BAB 2. BILANGAN REAL

dokumen-dokumen yang mirip
BAHAN AJAR ANALISIS REAL 1. DOSEN PENGAMPU RINA AGUSTINA, S. Pd., M. Pd. NIDN

Oleh: Naning Sutriningsih

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

BAB II DASAR TEORI. Di dalam BAB II ini akan dibahas materi yang menjadi dasar teori pada

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

1 Preliminaries The Algebra of Sets... 3

SISTEM BILANGAN REAL

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

Sistem Bilangan Real

KONSTRUKSI SISTEM BILANGAN

5. Sifat Kelengkapan Bilangan Real

Diktat Kuliah. Oleh:

1 SISTEM BILANGAN REAL

Aljabar Boole. Meliputi : Boole. Boole. 1. Definisi Aljabar Boole 2. Prinsip Dualitas dalam Aljabar

STRUKTUR ALJABAR: RING

BAGIAN PERTAMA. Bilangan Real, Barisan, Deret

PENGERTIAN RING. A. Pendahuluan

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

UNIVERSITAS GADJAH MADA. Bahan Ajar:

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

MA3231. Pengantar Analisis Real. Hendra Gunawan, Ph.D. Semester II, Tahun

Relasi, Fungsi, dan Transformasi

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

BAB 1. PENDAHULUAN. Bab ini akan membahas sekilas mengenai konsep-konsep yang berkaitan dengan himpunan dan fungsi.

0,1,2,3,4. (e) Perhatikan jawabmu pada (a) (d). Tuliskan kembali sifat-sifat yang kamu temukan dalam. 5. a b c d

BAHAN AJAR ANALISIS REAL 1 Matematika STKIP Tuanku Tambusai Bangkinang

KLASIFIKASI NEAR-RING Classifications of Near Ring

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

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

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

MA5032 ANALISIS REAL

DASAR-DASAR ALJABAR MODERN: TEORI GRUP & TEORI RING

ANALISIS REAL 1 SUMANANG MUHTAR GOZALI KBK ANALISIS

SISTEM BILANGAN REAL

VARIABEL KOMPLEKS SUMANANG MUHTAR GOZALI KBK ALJABAR & ANALISIS

MA5031 Analisis Real Lanjut Semester I, Tahun 2015/2016. Hendra Gunawan

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

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

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

SISTEM BILANGAN BULAT

F. RANCANGAN KEGIATAN BELAJAR MENGAJAR

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

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

Pengantar : Induksi Matematika

Himpunan dan Sistem Bilangan Real

PERSAMAAN KUADRAT. Persamaan. Sistem Persamaan Linear

TUGAS ANALISIS REAL OLEH KELOMPOK V KELAS VI A MATEMATIKA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM IKIP MATARAM

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

Pengantar Analisis Real

Himpunan dan Fungsi. Modul 1 PENDAHULUAN

Materi Ke_2 (dua) Himpunan

Konsep Dasar. Modul 1 PENDAHULUAN

TEOREMA VIETA DAN JUMLAH NEWTON. 1. Pengenalan

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Permasalahan

II. LANDASAN TEORI. Pada bagian ini akan dikaji konsep operasi biner dan ring yang akan digunakan

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

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

1 SISTEM BILANGAN REAL

PENGANTAR ANALISIS FUNGSIONAL

1 SISTEM BILANGAN REAL

MA3231. Pengantar Analisis Real. Hendra Gunawan, Ph.D. Semester II, Tahun

SOAL DAN PENYELESAIAN RING

BAB 3 STRUKTUR ALJABAR DAN CONTOH

Muhafzan FUNGSI KONTINU. Muhafzan, Ph.D

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

2. Suku-suku sejenis Suku-suku sejenis adalah suku-suku yang mempunyai variabel dan bilangan pangkat dari variabel tersebut sama.

SEMINAR NASIONAL BASIC SCIENCE II

II. LANDASAN TEORI ( ) =

UNIVERSITAS GADJAH MADA. Bahan Ajar:

PENGANTAR TOPOLOGI. Dosen Pengampu: Siti Julaeha, M.Si EDISI PERTAMA UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG 2015

UNIVERSITAS GADJAH MADA. Bahan Ajar:

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

BAB III INTEGRAL LEBESGUE. Pada bab sebelumnya telah disebutkan bahwa ruang dibangun oleh

Menyelesaikan Persamaan Kuadrat. 3. Rumus ABC ax² + bx + c = 0 X1,2 = ( [-b ± (b²-4ac)]/2a. Kemungkinan Jenis Akar Ditinjau Dari Nilai Diskriminan

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga SIFAT JARAK PADA RUANG METRIK SKRIPSI SITI MAISYAROH

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

(Departemen Matematika FMIPA-IPB) Matriks Bogor, / 66

Modul ke: Matematika Ekonomi. Himpunan dan Bilangan. Bahan Ajar dan E-learning

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

BAB IV PERTIDAKSAMAAN. 1. Pertidaksamaan Kuadrat 2. Pertidaksamaan Bentuk Pecahan 3. Pertidaksamaan Bentuk Akar 4. Pertidaksamaan Nilai Mutlak

MATERI ALJABAR LINEAR LANJUT RUANG VEKTOR

MATHunesa Jurnal Ilmiah Matematika Volume 3 No.6 Tahun 2017 ISSN

STRUKTUR ALJABAR: GRUP

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

SOAL. Pada himpunan bilangan real, selidiki apakah merupakan grup terhadap operasi yang didefinisikan sebagai berikut: PEMBAHASAN

II. TINJAUAN PUSTAKA. modul yang akan digunakan dalam pembahasan hasil penelitian.

RUANG FAKTOR. Oleh : Muhammad Kukuh

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

Pengantar Vektor. Besaran. Vektor (Mempunyai Arah) Skalar (Tidak mempunyai arah)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB 1 OPERASI PADA HIMPUNAN BAHAN AJAR STRUKTUR ALJABAR, BY FADLI

Bab1. Sistem Bilangan

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

Sifat Barisan Subhimpunan Tutup di Ruang Metrik yang Completion-nya adalah Ruang Atsuji

UNIVERSITAS GADJAH MADA. Bahan Ajar: DAERAH IDEAL UTAMA DAN DAERAH EUCLID

Mata Pelajaran Wajib. Disusun Oleh: Ngapiningsih

Keterbagian Pada Bilangan Bulat

II. M A T R I K S ... A... Contoh II.1 : Macam-macam ukuran matriks 2 A. 1 3 Matrik A berukuran 3 x 1. Matriks B berukuran 1 x 3

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

PENGANTAR GRUP. Yus Mochamad Cholily Jurusan Pendidikan Matematika Universitas Muhammadiyah Malang

Transkripsi:

7 BAB BILANGAN REAL Bab ini akan membahas sifat-sifat aljabar, terurut dan kelengkapan dari bilangan real Sifat-sifat Aljabar dari R Operasi pada himpunan S adalah suatu fungsi Untuk sembarang a,bs, kita tulis ab untuk (a,b) : S x S S (a,b) (a,b) Misal adalah operasi pada hmpunan S S dikatakan tertutup di bawah operasi jika a,b S, ab S Grup adalah suatu pasangan terurut (S, ) dengan S adalah himpunan dan adalah operasi pada S yang memenuhi: (i) asosiatif (ii) memiliki unsur identitas (iii) ada unsur invers R dengan operasi + bersifat : (i) asosiatif (R, +) (ii) 0R, ar, a+0 = 0+a = a (iii) ar, (-a)r, a+(-a) = (-a)+a = 0 (iv) komutatif R {0} dengan operasi bersifat : (i) asosiatif (R {0}, x) (ii) R, ar, ax = xa = a (iii) ar, (/a)r, ax(/a) = (/a)xa = (iv) komutatif (R, +, x) bersifat : distributif, ax(b+c) = (axb) + (axc), a,b,c R Himpunan-himpunan yang memenuhi sifat-sifat di atas disebut field Field adalah triple (F, +, x) sedemikian sehingga (F, +) adalah suatu grup abelian (identitasnya 0) dan (F {0}, x) juga suatu grup abelian, dan memenuhi sifat distributif ax(b+c) = (axb) + (axc), a,b,c F

8 R dengan operasi + dan x adalah field Selain R ada field-field yang lain yaitu C, dan Q Teorema (a) Jika z,a R dan z+a = a, maka z = 0 Bukti a + (-a) = 0 (z+a) + (-a) = 0 z + (a + (-a)) = 0 z + 0 = 0 z = 0 (b) Jika u,br dan b0 dan ub=b, maka u= Bukti b ( b ) = (ub) ( b ) = u (b b ) = u = u = Teorema (a) Jika a,br, a+b = 0, maka b = -a Bukti -a +0 = -a -a + (a+b) = -a (-a+a) + b = -a 0 + b = -a b = -a (b) Jika a 0 dan b R sehingga ab =, maka b = /a (/a) = /a (/a) ab = /a ((/a)a) b = /a b = /a b = /a

Teorema 3,b R Misal a, maka (i) persamaan a x b mempunyai selesaian tunggal x a b (ii) Jika a 0, maka persamaan ax b mempunyai selesaian tunggal x b a 9 Teorema 4 Jika a R, maka (i) a 0 0 (ii) a a (iii) a a (iv) Teorema 5 Misal a,b,c R a (i) jika a 0, maka 0 dan a a (ii) jika ab a c dan a 0, maka b c (iii) jika a b 0, maka a 0 atau b 0 Operasi kurang didefinisikan dengan a b a b Operasi bagi didefinisikan dengan a a b b

30 Bilangan Rasional Teorema 6 Tidak ada bilangan rasional r yang memenuhi r Contoh Jika a R dengan aa a, maka a 0 atau a Karena a a dan aa a, maka aa a Jika a 0, berdasarkan teorema 6, maka a Jika a 0, maka 00 = 0 benar Jadi, a 0 atau a Latihan Buktikan Teorema 4 Jika, kan bahwa: (a) (c) (d) (b) 3 Jika yang memenuhi Buktikan bahwa atau Sifat Terurut dari R Definisi 7 Ada subset P dari R yang tak kosong, yang disebut himpunan bilangan real positif kuat, yang memenuhi sifat-sifat (i) a,b P a + b P (ii) a,b P a x b P (iii) ar tepat satu memenuhi hal-hal berikut: ap, a=0, -ap Definisi Jika ap, kita namakan bilangan real positif kuat, dan ditulis a>0 Jika ap atau a=0, kita namakan bilangan real positif, dan ditulis a0

3 Jika -ap, kita namakan bilangan real negatif kuat, dan ditulis a<0 Jika -ap atau a=0, kita namakan bilangan real negatif, dan ditulis a0 Definisi 3 Misalkan a,br (i) a b P a > b atau b < a (ii) a b P {0} a b atau b a Teorema 7 Misalkan a,b,c R (a) Jika a>b dan b>c, maka a>c Karena a>b dan b>c, maka a-b P dan b-c P Sehingga (a-b) + (b-c) = a-c P Ini berarti a>c (b) Hanya satu memenuhi hal berikut a>b, a = 0, a<b Berdasarkan sifat terurut dari R, maka hanya satu dari hal-hal berikut yang dipenuhi yaitu a-bp, a-b = 0, -(a-b) = b-a P Ini berarti hanya tepat satu memenuhi a>b, a = 0, a<b (c) Jika a b dan b a, maka a = b Andaikan a b, maka a > b atau b > a Jika a > b, hal ini bertentangan dengan b a Jika b > a, hal ini bertentangan dengan a b Jadi, pengandaian salah Ter a = b Teorema 8 (a) Jika ar dan a 0, maka a > 0 (b) > 0

3 (c) Jika nn, maka n>0 Teorema 9 Misal a, b, c, d R (a) a>b a+c > b+c (b) a>b dan c>d a+c > b+d (c) a>b dan c>0 ac > bc a>b dan c<0 ac < bc (d) a>0 /a > 0 a<0 /a < 0 Bukti Misal P = {x x>0} (a) Karena a>b maka a b P Sehingga (a+c) (b+c) = a b P Jadi, a+c > b+c (b) Karena a>b dan c>d, maka a b, c d P Sehingga (a+c) (b+d) = (a b) + (c d) P Jadi, a+c > b+d (c) Karena a>b dan c>0, maka a b, c 0 = c P Sehingga (ac bc) = c(a b) P Jadi, ac > bc Jika c < 0, maka c P Sehingga (bc ac) = (-c)(a b) P Jadi, ac < bc (d) Karena a > 0, maka a 0 Sehingga /a 0 Berdasarkan sifat Trichotomy maka /a > 0 atau /a < 0 Misalkan /a < 0, maka berdasarkan Teorema 6 (c) berlaku a(/a) = < 0 (kontradiksi) Hal ini berarti tidak mungkin /a < 0 Jadi, /a > 0 Hal yang serupa untuk a < 0 Karena a < 0, maka a 0

33 Sehingga /a 0 Berdasarkan sifat Trichotomy maka /a > 0 atau /a < 0 Misalkan /a > 0, maka berdasarkan Teorema 6 (c) berlaku a(/a) = < 0 (kontradiksi) Hal ini berarti tidak mungkin /a > 0 Jadi, /a < 0 Teorema 0 a, b R, a > b a > (a+b) > b Karena a > b maka a = a + a > a + b dan a + b > b + b = b Berdasarkan Teorema 4 (a), maka a > a+b > b Karena > 0, maka > 0 Sehingga (a) > (a+b) > (b) a > (a+b) > b Corollary a R, a > 0 a > a > 0 Berdasarkan Teorema 7 dengan b = 0, maka a > a > 0 Teorema a R, 0 a <, >0 a = 0 Misalkan a > 0 Berdasarkan Corollary 8, maka a > a > 0 Pilih 0 = a>0 Maka a > 0 Hal ini bertentangan dengan a <, >0 Haruslah a = 0 Teorema ab > 0 (i) a>0 dan b>0, atau (ii) a<0 dan b<0

34 Karena ab > 0, maka a0 dan b0 Berdasarkan sifat Trichotomy, maka a>0 atau a<0 Jika a>0, berdasarkan Teorema 6 (d), maka a > 0 Sehingga b = b = (a a ) b = a (ab) > 0 Jika a<0, berdasarkan Teorema 6 (d), maka a < 0 Sehingga b = b = (a a ) b = a (ab) < 0 Corollary ab < 0 (i) a<0 dan b>0, atau (ii) a>0 dan b<0 Contoh Cari semua bilangan real x sehingga (a) x > 3x + 4 Jawab Karena x > 3x + 4, maka x - 3x - 4 > 0 (x 4)(x+) >0 Sehingga (i) x 4>0 dan x+>0 Ini berarti x>4 dan x>- Jadi, x>4 Atau, (ii) x 4<0 dan x+<0 Ini berarti x<4 dan x<- Jadi, x<- Jadi, A = {x x > 3x + 4} = {x x>4 atau x<-} (b) < x < 4 Karena < x < 4, maka < x dan x < 4 (i) Karena < x, maka (x+)(x-) > 0 Sehingga - x+>0 dan x->0 Ini berarti x >- dan x > Jadi, x > Atau, - x+< 0 dan x-< 0 Ini berarti x < - dan x < Jadi, x < - Jadi, semua x yang memenuhi < x adalah x > atau x < - (ii) Karena x < 4, maka (x+)(x-) < 0 Sehingga

- x+ > 0 dan x- < 0 Ini berarti x > - dan x < Jadi, - < x < - x+ < 0 dan x- > 0 Ini berarti x < - dan x > Karena tidak mungkin x < - dan x >, maka tidak ada x yang memenuhi x+ < 0 dan x- > 0 Jadi semua x yang memenuhi x < 4 adalah - < x < Jadi, B = {x < x < 4} = {x x > atau x < -}dan {x - < x < } = {x - < x < atau < x < } 35 Contoh 3 a < b dan c < d ad + bc < ac+bd Misal P = {x x > 0} Karena a < b dan c < d maka b a, d c P Sehingga (ac+bd) (ad+bc) = (b a)(d c) P Ini berarti ad + bc < ac+bd Contoh 4 Misalkan a,br dan untuk setiap >0, berlaku a - < b Tunjukkan a b Andaikan a > b Pilih 0 = a b, maka a - 0 = a (a b) = b < b (kontradiksi) Jadi, a b Latihan Misalkan dan Buktikan bahwa Misalkan Tunjukkan bahwa dan 3 Misalkan Tunjukkan bahwa

36 4 Cari semua nilai x yang memenuhi pertidaksamaan berikut (a) (b) (c) (d) 5 Misalkan dan untuk setiap berlaku Buktikan bahwa 3 Nilai Mutlak Definisi 4 a,a 0 a, dengan a R a,a 0 Teorema 3 (a) a a,untuk semua a R Jika a = 0, maka -0 = 0 = 0 Jika a > 0, maka a < 0 Sehingga a ( a ) a a Jika a < 0, maka a > 0 Sehingga a a a (b) ab a b, untuk semua a,b R Jika a = 0 atau b = 0, maka ab dan a b sama dengan 0 Jika a > 0 dan b > 0, maka ab > 0 Sehingga ab ab a b Jika a < 0 dan b < 0, maka ab > 0 Sehingga ab ab ( a )( b ) a b Jika a > 0 dan b < 0, maka ab < 0 Sehingga ab ab a( b ) a b Jika a < 0 dan b > 0, maka ab < 0 Sehingga

37 ab ab a(b ) a b (c) jika c 0,maka a c, jika dan hanya jika - c a c Misalkan c>0 () Karena a c, maka a c dan a c Kita tahu bahwa a c ekuivalen dengan c a Karena c a dan a c, maka c a c () Jika c a c, maka c a dan a c Sehingga a c (d) a a a, untuk semua a R Ganti c = a pada c akan diperoleh a a a Ketidaksamaan Segitiga Untuk sembarang a, b R, berlaku Karena maka Jadi, a b a b a a a dan b b b, a b a b a b a b a b a b a b a b Corollary 3 Untuk sembarang a, b R, berlaku (a) a b a b Karena a a b b a b b, maka a b a b Karena b b a a b a a, maka

38 b a b a a b a b dan a b a b, diperoleh Sehingga dari a b a b a b a b (b) a b a b Ganti b dengan b pada ketidaksamaan segitiga diperoleh a b a b a b Contoh 4 Cari semua x R yang memenuhi pertidaksamaan berikut 5(a) 4x 5 3 Karena 4x 5 3, maka 3 4x 5 3 3 5 4x 5 5 3 5 8 4x 8 4 8 x 4 4 8 4 x 4 8 Jadi, A = 4x 5 3 x x 8 5(c) x x Cara I x (i) Jika x, maka x x 0 Ini berarti tidak ada x yang memenuhi pertidaksamaan (ii) Jika x, maka 4

39 x x x x 0 Ini berarti untuk semua x memenuhi pertidaksamaan (iii) Jika x, maka x x x x x 0 x 0 Ini berarti x 0 memenui pertidaksamaan Jadi, B = x x x x 0 x Contoh 5 Tunjukkan bahwa x a a x a () Karena x a, maka x a a x a a a a x a () Karena a x a, maka a a x a a a x a x a Contoh 6 x 3 Misal x f x, untuk setiap x 3 x Cari konstanta M>0 sehingga f x M, untuk setiap x 3 Karena x 3x x 3 x dan x 3, maka x 3x 3 3 3 8 Karena x x dan x, maka

40 x 3 Sehingga x 3 8 x f x x 3 8 Pilih M = >0, maka 3 x f M, untuk setiap x 3 Latihan 3 Misalkan Tunjukkan bahwa jika dan hanya jika Misalkan dengan Buktikan bahwa jika, maka 3 Carilah semua yang memenuhi pertidaksamaan berikut (a) (b) 4 Lingkungan Definisi 5 Misalkan ar (i) Untuk suatu >0, lingkungan- dari a adalah himpunan V (a) = {xr x a < } V (a) ( ) a- a a+

4 (ii) Suatu lingkungan dari a adalah sembarang himpunan yang memuat lingkungan- dari a, untuk suatu > 0 Teorema 4 Misalkan a R Jika x R sehingga x anggota setiap lingkungan dari a, maka x =a Karena x V a untuk setiap 0, maka x a untuk setiap 0 Berdasarkan Teorema 9, maka x a 0 Jadi x a Contoh 7 Tunjukkan bahwa jika U dan V adalah lingkungan ar, maka juga lingkungan dari a Karena U lingkungan maka ada, > 0 sehingga U a Sehingga a U av a U V U Ini berarti U V juga lingkungan dari a Tentukan 4 min, a U av a V4 Maka Karena U av a U V, maka V a U V Ini berarti Contoh 8 U V juga lingkungan dari a Periksa apakah I x 0 x lingkungan dari 0 (a) (b) x 0 x U lingkungan dari 3 (a) I bukan lingkungan dari 0 karena untuk sembarang 0, V 0 x x I 0 4 (b) U lingkungan dari, karena ada 0, sehingga 0 x x x x V U 4 4 4 3 U V dan U V U dan V a V

4 Latihan 4 Misalkan, dan Buktikan bahwa dan adalah lingkungan- untuk suatu yang sesuai Buktikan bahwa jika dengan, maka ada lingkungan U dari a dan lingkungan V dari b sedemikian sehingga 5 Sifat Kelengkapan dari R Supremum dan Infimum Sifat kelengkapan bilangan Real berkaitan dengan konsep supremum dan infimum Definisi 6 Misal S R (i) u R dikatakan batas atas jika memenuhi s S s u (ii) w R dikatakan batas bawah jika memenuhi s S w s Batas atas terkecil disebut supremum Batas bawah terbesar disebut infimum Definisi 7 Misal S R (a) (b) p R disebut supremum jika memenuhi (i) (ii) s p, s S (p batas atas) s u, s S p u q R disebut infimum jika memenuhi

43 (i) (ii) q s, s S (q batas bawah) w s, s S w q Catatan Jika p supremeum dari S dan q infimum dari S maka p dan q tunggal Akan ditunjukkan bahwa supremum p tunggal Bukti Andaikan ada supremum yang lain, sebutlah m Karena m supremum dan p batas atas maka m p Karena p supremum dan m batas atas maka Sehingga, m = p p m Lemma Suatu batas atas u dikatakan supremum dari S (sup S) 0, s S sehingga u s S ( ) () Misalkan v batas atas yang lain dari S Akan ditunjukkan u v Andaikan u v, maka u v 0 Pilih u v 0 Maka ada s S sehingga u u (u v ) v s Hal ini bertentangan dengan v adalah batas atas dari S Jadi, pengandaian u v salah Haruslah u v () Misalkan u sup S ada s sehingga < s Misal pula diberikan sembarang 0 Karena u u, maka u bukan batas atas dari S Sehingga ada anggota dari S, sebutlah s S yang melebihi u

44 Atau, u s Contoh 9 Misalkan S x 0 x Tunjukkan bahwa sup S = batas atas karena s, s S Karena S, maka sembarang batas atas v dari S akan memenuhi < v Jadi, sup S = Contoh 0 Misalkan A x 0 x Tunjukkan bahwa sup A = batas atas karena s, s A Misal diberikan sembarang 0 dengan (i) 0 atau (ii) (i) Maka dapat dipilih Sehingga u s Jadi, sup A = (ii) s A Sifat Supremum dari R Setiap himpunan bagian tak kosong dari R yang terbatas di atas mempunyai supremum Atau dengan kata lain, A R A sup A ada A terbatas di atas Hal yang sama dengan Sifat Infimum dari R Setiap himpunan bagian tak kosong dari R yang terbatas di bawah mempunyai infimum Misal S adalah himpunan bagian tak kosong dari R dan S terbatas di atas dan misal pula a R Didefinisikan

45 Maka a S a s s S sup(a+s) = a + sup S Misalkan sup S = u, maka x u, x S, a x a u Ini berarti a+u adalah batas atas untuk a+s Misalkan pula v adalah batas atas yang lain untuk a+s Maka a x v, x S x v a Ini berarti v a batas atas untuk S Karena u = sup S, maka u v a u a v Jadi, u+a = sup(a+s) Contoh Misal x 0 x S Tentukan sup(+s) sup(+s) = + sup S = + = 3 Misalkan D R, dan fungsi f D f x x D gd g x x D adalah himpunan-himpunan terbatas di R Maka f x g x, x D sup f D sup (i) gd (ii) f x gy, x,y D sup f D inf gd

46 g(d) f(d) g f g(d) f(d) g f D D f x gx, x D f x gy, x,y D (i) Misal sup g(d) = t, maka x t, x gd, atau gx t, x D Karena f x gx, x D, maka f x t Jadi, t batas atas dari f(d) Sehingga, sup f D t Jadi, f D sup gd sup (ii) Untuk memkan f D inf gd f x gy, x D Ini berarti g(y) adalah batas atas dari f(d) sup f D g y Sehingga Karena f x gy, x D f D gy, y D sup, pertama misalkan y tetap Maka berlaku untuk sembarang y D Maka sup Ini berarti sup f(d) adalah batas bawah dari g(d) Sehingga sup f D inf g D Contoh Misalkan S himpunan terbatas di R dan S 0 S, S0 Tunjukkan bahwa inf S inf S0 sup S0 sup S Karena inf S0 sup S0 maka untuk memkan pernyataan di atas cukup dengan menunjukkan (a) inf S inf S0 (b) sup S 0 sup S

47 (a) Akan ditujukkan inf S inf S0 Misalkan inf S = t, maka t x, x S Karena S0 S, maka t x, x S0 Ini berarti t batas bawah dari S 0 Karena S S R,, dan S 0 terbatas di bawah, maka inf S 0 ada 0 S0 Sehingga t inf S0 Jadi, inf S inf S0 (b) Akan ditujukkan sup S 0 sup S Misalkan sup S = m, maka x m, x S Karena S0 S, maka x m, x S0 Ini berarti m batas atas dari S 0 Karena S S R,, dan S 0 terbatas di atas, maka sup S 0 ada 0 S0 Sehingga sup S m Jadi, sup S 0 sup S 0 Sifat Archimedes x R n sehingga x x n x (himpunan bilangan asli tidak terbatas) Andaikan N terbatas Karean N dan N R, dan N terbatas maka sup N ada, sebutlah u Pilih, maka m N sehingga u m u m Karena m N, maka u m bertentangan dengan u adalah sup N Jadi, pengandaian salah Ter N tidak terbatas Corollarry 4 Misalkan y dan z adalah bilangan real positif kuat Maka (a) n N sehingga z ny (b) n N sehingga 0 n y (c) n N sehingga n z n

48 (a) Karena y dan z adalah bilangan real positif kuat maka Berdasarkan sifat Archimedes, maka z y n z ny n N sehingga z R y (b) Pilih z = pada Corollary (a), maka Karena n N, maka 0 n y n N sehingga ny (c) Sifat Archimedes menjamin bahwa m N z m dari N adalah tidak kosong Berdasarkan sifat terurut baik dari N, maka m N z m mempunyai unsur terkecil, sebutlah n Maka n z n Teorema Density x,y R, x y r Q sehingga x r y (di antara dua bilangan real, ada bilangan rasional) Tanpa mengurangi sifat keumumanya, misalkan x > 0 Karena yx 0 x y dengan x, y R, maka R Berdasarkan sifat Archimedes, maka yx n ny nx ny nx n N sehingga Dengan menggunakan Corollary 48(c) untuk nx 0, maka m N sehingga m nx m Ini berarti m nx Sehingga nx m nx ny Ini berarti nx m ny Tulis m m x m n r Q y

49 Maka x r y Corollary 5 x,y R, x y z I sehingga x z y (di antara dua bilangan real, ada bilangan irasional) Karena x, y R dengan x y, maka R dengan Berdasarkan Teorema Density, maka r Q sehingga x x r r y y Tulis r z I Maka x z y x, y y x Latihan 5 Misalkan Tentukan sup A dan kan Misalkan Tentukan sup A dan kan 3 Misalkan adalah himpnan tak kosong, subset dari, dan terbatas di bawah Buktikan bahwa 6 Titik Cluster (Cluster Point) Definisi 8 Suatu titik x R dikatakan titik cluster dari subset S R, jika setiap lingkungan- dari x, x x, x V memuat paling sedikit satu titik dari S yang berbeda dengan x Atau Suatu titik x R dikatakan titik cluster dari subset S R jika Suatu titik x S \ 0,V x x R dikatakan bukan titik cluster dari subset S R jika x S \ 0,V x

50 S x x+ ( ( ) ) x ada ys, y x Contoh 3 Misalkan 5, 6 0 S dan S n N, n a Apakah 5 titik cluster dari S? Bukan Ada 0 5 \ sehingga 4, 5 S 5 V / b Apakah 00 titik cluster dari S? Bukan 000 Ada 0 sehingga, S V / 000 00 00 000 00 000 \ c Apakah 0 titik cluster dari S? Ya Misal diberikan sembarang 0 Maka berdasarkan Corollary 48(b), V 0, memuat S Ini berarti Sehingga 0 S \ V 0 00 m N sehingga 0 m Jadi, 0 adalah titik cluster dari S 7 Himpunan Terbuka (Open Set) dan Tertutup (Closed Set) di R Definisi 9 (i) Suatu subset G dari R adalah terbuka di R jika untuk setiap x G, ada lingkungan V dari x sehingga V G Atau G terbuka x G, 0 sehingga x,x G (ii) Suatu subset F dari R dikatakan tertutup di R jika R\F terbuka di R m Contoh 4

a Buktikan bahwa sembarang selang terbuka I = (a,b) adalah himpunan terbuka Misal diberikan sembarang x I, maka a x b min x a,b x > 0 Pilih Akan ditunjukkan V x I Misalkan u V x y x y x maka x u x Ada dua kemungkinan: (i) jika x a, maka x a b x Sehingga x b a x ba 5 ba a b a ( x a ) x x u x x a x x a Jadi, a u b Dengan kata lain u I (ii) jika b x, maka x a b x x b a x ba Sehingga b a b x b (b x ) x x u x b x x b a Jadi, a u b Dengan kata lain u I Jadi, V x I Kesimpulan, I = (a,b) adalah himpunan terbuka b Tunjukkan bahwa himpunan I = [0,] tidak terbuka Pilih 0 I Misal diberikan sembarang 0 Akan ditunjukkan V 0 x x I Pilih 0 V, maka I Jadi, V I 0 Kesimpulan, I = [0,] tidak terbuka c Buktikan bahwa I = [0,] tertutup

5 Karena R \ I = (0,) adalah himpunan terbuka di R maka I tertutup di R d Buktikan bahwa x 0 x H tidak terbuka juga tidak tertutup Akan ditunjukkan H tidak terbuka Karena ada 0 I sehingga untuk setiap 0 tidak terbuka di R Akan ditunjukkan H tidak tertutup Andaikan H tertutup, maka H terbuka di R Hal ini bertentangan dengan H tidak terbuka Jadi, haruslah H tidak tertutup berlaku V H 0, maka H Sifat Himpunan Terbuka (a) Gabungan dari sembarang koleksi dari himpunan-himpunan terbuka adalah terbuka (b) Irisan dari koleksi finite dari himpunan-himpunan terbuka adalah terbuka Bukti (a) Misalkan G G G R i i i tebuka, adalah sembarang koleksi dari himpunan-himpunan terbuka di R Misal diberikan sembarnag x G, maka x adalah anggota salah satu dari G i, sebutlah G Karena G terbuka, maka 0 V x G Karena, maka V x G G G sehingga Jadi, G adalah himpunan terbuka di R (b) Misalkan G G G Gn untuk suatu N n adalah irisan dari koleksi finite dari himpunan-himpunan terbuka di R Misal diberikan sembarang x G, maka x G, x G,, dan x Gn Karena G terbuka, maka 0 Karena G terbuka, maka 0 V x G sehingga V x G sehingga Dan seterusnya sampai G n terbuka, maka 0 Pilih,,, Maka V min n > 0 n sehingga x Gn x G dan V x G, dan, dan V x Gn V n

53 Jadi, V x G G G G n Jadi, G adalah himpunan terbuka di R DAFTAR PUSTAKA Bartle, R G & Sherbert, DR (98) Introduction to Real Analysis New York: John Willey & Sons, Inc Bruckner, T (008) Elementary Real Analysis, nd Editions New York: Prentice Hall Trench, W F (003) Introduction to Real Analysis San Antonio: Pearson Education