat : Laptop, LCD, Whiteboard Bentuk evaluasi : Pre-test Post-test Instrumen : Lembar Kerja Individu Lembar

7 2.4 Menurunkan rumus kombinasi berdasarkan definisi dan menggunakannya. 2.5 Melakukan ekspansi binomial. Menurunkan rumus permutasi dari rumus kombinasi. Menurunkan rumus ekspansi binomial. Kegiatan kelompok 3. Menggunakan konsep relasi rekurensi dalam pemecahan masalah 3.1 Menyusun Relasi Rekurensi dari suatu permasalahan. 3.2 Menyusun bentuk eksplisit dari suatu relasi rekurensi dengan metode Iterasi 3.3 Menentukan solusi dari relasi rekurensi linear homogen koefisien konstan dengan persamaan karakteristik Kegiatan terstruktur Mendiskusikan berbagai permasalahan tentang enumerasi. Post-test atap muka Menjelaskan tentang cara menyusun Relasi Rekurensi dari suatu permasalahan. Menjelaskan cara menyusun bentuk eksplisit dari suatu relasi rekurensi dengan metode Iterasi Menjelaskan cara menentukan solusi dari relasi rekurensi linear homogen koefisien konstan dengan persamaan karakteristik Kegiatan terstruktur Mendiskusikan berbagai permasalahan jaringan Post-test Relasi Rekurensi Sumber : Buku panduan mata kuliah matematika diskrit Alat : Laptop, LCD, Whiteboard Bentuk evaluasi : Pre-test Post-test Instrumen : Lembar Kerja Individu Lembar Kegiatan kelompok

8 RENCANA MUU PERKULIAHAN (RMP) Nama Dosen : EDY MULYONO, M.Pd. akultas : KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN Program Studi : PENDIDIKAN MAEMAIKA Mata Kuliah : MAEMAIKA DISKRI Kode Mata Kuliah : MKK Bobot : 3 SKS Semester : VI Pertemuan ke- : 1 s.d 3 Standart Kompetensi : Melakukan pembuktikan secara logis, menggunakan kaidah pencacahan dalam melakukan enumerasi, dan menyusun relasi rekurensi serta menentukan penyelesainanya Kompetensi Dasar : 1. Menggunakan logika dan induksi matematika pada pembuktian sebuah pernyataan Indikator : 1.1 Menentukan nilai kebenaran dari suatu pernyataan menggunakan hukum-hukum logika. 1.2 Menggunakan induksi matematika untuk membuktikan kebenaran suatu pernyataan. ujuan : 1.1 Menentukan nilai kebenaran dari suatu pernyataan menggunakan hukum-hukum logika. 1.2 Menggunakan induksi matematika untuk membuktikan kebenaran suatu pernyataan. MAERI LOGIKA DAN PEMBUKIAN Logika adalah pembelajaran mengenai penalaran, khususnya mengenai apakah penalaran anda benar. Logika memfokuskan pada hubungan antara pernyataan-pernyataan yang bertentangan dengan isi dari pernyataan tertentu. Pandang, sebagai contoh argumen ini. Semua mahasiswa memakai sepatu. Siapa saja yang memakai sepatu adalah seorang ahli aljabar. Oleh karena itu, semua mahasiswa adalah ahli aljabar. Secara teknis, logika tidak membantu dalam menentukan apakah masing-masing pernyataan tersebut benar, namun, jika dua pernyataan pertama benar, logika menyakinkan kita bahwa pernyataan. Semua mahasiswa adalah ahli aljabar. Adalah bernilai benar. Metode logis digunakan dalam matematika untuk membuktikan teorema dan dalam ilmu komputer untuk membuktikan bahwa program melakukan apa yang diharapkan akan dilakukan. PROPOSISI Yang mana dari kalimat-kalimat berikut bernilai benar atau salah (tapi tidak keduanya)? 1. Bilangan bulat positif yang membagi habis bilangan 7 adalah 1 dan 7 itu sendiri. 2. Untuk setiap bilangan bulat positif n, terdapat sebuah bilangan prima positif lebih besar daripada n. 3. Bumi adalah satu-satunya planet di alam semesta yang mempunyai kehidupan. 4. Belilah dua tiket pertandingan sepakbola Persis vs Persik nanti malam. Kalimat 1, Kalimat 2, bernilai benar. bernilai benar.

9 Kalimat 3, bisa bernilai benar atau salah karena tidak ada yang tahu keadaan sebenarnya. Kalimat 4, tidak benar dan tidak salah, karena merupakan kalimat perintah. Sebuah kalimat yang bernilai benar atau salah tetapi tidak keduanya, disebut sebuah proposisi. Kalimat 1-3 adalah proposisi, sementara kalimat 4, bukan. Definisi. Definisi. Pandang p dan q sebagai proposisi. Konjungsi dari p dan q dengan notasi p q adalah proposisi p dan q Disjungsi dari p dan q dengan notasi p q adalah proposisi p atau q abel kebenaran dari proposisi p q adalah p Q p q Definisi. abel kebenaran dari proposisi p q adalah p Q p q Definisi. Negasi p dinotasikan dengan p adalah proposisi tidak p Definisi. abel kebenaran dari proposisi p adalah P p Contoh 1. Jika diketahui p : Blaire Pascal menciptakan beberapa mesin hitung. q : Komputer digital all-electronic pertama dibangun pada abad ke duapuluh. r : π dihitung sampai 1,000,000 angka decimal pada tahun Representasikan proposisi berikut secara simbolik dan tentukan bernilai benar atau salah. Blaire Pascal menciptakan beberapa mesin hitung dan bukan kasus komputer digital all-electronic pertama dibangun pada abad keduapuluh, atau π dihitung sampai 1,000,000 angka decimal pada tahun Proposisi tersebut dapat dituliskan secara simbolis sebagai (p q r). Pertama-tama, perhatikan bahwa p dan q bernilai benar dan r bernilai salah. (Karena π dihitung sampai 1,000,000 angka decimal pada tahun Perhitungan sampai 1,000,000,000 baru saja dilakukan). Jika kita mengganti setiap simbol dengan tabel kebenarannya, maka diperoleh Jadi proposisi bernilai salah. (p q ) r = ( ) = ( ) = =

10 PROPOSISI BERSYARA DAN LOGIKA EKUIVALENSI Definisi. Jika p dan q adalah proposisi, maka jika p maka q disebut proposisi bersyarat (conditional proposition) dan dinotasikan dengan p q Proposisi p disebut hipotesis (asteseden) dan proposisi q disebut kesimpulan (konsekuen). Definisi. abel kebenaran dari proposisi bersyarat p q adalah p Q p q Contoh 2. Diandaikan bahwa p benar, q salah, dan r benar, carilah nilai kebenaran dari tiap-tiap proposisi berikut: (a) p q r (b) p q r (c) p q r (d) p q r Setiap simbol p, q dan r digantikan dengan nilai kebenarannya untuk memperoleh nilai kebenaran dari proposisi. Jawab: (a) ( ) = = Benar. (b) ( ) = = Salah. (c) ( ) = = Benar. (d) ( ) = = Benar. Definisi. Jika p dan q adalah proposisi, maka p jika dan hanya jika q disebut proposisi bikondisional (biconditional proposition) atau biimplikasi dan dinotasikan dengan p q abel kebenaran dari proposisi biimplikasi p q adalah p Q p q Definisi. Andaikan proposisi P dan Q terdiri dai proposisi ekuivalen logis: atau ekuivalen dan ditulis P Q yang berarti bahwa jika diberikan sebarang nilai kebenaran dari bernilai benar, atau keduanya bernilai salah.. Maka dikatakan P dan Q adalah maka keduanya P dan Q

11 Contoh 3. Dalil De Morgan untuk Logika a. p q= p q, b. b. p q= p q Bukti a. ditunjukkan dengan tabel kebenaran p q p q p q PRINSIP INDUKSI MAEMAIKA Definisi. Andaikan untuk setiap bilangan bulat positif n, S(n) adalah pernyataan yang bisa benar atau salah. Dan andaikan (a) S(1) benar; (b) S(n) diandaikan benar, maka S(n + 1) dapat dibuktikan kebenarannya. Dengan demikian S(n) terbukti benar untuk semua bilangan bulat positif n. Syarat (a) sering disebut Langkah Dasar dan syarat (b) sering disebut Langkah Induksi. Contoh 4. Gunakan induksi matematika untuk menunjukkan bahwa n! untuk n = 1,2, (1) Langkah Dasar. [Syarat (a)]. Kita harus menunjukkan bahwa persamaan (1) benar untuk n = 1. Ini mudah, karena 1! = 1 (2) Langkah Induksi. [Syarat (b)]. Harus diperlihatkan bahwa jika i! (n + 1)! (3) untuk i = 1, n, maka Asumsikan bahwa i! 2 i 1 benar untuk i = 1,,n. Maka untuk i = n, berlaku n! (4) Kita dapat menghubungkan persamaan (3) dan (4) dengan mengamati bahwa (n + 1)! = (n + 1)(n!) Dengan demikian (n + 1)! = (n + 1)(n!) (n + 1) 2 n n 1 karena n erbukti Jadi, persamaan (3) benar Karena Langkah Dasar dari Langkah Induksi telah terbukti, Prinsip Induksi Matematika menunjukkan bahwa persamaan (2) benar untuk setiap bilangan bulat positif n MEODE PEMBELAJARAN Learning Cell

12 LANGKAH PEMBELAJARAN PEREMUAN 1 No. ahap Kegiatan Pembelajaran 1. Pendahuluan Apersepsi dan Motivasi Mengulas kembali hukum-hukum logika. 2. Penyajian Eksplorasi a. Memberikan permasalahan pembuktian pernyataan dengan menggunakan hukum-hukum logika. b. Membentuk siswa dalam beberapa kelompok Elaborasi a. Memberikan lembar kerja kepada setiap kelompok yang berisi contoh permasalahan. b. Setiap kelompok dibagi lagi menjadi 2 grup. Setiap grup menuliskan permasalahan transportasi. c. Pada kesempatan pertama, grup I bertugas sebagai penanya dan grup II menjawab pertanyaan. Setelah itu, bergantian grup II bertanya, dan grup I menjawab. Eksplanasi Menunjuk perwakilan dari setiap kelompok untuk menyampaikan hasil diskusinya, untuk kemudian dibahas secara klasikal. 3. Penutup Refleksi dan Evaluasi Secara individu, mahasiswa diminta membuktikan pernyataan menggunakan hukum-hukum logika Alokasi Waktu 10 menit 3 10 menit 10 menit 30 menit 2 30 menit PEREMUAN 2 No. ahap Kegiatan Pembelajaran 1. Pendahuluan a. Apersepsi Mengulas tentang hukum-hukum logika. b. Motivasi Memberikan gambaran tentang pembuktian pernyataan dengan induksi matematika. 2. Penyajian Eksplorasi a. Memberikan pernyataan kemudian menjelaskan cara pembuktian dengan induksi matematika. b. Membentuk siswa dalam beberapa kelompok Elaborasi a. Memberikan lembar kerja kepada setiap kelompok yang berisi beberapa pernyataan yang harus diselidiki nilai kebenarannya. b. Setiap kelompok dibagi lagi menjadi 2 grup. Setiap grup mendapatkan tugas yang berbeda.. c. Pada kesempatan pertama, grup I bertugas sebagai penanya dan grup II menjawab pertanyaan. Setelah itu, bergantian grup II bertanya, dan grup I menjawab. Eksplanasi Menunjuk perwakilan dari setiap kelompok untuk menyampaikan hasil diskusinya, untuk kemudian dibahas secara klasikal. 3. Penutup Refleksi dan Evaluasi Secara individu, mahasiswa diminta membuktikan pernyataan menggunakan induksi matematika Alokasi Waktu 3 10 menit 30 menit 2 30 menit PEREMUAN 3 No. ahap Kegiatan Pembelajaran 1. Pendahuluan Apersepsi dan motivasi Mengulas tentang hukum-hukum logika dan induksi matematika. 2. Penyajian Eksplorasi Alokasi Waktu 10 menit

13 a. Memberikan bpa eberpernyataan kemudian meminta mahasiswa membuktikan dengan hukum logika dan induksi matematika b. Membentuk siswa dalam beberapa kelompok Elaborasi a. Memberikan lembar kerja kepada setiap kelompok yang berisi beberapa pernyataan yang harus diselidiki nilai kebenarannya. b. Setiap kelompok dibagi lagi menjadi 2 grup. Setiap grup mendapatkan tugas yang berbeda.. c. Pada kesempatan pertama, grup I bertugas sebagai penanya dan grup II menjawab pertanyaan. Setelah itu, bergantian grup II bertanya, dan grup I menjawab. Eksplanasi Menunjuk perwakilan dari setiap kelompok untuk menyampaikan hasil diskusinya, untuk kemudian dibahas secara klasikal. 3. Penutup Refleksi dan Evaluasi Secara individu, mahasiswa diminta membuktikan pernyataan menggunakanhukum-hukum logika dan induksi matematika menit 30 menit 2 30 menit MEDIA PEMBELAJARAN Whiteboard, LCD, Laptop SUMBER BELAJAR [1] Rinaldi Munir Matematika Diskrit. Bandung: Informatika [2] Drs. Jong Jek Siang, M.Sc Matematika Diskrit. Yogyakarta: Andi offset [3] Modul Kuliah PENILAIAN 1. eknik : Hasil diskusi, keaktifan dalam diskusi, hasil post-test 2. Bentuk Instrumen : es Uraian SOAL 1 Evaluasi setiap proposisi berikut jika diketahui p =, q =, r = 1. q p p r 2. p r q r r p 3. p q q r ulislah tabel kebenaran dari setiap proposisi berikut. 4. p q p 5. p q p 6. p q p q 7. p q r p 8. p q p q p q p q

14 Dalam soal-soal berikut, representasikan pernyataan secara simbolis dengan memperhatikan bahwa p : 5 < 9, q : 9 < 7, r : 5 < 7 entukan apakah setiap pernyataan bernilai benar atau salah 9. 5 < 9 dan 9 < Bukan merupakan kasus bahwa (5 < 9 dan 9 < 7) < 9 atau bukan merupakan kasus bahwa (9 < 7 dan 5 < 7) Pada soal-soal berikut, ubahlah ekspresi simbolik ke dalam kata-kata menggunakan: p: Hari ini Senin q: Hari hujan r: Hari panas 12. p (q r). 13. p q r. 14. p q r p 15. p q r r q p 16. Buat tabel kebenaran untuk exclusive-or dari p dan q dimana p exor q bernilai benar jika salah satu p atau q benar, tetapi tidak keduanya.

15 SOAL 2 1. Gunakan induksi matematika untuk memperlihatkan bahwa jika α 1, untuk n = 0.1, berlaku: 2 n α 1 1 α α α α 1 2. Gunakan induksi matematika untuk memperlihatkan bahwa 5 n 1 habis dibagi oleh 4 untuk n = 1, 2, 3 3. Buktikan bahwa persamaan di bawah ini benar (a) n, n = 1, 2, 3,... 2n n (b) 2 n n 2, n = 4, 5,... (c) 6.7 n 2.3 n habis dibagi oleh 4, untuk n = 1,2, n1 4. Carilah rumus umum dan buktikan kebenarannya dengan induksi n n 1

16 RENCANA MUU PERKULIAHAN (RMP) Nama Dosen : EDY MULYONO, M.Pd. akultas : KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN Program Studi : PENDIDIKAN MAEMAIKA Mata Kuliah : MAEMAIKA DISKRI Kode Mata Kuliah : MKK Bobot : 3 SKS Semester : VI Pertemuan ke- : 4 s.d 8 Standart Kompetensi : Melakukan pembuktikan secara logis, menggunakan kaidah pencacahan dalam melakukan enumerasi, dan menyusun relasi rekurensi serta menentukan penyelesainanya Kompetensi Dasar : 2. Memahami beberapa metode penghitungan (Counting Methods) Indikator : 2.1 Menggunakan aturan perkalian dan penjumlahan secara tepat dalam pemecahan masalah. 2.2 Menggunakan prinsip Inklusi Eksklusi dalam pemecahan masalah dengan kejadian majemuk. 2.3 Menurunkan rumus permutasi berdasarkan definisi dan menggunakannya. 2.4 Menurunkan rumus kombinasi berdasarkan definisi dan menggunakannya. 2.5 Melakukan ekspansi binomial. ujuan : Melakukan pemilihan penggunaan aturan perkalian dan penjumlahan secara tepat dalam pemecahan masalah secara tepat. Menentukan pemecahan masalah dengan kejadian majemuk menggunakan prinsip Inklusi Eksklusi. Memecahkan permasalahan permutasi. Memecahkan permasalahan kombinasi. Menentukan suku ke-i dari penjabaran (a+b) n dengan ekspansi binomial. MAERI BASIC PRINCIPLES PRINSIP PERHIUNGAN PERAMA (MULIPLICAION PRINCIPLE) PP2: Bila suatu aktivitas dapat dikonstruksikan dalam t langkah dan langkah ke i dapat dilakukan dalam ni cara i = 1,2,,t, maka banyaknya aktivitas yang mungkin adalah n1, n2,..., nt. CONOH Gunakan PP1 untuk memperlihatkan bahwa sebuah himpunan x, x, x,, yang memuat n elemen mempunyai 2 n subset Jawab : x n Sebuah subset dapat dikonstruksikan dalam n langkah ambil atau tidak x1 ambil atau tidak x2, ambil atau tidak xn. Masing-masing langkah dapat dilakukan dalam dua cara. Jadi banyaknya subset yang mungkin adalah = 2 n. (please see more examples in the text book!)

17 PRINSIP PERHIUNGAN KEDUA (ADDIION PRINCIPLE) PP2: Misal bahwa X1, X2,..., Xt adalah sejumlah himpunan dan himpunan Xi mempunyai ni elemen, i = 1, 2,, t. Bila X 1, X2,..., Xt adalah family pasangan saling asing (pairwise disjoint family), maka banyaknya elemen-elemen yang mungkin yang dapat dipilih dari X1, atau X2,..., Xt adalah X1 + X Xt CONOH Berapa banyak string 8 bit yang mulai dengan 101 atau 111? Jawab: Sebuah string 8 bit yang mulai dengan 101 dapat dikonstruksikan dalam lima langkah berturutturut pilih n bit keempat, pilih bit kelima, pilih bit kedelapan. Karena masing-masing dari lima bit dapat dipilih dalam dua cara, dengan PP1 terdapat = 2 5 = 32 string 8 bit yang mulai dengan 101. Dengan alasan yang sama terdapat 32 string 8 bit yang mulai dengan 111. Karena terdapat 32 string 8 bit yang mulai dengan 101 dan 32 string 8 bit yang mulai dengan 111, maka ada = 64 string 8 bit yang mulai dengan 101 atau 111. CONOH Dalam berapa cara dapat dipilih dua buku dari subyek yang berbeda di antara lima buku komputer yang berbeda, tiga buku matematika yang berbeda dan dua buku seni yang berbeda? Jawab : Dengan PP1 pilih dua buku dengan kemungkinan 1 buku komputer dan 1 buku matematika ada 5. 3 = 15 cara 1 buku komputer dan 1 buku seni ada 5. 2 = 10 cara 1 buku matematika dan 1 buku seni ada 3. 2 = 6 cara Karena himpunan pemilihan adalah pairwise disjoint, maka dengan PP2 ada = 31 cara untuk menjawab persoalan di atas. CONOH Ada enam orang komite A, B, C. D, E dan yang akan dipilih menjadi ketua, sekretaris dan bendahara (1) Dalam berapa cara hal ini dapat dilakukan? (2) Sama dengan (1) jika A atau B harus menjadi ketua? (3) Sama dengan (1) jika E harus memegang salah satu jabatan? (4) Sama dengan (1) jika baik D maupun harus memegang jabatan? Jawab : (1) Dengan PP1 ada = 120 cara (2) Jika A menjadi ketua, maka untuk memilih jabatan sisanya ada 5. 4 = 20 cara, jika B menjadi ketua, maka untuk memilih jabatan sisanya ada 5. 4 = 20 cara. Karena kedua kasus ini disjoint maka dengan PP2 ada = 40 cara (3) [CARA 1] jika E jadi ketua, ada 20 cara untuk memilih jabatan sisanya. Dengan cara yang sama jika jadi sekretaris, maka ada 20 cara untuk memilih jabatan sisanya. Jika jadi bendahara, maka ada 20 cara untuk memilih jabatan sisanya. Karena ketiga kasus ini adalah pairwise disjoint, maka dengan PP2 ada = 60 cara [CARA 2] ada tiga aktivitas yang ada, yaitu (a) beri E jabatan, (b) isi jabatan tertinggi sisanya, (c) isi jabatan terakhir. Pada aktivitas (a) ada 3 cara, (b) ada 5 cara, (c) ada 4 cara. Dengan PP2 ada = 60 cara (4) Ada tiga kegiatan (a) beri jabatan D, (b) beri jabatan, (c) isi jabatan sisanya. Pada aktivitas (a) ada 3 cara, (b) ada 2 cara, (c) ada 4 cara. Dengan PP2 ada = 24 cara yang mungkin. CONOH 1.6 Berapa banyak string 8 bit dimulai dengan 101 atau mempunyai bit keempat 1? Jawab :

18 Ada 2 5 = 32 string 8 bit yang dimulai dengan 101. Analog terdapat 2 7 = 128 string 8 bit yang bit keempatnya adalah bilangan 1. Jumlah total kemungkinannya adalah bukan penjumlahan, sebab keduanya tidak disjoint (sebuah string 8 bit dapat dimulai dengan 1011). Untuk menyelesaikan masalah ini dikomposisikan kemungkinan-kemungkinan ke dalam himpunan yang saling asing berikut X1 = {x : x adalah sebuah string 8 bit yang bit keempatnya adalah 1 dan dumulai dengan 101} X2 = {x : x adalah sebuah string 8 bit yang bit keempatnya adalah 1 dan tidak dimulai dengan 101} X3 = {x : x adalah sebuah string 8 bit yang bit keempatnya adalah 0 dan dimulai dengan 101} Union X1 X2 X3 terdiri dari string 8 bit yang akan dihitung. Jelas bahwa X1 dan X3 mempunyai 2 4 = 16 string 8 bit masing-masing dimulai dengan 1011 dan Karena ada 2 7 = 128 string 8 bit yang bit keempatnya adalah 1 dan 16 diantaranya dimulai dengan 101, maka terdapat = 112 elemen dalam X2. Dengan PP2 terdapat = 144 string 8 bit yang dimulai dengan 101 atau mempunyai bit keempat 1. PERMUAIONS AND COMBINAIONS DEINISI Bila diberikan sebuah himpunan yang terdiri dari n elemen yang berbeda X = x, x, x,, maka x n a. Sebuah permutasi dari X adalah sebuah cara menguraikan n elemen x1, x2,..., xn. b. Sebuah permutasi r dari X, dengan r n, adalah sebuah cara mengurutkan subset r elemen dari X c. Banyaknya permutasi r dari suatu himpunan dengan n elemen yang berbeda diberi notasi P(n.r) d. Sebuah kombinasi r dari X adalah pemilihan r elemen dari X tanpa memperhatikan urutan n e. Banyaknya kombinasi r elemen dari sebuah himpunan dari n elemen diberi notasi C(n.r) atau r CONOH Contoh permutasi dari X = {a, b, c} adalah abc, acb, bca Contoh permutasi 2 elemen dari X adalah ab, ba, ac, bc, cb Contoh kombinasi 2 elemen dari X adalah {a, b}, {a, c}, {b, c} EOREMA erdapat n! himpunan dari n elemen Bukti. Gunakan PP1 EOREMA Banyaknya permutasi r dari suatu himpunan n obyek yang berbeda adalah n. (n 1)(n 2) (n r + 1) cara, r n Bukti : Elemen pertama dapat dipilih dalam n cara, elemen kedua dapat dipilih dalam n 1 cara, dan seterusnya sampai elemen ke r yang dapat dipilih dalam n r 1 cara. Dengan PP1 diperoleh n.(n-1).(n- 2) (n-r+1) cara CONOH Banyak permutasi dari huruf-huruf ABCDE yang memuat substring DE? Jawab : 4! = 24 CONOH Berapa banyak permutasi dari huruf-huruf ABCDE yang memuat substring DE bersama-sama dalam sebarang urutan? Jawab : 3!. 4! = = 144 CONOH Berapa banyak 2-permutasi dari X = {a, b, c}? uliskan semua!

19 Jawab : Menurut EOREMA 2.2 ada P(3, 2) = 3. 2 = 6, yaitu ab, ac, ba, bc, ca, cb Cara lain penulisan P(n, r) adalah : P(n, r) = n(n 1) (n r + 1) n 2... n r 1n r n r n n 1 = = n n!r! EOREMA Banyaknya r-kombinasi dari suatu himpunan dengan n obyek yang berbeda adalah P n, r n! 1 n! C(n,r) = = = r! n n!r! n r =, dengan r n! r! n r! r! Bukti : Konstruksikan r-permutasi dari suatu himpunan X dengan n elemen dalam dua langkah berturutturut : pilih suatu r-kombinasi dari X (subset tak terurut dari r item), kemudian urutkan. Sehingga P(n,r) = C(n,r) r!. erbukti CONOH Dalam berapa cara dapat dipilih suatu panitia yang terdiri dua wanita dan tiga laki-laki dari sekelompok lima wanita yang saling berbeda dan enam laki-laki yang berbeda? Jawab : Dua wanita dapat dipilih dalam C(5, 2) = 10 cara dan tiga laki-laki dapat dipilih dalam C(6, 3) = 20 cara. Panitia dapat dikonstruksikan dalam dua langkah berturut-turut : pilih wanita, pilih laki-laki. Dengan PP! jumlah total panitia adalah = 200 CONOH GENERALIZED PERMUAIONS AND COMBINAIONS Berapa banyak string yang dapat dibentuk dengan menggunakan huruf-huruf berikut? M I S S I S S I P P I Jawab : Karena adanya huruf yang sama, jawabannya adalah bukan 11!, tetapi suatu bilangan yang kurang dari 11! Pandang problem untuk 11 tempat kosong berikut ini dengan huruf-huruf yang diberikan. Ada C(11,2) cara untuk memilih posisi untuk memilih dua P. Sesudah itu terdapat C(9, 4) cara untuk memilih posisi untuk ke empat S. Setelah itu terdapat C(5, 4) cara untuk memilih posisi bagi empat 1. Yang terakhir, terdapat satu posisi yang tersisa bagi M. Dengan menggunakan PP1, banyaknya cara untuk mengurutkan huruf-huruf itu adalah : C(11,2)C(9,4)C(5,4) = 11! 2! 9! 9! 4! 5! 5! 4! 1! EOREMA Andaikan bahwa sebuah sequence S dari n elemen mempunyai n1 elemen identik tipe 1. n2 elemen identik tipe 2, nt elemen identik tipe t. Maka banyaknya urutan dari S adalah CONOH n! n1! n2! n Dalam berapa cara delapan buku yang berbeda dapat dibagikan kepada tiga orang mahasiswa A, B dan C bila A memperoleh empat buku. B dan C masing-masing memperoleh dua buku? t!

20 Jawab : Susun buku dalam urutan tertentu. Sekarang pandang urutan dari empat A, dua B dan dua C. Sebuah 8! contoh adalah AAABCACB. Dengan eorema 3.1, banyaknya urutan seperti contoh adalah = 420 4! 2! 2! CONOH Pandang tiga buah buku Komputer, isika dan Matematika. Andaikan perpustakaan mempunyai paling tidak enam buah duplikat dari masing-masing buku, dalam berapa cara dapat dipilih enam buku? Jawab : Masalahnya adalah memilih enam pilihan elemen dari himpunan buku {komputer, fisika, matematika} dengan pengulangan diperbolehkan. Pilihan ditentukan secara tunggal (unique) dengan jumlah dari masing-masing tipe buku terpilih. Pandang pilihan tertentu sebagai K M x x x x x x Di sini pilihan terdiri dari 3 buku komputer, 2 buku fisika dan satu matematika. Contoh lain lagi adalah K M x x x x x x Nampak bahwa pilihan selalu terdiri dari enam x dan dua, sehingga masalahnya adalah menghitung banyaknya urutan sedemikian, yaitu C(8, 2) = 28, yang merupakan pemilihan dua posisi dari delapan posisi yang mungkin. Jadi terdapat 28 cara untuk memilih buku tersebut EOREMA Bila X adalah sebuah himpunan yang memuat t elemen, maka banyaknya k elemen pilihan tak berurutan (unordered) dari X dengan pengulangan diperbolehkan adalah C(k + t 1, t 1) = C(k + t 1,k) Bukti : Ambil X = {a1, a2,..., at } Pandang petak sejumlah k + t 1... Dan k + t 1 simbol terdiri dari sejumlah k dari x dan (t 1) tanda. Setiap penempatan simbol-simbol ini ke dalam petak menentukan sebuah pilihan. Jumlah nt dari x sampai dengan tanda pertama mewakili pilihan n1a1, jumlah n2 dari x sampai dengan tanda pertama mewakili pilihan n2a2 dan seterusnya. Karena terdapat sejumlah C(k + t 1, t 1) cara untuk memilih posisi tanda, maka terdapat C(k + t 1, t 1) pilihan Analog untuk posisi bagi x, yaitu sejumlah C(k + t 1, k) cara. Dengan demikian terdapat C(k + t -1, t 1) = C(k + t 1, k) pilihan k elemen tak beraturan dari X dengan pengulangan diperbolehkan CONOH Andaikan bahwa terdapat tumpukan bola merah, biru dan hijau masing-masing tumpukan memuat paling tidak delapan bola. (a) Dalam berapa cara dapat dipilih delapan bola? (b) Dalam berapa cara dapat dipilih delapan bola jika paling tidak terdapat satu bola dari masing-masing warna? Jawab : (a) Dengan EOREMA 3.2 banyaknya cara untuk memilih delapan bola adalah C( , 3 1) = C(10, 2) = 45

21 Untuk menyelesaikan bagian (b) dapat juga digunakan EOREMA 3.2. Bila pertama-tama dipilih sebuah bola dari masing-masing warna. Untuk melengkapi pemilihan harus dipilih lima bola tambahan lagi. Hal ini dapat dilakukan dalam C( , 3 1) = C(7, 2) = 21 cara CONOH Dalam berapa cara 12 buku matematika identik didistribusikan di antara mahasiswa A, B, C dan D? Jawab : Gunakan EOREMA 3.2 untuk menyelesaikan masalah ini, yaitu masalahnya menjadi pelabelan tiap buku dengan nama mahasiswa-mahasiswa yang menerimanya. Hal ini sama seperti memilih 12 item (namanama mahasiswa-mahasiswa) dari himpunan {A, B, C, D}, pengulangan diperbolehkan. Dengan EOREMA 3.2, banyaknya cara untuk mengerjakan hal ini adalah C( , 4 1) = C(15, 3) = 455 BINOMIAL COEICIENS AND COMBINAORIAL IDENIIES Pandang ekspansi dari (a + b) n = (a + b) (a + b) (a + b) (4.1) n faktor Ekspansi di atas merupakan hasil dari memilih baik a atau b dari tiap n faktor, mengalikan pemilihan itu bersama-sama, dan kemudian menjumlahkan semua hasil kali yang diperoleh. Sebagai contoh : (a + b) 3 = (a + b)(a + b)(a + b) = aaa + aab + aba + abb + baa + bab + bba + bbb = a 3 +3a 2 b+3ab 2 +b 3 Dalam (4.1). sebuah suku berbentuk a n k.b k muncul dari pemilihan b dari k faktor dan a dari (n k) faktor yang lain. Hal ini dapat dilakukan dalam C(n, k) cara, karena C(n, k) menghitung banyaknya cara memilih k obyek dari n item. Jadi a n k.b k muncul sebanyak C(n, k) kali. Oleh karena itu (a + b) n = C(n, 0)a n.b 0 + C(n, 1)a n 1.b C(n, k)a n k.b k C(n, n-1)a 1.b n 1 + C(n, n)a 0.b n (4.2) Hasil ini dikenal sebagai Binomial heorem. HEOREM: Binomial heorem Jika a dan b bilangan real dan n bilangan bulat positif, maka\ n a b Cn, k Bukti. Lihat pernyataan sebelum theorem! Bilangan C(n,r) dikenal sebagai binomial coefficient. CONOH n k0 Dengan mengambil n = 3 dalam teorema di atas diperoleh 3 a b C3,k 3 k0 a 3k b k a nk = C(3, 0) a 3 b 0 + C(3, 1) a 2 b 1 + C(3, 2) a 1 b 2 + C(3, 3) a 0 b 3 = a 3 +3a 2 b+3ab 2 +b 3 b k

22 CONOH Ekspansikan (3x 2y) 4 dengan menggunakan Binomial heorem! (Exercise) CONOH Cari koefisien dari a 5 b 4 dalam ekspansi! Jawab : Suku yang melibatkan a muncul dalam Binomial heorem dengan mengambil n = 9 dan k = 4 C(n, k) a n k.b k = C(9, 4) a 5.b 4 =126 a 5.b 4. Jadi koefisien dari a 5.b 4 adalah 126 CONOH Carilah koefisien dari x 2 y 3 z 4 dalam ekspansi (x + y + z) 9! Jawab : Karena (x + y + z) 9 = (x + y + z) (x + y + z) (x + y + z) (sembilan suku), maka x 2 y 3 z 4 diperoleh tiap kali mengalikan bersama-sama x yang dipilih dari dua dalam sembilan suku, y dipilih dari tiga dalam sembilan suku dan z dipilih dari empat dalam sembilan suku. Dua suku dari x dapat dipilih dalam C(9,2) cara. Dengan telah membuat pemilihan ini, maka tiga suku dari y dapat dipilih dalam C(7,3) cara. Akhirnya, empat suku dari z dapat dipilih dalam C(4,4) cara. Sehingga koefisien yang dicari adalah : C(9,2)C(7,3)C(4,4) = Koefisien-koefisien binomial dapat ditulis dalam bentuk segitiga yang dikenal dengan Pascal s triangle. Suatu identitas yang merupakan hasil dari suatu proses perhitungan disebut combinatorial identity dan argument yang menghasilkan formulanya disebut combinatorial argument. HEOREM Bukti : Exercise! C(n + 1, k) = C(n, k 1) + C(n, k) untuk 1 k n CONOH Gunakan Binomial theorem untuk menurunkan persamaan Jawab : Perhatikan teorema binomial berikut: n k0 C n, k = 2 n n a b Cn, k Ambil a = b = 1 dalam Binomial theorem, diperoleh n 2 n n nk k = 1 1 Cn, k1 1 = n, k CONOH k0 n k0 n k0 C (terbukti) Gunakan heorem 4.2 untuk menunjukkan bahwa n ik a nk b C i, k = C(n+1, k+1) k CONOH Gunakan hasil Contoh 4.6 untuk mencari jumlah dari n Jawab :

23 n = C(1,1) + C(2,1) + + C(n,1) = C(n+1, 2) 1 = nn 1 2 MEODE PEMBELAJARAN wo Stay wo Stray dan Gallery of Learning LANGKAH PEMBELAJARAN PEREMUAN 4 No. ahap Kegiatan Pembelajaran 1. Pendahuluan Apersepsi dan Motivasi Mengulas tentang berbagai permasalahan sehari-hari yang akan diseleaikan dengan aturan penjumlahan dan perkalian. 2. Penyajian Eksplorasi Memberi perbedaan mendasar pada aturan penjumlahan dan perkalian. Elaborasi a. Memberikan permaslahan enumerasi yang menggunakan konsep aturan penjumlahan dan perkalian. b. Kegiatan Kelompok Meminta mahasiswa secara berkelompok untuk menentukan penyelesaiannya. Setiap kelompok menempelkan hasil diskusinya pada tempat yang telah disediakan. c. Diskusi antar kelompok 3 orang anggota kelompok diberi tugas untuk tetap berada di posisi semua untuk menjelaskan apabila ada pertanyaan atau koreksi yang nantinya diberikan kelompok lain. 3 orang yag lain ditugaskan untuk berkeliling dari satu kelompok ke kelompok yang lain untuk mengomentari dan bertanya pekerjaan kelompok lain. Eksplanasi Diskusi kelas untuk membahas beberapa permasalahan yang sudah dibuat dan dikerjakan mahasiswa. 3. Penutup Refleksi dan Evaluasi Penarikan kesimpulan mengenai aturan perkalian dan penjumlahan. Alokasi Waktu 10 menit 3 30 menit 40 menit 20 menit PEREMUAN 5 No. ahap Kegiatan Pembelajaran 1. Pendahuluan Apersepsi Mengulas aturan penjumlahan dan perkalian Motivasi Memberikan permasalahan yang sulit dikerjakan dengan aturan penjumlahan dan pengurangan, dan akan diselesaikan dengan konsep inklusi eksklusi. 2. Penyajian Eksplorasi Memberi penjelasan tentang prinsip inklusi-eksklusi dalam enumerasi. Elaborasi a. Memberikan beberapa permaslahan enumerasi yang membutuhkan konsep inklusi eksklusi. b. Kegiatan Kelompok Meminta mahasiswa secara berkelompok untuk menentukan penyelesaiannya. Alokasi Waktu 1 30 menit 30 menit

24 Setiap kelompok menempelkan hasil diskusinya pada tempat yang telah disediakan. c. Diskusi antar kelompok 3 orang anggota kelompok diberi tugas untuk tetap berada di posisi semua untuk menjelaskan apabila ada pertanyaan atau koreksi yang nantinya diberikan kelompok lain. 3 orang yag lain ditugaskan untuk berkeliling dari satu kelompok ke kelompok yang lain untuk mengomentari dan bertanya pekerjaan kelompok lain. Eksplanasi Diskusi kelas untuk membahas beberapa permasalahan yang sudah dibuat dan dikerjakan mahasiswa. 3. Penutup Refleksi dan Evaluasi Penarikan kesimpulan mengenai ciri kasus yang yang dapat diselesaikan dengan prinsip inklusi-eksklusi. 40 menit 20 menit PEREMUAN 6 No. ahap Kegiatan Pembelajaran 1. Pendahuluan Apersepsi Mengulas aturan penjumlahan dan perkalian Motivasi Memberikan permasalahan yang sulit dikerjakan dengan aturan penjumlahan dan perkalian, dan akan diselesaikan dengan permutasi. 2. Penyajian Eksplorasi Memberi penjelasan tentang definisi dan penurunan rumus permutasi dari aturan perkalian. Elaborasi a. Memberikan beberapa permaslahan enumerasi yang berkonsep permutasi yang menyangkut: Permutasi dengan unsur yang sama Permutasi siklis b. Kegiatan Kelompok Meminta mahasiswa secara berkelompok untuk menentukan penyelesaiannya. Setiap kelompok menempelkan hasil diskusinya pada tempat yang telah disediakan. c. Diskusi antar kelompok 3 orang anggota kelompok diberi tugas untuk tetap berada di posisi semua untuk menjelaskan apabila ada pertanyaan atau koreksi yang nantinya diberikan kelompok lain. 3 orang yag lain ditugaskan untuk berkeliling dari satu kelompok ke kelompok yang lain untuk mengomentari dan bertanya pekerjaan kelompok lain. Eksplanasi Diskusi kelas untuk membahas beberapa permasalahan yang sudah dibuat dan dikerjakan mahasiswa. 3. Penutup Refleksi dan Evaluasi Penarikan kesimpulan mengenai ciri kasus yang yang dapat diselesaikan dengan permutasi. Alokasi Waktu 1 30 menit 30 menit 40 menit 20 menit PEREMUAN 7 No. ahap Kegiatan Pembelajaran 1. Pendahuluan Apersepsi Mengulas kembali tentang permutasi Motivasi Memberikan permasalahan yang sulit dikerjakan dengan aturan penjumlahan dan pengurangan, dan akan diselesaikan dengan permutasi. 2. Penyajian Eksplorasi Alokasi Waktu 1 1

25 Memberi penjelasan tentang definisi dan penurunan rumus kombinasi dari permutasi Memberi penjelasan tentang kombinasi yang diperumum. Elaborasi a. Memberikan beberapa permaslahan enumerasi yang berkonsep kombinasi. b. Kegiatan Kelompok Meminta mahasiswa secara berkelompok untuk menentukan penyelesaiannya. Setiap kelompok menempelkan hasil diskusinya pada tempat yang telah disediakan. c. Diskusi antar kelompok 3 orang anggota kelompok diberi tugas untuk tetap berada di posisi semua untuk menjelaskan apabila ada pertanyaan atau koreksi yang nantinya diberikan kelompok lain. 3 orang yag lain ditugaskan untuk berkeliling dari satu kelompok ke kelompok yang lain untuk mengomentari dan bertanya pekerjaan kelompok lain. Eksplanasi Diskusi kelas untuk membahas beberapa permasalahan yang sudah dibuat dan dikerjakan mahasiswa. 3. Penutup Refleksi dan Evaluasi Penarikan kesimpulan mengenai ciri kasus yang yang dapat diselesaikan dengan kombinasi menit 40 menit 20 menit PEREMUAN 8 No. ahap Kegiatan Pembelajaran 1. Pendahuluan Apersepsi Mengulas kembali tentang kombinasi Motivasi Memberikan gambaran permasalahan yang akan diselesaikan dengan ekspansi binomial. 2. Penyajian Eksplorasi Memberi penjelasan tentang ekspansi binomial Memberi penjelasan tentang cara mencari suku ke-i dari penjabaran bentuk (a+b) n. Elaborasi a. Memberikan permasalahan ekspansi binomial sebagai berikut. (a+b+c) n (a+b+c+d) n b. Kegiatan Kelompok Meminta mahasiswa secara berkelompok untuk menentukan penyelesaiannya. Setiap kelompok menempelkan hasil diskusinya pada tempat yang telah disediakan. c. Diskusi antar kelompok 3 orang anggota kelompok diberi tugas untuk tetap berada di posisi semua untuk menjelaskan apabila ada pertanyaan atau koreksi yang nantinya diberikan kelompok lain. 3 orang yag lain ditugaskan untuk berkeliling dari satu kelompok ke kelompok yang lain untuk mengomentari dan bertanya pekerjaan kelompok lain. Eksplanasi Diskusi kelas untuk membahas beberapa permasalahan yang sudah dibuat dan dikerjakan mahasiswa. 3. Penutup Refleksi dan Evaluasi Penarikan kesimpulan mengenai ciri kasus yang yang dapat diselesaikan dengan kombinasi. Alokasi Waktu menit 40 menit 20 menit MEDIA PEMBELAJARAN Whiteboard, LCD, Laptop

26 SUMBER BELAJAR [1] Rinaldi Munir Matematika Diskrit. Bandung: Informatika [2] Drs. Jong Jek Siang, M.Sc Matematika Diskrit. Yogyakarta: Andi offset [3] Modul Kuliah PENILAIAN 1. eknik : Hasil diskusi, keaktifan dalam diskusi, hasil post-test 2. Bentuk Instrumen : es Uraian 3. Contoh Instrumen : erlampir

27 SOAL 1 1. Sebuah klub penggemar mobil antik terdiri atas 8 pria dan 6 wanita. erdapat sepasang suami istri didalamnya. Akan dibentuk panitia yang terdiri atas 3 pria dan 3 wanita. Salah satu dari suami atau istri tersebut harus menjadi panitia, tetapi tidak boleh keduanya. entukan banyak cara pemilihan panita tersebut! 2. entukan banyaknya bilangan ribuan yang habis dibagi 5 atau bilangan ribuan yang tidak memuat pengulangan angka! 3. Ada enam orang komite A, B, C. D, E dan yang akan dipilih menjadi ketua, sekretaris dan bendahara. Berapa cara yang dapat dilakukan jika A atau B harus menjadi ketua? 4. erdapat 15 pasangan suami isteri entukan banyaknya cara memilih seorang wanita dan seorang laki-laki pada pesta tersebut sedemikian sehingga a. keduanya adalah pasangan suami isteri dan b. keduanya bukan pasangan suami isteri

28 SOAL 2 1. Sebuah kelompok terdiri atas 7 orang wanita dan 4 orang pria. Berapa banyak perwakilan 4 orang yang dapat dibentuk dari kelompok itu, jika paling sedikit harus ada dua wanita di dalmnya? 2. Dalam berapa macam cara, 6 orang dapat duduk dalam meja bundak jika ada 2 orang yang saling membenci sehingga keduanya tidak mau duduk bersebelahan? 3. Dari kata HULLABALOO, a. Berapa macam cara berbeda untuk mengatur huruf-hurufnya? b. Berapa macam cara untuk mengatur huruf-hurufnya jika harus dimulai huruf U dan berakhir huruf L? c. Berapa macam cara untuk mengatur huruf-hurufnya jika dalam pengaturan tersebut harus memuat huruf HU yang bersebalahan satu sama lain? 4. entukan banyak string 28 bit dari angka 0 dan 1 yang terdiri dari 8 bit berangka 1 atau 9 bit berangka 0! 5. Di sebuah meja terdapat tumpukan buku Aljabar, Kalkulus, dan Geometri yang masing-masing banyaknya tidak kurang dari 10. entukan banyak cara mengambil 10 buku secara acak dari ketiga tumpukan tersebut!

29 SOAL 3 1. Ekspansikan berikut dengan menggunakan Binomial heorem a. (x + y) 5 b. (2c 3d) 5 2. Carilah koefisien suku berikut bila ekspresi diekspansikan a. x 4 y 7 dari (x + y) 11 b. s 6 t 6 dari (2s t) 12 c. x 2 y 3 z 5 dari (x + y + z) 10 d. w 2 x 3 y 2 z 5 dari (2w + x + 3y + z) 12 e. a 2 x 3 dari (a + ax + x)(a + x) 4 3. Carilah barisan berikutnya dari segitiga Pascal berikut Gunakan Binomial theorem untuk membuktikan bahwa n k0 k 2 C n, k = 3 n

30 RENCANA MUU PERKULIAHAN (RMP) Nama Dosen : EDY MULYONO, M.Pd. akultas : KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN Program Studi : PENDIDIKAN MAEMAIKA Mata Kuliah : MAEMAIKA DISKRI Kode Mata Kuliah : MKK Bobot : 3 SKS Semester : VI Pertemuan ke- : 10 s.d 13 Standart Kompetensi : Melakukan pembuktikan secara logis, menggunakan kaidah pencacahan dalam melakukan enumerasi, dan menyusun relasi rekurensi serta menentukan penyelesainanya Kompetensi Dasar : 3. Menggunakan konsep relasi rekurensi dalam pemecahan masalah Indikator : 3.1 Menyusun Relasi Rekurensi dari suatu permasalahan. 3.2 Menyusun bentuk eksplisit dari suatu relasi rekurensi dengan metode Iterasi. 3.3 Menentukan solusi dari relasi rekurensi linear homogen koefisien konstan dengan persamaan karakteristik. ujuan : Menyusun Relasi Rekurensi dari suatu permasalahan. Menyusun bentuk eksplisit dari suatu relasi rekurensi dengan metode Iterasi. Menentukan solusi dari relasi rekurensi linear homogen koefisien konstan dengan persamaan karakteristik. MAERI PENDAHULUAN Seringkali dimungkinkan untuk mengembangkan hubungan di antara elemen-elemen dari sebuah sequence yang disebut sebagai relasi rekurensi. Relasi rekurensi menghubungkan elemen ke n dari suatu sequence ke suku-suku sebelumnya. CONOH Seseorang menginvestasikan uangnya Rp 1.000, dengan bunga 12% per tahun. Bila An adalah jumlah pada akhir tahun ke-n, tentukan hubungan yang terdapat di antara An dan An-1. Jawab : Pada akhir tahun ke n 1, jumlahnya adalah An-1. Sesudah satu tahun, maka akan diperoleh jumlah An-1 ditambah dengan bunga. Jadi : An = An-1 + (0,12)An-1 = (1,12)An-1 (1.1) Nilai awal A0= (1.2) Dari persamaan (1.1) dapat dihitung nilai An untuk sebarang n. Sebagai contoh : A3= (1,12)A2 = (1,12)(1,12)A1 = (1,12)(1,12)(1,12)A0 = (1,12) 3 (1.000) = 1.404,93 (1.3) Jadi pada akhir tahun ketiga, jumlahnya adalah Rp ,93 Perhitungan (1.3) dapat dipakai untuk harga n yang berubah-ubah, sehingga diperoleh An = (1,12)An-1

31 DEINISI = (1,12) n (1.000) (1.4) Sebuah relasi rekurensi untuk sequence a0, a1,, adalah sebuah persamaan yang menghubungkan an dengan suku-suku pendahulunya a0, a1,,an-1 Problem : Sesudah satu tahun berapa banyak pasangan kelinci akan diperoleh apabila pada awal tahun terdapat sepasang kelinci dan pada setiap bulan setiap pasangan melahirkan pasangan baru yang menjadi pasangan produktif sesudah satu bulan? Diasumsikan lebih jauh bahwa tidak terjadi kematian dalam tahun tersebut. Misal fi adalah jumlah pasangan kelinci pada akhir bulan ke-i. maka : f0 = 1 (1.5) Sesudah satu bulan, masih terdapat sepasang kelinci karena pasangan itu belum produktif di bawah usia satu bulan. Sehingga ; f1 = 1 (1.6) Persamaan (1.5) dan (1.6) adalah syarat awal untuk ibonacci sequence. Pertambahan pasangan kelinci fn fn-1 dari bulan ke n 1 ke bulan ke n adalah dengan memandang bahwa tiap pasangan yang hidup dalam bulan ke n 2 menghasilkan tambahan sepasang kelinci. Yaitu : fn fn-1 = fn-2 atau fn = fn-1 + fn-2 (1.7) Relasi rekurensi (1.7) bersama-sama syarat awal (1.5) dan (1.6) mendefinisikan ibonacce sequence. Sehingga solusi terhadap pertanyaan ibonacci adalah f12 = 233 CONOH : OWER O HANOI Menara Hanoi adalah sebuah puzzle yang terdiri dari tiga buah tongkat yang terpancang pada suatu papan dan n disk dari bermacam ukuran dengan lubang pada pusatnya. (Gambarkan!) Diasumsikan bahwa bila sebuah disk ditempatkan pada tongkat, maka hanya disk dengan diameter yang lebih kecil yang boleh ditempatkan di atas disk pertama. Apabila diketahui semua disk ditempatkan pada tongkat pertama, maka masalahnya adalah memindahkan disk ke tongkat yang lain satu demi satu. Bila Cn adalah jumlah perpindahan yang menyelesaikan puzzle n disk ini, cari relasi rekurensi dan syarat awal untuk sequence C1, C2, Jawab : Andaikan bahwa dipunyai n disk pada tongkat 1 (Refer to Gambar!). Maka dalam perpindahan Cn-1, dapat dipindahkan n 1 disk pada tiang ke dua (Gambarkan!). Selama perpindahan ini, disk paling bawah pada tongkat 1 tetap di tempat. Berikutnya, dipindahkan disk yang tersisa pada tongkat 1 ke tongkat 3. Akhirnya, dalam Cn-1 perpindahan, dapat dipindahkan n 1 disk pada tongkat 2 ke tongkat 3. Oleh karena itu, relasi rekurensi yang diinginkan adalah Cn = 2Cn (1.8) Syarat awal adalah C1 = 1 CONOH : DERANGEMENS Pada suatu pertemuan, n orang menitipkan mantelnya. Sewaktu mereka pulang, mantel dikembalikan secara acak dan, malangnya, tidak ada seorangpun yang menerima mantelnya secara benar. Bila Dn dalah jumlah cara n orang menerima mantel yang salah, maka perlihatkan bahwa sequence D1, D2, memenuhi relasi rekurensi. Dn = (n 1)(Dn-1 + Dn 2) (1.9)

32 Jawab : Nampak bahwa Dn adalah jumlah permutasi m1, m2,, mn dari 1, 2,, n, dengan m1 i untuk i = 1, 2,, n. Permutasi semacam ini disebut derangement. Andaikan terdapat C derangement dari 1, 2,, n dengan bentuk 2, m2,, mn Dengan saling mengganti 2 dan 3, terlihat bahwa terdapat juga C derangement dari 1, 2,,n dalam bentuk 3, m2,, mn Dapat diturunkan bahwa C derangement dari 1, 2,,n dengan bentuk k, m2,,mn Dengan k adalah integer tertentu di antara 2 dan n Karena terdapat n 1 kemungkinan : 2,, n, untuk suku pertama, maka Sekarang dibagi derangement 1, 2,,n Ke dalam bentuk-bentuk Dn = (n-1)c (1.10) 2, m2,,mn 2, 1, m3,,mn (1.11) Dan 2, m2, m3,,mn (1.12) Dengan m2 1. Dalam (1.11) jumlah n 2 dari m3,,mn semuanya tidak tepat pada posisinya, sedemikian sehingga (1.11) terdiri dari 2, 1 diikuti dengan sebuah derangement 3,,n, yaitu sejumlah Dn- 2. Dalam (1.12), jumlah dari m2, m3,,mn semuanya tidak pada posisinya sedemikian sehingga (1.12) terdiri dari 2 diikuti dengan derangement 1, 3, 4,,n, yaitu sejumlah Dn-1. Dengan demikian C = Dn-1 + Dn-2 Dengan mengkombinasikan persamaan di atas dengan persamaan (1.10) diperoleh relasi rekurensi Dn = (n-1)(dn-1 + Dn-2) CONOH : ACKERMANN UNCION ungsi Ackermann dapat didefinisikan dengan relasi rekurensi A(m,0) = A(m-1, 1), m = 1,2, (1.13) A(m,n) = A(m-1, A(m,n-1), m = 1,2, m = 1,2, (1.14) dan syarat awal A(0,n) = n + 1, n = 0,1, (1.15) ungsi Ackermann secara teoritis adalah penting karena angka pertumbuhannya yang cepat. Perhitungannya A(1,1) = A(0,A(1,0)) dengan (1.14) = A(0,A(0,1)) dengan (1.13) = A(0,2) dengan (1.15) = 3 dengan (1.15) Menunjukkan penggunaan persamaan (1.13) (1.15).

33 SOLVING RECURRENCE RELAION Untuk menyelesaikan relasi rekurensi yang melibatkan sequence a0, a1, adalah mencari formula eksplisit untuk suku umum an. Dalam bagian ini akan dibahas dua metode penyelesaian relasi rekurensi iterasi dan metoda khusus yang diaplikasikan terhadap relasi rekurensi homogen linear dengan koefisien konstan. Untuk menyelesaikan relasi rekurensi yang melibatkan a0, a1, dengan iterasi, digunakan relasi rekurensi untuk menuliskan suku ke n an dalam hubungannya dengan suku-suku sebelumnya an-1,, a0. Kemudian digunakan relasi rekurensi untuk menggantikan tiap an-1, dengan memandang suku sebelumnya. Demikian seterusnya sehingga diperoleh formula eksplisit. Metoda iterative digunakan untuk menyelesaikan relasi rekurensi dari CONOH 1.1. CONOH Pandang relasi rekurensi Sn = 2Sn-1 dengan syarat awal S0 = 1. Dengan metoda iterasi diperoleh CONOH Sn = 2Sn-1 = 2(2Sn-2) = = 2 n S0 = 2 n Cari sebuah formula eksplisit untuk Cn, jumlah perpindahan untuk menyelesaikan n disk dalam puzzle ower of Hanoi. Dari Contoh 1.3 diperoleh relasi rekurensi Cn = 2Cn dan syarat awal C1 = 1 (2.1) Dengan menggunakan metoda iterasi terhadap persamaan (2.1) diperoleh Cn = 2Cn = 2(2Cn-2 + 1) + 1 = 2 2 Cn = 2 2 (2Cn-3 + 1) = 2 3 Cn = 2 n-1 C1 + 2 n n = 2 n n n = 2 n 1 Langkah terakhir adalah formula untuk jumlah deret geometri. DEINISI Sebuah relasi rekurensi homogen linear berorder k dengan koefisien konstan adalah relasi rekurensi dengan bentuk an = c1an-1 + c2an-2 + = ckan-k Perhatikan bahwa sebuah relasi rekurensi homogen linear berorder k(2,2), bersama-sama dengan k syarat awal a0 = C0, a1 = C1,, ak-1 = Ck-1, mendefinisikan secara tunggal sebuah sequence a0, a1, CONOH Relasi rekurensi An = (1,12)An-1 (2.3) Dari CONOH barisan fibonacci, dan fn = fn-1 + fn-2 (2.4)