Matriks A. Operasi Matriks 1) Penjumlahan Matriks Jika A dan B adalah sembarang Matriks yang berordo sama, maka penjumlahan Matriks A dengan Matriks B adalah Matriks yang diperoleh dengan cara menjumlahkan setiap elemen Matriks A dengan setiap elemen Matriks B yang seletak. Matriks yang berordo tidak sama maka tidak dapat dijumlahkan. A + B 2 1 2 1 1 Contoh: Diketahui Matriks A = [ 1 0 4] dan Matriks B = [ 0 2 0]. Tentukan A + B! 0 1 0 Jawab: 2 + 1 1 + 2 + 1 A + B = [ 1 + 0 0 + 2 4 + 0] + 1 0 + + 0 4 A + B = [ 1 2 4] 4 4 Jadi, A + B = [ 1 2 4] 4 2) Pengurangan Matriks Jika A dan B adalah sembarang Matriks yang berordo sama, maka pengurangan Matriks A dengan Matriks B adalah Matriks yang diperoleh dengan cara mengurangkan setiap elemen Matriks A dengan setiap elemen Matriks B yang seletak. Matriks yang berordo tidak sama maka tidak dapat dikurangkan. A + B = A + ( B) 2 1 2 1 1 Contoh: Diketahui Matriks A = [ 1 0 4] dan Matriks B = [ 0 2 0]. Tentukan A B! 0 1 0 Jawab: 2 1 1 2 1 A B = [ 1 0 0 2 4 0] 1 0 0 1 2 1 A B = [ 1 2 4] 2 1 2 1 Jadi, A B = [ 1 2 4] 2 1
) Perkalian Matriks a) Perkalian Matriks dengan Bilangan Real Jika A adalah suatu Matriks dan k adalah Bilangan Real, maka ka adalah suatu Matriks baru yang elemen-elemennya diperoleh dari hasil perkalian k dengan elemen-elemen pada Matriks A. ka = k A 2 1 2 Contoh: Diketahui Matriks A = [ 1 0 4] dan k = 2. Tentukan ka! Jawab: 0 2 1 2 ka = 2 [ 1 0 4] 0 2 2 2 1 2 2 ka = [ 2 1 2 0 2 4] 2 2 0 2 4 2 4 ka = [ 2 0 8 ] 6 0 10 4 2 4 Jadi, ka = [ 2 0 8 ] 6 0 10 b) Perkalian Matriks dengan Matriks a 11 x + a 12 y = b 1 (1) a 21 x + y = b 2 (2) maka dari sistem persamaan linier dua variabel ter sebut dapat dibentuk perkalian matriks, yaitu: [ a 11 a 12 a 21 ] [ x y ] = [b 1 b 2 ] Jika A adalah Matriks berordo m r dan B adalah Matriks berordo r n, maka hasik kali AB adalah Matriks C berordo m n yang elemenelemennya ditentukan sebagai berikut a 11 a 12 a 1r b 11 b 12 b 1n a Jika A = [ 21 a 2r b ] dan B = [ 21 b 22 b 2n ], a m1 a m2 a mr b r1 b r2 b rn (a 11 b 11 ) + (a 12 b 21 ) + + (a 1r b r1 ) (a 11 b 12 ) + (a 12 b 22 ) + + (a 1r b r2 ) (a 11 b 1n ) + (a 12 b 2n ) + + (a 1r b rn ) (a maka AB = [ 21 b 11 ) + ( b 21 ) + + (a 2r b r1 ) (a 21 b 12 ) + ( b 22 ) + + (a 2r b r2 ) (a 21 b 1n ) + ( b 2n ) + + (a 2r b rn ) ] (a m1 b 11 ) + (a m2 b 21 ) + + (a mr b r1 ) (a m1 b 12 ) + (a m2 b 22 ) + + (a mr b r2 ) (a m1 b 1n ) + (a m2 b 2n ) + + (a mr b rn ) 2
2 1 2 1 1 Contoh: Diketahui Matriks A = [ 1 0 4] dan Matriks B = [ 0 2 0]. 0 1 0 Tentukan AB! Jawab: 2 1 2 1 1 AB = [ 1 0 4] [ 0 2 0] 0 1 0 (2 1) + (1 0) + (2 1) (2 ) + (1 2) + (2 ) (2 1) + (1 0) + (2 0) AB = [(1 1) + (1 0) + (4 1) (1 ) + (1 2) + (4 ) (1 1) + (1 0) + (4 0) ] ( 1) + (0 0) + ( 1) ( ) + (0 2) + ( ) ( 1) + (0 0) + ( 0) 2 + 0 + 2 6 + 2 + 10 2 + 0 + 0 AB = [ 1 + 0 + 4 + 2 + 20 1 + 0 + 0] + 0 + 9 + 0 + 2 + 0 + 0 4 18 2 AB = [ 2 1] 8 4 4 18 2 Jadi, AB = [ 2 1] 8 4 B. Determinan, Adjoin, dan Invers Matriks 1) Determinan Matriks Determinan Matriks dinotasikan dengan det (A) = A, misal: Jika A = [ a b c d ], maka det A = a b atau det (A) = ad bc c d Jika A 2 2 = [ a 11 a 12 a 21 a ], maka det (A) = a 11 a 12 22 a 21 a atau 22 det (A) = a 11 a 21 a 12 Contoh: Jika diketahui A = [ 2 1 ], maka carilah det (A)! 4 Jawab: A = [ 2 1 4 ] det (A) = 2 1 4 = (2)(4) ()(1) = 8 = Jadi, det (A) = Jika A = [ a 21, maka
det (A) = a 21 a 2 det (A) = a 21 a 2 a 11 a 21 a 12 det (A) = a 11 + a 12 a 2 + a 1 a 21 a 1 a 2 a 11 a 21 a 12 det (A) = a 11 a 2 a 11 + a 12 a 2 a 21 a 12 + a 1 a 21 a 1 det (A) = a 11 ( a 2 ) + a 12 (a 2 a 21 ) + a 1 (a 21 ) det (A) = a 11 ( a 2 ) a 12 ( a 2 + a 21 ) + a 1 (a 21 ) det (A) = a 11 ( a 2 ) a 12 ( a 21 a 2 ) + a 1 (a 21 ) det (A) = a 11 ( a 2 ) a 12 (a 21 a 2 ) + a 1 (a 21 ) det (A) = a 11 a 2 a 12 a 21 a 2 + a 1 a 21 Contoh: Jika diketahui B = [ 2 0 4], maka carilah det (B)! Jawab: Cara 1 B = [ 2 0 4] det (B) = 2 0 4 7 2 0 0 = 7 0 1 + 4 + 0 2 0 0 0 0 4 7 1 2 = 0 + 6 + 0 0 0 6 = Cara 2 B = [ 2 0 4] det (B) = 7 0 4 0 1 2 4 1 + 0 2 0 0 = 7(0 1 0 4) (2 1 4) + 0(2 0 0) = 7(0 0) (2 12) + 0(0 0) = 7(0) ( 10) + 0(0) = 0 + + 0 = Jadi, det (B) = 4
2) Adjoin Matriks Adjoin Matriks dinotasikan dengan adj (A) = [A], misal: Jika A = [ a b ], maka adj (A) d b = [ c d c a ] Jika A 2 2 = [ a 11 a 12 a 21 ], maka adj (A) = [ a 12 a 21 a 11 ] Contoh: Jika diketahui A = [ 2 1 ], maka carilah adj (A)! 4 Jawab: A = [ 2 1 4 ] adj (A) = [ 4 1 2 ] Jadi, adj (A) = [ 4 1 2 ] Metode Minor-Kofaktor Minor suatu matriks A dilambangkan dengan M ij adalah determinan matriks bagian dari A yang diperoleh dengan cara menghilangkan elemen-elemen pada baris ke-i dan kolom ke-j. Jika A adalah sebuah matriks bujur sangkar berordo n n, maka minor elemen a ij yang dinotasikan dengan M ij, didefinisikan sebagai determinan dari sub matriks A berordo (n 1) (n 1) setelah baris ke-i dan kolom ke-j dihilangkan. Kofaktor matriks A dilambangkan c ij = ( 1) i+j det (M ij ) Misal A = [ a 21 Minor elemen a 11 adalah [ a 21 M 11 = [ a 2 ] jika dan hanya jika det (M 11 ) = a 2 c 11 = ( 1) 1+1 det (M 11 ) = ( 1) 2 a 2 = a 2 Minor elemen a 12 adalah [ a 21 M 12 = [ a 21 a 2 ] jika dan hanya jika det (M 12 ) = a 21 a 2
c 12 = ( 1) 1+2 det (M 12 ) = ( 1) a 21 a 2 = a 21 a 2 Minor elemen a 1 adalah [ a 21 M 1 = [ a 21 ] jika dan hanya jika det (M 1 ) = a 21 c 1 = ( 1) 1+ det (M 1 ) = ( 1) 4 a 21 = a 21 Minor elemen a 21 adalah [ a 21 M 21 = [ a 12 a 1 ] jika dan hanya jika det (M 21 ) = a 12 a 1 c 21 = ( 1) 2+1 det (M 11 ) = ( 1) a 12 a 1 = a 12 a 1 Minor elemen adalah [ a 21 M 22 = [ a 11 a 1 ] jika dan hanya jika det (M 22 ) = a 11 a 1 c 22 = ( 1) 2+2 det (M 22 ) = ( 1) 4 a 11 a 1 = a 11 a 1 Minor elemen a 2 adalah [ a 21 M 2 = [ a 11 a 12 ] jika dan hanya jika det (M 2 ) = a 11 a 12 c 2 = ( 1) 2+ det (M 2 ) = ( 1) a 11 a 12 = a 11 a 12 Minor elemen adalah [ a 21 M 1 = [ a 12 a 1 a 2 ] jika dan hanya jika det (M 1 ) = a 12 a 1 a 2 6
c 1 = ( 1) +1 det (M 1 ) = ( 1) 4 a 12 a 1 a 2 = a 12 a 1 a 2 Minor elemen adalah [ a 21 M 2 = [ a 11 a 1 a 21 a 2 ] jika dan hanya jika det (M 2 ) = a 11 a 1 a 21 a 2 c 2 = ( 1) +2 det (M 2 ) = ( 1) a 11 a 1 a 21 a 2 = a 11 a 1 a 21 a 2 Minor elemen adalah [ a 21 M = [ a 11 a 12 a 21 ] jika dan hanya jika det (M ) = a 11 a 12 a 21 c = ( 1) + det (M ) = ( 1) 6 a 11 a 12 a 21 = a 11 a 12 a 21 maka diperoleh Matriks Kofaktor A sebagai berikut c 11 c 12 c 1 C(A) = [ c 21 c 22 c 2 ] c 1 c 2 c Adjoin dari Matriks A adalah Transpose dari Matriks Kofaktor A adj (A) = [C(A)] T Contoh: Jika diketahui B = [ 2 0 4], maka carilah adj (B)! Jawab: Minor elemen a 11 adalah [ 2 0 4] M 11 = [ 0 4 0 1 ] jika dan hanya jika det (M 11) = 0 4 0 1 c 11 = ( 1) 1+1 det (M 11 ) = ( 1) 2 0 4 0 1 = 0 0 = 0 Minor elemen a 12 adalah [ 2 0 4] M 12 = [ 2 4 1 ] jika dan hanya jika det (M 12) = 2 4 1 7
c 12 = ( 1) 1+2 det (M 12 ) = ( 1) 2 4 1 = 2 4 = (2 12) = 10 1 Minor elemen a 1 adalah [ 2 0 4] M 1 = [ 2 0 0 ] jika dan hanya jika det (M 1) = 2 0 0 c 1 = ( 1) 1+ det (M 1 ) = ( 1) 4 2 0 0 = 2 0 0 = 0 0 = 0 Minor elemen a 21 adalah [ 2 0 4] M 21 = [ 0 0 1 ] jika dan hanya jika det (M 21) = 0 0 1 c 21 = ( 1) 2+1 det (M 11 ) = ( 1) 0 0 1 = 0 = ( 0) = 0 1 Minor elemen adalah [ 2 0 4] M 22 = [ 7 0 1 ] jika dan hanya jika det (M 22) = 7 0 1 c 22 = ( 1) 2+2 det (M 22 ) = ( 1) 4 7 0 1 = 7 0 1 = 7 0 = 7 Minor elemen a 2 adalah [ 2 0 4] M 2 = [ 7 0 ] jika dan hanya jika det (M 2) = 7 0 c 2 = ( 1) 2+ det (M 2 ) = ( 1) 7 0 = 7 = (0 9) = 9 0 Minor elemen adalah [ 2 0 4] M 1 = [ 0 0 4 ] jika dan hanya jika det (M 1) = 0 0 4 8
c 1 = ( 1) +1 det (M 1 ) = ( 1) 4 0 0 4 = 0 = 12 0 = 12 0 4 Minor elemen adalah [ 2 0 4] M 2 = [ 7 0 2 4 ] jika dan hanya jika det (M 2) = 7 0 2 4 c 2 = ( 1) +2 det (M 2 ) = ( 1) 7 0 2 4 = 7 0 = (28 0) = 28 2 4 Minor elemen adalah [ 2 0 4] M = [ 7 2 0 ] jika dan hanya jika det (M ) = 7 2 0 c = ( 1) + det (M ) = ( 1) 6 7 2 0 = 7 2 0 = 0 6 = 6 diperoleh c 11 = 0 c 12 = 10 c 1 = 0 c 21 = c 22 = 7 c 2 = 9 c 1 = 12 c 2 = 28 c = 6 maka diperoleh Matriks Kofaktor B sebagai berikut c 11 c 12 c 1 C(B) = [ c 21 c 22 c 2 ] c 1 c 2 c 0 10 0 C(B) = [ 7 9 ] 12 28 6 adj (B) = [C(B)] T 0 10 0 adj (B) = [ 7 9 ] 12 28 6 T 9
0 12 adj (B) = [ 10 7 28] 0 9 6 ) Invers Matriks Jika A dan B adalah matriks persegi, dan berlaku AB = BA = I, maka dikatakan matriks A dan B saling invers. B disebut invers dari A, atau ditulis A 1. Matriks yang mempunyai invers disebut matriks non singular, sedangkan matriks yang tidak mempunyai invers disebut matriks singular. A 1 = 1 [adj (A)], dimana det (A) 0 det (A) Contoh: Jika diketahui A = [ 2 1 4 ], maka carilah A 1! Jawab: A = [ 2 1 4 ] det (A) = 2 1 4 = (2)(4) ()(1) = 8 = adj (A) = [ 4 1 2 ] A 1 1 = [adj (A)] det (A) = 1 [ 4 1 2 ] = [ 4 1 2 ] Jadi, A 1 = [ 4 1 2 ] Contoh: Jika diketahui B = [ 2 0 4], maka carilah B 1! Jawab: B = [ 2 0 4] det (B) = 7 0 4 0 1 2 4 1 + 0 2 0 0 = 7(0 1 0 4) (2 1 4) + 0(2 0 0) = 7(0 0) (2 12) + 0(0 0) = 7(0) ( 10) + 0(0) = 0 + + 0 10
= Minor elemen a 11 adalah [ 2 0 4] M 11 = [ 0 4 0 1 ] jika dan hanya jika det (M 11) = 0 4 0 1 c 11 = ( 1) 1+1 det (M 11 ) = ( 1) 2 0 4 0 1 = 0 0 = 0 Minor elemen a 12 adalah [ 2 0 4] M 12 = [ 2 4 1 ] jika dan hanya jika det (M 12) = 2 4 1 c 12 = ( 1) 1+2 det (M 12 ) = ( 1) 2 4 1 = 2 4 = (2 12) = 10 1 Minor elemen a 1 adalah [ 2 0 4] M 1 = [ 2 0 0 ] jika dan hanya jika det (M 1) = 2 0 0 c 1 = ( 1) 1+ det (M 1 ) = ( 1) 4 2 0 0 = 2 0 0 = 0 0 = 0 Minor elemen a 21 adalah [ 2 0 4] M 21 = [ 0 0 1 ] jika dan hanya jika det (M 21) = 0 0 1 c 21 = ( 1) 2+1 det (M 11 ) = ( 1) 0 0 1 = 0 = ( 0) = 0 1 Minor elemen adalah [ 2 0 4] M 22 = [ 7 0 1 ] jika dan hanya jika det (M 22) = 7 0 1 11
c 22 = ( 1) 2+2 det (M 22 ) = ( 1) 4 7 0 1 = 7 0 1 = 7 0 = 7 Minor elemen a 2 adalah [ 2 0 4] M 2 = [ 7 0 ] jika dan hanya jika det (M 2) = 7 0 c 2 = ( 1) 2+ det (M 2 ) = ( 1) 7 0 = 7 = (0 9) = 9 0 Minor elemen adalah [ 2 0 4] M 1 = [ 0 0 4 ] jika dan hanya jika det (M 1) = 0 0 4 c 1 = ( 1) +1 det (M 1 ) = ( 1) 4 0 0 4 = 0 = 12 0 = 12 0 4 Minor elemen adalah [ 2 0 4] M 2 = [ 7 0 2 4 ] jika dan hanya jika det (M 2) = 7 0 2 4 c 2 = ( 1) +2 det (M 2 ) = ( 1) 7 0 2 4 = 7 0 = (28 0) = 28 2 4 Minor elemen adalah [ 2 0 4] M = [ 7 2 0 ] jika dan hanya jika det (M ) = 7 2 0 c = ( 1) + det (M ) = ( 1) 6 7 2 0 = 7 2 0 = 0 6 = 6 diperoleh c 11 = 0 c 12 = 10 c 1 = 0 c 21 = c 22 = 7 c 2 = 9 c 1 = 12 12
c 2 = 28 c = 6 maka diperoleh Matriks Kofaktor B sebagai berikut c 11 c 12 c 1 C(B) = [ c 21 c 22 c 2 ] c 1 c 2 c 0 10 0 C(B) = [ 7 9 ] 12 28 6 adj (B) = [C(B)] T 0 10 0 adj (B) = [ 7 9 ] 12 28 6 0 12 adj (B) = [ 10 7 28] 0 9 6 B 1 1 = [adj (B)] det (B) 0 12 = 1 [ 10 7 28] 0 9 6 = = 0 10 0 7 9 [ 0 1 10 1 [ 0 7 10 12 28 ] 6 2 14 1 1 ] T Jadi, B 1 = 0 1 10 1 [ 0 7 10 2 14 1 1 ] 1