JURNAL MATEMATIKA DAN KOMPUTER Vol. 6. No. 1, 41-48, April 2003, ISSN : MATRIKS STOKASTIK GANDA DAN SIFAT-SIFATNYA

dokumen-dokumen yang mirip
MATRIKS STOKASTIK GANDA DAN SIFAT-SIFATNYA. Suryoto Jurusan Matematika F-MIPA Universitas Diponegoro Semarang. Abstrak

Semigrup Matriks Admitting Struktur Ring

PERTEMUAN 13. VEKTOR dalam R 3

PENERAPAN TEOREMA TITIK TETAP UNTUK MENUNJUKKAN ADANYA PENYELESAIAN PADA SISTEM PERSAMAAN LINEAR

PENERAPAN TEOREMA TITIK TETAP UNTUK MENUNJUKKAN ADANYA PENYELESAIAN PADA SISTEM PERSAMAAN LINEAR

MAKALAH ALJABAR LINEAR SUB RUANG VEKTOR. Dosen Pengampu : Darmadi, S.Si, M.Pd

terurut dari bilangan bulat, misalnya (7,2) (notasi lain 2

Beberapa Sifat Semigrup Matriks Atas Daerah Integral Admitting Struktur Ring 1

BAB II TEORI DASAR. Definisi Grup G disebut grup komutatif atau grup abel jika berlaku hukum

) didefinisikan sebagai persamaan yang dapat dinyatakan dalam bentuk: a x a x a x b... b adalah suatu urutan bilangan dari bilangan s1, s2,...

JURNAL MATEMATIKA DAN KOMPUTER Vol. 6. No. 2, , Agustus 2003, ISSN : METODE PENENTUAN BENTUK PERSAMAAN RUANG KEADAAN WAKTU DISKRIT

RING MATRIKS ATAS RING KOMUTATIF. Achmad Abdurrazzaq, Ari Wardayani, Suroto Universitas Jenderal Soedirman

BARISAN PANGKAT TERURUT MATRIKS PADA ALJABAR MAX PLUS

I. DERET TAKHINGGA, DERET PANGKAT

6. Pencacahan Lanjut. Relasi Rekurensi. Pemodelan dengan Relasi Rekurensi

II. TINJAUAN PUSTAKA. Secara umum apabila a bilangan bulat dan b bilangan bulat positif, maka ada tepat = +, 0 <

JURNAL MATEMATIKA DAN KOMPUTER Vol. 5. No. 1, 39-46, April 2002, ISSN :

LIMIT. = δ. A R, jika dan hanya jika ada barisan. , sedemikian hingga Lim( a n

Homomorfisma Pada Semimodul Atas Aljabar Max-Plus

Definisi Integral Tentu

Distribusi Pendekatan (Limiting Distributions)

TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Ruang Vektor. Definisi (Darmawijaya, 2007) Diketahui (V, +) grup komutatif dan (F,,. ) lapangan dengan elemen identitas

Secara umum, suatu barisan dapat dinyatakan sebagai susunan terurut dari bilangan-bilangan real:

BAB II LANDASAN TEORI. Pada bab ini akan dibahas mengenai definisi suatu ring serta

BAB II LANDASAN TEORI. Dalam tugas akhir ini akan dibahas mengenai penaksiran besarnya

SISTEM PERSAMAAN LINEAR PADA ALJABAR MIN-PLUS

Setelah mempelajari modul ini Anda diharapkan dapat: a. memeriksa apakah suatu pemetaan merupakan operasi;

SISTEM PERSAMAAN LINEAR PADA ALJABAR MIN-PLUS. Abstrak

JURNAL MATEMATIKA DAN KOMPUTER Vol. 6. No. 2, 77-85, Agustus 2003, ISSN : DISTRIBUSI WAKTU BERHENTI PADA PROSES PEMBAHARUAN

SIFAT-SIFAT SEMIGRUP SIMETRIS INTERVAL

SIFAT-SIFAT FUNGSI EKSPONENSIAL BERBASIS BILANGAN NATURAL YANG DIDEFINISIKAN SEBAGAI LIMIT

SIFAT-SIFAT DAN STRUKTUR ALJABAR MATRIKS PENYAJIAN DARI PERSEGI AJAIB

B a b 1 I s y a r a t

HUBUNGAN PELABELAN GRACEFUL PADA DIGRAF BIDIRECTIONAL G DAN GRAF UNDERLYING DARI G

PENENTUAN SOLUSI RELASI REKUREN DARI BILANGAN FIBONACCI DAN BILANGAN LUCAS DENGAN MENGGUNAKAN FUNGSI PEMBANGKIT

KARAKTERISTIK NILAI EIGEN DARI MATRIKS LAPLACIAN

Program Perkuliahan Dasar Umum Sekolah Tinggi Teknologi Telkom. Barisan dan Deret

BARISAN DAN DERET. Nurdinintya Athari (NDT)

BAB II LANDASAN TEORI. Pada bagian ini akan dibahas tentang teori-teori dasar yang. digunakan untuk dalam mengestimasi parameter model.

BAB III RUANG HAUSDORFF. Pada bab ini akan dibahas mengenai ruang Hausdorff, kekompakan pada

INVERS TERGENERALISASI MATRIKS ATAS ALJABAR MAXPLUS Musthofa Jurusan Pendidikan Matematika FMIPA UNY

BAB I PENDAHULUAN. A. Latar Belakang Masalah

TEOREMA WEYL UNTUK OPERATOR HYPONORMAL

Fungsi Kompleks. (Pertemuan XXVII - XXX) Dr. AZ Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

SIFAT-SIFAT DASAR MATRIKS SKEW HERMITIAN Basic Properties of Skew Hermitian Matrices

Mata Kuliah : Matematika Diskrit Program Studi : Teknik Informatika Minggu ke : 4

Sistem Bilangan Kompleks (Bagian Ketiga)

II. LANDASAN TEORI. Pada bab ini akan diberikan beberapa istilah, definisi serta konsep-konsep yang

II LANDASAN TEORI. Sebuah bilangan kompleks dapat dinyatakan dalam bentuk. z = x jy. (2.4)

Himpunan Kritis Pada Graph Caterpillar

PEMBUKTIAN SIFAT RUANG BANACH PADA B 1/4 (K) Malahayati

Hendra Gunawan. 12 Februari 2014

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN. Integral adalah salah satu konsep penting dalam Matematika yang

FAKTORISASI MATRIKS NON-NEGATIF MENGGUNAKAN ALGORITMA CHOLESKY BERBANTUAN SCILAB

JURNAL MATEMATIKA DAN KOMPUTER Vol. 7. No. 1, 31-41, April 2004, ISSN :

BUKTI ALTERNATIF KONVERGENSI DERET PELL DAN PELL-LUCAS (ALTERNATIVE PROOF THE CONVERGENCE OF PELL AND PELL-LUCAS SERIES)

HUBUNGAN ANTARA KONVERGEN HAMPIR PASTI, KONVERGEN DALAM PELUANG, DAN KONVERGEN DALAM SEBARAN

2 BARISAN BILANGAN REAL

Pelabelan E-cordial pada Graf Hasil Cartesian Product

JURNAL MATEMATIKA DAN KOMPUTER Vol. 6. No. 2, 71-76, Agustus 2003, ISSN :

GRUP TERURUT PARSIAL PADA MATRIKS SIMETRI BERUKURAN 2 2

Aji Wiratama, Yuni Yulida, Thresye Program Studi Matematika Fakultas MIPA Universitas Lambung Mangkurat Jl. Jend. A. Yani km 36 Banjarbaru

KETERKAITAN ANTARA MODUL BEBAS DENGAN MODUL DILIHAT DARI SIFAT-SIFAT HOMOMORFISME MODUL

LANDASAN TEORI. Pada bab ini akan diberikan beberapa konsep dasar (pengertian) yang akan digunakan dalam. pembahasan penelitian. 2.

TUGAS ANALISIS REAL LANJUT. a b < a + A. b + B < A B.

ANALISIS REAL I PENGANTAR. (Introduction to Real Analysis I) M. Zaki Riyanto, S.Si DIKTAT KULIAH ANALISIS

Energi Derajat Maksimal pada Graf Terhubung

Pengertian Secara Intuisi

JURNAL MATEMATIKA DAN KOMPUTER Vol. 4. No. 1, 41-45, April 2001, ISSN : KETERHUBUNGAN GALOIS FIELD DAN LAPANGAN PEMISAH

PEMETAAN KONTRAKTIF PADA RUANG b-metrik CONE R BERNILAI R 2

Prestasi itu diraih bukan didapat!!! SOLUSI SOAL

RUANG BASIS SOLUSI. Ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah. Aljabar Linier DISUSUN OLEH : DONNA SEPTIAN CAHYA RINI (08411.

REGRESI LINIER DAN KORELASI. Variabel bebas atau variabel prediktor -> variabel yang mudah didapat atau tersedia. Dapat dinyatakan

An = an. An 1 = An. h + an 1 An 2 = An 1. h + an 2... A2 = A3. h + a2 A1 = A2. h + a1 A0 = A1. h + a0. x + a 0. x = h a n. f(x) = 4x 3 + 2x 2 + x - 3

Batas Bilangan Ajaib Pada Graph Caterpillar

1 Persamaan rekursif linier non homogen koefisien konstan tingkat satu

Kestabilan Rangkaian Tertutup Waktu Kontinu Menggunakan Metode Transformasi Ke Bentuk Kanonik Terkendali

KALKULUS 4. Dra. D. L. Crispina Pardede, DEA. SARMAG TEKNIK MESIN

BAB 1 PENDAHULUAN. dimana f(x) adalah fungsi tujuan dan h(x) adalah fungsi pembatas.

BAB I PENDAHULUAN. Matematika merupakan suatu ilmu yang mempunyai obyek kajian

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang Masalah

REPRESENTASI KANONIK UNTUK FUNGSI KARAKTERISTIK DARI SEBARAN TERBAGI TAK HINGGA

SEMI MODUL POLINOMIAL FUZZY ATAS ALJABAR MAX-PLUS FUZZY

Penerapan Teorema Perron-Frobenius pada Penentuan Distribusi Stasioner Rantai Markov

Supriyadi Wibowo Jurusan Matematika F MIPA UNS

MATHunesa (Volume 3 No 3) 2014

InfinityJurnal Ilmiah Program Studi Matematika STKIP Siliwangi Bandung, Vol 2, No.1, Februari 2013

BAB I PENDAHULUAN. , membentuk struktur ring terhadap operasi penjumlahan matriks dan operasi pergandaan matriks baku. Himpunan bagian dari

SKEMA PEMBAGIAN RAHASIA DENGAN KODE LINEAR

Mariatul Kiftiah. JurusanMatematika FMIPA Universitas Tanjungpura, Pontianak Jl. A Yani Pontianak ABSTRACT

SUBGELANGGANG KOMUTATIF MAKSIMAL DARI GELANGGANG POLINOM MIRING

theresiaveni.wordpress.com NAMA : KELAS :

Pengantar Statistika Matematika II

III. METODE PENELITIAN. Lokasi penelitian dilakukan di Provinsi Sumatera Barat yang terhitung

Barisan Dan Deret Arimatika

ISIAN SINGKAT! 1. Diberikan hasil kali digit digit dari n harus sama dengan 25

Jurnal Matematika Murni dan Terapan Vol. 6 No.1 Juni 2012: 9-16 KRITERIA KEKONVERGENAN CAUCHY PADA RUANG METRIK KABUR INTUITIONISTIC

Bab IV. Penderetan Fungsi Kompleks

BAB III TAKSIRAN KOEFISIEN KORELASI POLYCHORIC DUA TAHAP. Permasalahan dalam tugas akhir ini dibatasi hanya pada penaksiran

Transkripsi:

JURNAL MATEMATIKA DAN KOMPUTER Vol. 6. No., 4-48, April 00, ISSN : 40-858 MATRIKS STOKASTIK GANDA DAN SIFAT-SIFATNYA Suryoto Jurusa Matematika F-MIPA Uiversas Dipoegoro Semarag Abstrak Suatu matriks tak egatif dikataka stokastik gada, jika jumlah etri-etri pada tiap baris da tiap kolomya sama dega. Karakterisasi yag tampak dari matriks jeis ii adalah mempuyai etri pada diagoal yag posif da diatara sifat petig dari matriks ii adalah perkalia atara matriks stokastik gada meghasilka matriks stokastik gada lagi. Pada tulisa ii aka dibahas matriks stokastik gada di atas beserta sifat-sifat petigya. Juga dipelajari hubuga matriks jeis ii dega matriks orthostokastik da matriks uer-stokastik.. PENDAHULUAN Teori matriks tak egatif megalami perkembaga yag cukup berarti setelah pada tahu 9 Frobeius berhasil memperumum kosep matriks dega etri posif dari Perro da megembagkaya ke dalam matriks dega etri yag tak egatif serta mempelajari sifat-sifat petig dari matriks tersebut. Salah satu jeis matriks tak egatif yag cukup petig adalah matriks stokastik gada, karea bayak pegguaa matriks ii di bidag Matematika da Fisika diataraya : Aljabar Liier, Teori Ketidaksamaa, Teori Matriks Kombiatorial, Kombiatorik, Kimia Fisika da lai sebagaiya. Matriks stokastik gada merupaka betuk khusus dari matriks kuasi stokastik gada, yau suatu matriks tak egatif di maa jumlah etri-etri pada tiap baris da tiap kolomya sama dega. Istilah matriks stokastik gada pertama kali diperkealka oleh Koig pada tahu 96 da kemudia dipopulerka oleh Marcus da Mic.Kedua orag iilah yag megkaji lebih medalam megeai karakteristik matriks stokastik gada ii beserta sifat-sifat petigya. 4

Matriks Stokastik Gada (Suryoto). MATRIKS KUASI STOKASTIK GANDA Sebelum membahas lebih jauh megeai matriks stokastik gada ii aka diperkealka terlebih dahulu kosep permae dari suatu matriks seperti diberika oleh defiisi berikut : Defiisi : Misalka A ( a ij ) suatu matriks berukura m x, dega m. Permae dari A, duliska dega Per (A) didefiisika sebagai Per (A) m a i σ ( i), σ i dimaa σ adalah fugsi satu-satu dari {,,, m } ke {,,, }. Catata : Bayakya fugsi satu-satu σ : {,,, m } {,,, } dapat detuka dega rumus m! c m. Dalam hal m, duliska per (A) utuk meggatika Per (A). Dega demikia jika A ( a ij ) suatu matriks bujur sagkar ordo, maka per (A) σ i S a i σ ( i). Selajutya pegertia dari matriks stokastik gada diberika oleh defiisi berikut ii : Defiisi : Suatu matriks riil diamaka kuasi-stokastik gada jika jumlah etri-etri pada tiap baris da pada tiap kolomya sama dega. Suatu matriks kuasistokastik gada tak egatif diamaka stokastik gada. Jadi matriks kuasi-stokastik gada adalah suatu matriks bujur sagkar da dari defiisi di atas tampak bahwa suatu matriks A berukura x adalah kuasistokastik gada jika da haya jika adalah ilai karakteristik dari A da (,,, ) adalah vektor karakteristik yag berpadaa dega ilai karakteristik. Dega demikia suatu matriks tak egatif A berukura x adalah stokastik 4

JURNAL MATEMATIKA DAN KOMPUTER Vol. 6. No., 4-48, April 00, ISSN : 40-858 gada jika da haya jika AJ J A J, dimaa J adalah matriks berukura x dega setiap etriya. Beberapa hasil yag petig berkaa dega matriks stokastik gada ii diberika oleh teorema-teorema berikut ii : Teorema ( Koig, 96 ) Setiap matriks stokastik gada mempuyai diagoal posif. Misalka A suatu matriks stokastik gada berukura x da adaika A tidak mempuyai diagoal yag posif, maka per (A) 0 da meurut teorema Frobeius-Koig, terdapat matriks permutasi P da Q sedemikiaa higga berlaku PAQ B 0 dimaa blok ol pada sudut kiri bawah berukura p x q, dega p + q +. C D Misalka σ (X) meyataka jumlaha etri-etri pada matriks X, maka σ (PAQ) σ (B) + σ (D) q + p +. Ii mustahil, jadi haruslah A mempuyai diagoal posif. Dari teorema di atas diperoleh hasil berikut : Akibat : Permae dari matriks stokastik gada adalah posip. Teorema ( Schur, 9 ) Misalka H ( h ij ) suatu matriks herm berukura x dega ilai-ilai karakteristik λ λ,..., λ,. Misalka juga h T [ h, h,..., h ] da λ [,,..., ] T λ λ λ, maka terdapat matriks stokastik gada S sedemikia higga h Sλ. Misalka U ( u ij ) matriks uer sedemikia higga berlaku H U diag ( λ, λ,..., λ ) U*. 4

Matriks Stokastik Gada (Suryoto) Maka h t u λ u t t u λ t t s λ t, i,,,, dimaa u s, i, t,,,. Jelas bahwa matriks A s ) yag berukura ( ij x adalah stokastik gada.. MATRIKS ORTHOSTOKASTIK DAN SCHUR-STOKASTIK Selajutya aka diberika defiisi matriks orthostokastik da matriks Schur-stokastik da hubugaya dega matriks stokastik gada ii. Defiisi a) Suatu matriks A ( a ij ) berukura x disebut orthostokastik jika terdapat matriks orthogoal ( riil ) T ( t ij ) sedemikia higga a ij t ij, i, j,,,. b) Suatu matriks A ( a ij ) berukura x disebut Schur-stokastik ( uerstokastik ) jika terdapat matriks uer U ( u ij ) sedemikia higga a, i, j. ij u ij Berdasarka pada defiisi di atas, matriks S pada Teorema adalah Schurstokastik da tampak bahwa setiap matriks orthostokastik adalah Schur-stokastik da setiap matriks Schur-stokastik adalah stokastik gada. Pada umumya tidak semua matriks stokastik gada adalah Schur-stokastik da tidak semua matriks Schur - stokastik adalah orthostokastik. Hal ii dapat dilihat pada cotoh berikut ii : Cotoh : Matriks stokastik gada A ( a ij ) 0 0 0 44

JURNAL MATEMATIKA DAN KOMPUTER Vol. 6. No., 4-48, April 00, ISSN : 40-858 tidak Schur-stokastik. Sebab, misalka U ( u ij ) adalah sebarag matriks berukura x sedemikia higga ij u ij a, i, j,, maka u u u 0 tetapi u u + u u + u u u u 0 karea modulus dari u da u adalah da akibatya A tidak Schur-stokastik.. Dega demikia U tidak uer Matriks stokastik gada J adalah Schur-stokastik. Sebab, misalka U ( u ij ) adalah matriks uer : θ θ θ θ θ θ dega θ adalah akar primif pagkat dari, maka u ij utuk setiap i da j. Aka tetapi, J tidak orthostokastik. Sebab, misalka T ( t ij ) adalah matriks berukura x sedemikia higga t tt tt t ij utuk setiap i da j, maka t + + tidak memeuhi ( karea jumlaha di atas dapat berilai, -, atau ), dega demikia T tidak orthogoal. 4. SIFAT-SIFAT PENTING MATRIKS STOKASTIK GANDA Beberapa sifat petig yag berlaku pada matriks stokastik gada diberika oleh teorema-teorema berikut ii : Teorema ( Marcus & Mic, 96 ) Hasil kali matriks stokastik gada adalah stokastik gada. Misalka A da B adalah matriks stokastik gada berukura x. Maka AJ J A BJ J B J. 45

Matriks Stokastik Gada (Suryoto) Jelas bahwa AB tak egatif da berlaku ( AB ) J A( BJ ) AJ J da J ( AB) ( J A) B J B J. Jadi AB adalah stokastik gada. Teorema 4 ( Marcus & Mic, 96 ) Ivers dari matriks stokastik gada tak sigular adalah matriks kuasi-stokastik gada. Misalka A matriks stokastik gada tak sigular berukura x. Maka karea A stokastik gada, da Dega demikia J J J I J AA J A, I J A AJ A J. A kuasi-stokastik gada. Dari Teorema da Teorema 4 di atas diperoleh hasil sebagai berikut : Akibat : Jika A da X adalah matriks stokastik gada da X tak sigular maka adalah matriks kuasi-stokastik gada. Berikut ii diberika pegertia matriks stokastik gada elemeter. XAX Defiisi Suatu matriks stokastik gada ordo dega etri pada diagoal utamaya sama dega disebut matriks stokastik gada elemeter. Dega perkataa lai, suatu matriks stokastik gada A ( a ij ) dikataka elemeter jika a a θ, a a θ, utuk suatu bilaga bulat s, t dega s < t ss tt st ts da bilaga riil θ, dega 0 θ da aij δ, utuk yag laiya. ij Dari Teorema tampak bahwa hasil kali atara matriks stokastik gada elemeter adalah matriks stokastik gada. Aka tetapi sebalikya tidak berlaku, yau tidak semua matriks stokastik gada dapat diyataka sebagai hasil kali matriks stokastik gada elemeter. Utuk cotohya, padag matriks A pada 46

JURNAL MATEMATIKA DAN KOMPUTER Vol. 6. No., 4-48, April 00, ISSN : 40-858 cotoh di atas. Matriks A di atas merupaka matriks stokastik gada yag tidak dapat diyataka sebagai hasil kali matriks stokastik gada elemeter. Utuk cotoh laiya dapat dilihat pada ( Mic, 988 ). Selajutya aka diperlihatka bahwa jika matriks stokastik gadaya bersifat tak tereduksi, maka matriks stokastik gada tersebut kogredie ke jumlah lagsug matriks-matriks stokastik gada yag tereduksi. Teorema 5 ( Mic, 988 ) Matriks stokastik gada tereduksi kogredie ke jumlah lagsug matriks stokastik gada. Misalka A matriks stokastik gada tereduksi berukura x. Maka A kogredie ke suatu matriks yag berbetuk X B 0 Y Z, dimaa X matriks bujur sagkar ordo k da Z matriks bujur sagkar ordo k. Jelas bahwa B stokastik gada. Perhatika bahwa jumlah etri-etri pada k kolom pertama dari B adalah k da semua etri yag tak ol pada kolom-kolom di atas termuat di dalam X, dega demikia σ (X) k. Dega cara serupa, dega memadag k baris terakhir dari B diperoleh σ (Z) k. Di sisi lai σ (B) σ (X) + σ (Y) + σ (Z) k + σ (Y) + k + σ (Y) atau σ (Y) 0. Dega demikia Y 0 da diperoleh A kogredie ke Z adalah matriks stokastik gada. B X + Z, dimaa X da Jika di dalam bukti dari Teorema 5 di atas X atau Y tereduksi maka matriks tersebut kogredie ke jumlah lagsug dari matriks stokastik gada da diperoleh hasil berikut ii : Akibat : Suatu matriks stokastik gada tereduksi kogredie ke jumlah lagsug matriks stokastik gada tak tereduksi. 47

Matriks Stokastik Gada (Suryoto) 5. KESIMPULAN Karakteristik yag tampak dari matriks stokastik gada adalah matriks tersebut merupaka matriks bujur sagkar da mempuyai etri yag tak ol pada diagoalya. Di sampig u perkalia atara matriks stokastik gada meghasilka matriks stokastik gada lagi da pada umumya matriks stokastik gada tidak dapat diyataka sebagai hasil kali matriks stokastik gada elemeter. Dalam hal matriks stokastik gadaya bersifat tereduksi, matriks ii kogredie ke jumlah lagsug dari matriks-matriks stokastik gada yag tak tereduksi. DAFTAR PUSTAKA. D. Koig, Uber Graphe ud ihre Awedug auf Determiatetheorie ud Megelehre, Math. A. 77, 96, 45 465.. I. Schur, Uber eie Klasse vo Mteibilduge m Awedug auf die Determiatetheorie, Sber. Berlier Math. Ges.,, 9 0, 9.. H. Mic, No Negative Matrices, Joh Wiley & Sos, New York, 988. 4. M. Marcus ad H. Mic, Some results o Doubly Stochastic Matrices, Proc. Amer. Math. Soc. 76, 57 579, 96. 48