KONSTRUKSI SISTEM BILANGAN

dokumen-dokumen yang mirip
G a a = e = a a. b. Berdasarkan Contoh 1.2 bagian b diperoleh himpunan semua bilangan bulat Z. merupakan grup terhadap penjumlahan bilangan.

SISTEM BILANGAN REAL

II. SISTEM BILANGAN RIIL. Handout Analisis Riil I (PAM 351)

PENGERTIAN RING. A. Pendahuluan

BAHAN AJAR ANALISIS REAL 1. DOSEN PENGAMPU RINA AGUSTINA, S. Pd., M. Pd. NIDN

Analisis Real. Johan Matheus Tuwankotta 1. December 3,

ANALISIS REAL. (Semester I Tahun ) Hendra Gunawan. August 18, Dosen FMIPA - ITB

1 SISTEM BILANGAN REAL

I. Aljabar Himpunan Handout Analisis Riil I (PAM 351)

Struktur Aljabar I. Pada bab ini disajikan tentang pengertian. grup, sifat-sifat dasar grup, ordo grup dan elemennya, dan konsep

R maupun. Berikut diberikan definisi ruang vektor umum, yang secara eksplisit

Keterbagian Pada Bilangan Bulat

BAB 6 RING (GELANGGANG) BAHAN AJAR STRUKTUR ALJABAR, BY FADLI

TEKNIK PEMBUKTIAN. (Yus Mochamad Cholily)

Sistem Bilangan Real

BAB I PENDAHULUAN. Kata topologi berasal dari bahasa yunani yaitu topos yang artinya tempat

SEKILAS TENTANG KONSEP. dengan grup faktor, dan masih banyak lagi. Oleh karenanya sebelum

1 SISTEM BILANGAN REAL

PENGENALAN KONSEP-KONSEP DALAM RING MELALUI PENGAMATAN Disampaikan dalam Lecture Series on Algebra Universitas Andalas Padang, 29 September 2017

1 SISTEM BILANGAN REAL

Analisis Real A: Teori Ukuran dan Integral

1 SISTEM BILANGAN REAL

Diktat Kuliah. Oleh:

BAB II KERANGKA TEORITIS. komposisi biner atau lebih dan bersifat tertutup. A = {x / x bilangan asli} dengan operasi +

Pertemuan 1 HIMPUNAN. a.himpunan Kosong Ǿ adalah himpunan yang mempunyai nol anggota(tidak mempunyai elemen.)

SISTEM BILANGAN BULAT

Skew- Semifield dan Beberapa Sifatnya

SOAL DAN PENYELESAIAN RING

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

ALJABAR ABSTRAK ( TEORI GRUP DAN TEORI RING ) Dr. Adi Setiawan, M. Sc

DAFTAR ISI. HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... II HALAMAN PENGESAHAN... III KATA PENGANTAR... IV DAFTAR ISI... V BAB I PENDAHULUAN...

SISTEM BILANGAN REAL

STRUKTUR ALJABAR. Sistem aljabar (S, ) merupakan semigrup, jika 1. Himpunan S tertutup terhadap operasi. 2. Operasi bersifat asosiatif.

5. Sifat Kelengkapan Bilangan Real

Matematika Diskrit 1

1. GRUP. Definisi 1.1 (Operasi Biner) Diketahui G himpunan dan ab, G. Operasi biner pada G merupakan pengaitan

Analisis Real A: Teori Ukuran dan Integral

BAB I NOTASI, KONJEKTUR, DAN PRINSIP

BAGIAN PERTAMA. Bilangan Real, Barisan, Deret

BAB 3 ALJABAR MAX-PLUS. beberapa sifat khusus yang selanjutnya akan dibuktikan bahwa sifat-sifat tersebut

Perhatikan skema sistem bilangan berikut. Bilangan. Bilangan Rasional. Bilangan pecahan adalah bilangan yang berbentuk a b

II. TINJAUAN PUSTAKA. Pada bab ini akan diberikan konsep dasar (pengertian) tentang bilangan sempurna,

EKSISTENSI SUPREMUM DAN INFIMUM DENGAN TEOREMA CANTOR DEDEKIND. Nursiya Bito. Staf Dosen Jurusan Matematika dan IPA Universitas Negeri Gorontalo

Coba amati apakah sifat ini mempunyai signifikansi dalam sistem bilangan real.

BAB VI BILANGAN REAL

ANALISIS REAL. (Semester I Tahun ) Hendra Gunawan. September 12, Dosen FMIPA - ITB

Pengantar : Induksi Matematika

KONSTRUKSI SISTEM BILANGAN REAL (SUATU PENDEKATAN AKSIOMATIK) C. JACOB

Matematika Teknik INVERS MATRIKS

SISTEM BILANGAN REAL

CHAPTER 5 INDUCTION AND RECURSION

II. KONSEP DASAR GRUP. abstrak (abstract algebra). Sistem aljabar (algebraic system) terdiri dari suatu

2 G R U P. 1 Struktur Aljabar Grup Aswad 2013 Blog: aswhat.wordpress.com

II. TINJAUAN PUSTAKA. Pada bab ini akan diuraikan teori grup dan teori ring yang akan digunakan dalam

1 P E N D A H U L U A N

BAB II TEORI DASAR. untuk setiap e G. 4. G mengandung balikan. Untuk setiap a G, terdapat b G sehingga a b =

UNIVERSITAS GADJAH MADA. Bahan Ajar:

BAB I PENDAHULUAN. A. Latar Belakang. Struktur aljabar merupakan salah satu bidang kajian dalam matematika

Antonius C. Prihandoko

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. jelas. Ada tiga cara untuk menyatakan himpunan, yaitu: a. dengan mendaftar anggota-anggotanya;

TINJAUAN PUSTAKA. Pada bab ini akan diberikan beberapa definisi teori pendukung dalam proses

II. TINJAUAN PUSTAKA. Pada bab ini akan diberikan konsep dasar (pengertian) tentang bilangan sempurna,

Contoh-contoh soal induksi matematika

Tujuan Instruksional Umum : Setelah mengikuti pokok bahasan ini mahasiswa dapat mengidentifikasi dan mengenal sifat-sifat dasar suatu Grup

BAB II KAJIAN TEORI. memahami sifat-sifat dari barisan fungsi. Pada bab ini akan diuraikan materimateri

BAB II KAJIAN PUSTAKA. operasi matriks, determinan dan invers matriks), aljabar max-plus, matriks atas

KONGRUENSI PADA SUBHIMPUNAN BILANGAN BULAT

B I L A N G A N 1.1 SKEMA DARI HIMPUNAN BILANGAN. Bilangan Kompleks. Bilangan Nyata (Riil) Bilangan Khayal (Imajiner)

Tujuan Instruksional Umum : Setelah mengikuti pokok bahasan ini mahasiswa dapat mengidentifikasi dan memahami konsep dari Semigrup dan Monoid

BAHAN AJAR ANALISIS REAL 1 Matematika STKIP Tuanku Tambusai Bangkinang 1. SIFAT KELENGKAPAN BILANGAN REAL

MATEMATIKA BISNIS. Himpunan. Muhammad Kahfi, MSM. Modul ke: Fakultas Ekonomi Bisnis. Program Studi Manajemen.

Modul 03 HIMPUNAN. Himpunan adalah kumpulan objek-objek yang keanggotaannya didefinisikan dengan jelas.

PERSAMAAN KUADRAT. Persamaan. Sistem Persamaan Linear

03/08/2015. Sistem Bilangan Riil. Simbol-Simbol dalam Matematikaa

1 Preliminaries The Algebra of Sets... 3

DASAR-DASAR ALJABAR MODERN: TEORI GRUP & TEORI RING

Bahan kuliah Matematika Diskrit. Himpunan. Oleh: Didin Astriani P, M.Stat. Fakultas Ilkmu Komputer Universitas Indo Global Mandiri

Induksi Matematika. Metode pembuktian untuk pernyataan perihal bilangan bulat adalah induksi matematik.

MATEMATIKA 1. Pengantar Teori Himpunan

BAHAN AJAR ANALISIS REAL 1 Matematika STKIP Tuanku Tambusai Bangkinang

II. TINJAUAN PUSTAKA. negatifnya. Yang termasuk dalam bilangan cacah yaitu 0,1,2,3,4, sehingga

BAB I PENDAHULUAN. Struktur aljabar merupakan suatu himpunan tidak kosong yang dilengkapi

STRUKTUR ALJABAR 1. Kristiana Wijaya

Keberlakuan Teorema pada Beberapa Struktur Aljabar

Teori himpunan. 2. Simbol baku: dengan menggunakan simbol tertentu yang telah disepakati. Contoh:

METODA PEMBUKTIAN DALAM MATEMATIKA

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

II. TINJAUAN PUSTAKA. Pengkajian pertama, diulas tentang definisi grup yang merupakan bentuk dasar

BAB 2 PERSAMAAN DAN PERTIDAKSAMAAN LINEAR

KLASIFIKASI NEAR-RING Classifications of Near Ring

Oleh: Naning Sutriningsih

Himpunan. Definisi. Himpunan (set) adalah kumpulan objek-objek yang berbeda. Objek di dalam himpunan disebut elemen, unsur, atau anggota.

SISTEM BILANGAN REAL. 1. Sistem Bilangan Real. Terlebih dahulu perhatikan diagram berikut: Bilangan. Bilangan Rasional. Bilangan Irasional

UNIVERSITAS GADJAH MADA. Bahan Ajar:

MODUL DAN KEUJUDAN BASIS PADA MODUL BEBAS

HIMPUNAN. A. Pendahuluan

CHAPTER 5 INDUCTION AND RECURSION

Hasil kali kartesian antara himpunan A dan himpunan B, ditulis AxB adalah semua pasangan terurut (a, b) untuk a A dan b B.

UNIVERSITAS GADJAH MADA. Bahan Ajar:

BAB III HIMPUNAN. 2) Mahasiswa dapat menyebutkan relasi antara dua himpunan. 3) Mahasiswa dapat menentukan hasil operasi dari dua himpunan

Transkripsi:

KONSTRUKSI SISTEM BILANGAN KEVIN MANDIRA LIMANTA 1. Konstruksi Aljabar 1.1. Bilangan Natural. Himpunan bilangan paling primitif adalah bilangan natural N, yang dicacah dengan aturan sebagai berikut: (1) 1 N (2) Jika n N, maka n + 1 N Himpunan bilangan inilah yang kemudian dilambangkan sebagai N = {1, 2, 3,...}. Ketika kita hanya bicara N, kita tidak bicara struktur apapun karena tidak ada interaksi anggota di dalamnya. Yang kita lakukan hanyalah mencacah anggota-anggotanya. Untuk bicara struktur, kita definisikan operasi di N, yaitu operasi tambah: +: N N N (a, b) a + b Operasi tambah ini terdefinisi dengan baik, karena a + b N, a, b N Sistem (N, +) yang kita bangun ini ternyata mulai memunculkan masalah. Persamaan (1) a + x = b, a, b N tidak selalu memiliki jawab di N, sebagai contoh persamaan 2 + x = 1. Kita ingin agar persamaan (1) senantiasa memilik jawab. Untuk itulah kita perlu sistem yang lebih baik, yang memotivasi kita bicara tentang bilangan bulat. 1.2. Bilangan Bulat. Himpunan bilangan bulat, dinotasikan dengan Z adalah himpunan yang didefinisikan sebagai Z = N {0} N, yaitu himpunan yang memuat bilangan natural, nol, dan invers bilangan natural terhadap operasi tambah. Struktur (Z, +) membentuk grup komutatif, karena (1) a + b = b + a, a, b Z (2) (a + b) + c = a + (b + c), a, b, c Z (3) e = 0 Z sehingga a Z, a + 0 = 0 + a = a (4) a Z, b = a Z a + b = b + a = 0 1

2 KEVIN MANDIRA LIMANTA Jika kita definisikan operasi baru di Z, yaitu operasi kali : N N N (a, b) a b kita bisa perluas struktur kita, menjadi (Z, +, ). Terhadap operasi tambah dan kali, Z membentuk gelanggang, karena (1) Terhadap operasi tambah, Z membentuk grup komutatif (2) Terhadap operasi kali, (a) a b = b a, a, b Z (b) (a b) c = a (b c), a, b, c Z (c) 1 0 Z sehingga a 1 = 1 a = a, a Z (3) Terhadap operasi tambah dan kali, (a) a (b + c) = a b + a c, a, b, c Z (b) (a + b) c = a c + b c, a, b, c Z Catatan: Terhadap operasi kali, Z membentuk semigrup. Permasalahan yang muncul setelah ini adalah persamaan (2) ax + b = c, a, b, c Z tidak selalu punya solusi di Z. Kita perlu sistem yang lebih baik lagi dari sekedar Z, sehingga dibangunlah sistem baru, yang nantinya akan dikenal sebagai sistem bilangan rasional. 1.3. Bilangan Rasional. Kita punya himpunan bilangan rasional, Q yang didefinisikan sebagai Definisikan operasi tambah di Q sebagai Q = { p q, p, q Z, q 0} dan operasi kali di Q sebagai +: Q Q Q ( a b, c d ) a b + c d = ad + bc cd : Q Q Q ( a b, c ac ) d bd

KONSTRUKSI SISTEM BILANGAN 3 Perhatikan bahwa operasi tambah di Q berbeda dengan operasi tambah di Z, karena keduanya merupakan pemetaan yang berbeda. Hal yang sama juga berlaku untuk operasi kali. Perhatikan pula bahwa operasi tambah di Q terdefinisi dengan baik, karena untuk sebarang bilangan rasional a, b Q, berlaku a + b Q, begitu pula dengan operasi kali (buktikan!) Struktur aljabar dari Q terhadap operasi tambah dan kali, (Q, +, ) membentuk lapangan, yaitu struktur yang memenuhi (1) (Q, +) membentuk grup komutatif (2) (Q \ {0}, ) membentuk grup komutatif (3) Sifat distributif: (a) a (b + c) = a b + a c, a, b, c Q (b) (a + b) c = a c + b c, a, b, c Q 2. Sifat Kelengkapan Dalam bahasan kali ini, kita akan membicarakan sifat kelengkapan dari bilangan asli, yang kemudian diperluas ke bilangan bulat, rasional, dan bilangan real. Sebelum membahas lebih lanjut mengenai sifat kelengkapan, kita membutuhkan beberapa definisi: Definisi 1. Himpunan A X dikatakan terbatas atas jika terdapat x X sedemikian sehingga a x, a A. Dalam hal ini, x dikatakan batas atas bagi A. Definisi 2. Himpunan A X dikatakan terbatas bawah jika terdapat x X sedemikian sehingga x a, a A. Dalam hal ini, x dikatakan batas bawah bagi A. Definisi 3. Himpunan A X dikatakan terbatas jika A terbatas atas dan terbatas bawah, dengan kata lain, terdapat x X sedemikian sehingga a x. Sifat kelengkapan yang paling sederhana dapat kita temui di bilangan natural, yang dinyatakan dalam Sifat Terurut Rapi (Well-Ordering Property). Sifat Terurut Rapi. Setiap subset tak kosong dari N senantiasa memiliki unsur terkecil. Selain Sifat Terurut Rapi, bilangan natural juga memiliki Prinsip Induksi Matematika, yang banyak digunakan dalam pembuktian pernyataan-pernyataan matematika. Prinsip Induksi Matematika. Misalkan P (n) adalah proposisi yang bergantung pada n. Jika (1) P (1) benar (2) P (n) mengimplikasikan P (n + 1)

4 KEVIN MANDIRA LIMANTA maka P (n) benar n N Sifat Terurut Rapi ini ekivalen dengan Prinsip Induksi Matematika, yang akan dibuktikan di bawah ini. Proposisi 1. Sifat Terurut Rapi ekivalen dengan Prinsip Induksi Matematika. Bukti: = Diberikan Sifat Terurut Rapi. Misalkan P (n) adalah proposisi yang bergantung pada n. Definisikan S := {n N P (n) salah}. Andaikan S, maka berdasarkan Sifat Terurut Rapi, S memiliki unsur terkecil, sebut s. Karena 1 / S maka s > 1, sehingga s 1 / S, karena s unsur terkecil di S. Karena s 1 / S, maka P (s 1) benar, sehingga P (s) benar, berdasarkan premis induksi. Namun ini kontradiksi dengan fakta bahwa s S, sehingga pengandaian bahwa S salah. Jadi S =, sehingga P (n) benar, n N. = Bukti diserahkan ke pembaca sebagai latihan. Setelah masuk ke sistem bilangan bulat, Prinsip Terurut Rapi yang ada di bilangan natural ternyata tidak bisa diterapkan. Sebagai contoh, himpunan A := {x Z x < 2} tidak kosong, namun tidak memiliki elemen terkecil (mengapa?). Untuk mempertahankan Prinsip Terurut Rapi yang semula sudah ada, kita perbaiki premis yang ada, menjadi Proposisi 2. Setiap subset tak kosong yang terbatas di Z senantiasa memiliki unsur terkecil. Untuk bicara tentang sifat kelengkapan di bilangan rasional, kita perlu definisi berikut. Definisi 4. Diberikan A Q himpunan terbatas atas. Unsur x Q dikatakan batas atas terkecil, atau supremum bagi A jika (1) x batas atas bagi A (2) Jika y Q batas atas bagi A, maka x y Dalam hal x supremum bagi A, kita tulis x = sup(a) Definisi 5. Diberikan A Q himpunan terbatas atas. Unsur y Q dikatakan batas bawah terbesar, atau infimum bagi A jika (1) y batas bawah bagi A (2) Jika x Q batas bawah bagi A, maka x y Dalam hal y infimum bagi A, kita tulis y = inf(a) Akan diperlihatkan bahwa Q tidak lengkap, yaitu terdapat A Q yang tidak memiliki supremum. Pandang A = {q Q q > 0, q 2 < 2} dan B = {q Q q > 0, 2 < q 2 < 4} Ambil p B, pandang

KONSTRUKSI SISTEM BILANGAN 5 x = p p2 2 p + 2 = 2p + 2 p + 2 x 2 2 2 = (p + 2) 2 (p2 2) Disimpulkan x B p B. Perhatikan bahwa jika p B, x < p. Dengan cara yang sama, jika p A, dapat disimpulkan x A p A. Setiap unsur di B adalah batas atas bagi A. Karena untuk setiap unsur di B dapat selalu ditemukan unsur yang lebih kecil darinya, A tidak memiliki batas atas terkecil. Faktanya, jika syarat keanggotaan A dan B diubah sehingga A dan B boleh memuat bilangan real, sup(a) ada, yaitu 2. Inilah yang memotivasi diciptakannya bilangan real, dinotasikan R. Bilangan real adalah himpunan yang lengkap, yang dinyatakan dalam Aksioma Kelengkapan (Completeness Axiom). Aksioma Kelengkapan. Setiap subset tak kosong dari R senantiasa memiliki supremum (dan infimum). 3. Lebih Lanjut Tentang Bilangan Real Untuk bicara tentang bilangan real, kita perlu memformalkan beberapa konsep. Konsep pertama mengenai bilangan positif, yang tertuang dalam Aksioma Urutan (Order Axiom). Aksioma Urutan. Diberikan X suatu lapangan. Pandang P X. Jika (1) p P, p / P, (2) p, q P, pq P, (3) Jika p X, tepat satu dari p P, p / P, p = 0, maka P dikatakan kelas positif bagi X. Kita tulis a > b a b P. Pandang suatu lapangan terurut (lapangan yang dilengkapi dengan kelas positif). R adalah lapangan terurut terkecil yang lengkap (memenuhi Aksioma Kelengkapan), dalam artian jika X adalah lapangan terurut lain yang lengkap, R X. Secara intuitif, dengan menuliskan garis bilangannya, R sangatlah padat, tidak ada lubang di dalamnya. Properti ini tidak dimiliki oleh Q, Z, dan N. Perluasan lapangan Q tidak akan menghasilkan R, dan harus dilakukan dengan cara lain. Sekurangkurangnya ada dua metode yang terkenal untuk mengonstruksi bilangan real, yaitu

6 KEVIN MANDIRA LIMANTA Potongan Dedekind (Dedekind Cut) dan Barisan Cauchy. Konstruksi bilangan real ini tidak akan dibahas disini.