104584852-materi-kuliah-matematika-ekonomi.pdf

95
1 BAGIAN 1 Diskripsi Mata Kuliah Memberikan gambaran dan dasar-dasar pengertian serta pola pikir yang logis sehubungan dengan barisan dan deret bilangan yang tersusun secara teratur dengan perubahan-perubahannya yang tertentu. Selanjutnya memberikan tuntunan dalam menggunakan rumus-rumus yang telah diperoleh untuk menghitung nilai-nilai yang ingin diketahui dari baris dan deret yang ada, seperti menghitung kesamaan suatu nilai dari dua beris atau deret yang diketahui, mencari perubahan dari suatu baris atau suatu deret. Tutjuan Khusus Menerapkan pengetahuan tentang baris dan deret tersebut dalam menghitung perasalahan-perasalahan bisnis dan ekonomi di antaranya masalah perkembangan usaha sejauh mana pertumbuhannya yang konstan dari waktu ke waktu, masalah nilai uang dalam hal pinjam-meminjam, investasi jangkan panjang yang dihubungkan dengan tingkat suku bunga yang diasumsikan tetap dari waktu ke waktu, dan menghitung pertumbuhan penduduk di suatu daerah serta jumlah penduduknya pada suatu waktu tertentu. A. TEORI BARIS DAN DERET 1. Pengertian Baris Baris yang dimaksud adalah bilangan yang tersusun secara teratur dengan suatu pola perubahan tertentu dari satu suku ke suku berikutnya. Penggolongan baris dapat didasarkan pada : Jumlah suku yang membentuknya, dibedakan menjadi : 1. Baris berhingga 2. Baris tak berhingga Pola perubahannya, sehingga dibedakan menjadi 1. Baris Hitung 2. Baris Ukur 3. Baris Harmoni 2. Baris Hitung Baris hitung yaitu baris bilangan di mana pola perubahan dari satu suku ke suku berikutnya besarnya tetap dan pola perubahan tersebut dapat diperoleh dari selisih antara sutu suku ke suku sebelumnya. Contoh : 2, 4, 6, 8, 10, 12 ......................S n S 1 (suku pertama) = 2 S 1 = a = 2 S 2 (suku kedua) = 4 S 2 = a + b = 2 + 2 = 4 S 3 (suku ketiga) = 6 S 3 = a + 2b = 2 + (2)2 = 6 S 4 (suku keempat) = 8 S 4 = a + 3b = 2 + (3)2 = 8 S n (suku ke n) Maka untuk suku ke n di peroleh rumus : S n = a + ( n 1 ) b. Dimana a = suku pertama, b = pembeda dan n = suku ke n Contoh soal : Diberikan suku ke tiga dan suku ke tujuh masing-masing sebesar 150 dan 170. Carilah suku ke sepuluhnya dari baris hitung tersebut. KONSEP DASAR TEORI BARIS DAN DERET SERTA PENGGUNAANNYA DALAM BISNIS DAN EKONOMI

Upload: eldestof-threebrothers

Post on 22-Oct-2015

231 views

Category:

Documents


15 download

DESCRIPTION

Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

TRANSCRIPT

Page 1: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

1

BAGIAN 1

Diskripsi Mata Kuliah

Memberikan gambaran dan dasar-dasar pengertian serta pola pikir yang logis sehubungan dengan

barisan dan deret bilangan yang tersusun secara teratur dengan perubahan-perubahannya yang tertentu.

Selanjutnya memberikan tuntunan dalam menggunakan rumus-rumus yang telah diperoleh untuk

menghitung nilai-nilai yang ingin diketahui dari baris dan deret yang ada, seperti menghitung

kesamaan suatu nilai dari dua beris atau deret yang diketahui, mencari perubahan dari suatu baris atau

suatu deret.

Tutjuan Khusus

Menerapkan pengetahuan tentang baris dan deret tersebut dalam menghitung perasalahan-perasalahan

bisnis dan ekonomi di antaranya masalah perkembangan usaha sejauh mana pertumbuhannya yang

konstan dari waktu ke waktu, masalah nilai uang dalam hal pinjam-meminjam, investasi jangkan

panjang yang dihubungkan dengan tingkat suku bunga yang diasumsikan tetap dari waktu ke waktu,

dan menghitung pertumbuhan penduduk di suatu daerah serta jumlah penduduknya pada suatu waktu

tertentu.

A. TEORI BARIS DAN DERET

1. Pengertian Baris

Baris yang dimaksud adalah bilangan yang tersusun secara teratur dengan suatu pola perubahan

tertentu dari satu suku ke suku berikutnya.

Penggolongan baris dapat didasarkan pada :

Jumlah suku yang membentuknya, dibedakan menjadi :

1. Baris berhingga

2. Baris tak berhingga

Pola perubahannya, sehingga dibedakan menjadi

1. Baris Hitung

2. Baris Ukur

3. Baris Harmoni

2. Baris Hitung

Baris hitung yaitu baris bilangan di mana pola perubahan dari satu suku ke suku berikutnya besarnya

tetap dan pola perubahan tersebut dapat diperoleh dari selisih antara sutu suku ke suku sebelumnya.

Contoh :

2, 4, 6, 8, 10, 12 ......................Sn

S1 (suku pertama) = 2 S1 = a = 2

S2 (suku kedua) = 4 S2 = a + b = 2 + 2 = 4

S3 (suku ketiga) = 6 S3 = a + 2b = 2 + (2)2 = 6

S4 (suku keempat) = 8 S4 = a + 3b = 2 + (3)2 = 8

Sn (suku ke n)

Maka untuk suku ke n di peroleh rumus :

Sn = a + ( n – 1 ) b.

Dimana a = suku pertama, b = pembeda dan

n = suku ke n

Contoh soal :

Diberikan suku ke tiga dan suku ke tujuh masing-masing sebesar 150 dan 170. Carilah suku ke

sepuluhnya dari baris hitung tersebut.

KONSEP DASAR TEORI BARIS DAN DERET SERTA

PENGGUNAANNYA DALAM BISNIS DAN EKONOMI

Page 2: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

2

S3 = a + ( n – 1 ) b = 150 = a + 2b

S7 = a + (n – 1 ) b = 170 = a + 6b

-

- 20 = - 4b

b = -20 / -4 = 5

150 = a + 2b 150 = a + 2.5 150 = a + 10

a = 150 – 10 a = 140

S10 = a + (n – 1) b

= 140 + (10 -1) 5 140 + 45

= 185

3. Deret Hitung

Deret hitung yaitu deretan bilangan yang tersusun dengan aturan dimana suku pertamannya sama

dengan suku pertama baris hitungnya, suku keduanya merupakan penjumlahan dua suku pertama baris

hitungnya, suku ketiganya merupakan penjumlahan tiga suku pertama baris hitungnya, dan seterusnya.

Contoh : (dari contoh baris hitung di atas)

Baris hitung : 2, 4, 6, 8, 10, 12 ..... Maka

Deret hitung : 2, 6, 12, 20, 30, 42, ...

D1 = 2,

D2 = 2 + 4 = 6,

D3 = 2 + 4 + 6 = 12

D4 = 2 + 4 + 6 + 8 = 20 Dst

dimana Dn = n/2 ( a + Sn ) atau

Dn = n/2 { 2a + ( n – 1 ) b}

Contoh Soal :

Sebuah baris hitung mempunyai suku pertama yang bernilai 140. Beda antar suku 5. Hitunglah suku

ke-10nya ? Berapakah Jumlah lima suku pertamanya ?.

a = 140, b = 5

S10 = 140 + ( 10 – 1 ) 5

= 140 + 45 = 185

D5 = 5/2 ( 2.140 + ( 5 – 1 ) 5 )

= 5/2 ( 280 + 20 ) = 5/2 ( 300 ) = 750

4. Baris Ukur

Baris ukur yaitu baris bilangan di mana pola perubahan dari satu suku ke suku berikutnya besarnya

tetap dan pola perubahan tersebut dapat diperoleh dari perbandingan antara satu suku sengan suku

sebelumnya

Contoh :

2, 6, 18, 54, 162, ...... Sn

S1 (suku pertama) = 2

S2 (suku kedua) = 6

S3 (suku ketiga) = 18

S4 (suku keempat) = 54

S5 (suku kelima) = 162

Sn (suku ke n) = dst.

Pola perubahan dari satu suku ke suku berikutnya dilambangkan dengan r (rasio) dan perbesarannya

adalah perbandingan atara dua suku yang berurutan dengan suku berikutnya, sehingga r = 6/2 = 18/6 =

54/18 = 162/54. maka r = 3.

S1 (suku pertama) = a = 2

S2 (suku kedua) = ar = 2.3 = 6

S3 (suku ketiga) = ar2 = 2.3

2 = 2.9 = 18

S4 (suku keempat) = ar3 = 2.3

3 = 2.27 = 54

S5 (suku kelima) = ar4 = 2.3

4 = 2.8 = 162

Sn (suku ke n)

Untuk menentukan suku ke n diperoleh rumus Sn = ar n-1

Page 3: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

3

5. Deret Ukur

Deret Ukur yaitu deretan bilangan yang tersusun dengan aturan di mana suku pertamanya sama dengan

suku pertama baris ukurnya, suku keduanya merupakan penjumlahan dua suku pertama baris ukurnya,

suku ketiganya merupakan penjumlahan tiga suku pertama baris ukurnya, dan seterusnya.

Contoh : (dari contoh baris ukur di atas)

Baris Ukur : 2, 6, 18, 54, 162, ....... maka

Deret Ukur : 2, 8, 26, 80, 242, .....

D1 = 2 D2 = 2 + 6 = 8 D3 = 2 + 6 + 18 = 26 Dst.

Dn dapat dirumuskan :

1,1

1r

r

raD

n

n atau 1,1

1r

r

raD

n

n

Contoh Soal :

Sebuah baris ukur mempunyai suku pertama yang bernilai 20. Ratio antar sukunya 2. Hitunglah suku

ke-6nya ! Berapa jumlah lima suku pertamanya.

a = 20, r = 2

S6 = arn-1

= 20. 26-1

= 20. 25 = 20. 32 = 640

12

12206

6

D = 1

63.20 = 1260

B. PENERAPAN TEORI BARIS DAN DERET DALAM EKONOMI

1. Perkembangan Usaha

Perkembangan usaha yang dimaksud adalah sejauh usaha-usaha yang pertubuhannya konstan dari

waktu ke waktu mengikuti perubahan baris hitung.

Contoh Soal

1. Perusahaan keramik menghasilkan 5.000 buah keramik pada bulan pertama produksinya.

Dengan adanya penambahan tenaga kerja, maka jumlah produk yang dihasilkan juga

ditingkatkan. Akibatnya, perusahaan tersebut mampu menambah produksinya sebanyak 300

buah setiap bulannya. Jika perkembangan produksinya konstan setiap bulan, berapa jumlah

keramik yang dihasilkannya pada bulan ke 12 ?. Berapa buah jumlah keramik yang

dihasilkannya selama tahun pertama produksinya ?

Jawab : Jumlah keramik yang dihasilkannya pada bulan ke 12.

S12 = a + (n – 1) b

= 5.000 + (12 – 1) 300

= 5.000 + (11) 300

= 5.000 + 3.300

= 8.300

Jadi pada bulan ke 2 perusahaan tersebut dapat menghasilkan 8.300 buah keramik.

Jumlah keraik yang dihasilkan dalam satu tahun pertama.

D12 = n/2 (a + s12)

= 12/2 (5.000 + 8.300)

= 6 (13.300)

= 79.800

2. Teori Nilai Uang (bunga Majemuk)

Perluasan deret ukur digunakan dalam masalah bunga berbunga, masalah pinjam meminjam serta

masalah investasi yang dihubungkan dengan tingkat suku bunga dalam jangka waktu tertentu yang

besarnya diasumsikan tetap dari waktu ke waktu. Misalkan suatu modal sebesar P0‟ akan dibungakan

per-satu tahun selama jangka waktu n tahun. Tingkat suku bunga yang berlaku yang berlaku adalah r %

per-tahun, diasumsikan tetap dari tahun ke tahun selama n tahun. Sehingga menghitung modal awal

tahun ke-n yang diperoleh melalui pembungaan setiap satu tahun dapat dirumuskan

Pn = po ( 1 + r )n

, atau

Pn = po ( 1 + r /m)n.m

Pn = Modal pada tahun ke-n (di masa yang akan datang)

Po = Modal saat sekarang, saat t = 0

r = Tingkat suku bungan per-tahun

Page 4: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

4

n = tahun ke m = periode per-tahun

Contoh Soal :

Seorang nasabah merencanakan mendepositokan uangnya di Bank sebanyak Rp. 10 juta dalam jangka

waktu 5 tahun. Pembungaan depositonya setahun sekali dengan tingkat bunga yang diasumsikan

konstan sebesar 11% per-tahun. Bantulah nasabah itu untuk menghitung berapa jumlah uang yang akan

diterima pada akhir tahun ke-5 ?

Pn = P0 ( 1 + r )n

= 10.000.000 ( 1 + 0,11 )5 = 10.000.000 ( 1,11 )

5

= 10.000.000 (1,685058155) = 16.850.581,55

3. Pertumbuhan Penduduk

Penerapan deret ukur yang paling konvensional di bidang ekonomi adalah dalam hal perhitungan

pertumbuhan penduduk, sebagaimana pernah dinyatakan oleh Malthus, penduduk dunia tumbuh

mengikuti pola deret ukur. Yang drumuskan :

Pn = P0.( 1 + i )n

Di mana Pn = populasi penduduk pada tahun basis (tahun ke-1)

P0 = populasi penduduk pada tahun ke- n

i = persentase pertumbuhan penduduk per tahun & n = jumlah tahun

Contoh soal :

Penduduk suatu kota berjumlah 100.000 jiwa pada tahun 1995, tingkat pertumbuhannya 4 persen per

tahun. Hitunglah jumlah penduduk kota tersebut pada tahun 2005.

Periode waktu : 2005 -1995 = 10 tahun

Pn = P0.( 1 + i )n

= 100.000 ( 1 + 0,04 )10

= 100.000 ( 1,04 )10

= 100.000 ( 1,48024) = 148.024

Latihan Soal

1. Sebuah baris hitung mempunyai suku pertama bernilai 210. Beda antar suku 15. Hitunglah suku ke

10 nya ! Berapakah jumlah lima suku pertammanya ?

2. Jika diketahui suku kedua besarnya 275 dan suku keenam besarnya 375. Berapa suku pertama baris

hitung tersebut ? Berapakah nilai suku kesepuluhnya ? Berapa jumlah sepuluh suku pertamanya.

3. Pabrik rokok “Kurang Garam” menghasilkan sejuta bungkus rokok pada tahun pertama berdirinya,

dan 1,6 juta bungkus pada tahun ketujuh. a) Andaikata perkembangan produksinya konstan,

berapa tambahan produksinya per tahun ? b) Berapa produksinya pada tahun kesebelas ? c) Pada

tahun ke berapa produksinya 2,5 juta bungkus rokok ? d) Berapa bungkus rokok yang telah ia

hasilkan sampai dengan tahun ke – 16 ?.

4. Pabrik kecap “Nambewan” memproduksi 24.000 botol kecap pada tahun ke-6 operasinya. Karena

persaingan keras dari kecap-kecap merek lain, produksinya terus menurus secara konstan sehingga

pada tahun ke-10 hanya memproduksi 18.000 botol. a) Berapa botol penurunan produksinya per

tahun ? b) Pada tahun ke berapa pabrik kecap tersebut tidak berproduksi (tutup) c) Berapa botol

kecap yang ia hasilkan selama operasinya ?.

5. Seorang nasabah merencanakan mendepositokan uangnya di Bank sebanyak Rp. 10 juta dalam

jangka waktu 5 tahun. Pembungaan depositonya dengan tingkat bunga yang diasumsikan konstan

sebesar 11% per-tahun Berapa jumlah uang yang diterimanya pada akhir tahun kelima jika

didepositokan dengan pembungaan tiap 6 bulan sekali ? dan Berapa jumlah uang yang diterimanya

jika didepositokan dengan pembungaan tiap tiga bulan.

6. Penduduk suatu kota metropolitan tercatat 3,25 juta jiwa pada tahun 2008, diperkirakan menjadi 4,5

jiwa pada tahun 2013. Jika tahun 2008 dianggap tahun dasar, berapa persen pertumbuhannya ?

Berapa Jumlah penduduknya pada tahun 2015 ?

Jawaban latihan soal.

5. Jawab jumlah uang dengan pembungaan tiap 6 bulan sekali

Pn = P0 (1 + r/m)n.m

= 10.000.000 (1 + 0,11/2)5.2

= 10.000.000 (1 + 0,055)10

= 10.000.000 (1,708144)

Page 5: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

5

= 17.081.444,58

Jadi dalam waktu lima tahun uang nasabah tersebut yang dibungakan setiap enam bulan sekali

menjadi Rp. 17.081.444,58.

Jawab jumlah uang dengan pembungaan tiap 6 bulan sekali

Pn = P0 (1 + r/m)n.m

= 10.000.000 (1 + 0,11/4)5.4

= 10.000.000 (1 + 0,0275)20

= 10.000.000 (1,720428431)

= 17.204.284,31

Jadi dalam waktu lima tahun uang nasabah tersebut yang dibungakan setiap enam bulan sekali

menjadi Rp. 17.204.284,3.

6. Jawab persentase pertumbuhan penduduk :

Pn = P0 (1 + i)n

4,5 = 3,25 (1 + i)2013-2008

4,5 = 3,25 (1 + i)5

4,5/3,25 = (1 + i)5

1,3846 = (1 + i)5

1,38461/5

= 1 + i

i = 1,38461/5

- 1

i = 0,0673

i = 6,73 %

Jadi persentase pertumbuhan penduduknya 6,73 %

Jumlah penduduk pada tahun 2015.

P2015 = P2008 (1 + i)2015-2008

= 3,25 (1 + 6,73%)7

= 3,25 (1,577632)

= 5,13

Jadi jumlah penduduk kota metropolitan pada tahun 205 sebanyak 5,13 juta.

Daftar Pustaka :

Page 6: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

6

BAGIAN 2

2.1 PENDAHUKUAN :

2.1.1. Diskripsi Mata Kuliah

Memperkenalkan unsur-unsur fungsi ialah variabel bebas dan variabel terikat, koefisien, dan konstanta,

yang saling berkaitan satu sama lain dala hubungan yang dapat dijelaskan secara ateatis yaitu hubungan

yang linier. Fungsi-fungsi yang bersifat linier tersebut dapat saling berhimpit, sejajar atau bahkan

berpotongan. Untuk mencari perpotongan dua fungsi yang linier digunakan metode eliminasi,

substitusi atau dengan cara determinan.

2.1.2.Tujuan Khusus

1. Menggabarkan bagaimana fungsi linier dapat dipergunakan untuk mencerminkan perilaku baik

perilaku konsumen maupun perilaku produsen. Perilaku konsumen dicerminkan melalui fungsi

permintaan, sedangkan perilaku produsen dicerminkan dengan fungsi penawaran. Pertemuan

antara keduanya merupakan titik keseimbangan pasar. Keseimbangan pasar ini dapat bergeser

sejajar akibat adanya capur tangan pemerintah dalam bentuk pajak maupun subsidi

2. Menggambarkan bagaimana fungsi linier dapat dipergunakan untuk mmenghitung berapa

produk yang sebaiknya diproduksi dan dijual oleh perusahaan agar perusahaan dapat menutup

biaya-biaya tetapnya, menutup totol biaya, bahkan agar perusahaan dapat memperoleh

keuntungan. Disebut Analisis Break-Even Analusis.

3. Menggambarkan bagaimana fungsi linier dapat membantu menghitung berapa pendapatan

nasional yang harus diperoleh suatu negara agar tidak mengalami defisit akibat konsumsi yang

lebih besar dari pada pendapatan. Lebih jauh lagi berapa pendapatan minimum agar dapat

menabung.

4. Menggambarkan pendapatan nasional dapat menghitung melalui pendekatan pengeluaran yang

linier.

2.2. PENYAJIAN

2 .2.1. Uraian Materi

A. TEORI FUNGSI DAN TEORI FUNGSI LINIER

1. Pengertian Fungsi Fungsi yaitu hubungan matematis antara suatu variabel dengan variabel lainnya. Unsur-unsur

pembentukan fungsi yaitu variabel, Koevisien dan konstanta. Yang dimaksud dengan variabel ialah

unsur yang sifatnya berubah-ubah dari satu keadaan ke keadaan lainnya. Dalam suatu fungsi,

Penggolongan variabel dibedakan menjadi variabel bebas dan variabel terikat dimana variabel

bebas yaitu variabel yang menerangkan variabel lain, sedangkan variabel terikat yaitu variabel yang

diterangkan oleh variabel lain. Yang dimaksud dengan koefisien ialah bilangan atau angka yang

diletakkan tepat di depan suatu variabel, terkait dengan variabel yang bersangkutan. Konstanta

sifatnya tetap dan tidak terkait dengan suatu variabel apa pun. secara umum jika dikatakan bahwa y

adalah fungsi dari x maka ditulis y = f(x), dimana x adalah variabel bebas dan y adalah variabel

terikat. Contoh :

1. 3y = 4x – 8,

y adalah variabel terikat

x adalah variabel bebas

3 adalah koefisien ( terletak didepan variabel y)

4 adalah koefisien ( terletak didepan variabel x)

-8 adalah konstanta

2. y = x ½

y adalah variabel terikat

x adalah variabel bebas

KONSEP DASAR TEORI FUNGSI, TEORI FUNGSI LINIER DAN

PENERAPANNYA DALAM BISNIS DAN EKONOMI

Page 7: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

7

Jika x adalah fungsi dari y maka ditulis x = f(y), dimana y adalah variabel bebas dan x adalah

variabel terikat.

Contoh :

1. x = y-2 y adalah variabel bebas

x adalah variabel terikat

-2 adalah konstanta

2. x = -2 x adalah variabel terikat

-2 adalah konstanta

2. Jenis-jenis Fungsi

Fungsi Irrasional : Fungsi yang memiliki

Bentuk umum Y = n√ a0 + a1x

1 + a2x

2 + a3x

3 + ......+ anx

n, n bilangan bulat positif

contoh :Y = (1+2x1

- 3x2 + 4x

3 +...........+ 12x

11)1/11

Fungsi Polinom : Fungsi yang memiliki banyak suku

Bentuk umum : Y = a0 + a1x1 + a2x

2 + a3x

3 + ........+ a

nx

n;bilangan bulat positif

Contoh: Y = 1 + 2x1 - 3x

2 + 4x

3 +..........-12x

11; n = 11

Fungsi Linier : Fungsi polinom yang variabel bebasnya memiliki pangkat paling tinggi adalah satu.

Bentuk umum Y = a0 + a1x1

Contoh: Y = 1 + 2x1

Fungsi Kuadrat :Fungsi polinom yang variabel bebasnya memiliki pangkat paling tinggi adalah dua.

Bentuk umum :Y = a0 + a1x1 + a2x

2

Contoh : Y = 1 - 2x1 - 3x

2

Fungsi Kubik :Fungsi polinom yang variabel bebasnya memiliki pangkat paling tinggi adalah tiga.

Bentuk umum :Y = a0 + a1x1 +a2x

2 + a3x

3

Contoh : Y = 1 + 2x1 – 3x

2 + 4x

3

Fungsi Bikuadrat:Fungsi polinom yang fariabel bebasnya memiliki pangkat paling tinngi adalah

empat.

Bentuk umum :Y = a0 + a1x1 + a2x

2 + a3x

3 + a3x

4

Contoh :Y = 1 + 2x1 + 3x

2 + 4x

3 + 5x

4

Fungsi Pangkat :Fungsi yang variabel bebasnya berpangkat suatu bilangan riil positif

Bentuk umum : Y = xn , n bilangan riil positif

Contoh :Y = x2

Fungsi Eksponen : Fungsi yang variabel bebasnya merupakan pangkat suatu konstanta.

Bentuk umum :Y = nx

Contoh :Y = 2x

Fungsi logaritma : Fungsi yang merupakan invers fungsi eksponen

Bentuk umum Y = n log x

Contoh :Y = 4 log x

Fungsi Hiperbola :Fungsi yang variabel bebasnya berpangkat bilangan riil negatif

Bentuk umum :Y = xn , n bilangan riil negatif

Contoh :Y = x-2

, n bilangan riil negatif

3. Pengertian Fungsi Linier

Fungsi linier adalah fungsih polinom yang variabel bebasnya memiliki pangkat paling tinggi adalah

satu : Y = a0 + a1x1 ,Y variabel terikat, x variabel bebas

a0 konstanta, nilainya positif, negatif, atau nol

a1 Koefisien, nilainya positif, negatif atau nol

Untuk nilainya a0 dan a1 yang memungkinkan positif, negatif, atau nol, maka alternatif yang mungkin

untuk fungsi linier : Y= a0 + a1x1 yaitu :

misal a0 = 4 dan a1 = 2

1. a0 = + ; a1= + Y = a0 + a1x Y = 4 + 2x

2. a0 = + ; a1= - Y = a0 – a1x Y = 4 – 2x

3. a0 = + ; a1= 0 Y = a0 + 0.x Y = 4 + 0.x = 4

4. a0 = - ; a1 = + Y = -a0 +a1x Y = - 4 + 2x

5. a0 = - ; a1 = - Y = -a0 – a1x Y = - 4 – 2 x

6. a0 = - ; a1 = 0 Y = -a0 + 0.x Y = - 4 + 0.x = - 4

7. a0 = 0 ; a1 = + Y = 0 +a1x Y = 0 + 2x

8. a0 = 0 ; a1 = - Y = 0 – a1x Y = 0 – 2 x

Page 8: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

8

9. a0 = 0 ; a1 = 0 Y = 0 + 0.x Y = 0 + 0.x = 0

4. Penggambaran Fungsi Linier

Penggambaran fungsi linier dari berbagai alternatif untuk a0 = 4 dan a1 = 2

Y = 4 + 2x

(0,4)

1. Y = 4 + 2x

dua buah titik yang dibutuhkan

untuk mengambarkannya (-2,0) 0

(0,4) dan (-2,0)

2. Y = 4 – 2x

dua buah titik yang dibutuhkan (0,4)

untuk mengambarkannya

(0,4) dan (2,0) 0 (2,0)

Y = 4 – 2x

3. Y = 4

titik yang dibutuhkan (0,4) (Y = 4)

untuk mengambarkannya

(0,4)

0

4. Y = - 4 + 2 x

dua buah titik yang dibutuhkan

untuk menggambarkannya 0 (2,0)

(0,- 4) dan (2,0)

(0,-4)

5. Y = - 4 – 2 x

dua buah titik yang dibutuhkan (-2,0) 0

untuk menggambarkannya

(0,- 4) dan ( - 2,0)

(0,-4)

Y = -4 – 2x

6. Y = - 4

titik yang dibutuhkan

untuk menggambarkannya 0

(0.- 4)

(0,-4) Y = -4

Page 9: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

9

7. Y = 0 + 2 x

dua buah titik yang dibutuhkan Y = 0 + 2x

untuk menggambarkannya (2,4)

(0,0) dan (2,4)

(0,0) 2

8. Y = 0 –2x

dua buah titik yang dibutuhk (0,0) 2

untuk menggambarkannya

(0,0) dan (2,- 4)

-4 (2,-4) Y = 0 – 2x

9. Y = 0

dua buah titik yang dibutuhkan

untuk menggambarkannya

(0,0) dan (2,0) (0,0) (2,0)

5. Hubungan Dua Fungsi Linier

Ada dua fungsi linier dimana fungsi linier pertama yaitu : Y = a0 + a1 x dan fungsi linier yang

kedua yaitu : Y‟ = a0‟ + a1‟ x. Kedua Fungsi Linier tersebut berada dalam berbagai keadaan:

1. Berhimpit

Y = a0 + a1x

Y‟ = a‟0 +a‟1x

karena berhimpit, maka a0 = a0‟ dan a1 = a1‟

contoh : Fungsi linier Pertama : Y = 4 + 2x , intersep 4, gradien 2

Fungsi linier kedua : 2Y = 8 + 4x , intersep 8/2 = 4 , gradien 4/2 = 2

2. Sejajar Y = a0 + a1x

Y‟ = a‟0 +a‟1x

Karena sejajar, maka a0 = a0‟ dan a1 = a1‟

Contoh : Fungsi linier pertama : Y = 4 + 4x , intersep 4, gradien 4

Fungsi linier kedua : Y = 2 +4x , intersep 2, gradien 4

3. Berpotongan

Y = a0 + a1x

Y‟ = a‟0 +a‟1x

0

Karena Berpotongan, maka dan a1 = a1‟

untuk kondisi seperti pada gambar a0 = a0‟

Page 10: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

10

Contoh : Fungsi linier pertama Y = 4 + 4x , intersep 4, gradien 4

Fungsi linier kedua : Y = 2 – 4x , intersep 2, gradien – 4

4. Berpotongan Y = a0 + a1x

Y‟ = a‟0 +a‟1x

0

Karena berpotongan, maka dan a1 = a1‟

Untuk kondisi seperti pada gambar a0 = a0‟ dan perpotongan pada titik (0, a0)

Contoh : fungsi linier pertama : Y = 2 + 4x , intersep 2 , gradien 4

Fungsi linier kedua : Y = 2 – 4x , intersep 2 , gradien – 4 dan perpotongan pada titik (0,2)

5. Berpotongan tegak lurus

Y = a0 + a1x

Y‟ = a‟0 +a‟1x

0

Karena berpotongan tegak lurus, maka a1 = a1‟ dan a1.a1‟. = - 1.

Untuk kondisi seperti pada gambar a0 = a0‟.

Contoh : fungsi linier pertama : Y = 4 + 4x, intersep 4, gradien 4

fungsi linier kedua : Y = 2 – 1/ 4x, intersep 2, gradien –1/4

6. Berpotongan tegak lurus

Y = a0 + a1x

Y‟ = a‟0 +a‟1x

0

Karena berpotongan tegak lurus, maka a1 = a1‟ dan a1. a1‟ = -1

Untuk kondisi seperti pada gambar a0 = a0‟ dan berpotongan pada titik (0, a0)

Contoh : fungsi linier pertama : Y = 2 + 4x, intersep 2, gradien 4

fungsi linier kedua : Y = 2 – 1/ 4x, intersep 2, gradien – ¼

dan perpotongan pada titik (0,2)

6. Titik Potong Linier

Untuk fungsi linier yang saling berpotongan, maka untuk mencari titik potongnya dapat dilakukan

dengan cara :

1. Substitusi

2. Eliminasi

3. Determinan

Contoh :

Carilah titik potong dari garis yang berpotongan yaitu 2 x + 3 y = 4 dan x + 2 y = 1 Jawab :

1. Cara Substitus

2 x + 3 y = 4 ........*

x + 2 y = 1 - x = 1 – 2 y .........**

memasukkan ** pada*

2 x + 3 y = 4

2 (1 – 2 y) + 3 y = 4 maka x = 1 – 2 y

2 (1) – 2 (2 y) + 3 y = 4 x = 1 – 2 (-2)

2 – 4 y + 3 y = 4 x = 1 – ( - 4)

Page 11: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

11

2 – y = 4 x = 1 + 4

-y = 4 – 2 x = 5

-y = 2

y = - 2

2. Cara Eliminasi

2 x + 3 y = 4 (x 1) --- 2 x + 3 y = 4

x + 2 y = 1 (x 2) --- 2 x + 4 y = 2 _

- y = 2 y = - 2

maka x + 2 y = 1

x + 2 (- 2) = 1

x + (- 4) = 1

x – 4 = 1

x = 1 + 4

x = 5

3. Cara Determinan

2 x + 3 y = 4

x + 2 y = 1

| 4 3 | | 1 2 | (4)(2) – (1)(3) 8 – 3 5 x = ------------ = ----------------- = ------- = ---- = 5 | 2 3 | (2)(2) – (1)(3) 4 – 3 1 | 1 2 | | 2 4 | | 1 1 | (2)(1) – (1)(4) 2 – 4 -2 y = ------------ = ----------------- = ------- = ---- = -2 | 2 3 | (2)(2) – (1)(3) 4 – 3 1 | 1 2 | Baik dengan cara eliminasi, substitusi, ataupun determinasi, pasti akan diperoleh nilai yang sama.

7. Penamaan Fungsi Linier

1. Jika diketahui dua buah titik yaitu A (x1, y1) dan B (x2, y2).

Gambar : B(X2,Y2)

A(X1,Y1)

Untuk mengetahui garis yang tepat melalui kedua titik tesebut dapat diperoleh dengan

menggunakan rumus di bawah ini :

Y – Y1 = X – X1

Y2 – Y1 = X2 – X1

Contoh : Carilah garis yang melalui titik (3,3) dan (5,7).

Jawab : misalkan (x1,y1) = (3,3) dan (x2,y2) = (5,7)

maka : Y – 3 = x – 3

7 – 3 = 5 – 3

Y – 3 = x – 3

4 2

Y – 3 = 4 / 2 ( x – 3)

Y – 3 = 2 x – 6

Y = 2 x – 6 + 3

Y = 2 x – 3

Jadi garis yang melalui titik (3,3) dan (5,7) adalah Y = 2 x – 3

Page 12: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

12

2. Jika diketahui sebuah titik A (x1, y1) dan gradiennya / kemiringannya m

Gambar :

A(x1,y1)

n

0

Untuk mengetahui garis yang tepat melalui titik tersebut dengan kecondongantertentu dapat

diperoleh dengan menggunakan rumus di bawah ini :

Y – Y1 = m (x – x1), m = ∆Y/∆x

Contoh : Carilah garis yang melalui titik (3,3) dengan kecondongan sebesar 5

Jawab : Misalkan (x1,y1) = (3,3) dan m = 5

Maka : Y – Y1 = m(x – x1)

Y – 3 = 5 (x – 3)

Y – 3 = 5x – 15

Y = 5x – 15 + 3

Y = 5x – 12

Jadi garis yang melalui titik (3,3) dengan kemiringannya 5 adalah Y = 5x - 12

B. PENERAPAN DALAM BISNIS DAN EKONOMI

1. Pendahuluan

Penerapan fungsi linier dalam bisnis dan teori ekonomi mikro, yaitu : Fungsi permintaan, Fungsi

penawaran, Keseimbangan pasar, Pengaruh pajak dan subsidi terhadap keseimbangan pasar, Fungsi

penerimaan, Fungsi biaya, dan ‘ break-even analsis ‘. Penerapan fungsi linier dalam ekonomi mikro,

yaitu : fungsi pendapatan yang terdistribusi menjadi fungsi konsumsi dan fungsi tabungan fungsi

pendapatan nasional yang dihitung melalui pendekatan pengeluaran.

PENERAPAN DALAM BISNIS DAN TEORI EKONOMI MIKRO

2. Fungsi Permintaan Fungsi permintaan merupakan fungsi yang mencermintan hubungan antara variabel harga (P ; price)

suatu barang dengan variabel jumlah barang yang diminta (Qd ; quantity demand). Ditulis: P= f(Qd).

Fungsi ini mencerminkan perilaku konsumen di pasar di mana sifat yang berlaku yaitu bahwa jika

harga barang mengalami peningkatan, maka jumlah barang yang diminta akan mengalami penurunan.

Demikian sebaliknya, jika harga mengalami penurunan maka jumlah barang yang diminta akan

mengalami peningkatan. Sifat demikian jika digambarkan pada Grafik Kartesius dengan sumbu

datarnya jumlah barang yang diminta (Qd) dan sumbu tegaknya harga barang yang bersangkutan (P),

dimana perubahan harga „sebanding‟ dengan perubahan jumlah barang yang diminta (fungsi linier),

maka fungsi permintaan suatu barang dicerminkan sebagai berikut :

Sifat monoton turun :

P‟ > P maka Qd‟ < Qd

P” < P maka Qd” > Qd

Contoh :

1. P = 30 - 2 Qd

2. Qd = 15 – P

Contoh Soal :

1. Suatu barang, jika dijual seharga Rp 5.000 per-buah akan- laku sebanyak 3.000 buah. Akan tetapi,

jika dijual dengan harga lebih murah yaitu Rp 4.000 per-buah, maka jumlah permintaan terhadap

barang tersebut meningkat menjadi 6.000 buah. Bagaimana fungsi permintaanya ? Gambarkan

fungsi permintaan tersebut pada Grafik Kartesius.

Jawab :

Diketahui (Qd1,P1,)= (3.000,5.000) dan (Qd2,P2,) = (6.000, 4.000) Fungsi permintaannya dicari dengan

rumus :

P - P1 = Qd – Qd1

P2 – P1 Qd2 – Qd1

Page 13: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

13

P - 5.000 = Qd - 3.000

4.000 – 5.000 6.000 - 3.000

P - 5.000 = Qd - 3.000

- 1.000 3.000

P – 5.000 = - 1.000 ( Qd – 3.000 )

3.000

P – 5.000 = -1/3 (Qd – 3.000)

P – 5.000 = -1/3 Qd – 1/3 (- 3.000)

P = -1/3 Qd + 1.000 + 5.000

P = -1/3 Qd + 6.000

Gambar Grafik Kartesiusnya ( P vs Qd ) :

P

6000

P = - 1/3 Qd + 6.000

0 Qd= 18.000

Contoh Soal :

2. Permintaan suatu barang sebanyak 500 Buah pada saat harganya 40.000. apabila setiap kenaikan

harga sebanyak 1.250 akan menyebabkan jumlah permintaan mengalami penurunan sebanyak 250,

sebagaimana fungsi permintaannya dan gambarkan fungsi permintaanya dan gambarkan fungsi

permintaan tersebut pada grafik kartesius

Jawab :

Diketahui ( P1 ,Qd1 ) = ( 40.000, 500 ) dan p = 1.250 , Qd = - 250

Fungsi penawarannya diperoleh dengan rumus :

( P – P1 ) = m (Qd – Qd1 )

dengan m = P / Qd

= 1.250 / (- 250 )

= - 5

Maka

( P – 40.000 ) = -5 ( Qd – 500 )

P – 40.000 = -5 Qd – ( 5 )( - 500 )

P – 40.000 = -5 Qd + 2.500

P = -5 Qd + 2.500 + 40.000

P = -5 Qd + 42.500

Jadi fungsi prmintaanya : P = - 5 Qd + 42.500

Gambar Fungsi Penawaran tersebut pada grafik Kartesius :

42.500

P = - 5 Qd + 42.500

0

Catatan :

Gradien fungsi permintaan yang dinyatakan dengan rumus

m = Δ P / Δ Qd nilainya

Senantiasa negatif, sebab :

1. Jika dinyatakan adanya penurunan harga akan menyebabkan peningkatan jumlah barang yang

diminta :

Menjadikan :

M = Δ P = negatif = negatif atau

ΔQd positif

2. Jika dinyatakan adanya peningkatan harga akan menyebabkan peningkatan jumlah barang yang

diminta

Menjadikan :

Page 14: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

14

M = Δ P = positif = negatif

Δ Qd negatif

3. Fungsi Penawaran Fungsi penawaran merupakan fungsi yang mencerminkan hubungan antara variabel harga ( P : price )

suatu barang dengan variabel jumlah barang yang ditawarkan ( Qd : Quantity Supply ). Ditulis : P = f (

Qs ). Fungsi ini mencerminkan perilaku produsen dipasar dimana sifat yang berlaku yaitu bahwa jika

harga barang mengalami peningkatan, maka jumlah barang yang ditawarkan akan mengalami

peningkatan. Demikian sebaliknya, jika harga barang mengalami penurunan maka jumlah barang yang

ditawarkan akan mengalami penurunan. Sifat demikian jika digambarkan pada Grafik Kartesius dengan

sumbu datarnya jumlah barang yang ditawarkan (Qs) dan sumbu tegaknya harga barang bersangkutan

(P), dimana perubahan harga „sebanding‟ dengan perubahan jumlah barang yang ditawarkan (fungsi

linier), maka fungsi penawaran suatu barang dicerminkan sebagai berikut :

Contoh :

1. P = 120 + 4Qs

2. Qs = -40 + ¼ P

3. ¼ P = 8Qs + 125

Contoh Soal :

1. Suatu barang, harga dipasarnya Rp 5.000 per buah maka produsen akan menawarkan sebanyak 3.000

buah. Akan tetapi, jika harga lebih tinggi yaitu menjadi Rp 6.000 per-buah, maka jumlah barang

yang ditawarkan oleh produsen akan bertambah menjadi 6.000 buah. Bagaimanakah fungsi

penawarannya ? Gambarkan fungsi penawarannya tersebut pada Grafik Kartesius.

Jawab :

Diketahui (P1,Qs1) = (5.000, 3.000) dan (P2,Qs2) = (6.000, 6.000)

Fungsi penawarannya dicari dengan rumus :

P – P1 = Qs – Qs1

P2 – P1 Qs2 – Qs1

P – 5.000 = Qs – 3.000

6.000 – 5.000 6.000 – 3.000

P – 5.000 = Qs – 3.000

1.000 3.000

P – 5.000 = 1.000 (Qs – 3.000)

3.000

P – 5.000 = 1/3 (Qs – 3.000)

P – 5.000 = 1/3 Qs + (1/3) (-3.000)

P = 1/3 Qs – 1.000 + 5.000

P = 1/3 Qs + 4.000

Jadi fungsi penawarannya adalah : P = 1/3 Qs + 4.000

Gambar Grafik Kartesiusnya (P vs Qs) :

Contoh Soal :

2. Penawaran suatu barang sebanyak 500 buah pada saat harganya 40.000. Apabila setiap kenaikan

harga sebanyak 1.250 akan menyebabkan jumlah penawaran mengalami peningkatan sebanyak

250, bagaimana fungsi penawarannya dan gambarkan fungsi penawaran tersebut pada Grafik

Kartesius.

Jawab :

Diketahui (Pı,Qsı) = (40.000, 500) dan ∆P = 1.250, ∆Qs = 250

Fungsi penawarannya diperoleh dengan rumus :

( P – Pı ) = m (Qs – Qsı)

dengan m = ∆P / ∆Qs

= 1250 / 250

= 5

maka

(P – 40.000) = 5(Qs – 500)

P – 40.000 = 5Qs + (5)(-500)

P – 40.000 = 5Qs – 2.500

P = 5Qs – 2.500 + 40.000

P = 5Qs + 37.500

Page 15: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

15

Jadi fungsi penawarannya : P = 5Qs + 37.500

Gambar fungsi penawaran tersebut pada Grafik Kartesius :

P

P = 5Qs + 37.500

37.500

0 Qs

Catatan :

Gradien fungsi penawaran yang dinyatakan dengan rumus:

m = ∆ P nilainya senatiasa positif, sebab :

ΔQs

1. Jika dinyatakan adanya penurunan harga akan menyebabkan penurunan jumlah barang yang

ditawarkan; menjadikan :

m = ∆ P = negatif = positif atau

∆Qs positif

1. Jika dinyatakan adanya peningkatan harga akan menyebabkan peningkatan jumlah barang yang

ditawarkan; menjadikan :

m = ∆ P = positif = positif]

∆Qd positif

4. Keseimbangan Pasar

Keseimbangan pasar atau ‘Eqiullibrium’ adalah suatu kondisi dimana keseimbangan harga (Pe)

tercapai

Keseimbangan harga (Pe) tercapai :

Jumlah barang yang diminta = Jumlah barang yang ditawarkan

Qe ›› Qd = Qs Atau

Keseimbangan kuantitas (Qe) tercapai :

Harga barang yang diminta = Harga barang yang ditawarkan

Pe ›› P = P

Fungsi permintaan dan fungsi penawaran pada sebuah grafik Kartesius dengan keseimbangan harga

(Pe) dan keseimbangan

Kuantitasnya (Qe), digambarkan sebagai berikut :

P

P = f (Qs)

Pe

P = f(Qd)

0 Qe Qd

Contoh Soal :

1. Untuk suatu barang, pada harga Rp 6.000 pengusaha menawarkan barang tersebut sebanyak 30

buah, dan setiap kenaikan harga sebanyak Rp 2.000 maka jumlah barang yang ditawarkan juga

meningkat sebanyak 20. Pada harga Rp 5.000 jumlah pemintaan barang tersebut sebanyak 20 buah

dan untuk kenaikan harga menjadi Rp 10.000 jumlah permintaannya berkurang menjadi 10 buah.

Bagaimanakah fungsi permintaan dan fungsi penawaran barang tersebut ? Gambarkan kedua fungsi

tersebut pada sebuah Grafik Kartesius.

Jawab :

Mencari fungsi penawaran :

Diketahui (P1,Qs1) = (6.000,30) dan ∆P = 2000, ∆Qs = 20

Fungsi penawarannya diperoleh dengan rumus :

(P – P1) = m (Qs – Qs1)

Jumlah barang yang diminta = Jummlah barang yang ditawarkan

Qe ›› Qd = Qs

Page 16: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

16

dengan m = ∆P / ∆Qs

= 2000 / 20 = 100

maka

(P – 6.000) = 100 (Qs – 30)

P – 6.000 = 100Qs + (100)(-30)

P – 6.000 = 100Qs – 3.000

P = 100Qs – 3.000 + 6.000

P = 100Qs + 3.000

Jadi fungsi penawarannya : P = 100Qs + 3.000

Mencari fungsi permintaan :

Diketahui (P1,Qd1) = (5.000,20) dan (P2,Qd2) = (10.000,10)

Fungsi permintaannya dicari dengan rumus :

P – P1 = Qd – Qd1

P2 – P1 Qd2 – Qd1

P – 5.000 = Qd – 20

10.000 – 5.000 10 – 20

P – 5.000 = Qd – 20

5000 -10

P – 5.000 = 5.000 (Qd – 20)

-10

P – 5.000 = -500(Qd – 20)

P – 5.000 = -500Qd + (-500) (-20)

P – 5.000 = -500Qd + 10.000

P = -500Qd + 10.000 + 5.000

P = -500Qd + 15.000

Jadi fungsi permintaannya adalah : P = -500 Qd + 15.000

Keseimbangan Kuantitas (Q) tercapai :

Harga barang yang diminta = Harga barang yang ditawarkan

-500Q + 15.000 = 100Q + 3.000

15.000 – 3.000 = 100Q + 500Q

12.000 = 600Q

Qe = 12.000

600

Qe = 20

Jadi keseimbangan kuantitas tercapai pada 20 unit barang. Untuk Keseimbangan Harga (Pe) diperoleh

dengan cara :

Pe = -500 Qe + 15.000 atau Pe = 100Qe + 3.000

Pe = -500 (20) + 15.000 Pe =100(20) + 3.000

Pe = -10.000 + 15.000 Pe = 2.000 + 3.000

Pe = 5.000 Pe = 5.000

Jadi keseimbangan harga tercapai pada harga Rp 5.000

Grafiknya digambarkan sebagai berikut :

P

P = 100 Qs + 3.000

Pe = 5.000

3000 P = -500 Qd + 15.000

0 Qe = 20 Qd, Qs

2. Fungsi permintaan dan fungsi penawaran suatu barang diberikan sebagai berikut :

Qd = 11P dan Qs = -4 +2P

Dimanakah keseimbangan harga (Pe) dan keseimbangan kuantitas (Qe) tercapai ?

Gambarkan kedua fungsi tersebut pada sebuah grafik kartesius.

Page 17: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

17

Jawab :

Keseimbangan harga (Pe) tercapai :

Jumlah barang yang diminta = Jumlah barang yang ditawarkan

Qe ›› Qd = Qs

11 – P = -4 + 2P

11 + 4 = 3P + P

15 = 3P

Pe = 5

Jadi keseimbangan harga di pasar tercapai pada harga 5.

Sehingga keseimbangan kuantitasnya (Qe) dapat dicari :

Qe = 11 – P atau Qe = - 4 + 2P

Qe = 11 – 5 Qe = -4 + 2(5)

Qe = 6 Qe = -4 + 10

Qe = 6

Jadi keseimbangan kuantitas di pasar tercapai pada jumlah 6

Grafik digambarkan sebagai berikut :

Qd, Qs

Qs = -4 + 2P

11

Qe = 6

0 P

2 Pe = 5

-4 Qd = 11 - P

5. Pengaruh Pajak terhadap Keseimbangan Pasar

Pemerintah mengenakan pajak penjualan kepada para produsen. Pajak penjualan tersebut dinyatakan

dengan : tarif pajak (t) = satuan unit uang / satuan unit barang.

Pengaruh pajak terhadap keseimbangan harga dan kuantitas di pasar

Contoh Soal :

Dari contoh soal yang sebelumnya, yaitu diberikan fungsi permintaan dan fungsi penawaran sebagai

berikut : Qd = 11 – P dan Qs = -4 + 2P. Kepada produsen tersebut, pemerintah mengenakan pajak

dengan terif pajak sebesar t = 3 / unit barang.

(i). Carilah keseimbangan harga dan kuantitas di pasar sesudah ada pajak.

(ii). Gambarkan perubahan akibat pajak tersebut.

(iii). Berapa tarif pajak yang ditanggung konsumen.

(iv). Berapa tarif pajak yang ditanggung produsen.

(v). Berapa total pajak yang diterima pemerintah.

(vi). Berapa total pajak yang ditanggung konsumen.

(vii). Berapa total pajak yang ditanggung produsen.

(viii). Arsirlah total pajak masing-masing pada gambar di atas.

Sebelum ada pajak Sesudah ada pajak

(Tarif Pajak (t)

Fungsi Penerimaan P = f(Qd) P = f(Qd)

Fungsi Penawaran P = f(Qs) + t P = f(Qs)

Page 18: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

18

Keseimbangan harga dan kuantitas di pasar sebelum dikenakan pajak.

Dari perhitungan sebelumnya telah diketahui bahwa keseimbangan harga tercapai pada Pe = 5 dan

keseimbangan kuantitasnya pada Qe = 6. Grafiknya digambarkan sebagai berikut :

Jika hendak digambarkan dengan fungsi P sebagai fungsi tegak dan fungsi Qd,Qs pada sumbu datar

maka kita harus melakukan perubahan sebagai berikut : Fungsi permintaan :

Qd = 11 – P atau P = 11 – Qd

Fungsi penawaran :

Qs = -4 + 2P atau Qs + 4 = 2P

Maka P = ½ Qs + 4/2

P = ½ Qs + 2

Gambarnya menjadi :

P

P = ½ Qs +2

Pe = 5

2P = 11 - Qd

0 Qe = 6 Qd,Qs

Akibat dikenakan pajak, maka

Dari tabel di atas terlihat bahwa fungsi permintaan tidak mengalami perubahan. Akan tetapi, tidak

demikian dengan fungsi penawaran. Akibat adanya pajak maka fungsi penawaran mengalami

perubahan. Fungsi penawaran sebelum kena pajak adalah : P = ½ Qs + 2. Sedangkan fungsi penawaran

sesudah kena pajak menjadi : P = ½ Qs + 5. Perubahan tersebut mengakibatkan terjadinya pergeseran

keseimbangan harga maupun keseimbangan kuantitas di pasar.

Keseimbangan harga dan kuantitas di pasar sesudah dikenakan pajak

Keseimbangan kuantitas (Qe‟) tercapai :

Harga barang yang diminta = Harga barang yang ditawarkan

11 – Qe‟ = ½ Qe‟ + 5

11 – 5 = ½ Qe‟ + Qe‟

6 = 3/2 Qe‟ 12 = 3 Qe‟ Qe‟ = 4

Jadi keseimbangan kuantitas setelah kena pajak tercapai pada 4 unit barang. Untuk keseimbangan

Harga (Pe) diperoleh dengan cara :

Pe‟ = 11 – Qe‟ atau Pe‟ = 1/2Qe‟ + 5

Pe‟ = 11 – 4 Pe‟ = 1/2(4) + 5

Pe‟ = 7 Pe‟ = 2 + 5

Pe‟ = 7

Jadi keseimbangan harga setelah kena pajak tercapai pada harga 7

Perubahan fungsi penawaran (akibat adanya pajak) yang mengakibatkan perubahan keseimbangan di

pasar pada grafiknya dicerminkan juga oleh pergeseran fungsi penawaran. Fungsi penawaran sebelum

kena pajak adalah : P = ½ Qs + 2. Sedangkan fungsi penawaran sesudah kena pajak menjadi : P = ½ Qs

+ 5. Terlihat bahwa fungsi penawaran baik yang sebelum dikenakan pajak maupun yang sesudah kena

pajak ternyata memiliki gradien (kemiringan) yang sama sebesar yaitu + ½. Sedangkan intersepnya

berbeda satu sama lainya. Menurut teori fungsi linier dikatakan bahwa dua buah garis yang memiliki

Sebelum ada pajak Sesudah ada pajak

(Tarif Pajak (t))

Fungsi Penerimaan P = 11 - Qd

P = 11 - Qd

Fungsi Penawaran P = ½ Qs + 2 + t

P = ½ Qs + 2 + 3

P = ½ Qs + 5

P = ½ Qs + 2

Page 19: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

19

gradien yang sama tetapi intersepnya masing-masing berbeda satu sama lainnya, maka jika

digambarkan akan terlihat bahwa kedua garis tersebut dalam keadaan sejajar. Agar perubahannya

terlihat jelas, maka fungsi permintaan, fungsi penawaran sebelum kena pajak dan fungsi penawaran

setelah kena pajak digambarkan bersama-sama dalam sebuah Grafik Kartesius. Fungsi permintaan,

fungsi penawaran sebelum ada pajak, dan fungsi penawaran setelah ada pajak, serta keseimbangan

harga dan kuantitas sebelum ada pajak digambarkan di bawah ini :

P P = ½ Qs + 5

Pe = 7 E “ P = ½ Qs + 2

Pe = 5 E

0 Qe‟ = 4 Qe = 6 Qd,Qs

Keterangan gambar :

E : keseimbangan sebelum ada pajak

Qe : keseimbangan kuantitas sebelum ada pajak

Pe : keseimbangan harga sebelum ada pajak

E‟ : keseimbangan setelah ada pajak

Qe‟ : keseimbangan kuantitas setelah ada pajak

Pe‟ : keseimbangan harga setelah ada pajak

Adanya pengenaan pajak dari pemerintah kepada produsen ternyata mengakibatkan :

1. Keseimbangan harga setelah ada pajak lebih tinggi dari pada keseimbangan harga sebelum ada

pajak :

Pe‟ = 7 sedangkan Pe = 5;

Maka : Pe‟ > Pe

2. Keseimbangan kuantitas setelah ada pajak lebih rendah dari pada keseimbangan kuantitas sebelum

ada pajak :

Qe‟ = 4 sedangkan Qe = 6

Maka : Qe‟ < Qe

Tarif pajak yang dikenakan oleh pemerintah kepda produsen t = 3/unit. Akan tetapi, produsen tidak

mau menaggungnya sendiri. Sebagian dari pajak tersebut dibebankannya kepada konsumen. Beban

tarif pajak yang dibebankan oleh produsen kepada konsumen terasakan oleh adanya kenaikan

keseimbangan harga dari Pe = 5 menjadi Pe‟ = 7, sedangkan yang ditanggung produsen berarti tinggal

sisanya. Tarif pajak dan Total Pajak :

6. Pengaruh Subsidi terhadap Keseimbangan Pasar

Pemerintah memberikan subsidi kepada para produsen. Subsidi tersebut dinyatakan dengan : tarif

subsidi (s) = satuan unit uang / satuan unit barang.

Pengaruh subsidi terhadap keseimbangan harga dan kuantitas di pasar

Contoh soal :

Dari contoh soal yang sebelumnya, yaitu diberikan fungsi permintaan dan fungsi penawaran sebagai

berikut :Qd = 11 – P dan Qs = - 4 + 2 P kepada produsen tersebut, pemerintah memberikan subsidi

dengan tarif subsidi dengan tarif subsidi sebesar s = 1 / unit barang.

i) Carilah keseimbangan harga dan kuantitas dipasar sesudah ada subsidi.

ii) Gambarkan perubahan akibat subsidi tersebut.

iii) Berapa tarif subsidi yang diterima konsumen.

iv) Berapa tarif subsidi yang di terima produsen.

v) Berapa total subsidi yang diberikan pemerintah.

vi) Berapa total subsidi yang dinikmati konsumen.

vii) Berapa total subsidi yang dinikmati produsen.

viii) Arsirlah total subsidi masing-masing pada gambar di atas.

Page 20: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

20

Keseimbangan harga dan kuantitas dipasar sebelum dikenakan subsidi.

Akibat dikenakan subsidi, maka dari perhitungan sebelumnya telah diketahui bahwa keseimbangan

harga tercapai pada Pe = 5 dan keseimbangan kuantitasnya pada Qe = 6. Dari tabel di atas terlihat

bahwa fungsi permintaan tidak mengalami perubahan. Akan tetapi, tidak demikian dengan fungsi

penawaran. Akibat adanya subsidi maka fungsi penawaran mengalami perubahan. Fungsi penawaran

sebelum ada subsidi adalah :

P = ½ Qs + 2. Sedangkan fungsi penawaran sesudah ada subsidi menjadi :

P = ½ Qs + 1. perubaha tersebut mengakibatkan terjadinya pengeseran keseimbangan harga maupun

keseimbangan kuantitas di pasar.

Keseimbangan harga dan kuantitas di pasar sesudah ada subsidi

Keseimbangan kuantitas (Qe’) tercapai :

Harga barang yang diminta = Harga barang yang ditawarkan

11 – Qe’ = ½ Qe’ + 1

11 – 1 = ½ Qe’ + Qe’

10 = 3/2 Qe’

20 = 3 Qe’

Qe’ = 6, 67

Jadi keseimbangan kuantitas setelah ada subsidi tercapai pada 6, 67 unit barang

Untuk keseimbangan harga (Pe’) diperoleh dengan cara :

Pe’ = 11 – Qe’ atau Pe’ = 1 / 2 Qe’ + 1

Pe’ = 11 – 6, 67 Pe’ = 1 / 2 (6, 67) + 1

Pe’ = 4, 33 Pe’ = 3,33 + 1

Pe’ = 4,33

Jadi keseimbangan harga setelah ada subsidi tercapai pada harga 4,33

Perubahan fungsi penawaran (akibat adanya subsidi), yang mengakibatkan perubahan keseimbangan di

pasar pada grafiknya dicerminkan juga oleh pergeseran fungsi penawaran. Fungsi penawaran sebelum

ada subsidi adalah : P = ½ Qs + 2. Sedangkan fungsi penawaran sesudah ada subsidi menjadi : P = ½

Qs + 1. Terlihat bahwa fungsi penawaran baik yang sebelum ada subsidi maupun yang sudah ada

subsidi ternyata memiliki gradien (kemiringan) yang sama sebesar yaitu + ½ . Sedangkan intersepnya

berbeda satu sama lainnya. Menurut teori fungsi linier dikatakan bahwa dua buah garis yang memiliki

gradien yang sama tetapi intersepnya masing- masing berbeda satu sama lainya, maka jika di

gambarkan akan terlihat bahwa kedua garis tersebut dalam keadaan sejajar.

Agar perubahannya terlihat dengan jelas, maka fungsi permintaan, fungsi penawaran sebelum kena

subsidi dan fungsi penawaran setelah kena subsidi digambarkan bersama sama dalam sebuah Grafik

Kartesius.

P P = ½ Qs + 2

Pe = 5 E P = ½ Qs + 1

Pe = 4,33 E′

0 Qe‟ = 6 Qe = 6,67 Qd,Qs

Keterangan gambar

E : Keseimbangan sebelum ada subsidi

Qe : Keseimbangan kuantitas sebelum ada subsidi

Pe : Keseimbangan harga sebelum ada subsidi

E’ : Keseimbangan setelah ada subsidi

Qe’: Keseimbangan kuantitas setelah ada subsidi

Pe’ : Keseimbangan harga setelah ada subsidi

Page 21: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

21

Adanya pemberian subsidi dari pemerintah kepada produsen ternyata mengakibatkan :

1. Keseimbangan harga setelah ada subsidi lebih rendah dari pada keseimbangan harga selum

ada subsidi :

Pe’ = 4,33 sedangkan Pe = 5 ;

Maka : Pe’ < Pe

2. Keseimbangan kuantitas setelah ada subsidi lebih tinggi dari pada keseimbangan kuantitas

sebelum ada subsidi :

Qe’ = 6,67 sedangkan Qe = 6

Maka : Qe’ > Qe

Tarif subsidi yang dikenakan oleh pemerintah kepada produsen s = 1 / unit.

Akan tetapi, produsen tidak menikmatinya sendiri. Sebagian dari subsidi tersebut diberikannya

kepada konsumen.

Tarif subsidi yang diberikan oleh produsen kepada konsumen tersakan oleh adanya penurunan

keseimbangan harga dari Pe = 5 menjadi Pe’ = 4,33, sedangkan yang diterima produsen berarti

tinggal sisanya.

P P = ½ Qs + 2

Pe = 5 E P = ½ Qs + 1

Pe = 4,33 E′

0 Qe‟ = 6 Qe = 6,67 Qd,Qs

Gambar yang menunjukan total subsidi.

Keterangan gambar :

Sp : Luas area yang menggambarkan ukuran total subsisi yang dinikmati produsen.

Sk : Luas area yang menggambarkan ukuran total subsidi yang dinikmatikonsumen.

S : Luas area yang menggambarkan ukuran total subsidi yang diberikan pemerintah.

: merupakan penjumlahan antara luas area yang menggambarkan ukuran total subsidi yang

dinikmati produsen dengan luas aera yang menggambarkan ukuran total subsidi yang

dinikmati konsumen S = Sk + Sp

7. Fungsi Penerimaan

Fungsi penerimaan disebut juga fungsi pendapatan atau fungsi hasil penjualan. Dilambangkan

dengan R (Revenue) atau TR (total revenue). Fungsi penerimaan merupakan fungsi dari Output : R

= f (Q) dengan Q : jumlah produk yang laku terjual.

Fungsi penerimaan merupakan hasil kali antara harga jual per unit dengan jumlah barang yang

diproduksi dan laku terjual.

Jika P adalah harga jaul per unit, maka :

R = P x Q dengan P : Harga jual per unit dan

Q : jumlah produk yang dijual

Contoh :

Misalkan suatu produk dijual dengan harga Rp 5.000 per unit barang. Bagaimanakah fungsi

permintaannya? Gambarkan fungsi permintaan tersebut dengan Grafik.

Jawab :

R = P x Q

R = 5.000 Q

Page 22: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

22

Gambar :

Karena intersepnya tidak ada (nol) maka fungsi penerimaan digambarkan melalui titik (0,0)

dengan gradiennya positif :

R = 5.000 Q

0

8. Fungsi Biaya

Dilambangkan dengan C (Cost) atau TC (Total Cost). Terdiri atas dua jenis fungsi biaya:

1. Fixed Cost atau fungsi biaya tetap (FC) merupakan fungsi yang tidak tergantung pada jumlah

produk yang diproduksi. Jadi fungsi biaya biaya tetap adalah fungsi

konstanta :

FC = k dengan k adalah konstanta positif

Contoh :

Suatu perusahaan mengeluarkan biaya tetap sebesar Rp 100.000.000. Bagaimanakah fungsi

biaya tetapnya dan gambarkan fungsi tersebut pada Grafik Kartesius?

Jawab :

FC = 100.000.000,

Gambar Fungsi Biaya Tetap :

FC = 100.000.000

0

2. Variabel Cost atau Fungsi Biaya yang berubah-ubah (VC).

Merupakan fungsi biaya yang besarnya tergantung dari jumlah produk yang diproduksi.

Jadi : VC = f(Q). Merupakan hasil kali antara harga jual per unit dengan jumlah barang yang

diproduksi.

Jika P adalah biaya produksi per unit, dimana biaya produksi per unit senantiasa lebih kecil

dibandingkan harga jual per unit barang, maka

VC = P x Q dengan P : biaya produksi per unit dan

Q : Produk yang diproduksi

Contoh:

Suatu produk diproduksikan dengan biaya produksi Rp 3.000 per unit.

Bagaimanakah fungsi biaya variabelnya dan gambarkan fungsi tersebut dengan grafik.

Jawab :

VC = P x Q

VC = 3.000 Q

Karena intersepnya tidak ada (nol) maka fungsi biaya variabel digambarkan melalui titik (0,0)

dengan grdiennya positif.

Page 23: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

23

Gambar Fungsi Biaya Variabel :

VC = 3.000 Q

0

3. Fungsi Total Cost (TC) merupakan penjumlahan antara biaya tetap dengan biaya variabel.

TC = FC + VC

Contoh :

Untuk contoh diatas, dimana biaya tetap yang dikeluarkan sebuah perusahaan sebesar Rp

100.000.000 dan biaya variabelnya : 3.000Q, maka TC = 100.000.000 + 3.000 Q.

Ternyata intersep dari fungsi total biaya adalah sama dengan biaya tetapnya dan gradienya sama

dengan gradien fungsi biaya tetap. Hal ini mencerminkan bahwa penggambaran fungsi total

biaya haruslah melalui titik (0,FC) dan sejajar dengan grafik VC.

Gambar Fungsi Biaya Tetap, Biaya Variabel, total Biaya :

TC=100.000.000 + 3000 Q

VC= 3000 Q

FC =100.000.000

9. Analisis ‘Break-Even’

Yang dimaksud dengan ‘Break-Even’ yaitu suatu kondisi dimana perusahaan tidak untung maupun

tidak rugi. Hal ini disebabkan karena seluruh penerimaan perusahaan dibayarkan untuk menutup

biaya tetap maupun biaya variabelnya. Keadaan tersebut digambarkan sebagai berikut:

‘ Break-Even’ TR = TC

Jika penerimaan sudah dapat melebihi biaya-biaya yang dikeluarkan, baik biaya tetap maupun

biaya variabelnya, maka barulah perusahaan tersebut dapat menikmati keuntungan:

Untung : TR > TC

Jika penerimaan masih belum dapat menutup biaya-biaya yang dikeluarkan baik biaya tetap

maupun biaya variabelnya, maka perusahaan dinyatakan dalam keadaan merugi.

Rugi : TR < TC

Untuk lebih menjelaskan hal tersebut dibawah ini diberikan contoh.

Contoh Soal:

Dari contoh sebelumnya diperoleh bahwa

Fungsi Fixed Cost : FC = 100.000.000

Fungsi Variabel Cost: VC = 3.000 Q

Fungsi Total Cost : TC = 100.000.000 + 3.000 Q

Fungsi Revenue : R = 5.000 Q

Berapa produk yang harus diproduksi dan dijual agar perusahaan tersebut dapat menutup Biaya

tetapnya? Berapakah penerimaan yang diperoleh?

Page 24: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

24

Berapakah produk yang harus diproduksi dan dijual agar perusahaan tersebut dapat menutup

seluruh biaya yang dikeluarkannya? Berapakah penerimaan yang diperoleh?Berapa produk yang

harus diproduksi dan dijual agar perusahaan tersebut mendapatkan keuntungan? Berapakah

kontribusi marginnya?

Jawab:

Output yang diproduksi agar penerimaan dapat menutup biaya tetap :

TR = FC

5.000 Q = 100.000.000

Q’ = 20.000

Jadi agar perusahaan dapat menutup biaya tetap yang dikeluarkannya, maka perusahaan tersebut

harus dapat memproduksi sebanyak 20.000 unit barang.

Tingkat penerimaannya : R = FC = 100.000.000

Output yang diproduksi agar penerimaan dapat menutup seluruh biaya yang dikeluarkan :

TR = TC

5.000Q = 100.000.000 + 3.000Q

5.000Q-3.000Q = 100.000.000

2000Q = 100.000.000

Q* = 50.000

Jadi agar perusahaan dapat menutup biaya produksinya, maka perusahaan tersebut harus dapat

memproduksi sebanyak 50.000 unit barang.

Tingkat penerimaanya sama dengan total biaya, yaitu‟

R = TC = 5.000 x 50.000

= 250.000.000

Agar perusahaan dapat menikmati keuntungan, maka total penerimaan harus melebihi total biaya.

Untuk itu perusahaan harus memproduksi produk sebanyak lebih dari 50.000 unit dengan

penerimaannya akan lebih dari Rp 250.000.000

Kontribusi margin yaitu keuntungan per unit, maka

Kontribusi margin= Harga jual per unit – Biaya produksi per unit

Kontribusi margin= Rp 5.000 – Rp 3.000 = Rp 2.000

Keadaan ‘Break-Even Analysis’ tersebut digambarkan dalam grafik sebagai berikut :

TR

FC,VC,TC,R TR” TC

TC”

VC

TC‟

250.000.000 TR‟

FC

100.000.000

0 Q‟ Q* Q” Q

Keterangan gambar :

Q* : Pada titik ini, Q = 50.000, seluruh penerimaan sebesar Rp 250.000.000 dipergunakan

untuk menutup total biaya yang juga sebesarRp 250.000.000

Q‟ : Pada titik ini, Q = 20.000 seluruh penerimaan sebesar Rp 100.000.000 dipergunakan

untuk menutup biaya tetapnya sebesar Rp 100.000.000 dipergunakan untuk menutup

Page 25: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

25

biaya tetapnya sebesar Rp100.000.000. Sekaligus dapat terlihat pada gambar bahwa

pada titik Q‟ terjadi TR‟ < TC‟; perusahaan Rugi

Q” : Untuk Q” terlihat bahwa TR” > TC”; perusahaan untung!

Kesimpulan yang diperoleh:

Jika perusahaan berproduksi pada tingkat yang masih lebih rendah dari Q*, maka

perusahaan akan mengalami kerugian karena masih terjadi TR < TC.

Jika perusahaan berproduksi tepat pada Q*, maka perusahaan tidak memperoleh keuntungan maupun tidak mengalami kerugian karena terjadi TR = TC

Jika perusahaan sudah mampu berproduksi pada tingkat yang melebihi Q*, maka perusahaan akan memperoleh keuntungan karena sudah terccapai TR > TC.

PENERAPAN DALAM TEORI EKONOMI MAKRO

10. Fungsi Pendapat Nasional yang terdistribusi Menjadi fungsi Konsumsi dan Fungsi Tabungan.

Pendapatan suatu negara terdistribusi karena digunakan untuk kebutuhan konsumsi dan sisanya,

jika ada, ditabung; dinyatakan dengan fungsi :

Y = C + S Y = Pendapatan Nasional (National Income)

C = Konsumsi (Comsumption)

S = Tabungan (Saving)

Fungsi konsumsi dinyatakan dengan fungsi :

C = Co + bY Co = Autonomous Consumption, Co > 0

B = Marginal Propensity to Consume, 0 < b < 1

Keterangan :

Co = Konsumsi yang tidak bergantung pada besarnya pendapatan.

b = Konsumsi yang bergantung pada pendapatan.

Fungsi tabungannya diperoleh dari :

Y = C + S

Y = (Co + By) + S

Y – (Co + By) = S

Y – Co – b S = S

Y – Co – by = S

Y(1 – b) – Co = S

- Co + (1 – b)Y = S

atau S = - Co + (1-b)Y – Co : Autonomous Saving, Co > 0

(1 – b ) : Marginal Propensity to Save,

0 < (1 – b) < 1

- Co = Tabungan yang tidak tergantung pada besarnya pendapatan.

(1 – b) = Konsumsi yang bergantung pada pendapatan.

Marginal propensity to consume : b

Marginal propensity to save : 1 – b

Karena :

B + (1 – b) = 1

Maka MPC + MPS = 1

Page 26: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

26

Contoh Soal :

Suatu negara diketahui memiliki konsumsi otonominya sebesar Rp 300.000.000.

Marginal propensity to save-nya sebesar 0,45.

Bangunlah fungsi konsumsinya !

Bangunlah fungsi tabungannya !

Berapa yang dikonsumsi jika pendapatan nasional 1 miliar?

Berapakah yang ditabung jika pendapatan nasional 1 miliar?

Pada pendapatan nasional berapakah dimana tidak ada yang ditabung?

Gambarkan fungsi konsumsi, fungsi tabungan, dan fungsi pendapatan nasional pada sebuah grafik!

Jawab :

Fungsi konsumsinya:

C = Co + bY

C = 300.000.000 + (1 – 0,45)1.000.000.000

C = 300.000.000 + 0,55 Y

Fungsi tabungannya :

S = - 300.000.000 + 0,45 Y

Jika pendapatan nasionalnya 1 miliar:

Fungsi konsumsi:

C = 300.000.000 + 0,55 x 1.000.000.000

C = 300.000.000 + 550.000.000

C = 850.000.000

Fungsi tabungan:

S = - 300.000.000 + 0,45 x 1.000.000.000

S = - 300.000.000 + 450.000.000

S = 150.000.000

Jadi pada tingkat pendapatan nasional sebesar 1 miliar, maka Rp 850.000.000 dipergunakan

untuk kebutuhan konsumsi dan Rp 150.000.000 ditabung.

Tidak ada pendapatan yang dapat ditabung, artinya S = 0

Y = C + S

Y = C + 0

Y = C

Tidak ada pendapatan yang ditabung maka berarti seluruh pendapatan habis dikonsumsi.

Tingkat pendapatan yang akan seluruhnya habis dikonsumsi yaitu :

Y = Co + bY

Y – bY = Co

Y ( 1 – b ) = Co

Coxb

Y )1(

1

CoxY )55,01(

1

Page 27: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

27

000.000.300 )45,0(

1xY

Y = 2,22 x 300.000.000

Y = 666.000.000

Jadi pada tingkat pendapatan sebesar Rp 666.000.000 seluruh pendapatan dikonsumsi.

Gambar Fungsi Konsumsi, Fungsi Tabungan, dan Fungsi Pendapatan Nasional diberikan bawah ini

:

C,S,Y Y = C Y = C + 5

C = 300.000.000 + 0,55Y

300.000.000

S = - 300.000.000 + 0,45Y

0 Saving Y

S = 0

Disaving

- 300.000.000

11. Fungsi Pendapatan Nasional yang Dihitung Melalui Pendekatan Pengeluaran

Untuk menghitung besarnya pendapatan nasional suatu negara, salah satu pendekatannya adalah

dengan menghitung pengeluaran dari masing-masing sektor. Sektor-sektor yang mungkin terlibat

dalam perhitungan tersebut ialah :

1. Sektor rumah tangga, di mana pengeluarannya dikenal sebagai konsumsi (C)

2. Sektor pengusaha, di mana pengeluarannya dikenal dengan investasi (I)

3. Sektor pemerintah, di mana pengeluarannya yaitu pengeluaran pemerintah (G)

4. Sektor perdagangan luar negeri, terdiri atas ekspor dan impor (X – M)

Jika yang terlibat sektor rumah tangga dan pengusaha, maka model pendapatan nasionalnya ditulis :

Y = C + I

Jika yang terlibat sektor rumah tangga, pengusaha dan pemerintah, maka model pendapatan

nasionalnya ditulis :

Y = C + I + G

Jika yang terlibat sektor rumah tangga, pengusaha, pemerintah, dan perdagangan luar negeri maka

model pendapatan nasionalnya ditulis :

Y = C + I + G + ( X – M )

Pendapatan Disposibel ( Yd )

Yang dimaksud dengan pendapatan disposibel yaitu pendapatan yang dapat langsung dikonsumsi.

Jika ada ‘transfer payment’ ( R ), maka pendapatan diposibel merupakan penjumlahan antara

pendapatan dengan ‘trasfer payment’ : Yd = Y + R

Jadi ‘trasfer payment’ menambah pendapatan disposibel.

Jika ada pajak (T), maka pendapatan baru menjadi pendapatan disposibel setelah dikurangi dengan

pajak : Yd = Y + T

Jadi pajak mengurangi pendapatan disposibel.

Jika ada pajak dan ‘transfer payment’, maka haru dipertimbangkan keduanya :

Yd = Y + R – T

Page 28: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

28

Jika tidak ada pajak maupun ‘trasfer payment’ maka pendapatan disposibel adalah merupakan

pendapatan : Yd = Y

Trasfer Payment’ ( R )

Yang dimaksud dengan ‘trasfer payment’ yaitu pembayaran yang dialihkan, misalnya tunjangan

kesehatan, tunjangan hari raya, dan lain-lain.

Pajak (T)

Pajak terdiri atas dua jenis :

1. Pajak yang tidak bergantung pada besarnya pendapatan : To ( Autonomous Tax ), To > 0

2. Pajak yang bergantung pada besarnya pendapatan : tY ; t ( income tax rate ), 0 < T < 1 maka

alternatif fungsi pajaknya :

Jika tidak ada pendapatan : T = To

Jika ada pendapatan : T = tY atau T = To + tY

Fungsi Konsumsi ( C )

Konsumsi terdiri atas dua jenis :

1. Konsumsi yang tidak bergantung pada besarnya pendapatan : Co (Autonomous Consumtion), Co

> 0

2. Konsumsi yang bergantung pada besarnya pendapatan : bY ; b (marginnal propensity to

consume), 0 < b < 1

maka alternatif fungsi konsumsinya :

Jika tidak ada pendapatan : C = Co

Jika ada pendapatan dan ada pajak :

C = b Y d atau C = Co + bYd, di mana Yd = Y – T

maka: C = b (Y – T) atau C = Co + b (Y – T)

Jika ada pendapatan dan ‘trasfer payment’ :

C = b Yd atau C = Co + bYd, di mana Yd = Y + R

Maka : C = b (Y – R) atau C = Co + b (Y + R)

Jika ada pendapatan, pajak dan ‘trasfer payment’ :

C = b Yd atau C = Co + bYd, dimana Yd = Y + R – T

Maka : C = b (Y + R – T) atau C = Co + b (Y + R – T)

Jika ada pendapatan tetapi tidak ada pajak dan ‘trasfer payment’ :

C = Co + bYd atau C = b Y, dimana Yd = Y

Maka : C = Co + b Y atau C = b Y

Fungsi Investasi

1. Fungsi investasi merupakan variabel eksogen yang tidak dipengaruhi oleh tingkat suku bunga,

maka ditulis : I = Io

2. Jika dipengaruhi oleh tingkat suku bunga ditulis :

I = Io – i r, r : tingkat suku bunga

I : proporsi I terhadap i

Fungsi Pengeluaran Pemerintah

Pengeluaran pemerintah terdiri atas :

1. Pengeluaran pemerintah yang tidak bergantung pada pendapatan : G (Government Expenditure),

Go > 0

Page 29: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

29

2. Pengeluaran pemerintah yang bergantung pada pendapatan : gY ; g (proporsi pengeluaran

pemerintah terhadap pendapatan, 0 < g < 1 maka alternatif fungsi pengeluaran pemerintah :

Jika tidak ada pendapatan : G = Go

Jika ada pendapatan : G = gY atau G = Go + gY

Fungsi Ekspor

Fungsi Investasi merupakan variabel eksogen, maka ditulis : X = Xo

Fungsi Impor

Impor terdiri atas :

1. Impor yang tidak bergantung pada pendapatan : M (Autonomous Import), Xo > 0

2. Impor yang bergantung pada pendapatan : mY;m (marginal propensity to import), 0 < m < 1

maka alternatif impor :

Jika tidak ada pendapatan : M = Mo

Jika ada pendapatan : M = mY atau M = Mo + mY

Variabel Eksogen

Variabel eksogen adalah variabel yang nilainya tidak diperoleh dari perhitungan model.

Biasanya dilambangkan dengan simbol yang diberi tambahan „0‟, seperti : Co, To, Io, Go, Xo, Mo

Variabel Endogen

Variabel endogen adalah variabel yang nilainya diperoleh dari perhitungan model.

Parameter

Diberi lambang dengan huruf kecil.

Contoh Soal :

1. Hitunglah pendapatan nasional suatu negara jika diketahui autonomous consumption :

masyarakatnya sebesar 135. Marginal Propensity to Consume (MPC) = 0,8 Investasinya = 75

Pengeluaran pemerintah = 30.

Ada berapa variabel eksogen, variabel endogen dan parameternya ?

Bagaimanakah model pendapatan nasionalnya serta angka penggandaannya ?

Carilah semua nilai dari variabel endogenya ?

Jawab : Diketahui Co = 135, b = 0,3 , Io = 75, Go = 30

Yang terlibat tiga sektor, yaitu : sektor rumah tangga, sektor pengusaha dan Pemerintah :

Model Pendapatan Nasionalnya :

Y = C + I + G

di mana C = Co + b Y

I = Io

G = Go

maka Y = (Co + b Y) + Io + Go

Y = Co + b Y + Io + Go

Y – b Y = Co + Io + Go

Y(1 – b) = Co + Io + Go

)( )1(

1GoIoCox

bY

Angka penggandaan untuk 52,0

1

)8,01(

1

)1(

1

b

Page 30: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

30

Model di atas

Ini berarti bahwa jika terjadi peningkatan faktor – faktor ‘autonomous consumption’ (Co),

‘investment’ (lo), ataupun ‘government expenditure’ (Go) sebanyak satu, maka akan

menyebabkanpeningkatan pendapatan nasional (Y) sebanyak lima kali.

Variabel eksogennya ada tiga, yaitu :

1. Autonomous Consumption (Co)

2. Investment (lo)

3. Government Expenditure (Go)

Parameternnya ada satu, yaitu :

‘Marginal Propensity to Consume’ (b)

Variabel endogennya ada dua, yaitu:

1. Pendapatan nasional (Y)

2. Consumtion (C)

Menghitung variabel endogen pendapatan nasional (y):

)( )1(

1GoIoCox

bY

)3075135( )8,01(

1xY

)240( )2,0(

1xY

Y = 5 (240) = 1200

Menghitung variabel endogen konsumsi(C):

C = Co + bY

C = 135 + 0,8 Y

C = 135 + 0,8 (1200)

C = 135 + 960

C = 1095

2. Autonomous consumption suatu negara = 100, dengan MPS-nya = 0,4 dari pendapatan

disposibel. Investasi nasionalnya = 40 dan autonomous tax = 50. Carilah model pendapatan

nasional ? Hitunglah angka penggandaannya ? Carilah semua nilai variabel endogennya ?

Jawab :

Diketahui : Co = 100 , MPC = 1 – MPS , lo = 40 , To = 50 = 1 – 0,4 = 0,6

Ada dua sektor yang terlibat yaitu : sektor rumah tangga dan sektor pengusaha.

Model pendapatan nasionalnya :

Y = C + I

dimana C = Co + b Yd

Yd = Y – To

I = lo

Sehingga Y = Co + b (Y – To) + lo

Y = Co + bY – b To + lo

Y - bY = Co – bTo + lo

Y (1 – b) = Co – b To + lo

Page 31: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

31

Y = 1 (Co – b To + lo)

(1 – b)

Angka penggandaan : 1 = 1 = 1 = 2,5

(1 – b) (1 – 0,6) 0,4

Menghitung variabel endogen pendapatan nasional (Y) :

)( )1(

1IobToCox

bY

)4050)6,0(100( )6,01(

1xY

)4030100( )4,0(

1xY

Y = 2,5 (110)

Y = 275

Jadi pendapatan nasionalnya sebesar 275

Menghitung variabel endogen konsumsi ( C ) :

C = Co + b Yd

C = Co + b (Y – To)

C = 100 + 0,6 (Y – 50)

C = 100 + 0,6 (275 – 50)

C = 100 + (0,6) (225)

C = 100 + 135

C = 235

3. Pengeluaran di sektor pengusaha = 90, sedang pengeluaran di sektor pemerintah = 65.

Transaksi ekspor terhitung = 80. Transaksi impor terhitung = 40 dengan marginal propensity to

import = 0,19. Konsumsi masyarakatnya terlihat dari fungsi sebagai berikut : C = Co + b Y di

mana autonomous consumption = 70 dan MPC = 0,9

Dinyatakan :

Carilah model pendapatan nasional ?

Hitung angka penggandaannya ?

Carilah nilai variabel endogennya ? Jawab : Diketahui lo = 90, Go = 65, Xo = 80, Mo = 40, m = 0,19, Co = 70, b = 0,9

Semua sektor terlibat sehingga model pendapatan nasionalnya ;

Y = C + I + G + (X – M)

di mana C = Co + b Y

C = 70 + 0,9 Y

I = lo = 90

G = Go = 65

X = Xo = 80

M = Mo + mY

= 40 + 0,19 Y

sehingga Y = C + l + G + (X – M)

Y = (Co + bY) + lo + Go + (Xo – Mo + mY)

Y = Co + bY + lo + Go + Xo + Mo + mY

Page 32: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

32

Y – bY + mY = Co + lo + Go + Xo – Mo

Y (1 – b + m) = Co + lo + Go + Xo – Mo

)( )1(

1MoXoGoIoCo

mbY

Angka Penggandaannya

448,329,0

1

)91,09,01(

1

)1(

1

mb

Menghitung variabel endogen pendapatan nasional (Y) :

)( )1(

1MoXoGoIoCo

mbY

)4080659070( )19,09,01(

1Y

)652( )29,0(

1Y

Y = 3,448 ( 265 )

Y = 913,72

Jadi pendapatan nasionalnya = 913,72

Menghitung variabel endogen konsumsi ( C ) :

C = Co + bY

C = 70 + 0,9 (913,72)

C = 892,348

Jadi konsumsinya = 892,348

Menghitung variabel endogen impor ( M ) :

M = Mo + mY

M = 40 + 0,19 (913,72)

M = 213,6068

Jadi impornya = 213,6068

Page 33: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

33

BAGIAN 3

Tujuan Umum

Mempelajari perubahan variabel terikat perubahan variabel bebasnya, di mana perubahan variabel

bebasnya erupakan perubahan yang sangat kecil sekali. Juga dipelajari perbandingan antara perubahan

variabel terikat tersebut dengan perubahan variabel bebasnya yang disebut “kuosien Difference”. Juga

dipelajari kaidah-kaidah Diferensial serta jenis-jenis diferensial yang terdiri atas Diferensial Biasa,

Diferensial Parsial, dan Diferensial berantai.

Tutjuan Khusus

1. Mempelajari penerapan Diferensial Biasa seperti mencari laju pertumbuhan, fungsi arjinal,

menghitung elastisitas dan enghitung optiasi, seperti maksimasi pendapatan atau miniasi biaya.

2. Mepelajari Penerapan Diferensial Parsial, seperti enghitung Price Elasticity of Deand, Cross

Elasticity of Demand, dan Income Elasticity of Demand. Menghitung Optimasi untuk dua variabel

serta mmencari Marginal Rate of Technical Substitusi.

3. Mempelajari Penerapan Diferensial Berantai seperti dalam fungsi produksi menghitung Marginal

Physical Product of Capital, Marginal Physical Product of Labor, arginal Revenue Product of

Capital dan Marginal Revenue Product of Labor.

PENERAPAN TEORI DIFERENSIAL

DALAM BISNIS DAN EKONOMI

B. PERAPAN DALAM BISNIS DAN EKONOMI

Penerapan Teori Diferensial Biasa

Teori Diferensial biasa diterapkan dalam berbagai masalah diantaranya untuk mencari :

I. Laju Pertumbuhan

II. Optimasi (Nilai Maksimum dan Minimum)

III. Elastis titik: Analisis Fungsi dan Grafis.

1. Laju Pertumbuhan (Fungsi Marginal)

Fungsi Marginal merupakan turunan pertama dari fungsi-fungsi total yang merupakan fungsi ekonomi.

Fungsi Marginal menggambarkan laju pertumbuhan suatu variabel terikat akibat perubahan variabel

bebasnya. Secara umum jika diberikan fungsi total sebagai berikut: y = f (x), maka diperolehlah fungsi

Marginalnya dy/dx : laju perubahan y akibat perubahan x sebanyak 1 unit. Lebih jauh lagi :

Jika fungsi marginal itu hasilnya positif, dikatakan perubahan searah; artinya jika x bertambah 1 unit

maka y akan bertambah pula atau sebaliknya jika x berkurang 1 unit maka y akan berkurang pula.

Jika fungsi marginal hasilnya negatif, maka dikatakan perubahannya tidak searah, yang artinya jika x

bertambah 1 unit, maka y berkurang atau sebaliknya jika x berkurang 1 unit maka y akan bertambah.

Contoh soal : Marginal Pendapatan (Marginal Revenue)

1. Fungsi permintan diberikan P = 3Q+27, di mana P: Price (harga) dan Q: Output.Bagaimanakah

fungsi marginal pendapatannya (Marginal Revenue) dan berapa nilai marginal pendapatannya jika

perusahaan memproduksi 10 output, serta terangkan artinya.

Jawab : fungsi total pendapatan (Total Revenue)

R = P.Q

R = (3Q+27).Q

R = 3Q2+27Q

Fungsi marginal pendapatan (Marginal Revenue)

MR = dR/dQ = 6Q + 27

KONSEP DASAR TEORI DIFERENSIAL DAN PENERAPANNYA DALAM

BISNIS DAN EKONOMI

Page 34: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

34

Jika perusahan berproduksi pada tingkat output Q = 10 , maka

MR = dR/dQ = 6Q + 27 = 6(10) + 27 = 60 +27 = 87

Artinya : untuk setiap peningkatan penjualan Q yang dijual sebanyak 1 unit akan menyebabkan

adanya tambahan pendapatan sebesar 87, sebaliknya untuk setiap penurunan penjualan Q yang

dijual sebanyak 1 unit akan banyak menyebabkan adanya pengurangan pendapatan sebesar 87

2. Fungsi Permintaan diberikan Q = 6 - 5P, dimana P: Price (harga) dan Q: Penjualan.

Bagaimanakah Fungsi marginal pendapatanya (Marginal Revenue) dan berapakah nilai marginal

pendapatanya jika perusahaan memproduksi baru 1 penjualan ,serta terangkan artinya.

Jawab:

Karena fungsi permintaanya Q = 6 - 5P, dimana harus diubah dahulu menjadi

P = 6/5 –1/5Q

Barulah mencari fungsi total pendapatan (Total Revenue):

R = P.Q

R = (6/5 – 1/5Q) Q R = 6/5Q-1/5Q2

Fungsi marginal pendapatan (Marginal Revenue):

MR = dR/dQ = 6/5 - 2/5Q

Jika perusahaan berproduksi pada tingkat output Q = 1, maka

MR= dR/dQ = 6/5 - 2/5.(1) = 6/5 - 2/5 = 4/5

artinya :untuk setiap peningkatan penjualan Q yang dijual sebanyak 1 unit akan menyebabkan

adanya tambahan pendapatan sebesar 4/5,sebaliknya untuk setiap penurunan penjualan Q yang

dijual sebanyak 1 unit akan menyebabkan adanya pengurangan pendapatan sebesar 4/5, sebaliknya

untuk setiap penurunan

3. Fungsi Pendapatan Rata-rata (Average Revenue) diberikan AR = 80 – 4 Q

Bagaimanakah fungsi marginal pendapatannya (Marginal Revenue) dan berapakah nilai marginal

pendapatannya jika perusahaan memproduksi 7 output, serta terangkan artinya.

Jawab:

Fungsi total pendapatan ( Total Revenue) :

R = AR . Q

R = (80 – 4 Q) Q

R = 80 Q – 4 Q2

Fungsi marginal pendapatan (Marginal Revenue) :

MR = dR/dQ = 80 - 8 Q

Jika perusahaan memproduksi pada tingkat output Q = 7, maka

MR = dR/dQ = 80 - 8(7) = 80 – 56 = 24

Artinya: untuk setiap peningkatan output Q yang di jual sebanyak 1 unit akan menyebabkan adanya

tambahan pendapatan sebesar 24, sebaliknya untuk setiap penurunan penjualan Q yang di jual

sebanyak 1 unit akan menyebabkan adanya pengurangan pendapatan sebesar 24.

4.Fungsi pendapatan rata-rata (Average Revenue) di berikan AR = 30. e Q/2

Bagaimanakah fungsi marginal pendapatannya (Marginal Revenue) dan berapakah nilai marginal

pendapatannya jika perusahaan memproduksi 2 penjualan, serta terangkan artinya.

Jawab :

Funsi total pendapatan (Total Revenue) :

R=AR.Q

R=(30.e Q/2)Q

R=30Q.e Q/2

Fungsi marginal pendapatan (Marginal Revenue) :

Dengan mengambil U = 30 Q. Sehingga U‟=30

Dan V = e Q/2 Sehingga V‟=1/2.e Q/2

Maka MR= dR/dQ = U‟ V+U V‟

= 30.e Q/2+30 Q.1/2.e Q/2

= 30.e Q/2+15 Q. e Q/2

= e Q/2(30+15 Q)

Jika perusahaan berproduksi pada tingkat output Q = 2

Maka MR = dR/dQ = e Q/2 ( 30+15 Q) = e 2/2 ( 30+15.2) = 60 e

Page 35: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

35

Artinya : untuk setiap peningkatan penjualan Q yang di jual 1 unit akan menyebabkan adanya

tambahan pendapatan sebesar 60 e, sebaliknya untuk setiap penurunan penjualan Q yang di jual

sebanyak 1 unit akan menyebabkan adanya pengurangan pendapatan sebesar 60 e.

Contoh soal: Marginal Biaya (Marginal Cost)

5. Fungsi Total Biaya suatu perusahaan dinyatakan sebagai berikut:

C = Q3 - 4Q

2 + 10Q + 75

Bagaimanakah fungsi marginal biayanya (Marginal cost) dan berapakah nilai marginal biaya

tersebut jika perusahaan memproduksi 2 penjualan, serta terangkan arti.

Jawab:

Fungsi total biaya (total biaya):

C = Q3 - 4Q

2 + 10Q + 75

Fungsi Marginal Biaya (marginal cost):

C‟ = 3Q2 - 8Q + 10

Jika perusahaan berproduksi pada tingkat penjualan Q = 2, maka

MC = C‟= 3Q2 - 8Q + 10 = 3(2)

2 - 8(2) + 10 = 12 – 16 + 10 = 6

Artinya: Untuk setiap peningkatan penjualan Q yang dijual sebanyak 1 unit akan menyebabkan

adanya tambahan biaya sebesar 6, sebaliknya untuk setiap penurunan penjualan Q yang dijual

sebanyak 1 unit akan menyebabkan adanya pengurangan biaya sebesar 6.

Optimasi Satu Variabel

(Nilai Ekstrim Maksimum atau Minimum)

Dalam masalah optimasi, ada dua pertanyaan yang senantiasa diajukan. Misalkan untuk fungsi

dengan satu variabel y= f (x), permasalahannya:

i. Berapakah x yang akan memberikan y optimum? Jika itu telah terjawab, maka pertanyaan

selanjutnya baru bisa dijawab yaitu:

ii. Berapakah y yang optimum tersebut?

Untuk menjawab pertanyaan pertama, langkah-langkahnya dijelaskan dibawah ini:

Untuk fungsi yang mengandung satu variabel y= f(x)

Contoh: memaksimasi total pendapatan (total revenue)

1. Harga jual barang P = - 2Q + 16, tentukan berapa output yang harus diproduksi dan dijual agar

diperoleh total pendapatan maksimum.

Jawab:

Fungsi total pendapatan:

P = - 2Q + 16

R = P.Q = (- 2Q + 16) Q

R = - 2Q2 + 16Q

Langkah pertama mencari turunan pertama fungsi total pendapatan kemudian dibuat = 0

R‟ = - 4Q + 16 = 0

4Q = 16

Q = 4

Agar dijamin bahwa jika menjual sebanyak Q = 4 maka akan diperoleh total pendapatan

maksimum, maka lakukanlah langkah kedua yaitu mencari turunan kedua fungsi total

pendapatan:

R” = - 4

Ternyata R” = - 4 < 0 sehingga diperoleh nilai maksimum

Jadi output yang harus diproduksi dan dijual agar diperoleh total pendapatan maksimum yaitu

sebanyak 4.

Total pendapatan maksimumnya:

R = - 2Q2 + 16Q

R = - 2(4)2 + 16(4)

R = 32

Maksimum Minimum

Langkah I

Langkah II

Y‟ = 0

Y” < 0

Y‟ = 0

Y” > 0

Diperoleh titik X

Menjamin Nilainya Optimum

(Maksimum atau Minimum)

Page 36: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

36

Jadi ketika menjual produk sebanyak 4, maka akan diperoleh total pendapatan maksimum

sebesar 32.

Contoh soal: Memaksimasi Marginal Pendapatan (marginal revenue)

2. Harga jual barang P = 16 - 2Q, tentukan berapa output yang harus diproduksi dan dijual agar

diperoleh marginal pendapatan maksimum. Berapakah marginal pendapatan maksimum

tersebut?

Jawab:

Fungsi permintaan: P = 16 - 2Q

Fungsi total pendapatan: R = P.Q = (16 - 2Q) Q

= 16Q – 2Q2

Fungsi marginal pendapatan: MR = 16Q - 2Q2

Turunan pertama: MR‟ = 16 - 4Q = 0

16 = 4Q

Q = 4

Turunan kedua: MR” = - 4 < 0

Jadi output yang harus diproduksi dan dijual agar diperoleh marginal pendapatan maksimum

sebanyak 4.

Marginal pendapatan maksimumnya: MR = 16Q - 2Q2

= 16(4) - 2(4)2

= 48

contoh soal: Meminimumkan Total Biaya (Total Cost)

3. Biaya total dinyatakan dengan C(Cost) = 5Q2 - 1000Q + 85000

Pada tingkat produksi berapakah akan menyebabkan total biaya minimum?

Berapakah total biaya minimum tersebut?

Jawab:

C = 5Q2 - 1000Q + 85000

C‟= 10Q – 1000 = 0

10Q = 1000

Q = 100

C” = 10 > 0

Jadi total biaya minimum akan tercapai jika berproduksi sebanyak 100 unit.

Total biaya minimumnya sebesar:

C = 5Q2 - 1000Q + 85000

C = 5(100)2 - 1000(100) + 85000

C = 35000

Jadi total biaya minimumnya sebesar: 35000

Contoh soal: Meminimasi Marginal Biaya (Marginal Cost)

4. Biaya total dinyatakan dengan C (Cost) = Q3 -90Q

2 + 2800Q + 56500

Pada tingkat produksi berapakah akan menyebabkan marginal biaya minimum?

Berapakah marginal biaya minimum tersebut?

Jawab:

Fungsi total biaya: C = Q3

- 90Q2 + 2800Q + 56500

Fungsi marginal biaya: MC = 3Q2 - 180Q + 2800

Turunan pertama: MC‟= 6Q – 180 = 0

6Q = 180

Q = 30

Turunan kedua: MR” = 6 > 0

Jadi output yang harus diproduksi agar diperoleh marginal biaya minimum sebanyak 30.

Marginal biaya minimum: MC = 3Q2 - 180Q + 2800

= 3(30)2 - 180(30) + 2800

= 100

Jadi marginal biaya minimum akan tercapai jika berproduksi sebanyak 30 unit:100

Page 37: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

37

Contoh soal : Memaksimasi laba / keuntungan / provit

5. Di berikan fungsi permintaan dan fungsi biaya masing-masing sebagai berikut:

P = 1000 - 2Q Dan C = Q3

- 59Q2 + 1315Q + 2000

Berapakah produk yang harus di produksi dan di jual sehingga dapat di peroleh laba yang

maksimum ? Berapakah laba maksimum tersebut ?

Jawab:

Fungsi pendapatan: R = P.Q

R = (1000 - 2Q).Q

R = 1000 Q - 2 Q2

Fungsi biaya: C = Q3 - 59Q

2 +1315Q + 2000

Fungsi laba: Laba = Pendapatan – biaya

Laba = (1000Q - 2Q2) - (Q

3 - 59Q

2 + 1315Q + 2000)

Laba = - Q3 + 57Q

2 - 315Q - 2000

Turunan pertama: Laba = -3Q2 + 114Q - 315

= Q2 - 38Q + 105

= (Q - 3) (Q - 35) = 0

Q1 = 3 Dan Q2 = 35

Turunan kedua: Laba” = - 6Q + 114

Untuk Q1 = 3, maka turunan ke dua = - 6(3) + 114 = 96 > 0

Berarti jika di produksi output sebanyak 3, maka labanya akan minimum.

Untuk Q2 = 35, maka turunan ke dua = - 6(35) + 114 = - 96 < 0

Berarti jika di produksi output sebanyak 35, maka labanya akan maksimum.

Laba maksimum nya sebesar :

Laba = - Q3 + 57Q

2 - 315Q - 2000

= - (35)3 + 57(35)

2 - 315(35) - 2000

= 13925

Jadi dengan memproduksi dan menjual output sebanyak 35 akan di peroleh laba maksimum

sebanyak : 13925

Contoh soal: Memaksimasi Penerimaan Pajak

Salah satu sumber penerimaan pemerintah adalah dengan penarikan pajak, misalnya pajak

penjualan yang di kenakan pemerintah terhadap setiap unit yang di produksi dan di jual oleh

pengusaha. Pemerintah berupaya untuk memaksimumkan penerimaan pajak tersebut. Untuk itu

pemerintah harus menentukan berapa tarif pajak yang akan di berlakukannya sehingga akan di

peroleh pajak maksimum. Total pajak yang akan di terima perintah : T = t. Q* di mana t: tarif

pajak yang di kenakan pemerintah dan Q*= Jumlah output yang di produksi dan di jual

pengusaha sehingga di peroleh laba maksimum, yang telah mempertimbangkan biaya

pajak.

Dari sudut pandang pengusaha setelah ada pengenaan pajak dari pemerintah:

Laba = pendapatan – (biaya + pajak)

= R – (C+T), R: Pendapatan

= R – C – T C: Biaya

= R – C – t Q T: Pajak

Q :Tingkat output yang di produksi dan di jual oleh pengusaha, yang memberikan laba

maksimum setelah mempertimbangkan adanya pajak penjualan dan pemerintah.

6. Total pendapatan dan total biaya di berikan sebagai berikut :

R = 15Q - 2Q2 Dan C = 3Q

Berapakah tarif pajak yang sebaiknya di kenakan pemerintah kepada pengusaha agar

pemerintah memperoleh total pajak maksimum ? Berapakah total pajak maksimum yang di

peroleh ?

Jawab:

Dari sudut pandang pengusaha:

Laba = R – C – t Q

= 15 Q – 2 Q2 – 3Q – t Q

= -2 Q2 + 12Q – t Q

Turunan pertama: Laba‟ = - 4Q + 12 – t = 0

12 – t = 2Q

Page 38: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

38

2Q = 12 - t

Q* = 12 - t

4

Q* = b – ¼ t

Turunan ke dua: Laba = - 4 < 0

Jadi dengan memproduksi sebanyak Q* = 3 – ¼ t, pengusaha akan memperoleh laba

maksimum.

Dari sudut pandang pemerintah:

Pajak: T =t (3 – ¼ t)

=3t – 1/4 t2

Turunan pertama: T1 = 3 – ½ t = 0

T = 6

Turunan ke dua : T” = -½

Jadi tarif pajak yang memberikan total pajak maksimum sebesar: 6

Karena Q* = 3 ¼ t = 3 – 6/4 (6) = 3 – 1,5 = 1,5

Maka total pajak maksimum: T = t . Q* = 1,5 = 9

Jadi total pajak yang yang di terima pemerintah sebesar: 9

Contoh soal:

7. Fungsi penerimaan dan fungsi biaya suatu produk di nyatakan sebagai berikut:

R = 360 Q – 10,5 Q2 Dan C = 100 Q – 4 Q

2

Berapakah produk harus di buat dan di jual perusahaan agar di peroleh laba maksimum?

Berapakah laba maksimum tersebut?

Jika pemerintah ingin memperoleh pajak penjualan yang maksimum, berapakah tarif pajak yang

harus di kenakan pemerintah kepada perusahaan tersebut?

Berapakah total pajak maksimum yang di dapat pemerintah?

Berapakah laba maksimum yang di terima perusahaan setelah di kenakan pajak ?

Jawab:

Dari sudut pandang pengusaha:

Laba = R – C – t Q

= 360 Q – 10,5 Q2 – (100 Q – 4 Q

2) – t Q

= 360 Q – 10,5 Q2 – 100 Q + 4 Q

2 – t Q

= 260 Q – 6,5 Q2 – t Q

Turunan pertama: Laba‟ = 260 – 13 Q – t = 0

260 – t = 13 Q

Q = 260 – t

13

Q*= 20 – 1 t

13

Turunan ke dua : Laba‟‟ = - 13 < 0

Jadi dengan memproduksi sebanyak Q* = 20 – 1/ 13 t, pengusaha akan memperoleh laba

maksimum.

Dari sudut pandang pemerintah:

Pajak: T = t Q*

= t (20 – 1/13 t)

= 20 t – 1/3 t 2

Turunan pertama : T‟ = 20 – 2/13 t = 0

20 = 2/13 t

t = 130

Turunan ke dua : T‟‟ = - 2/13

Jadi taruf pajak yang memberikan total pajak maksimum sebesar : 130

Karena Q2 = 20 – 1 t

13

= 20 – 1 (130)

13

= 20 – 10

= 10

Page 39: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

39

Maka

Total pajak maksimum:

T = t . Q*

= 130 . 10

= 1300

Jadi total pajak yang di terima pemerintah sebesar 1300.

Laba maksimum yang di terima oleh pemerintah besarnya:

Laba = 260 Q – 6,5Q2 – t Q

= 260 (10) – 6,5(10)2 – (130)(10)

= 2600 – 65 – 1300

= 1235

Jadi pemerintah menerima laba maksimum sebesar 1235

Contoh soal : Meminimasi Total Biaya Persediaan

Dalam hal persediaan, manajemen perusahaan senantiasa di perhadapkan kepada permasalahan

yaitu jika jumlah persediaan bahan mentah maupun persediaan barang jadi di perhitungkan

banyak, hal itu berarti menimbulkan biaya penyimpanan. Akan tetapi, sebaliknya jika

persediaan bahan mentah di perhitungkan sedikit saja, maka akan ada resiko yaitu menimbulkan

hambatan dalam proses produksi. Demikian pula jika persediaan barang jadi di perhitungkan

sedikit maka akanmenimbulkan keluhan pada konsumen akibat kelangkaan barang

(permasalahan dalam pemasaran). Jika kelangkaan barang tersebut terjadi berlarut-larut, maka

pada akhirnya para konsumen akan mencoba untuk menutup kebutuhannya dengan cara melirik

produk dari pesaing. Hal tersebut kemudian berdampak dapat mengakibatkan perusahaan yang

bersangkutan kehilangan pelanggan, kehilangan pangsa pasarnya. Perusahaan tersebut, untuk

kemudian akan sangat sulit jika berusaha untuk mencoba mengembalikan pangsa pasarnya

kembali karena berhubungan dengan kepercayaan pelanggan serta di butuhkan investasi yang

sangat besar misalkan untuk biaya pemasarannya (periklanannya)

Biaya- biaya yang ada hubungan dengan masalah persediaan, di antaranya:

1. biaya pemesanan,

2. biaya penyimpanan,

3. biaya yang di timbulkan akibat kekurangan persediaan sehingga menghambat proses

produksi atau pemasaran.

Model yang akan di bahas dalam buku ini yaitu: model pengendalian persediaan dengan

kedatangan berkala (batch arrival model). Model pengendalian persediaan dengan kedatangan

berkala dalam model ini di asumsikan bahwa :

1. Jumlah kebutuhan barang, yang berarti jumlah pemesanan barang, dalam suatu periode

waktu tertentu di ketahui jumlahnya tetap dari tiap-tiap periode waktu.

2. biaya pemesanan tidak bergantung pada jumlah barang.

3. tidak terjadi kekurangan persediaan sehingga tidak ada biaya yang di timbulkan akibat

kekurangan persediaan.

4. sub-periode kedatangan panjangnya tetap.

Pola kedatangan barang persediaan digambarkan seperti gambar berikut ini:

Persediaan ( Q )

Q/2 Jumlah Rata-rata Persediaan

Waktu

D: kebutuhan jumlah barang per periode waktu yang kemudian dibagi sama besar menjadi

beberapa kali pemesanan

Q: jumlah pemesanan per sub-periode waktu

C: biaya total persediaan

C: biaya pemesanan setiap kali memesan

Page 40: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

40

C2: biaya penyimpanan per-periode waktu

Masalahnya adalah berapa unit barang yang harus dipesan setiap kali pemesanan (Q) agar biaya

total persediaan (C) minimum. Untuk menjawab pertanyaan tersebut, maka akan dihitung total

biaya pemesanan dan total biaya penyimpanan sebagai berikut:

Total biaya pemesanan:

Misalakan dibutuhkan 100 kg yang akan dipesan sebanyak 25 kg, maka D = 100 dan Q = 25

sehingga setiap periode waktu akan ada kedatangan akibat pemesanan sebanyak D/Q dengan

biaya total pemesanan: (D/Q) C1.

Total biaya penyimpanan:

Rata-rata sepanjang periode waktu terdapat Q/2 persediaan sehingga biaya total penyimpanan

per periode waktu: (Q/2) C2

Jadi total biaya persediaan = total biaya pemesanan + total biaya penyimpanan

C = D

Q C1 +

2

Q C2

Yang menjadi permasalahan adalah berapakah jumlah unit atau barang yang harus dipesan agar

dapat diperoleh total biaya persediaan yang minimum? Untuk menjawab permasalahan tersebut,

perlu dicari: jumlah produk yang harus dipesan setiap kali pemesanan sehingga diperoleh total

biaya persediaan yang minimum:

Total biaya persediaan: C = D

Q C1 +

2

Q C2

= D.Q1 . C1.

2

QC2

Turunan pertama: C′ = D.C1.(-1) .Q-2

+ ½ C2 = 0

–D.C1 + ½ C2 = 0

Q2

½ C2 = –D.C1

Q2

Q

2 = –D.C1

½ C2

Q =

2

1.2

C

CD

Turunan kedua: C” = 2D.C1 > 0 menjamin biaya persediaan minimum.

Q3

Contoh soal:

8. seorang penjaja kue kering memerlukan tepung terigu sebanyak 100 kg setiap bulan. Biaya

pemesanan setiap kali memesan sebesar Rp. 2500 per-pemesanan, sedangkan biaya

penyimpanannya Rp. 50 per-minggu.

Berapakah kg yang harus dipesan setiap kali memesan?

Berapa kali pemesanan harus dilakukan dalam satu bulan?

Berapakah total biaya persediaan minimumnya?

Jawab:

Jika diketahui bahwa:

D : Jumlah total pemesanan per-bulan:100 kg

C1: Biaya pemesanan: Rp. 2500

C2: Biaya penyimpanan: Rp. 50 per-minggu = Rp 200 per-bulan.

Jumlah yang harus dipesan:

Q =

2

1.2

C

CD

Q = 200

2500.100.2

Q = 50

Page 41: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

41

Jadi setiap kali memesan akan dipesan sebanyak 50 kg. Dalam waktu satu bulan dilakukan

pemesanan sebanyak: D/Q = 100/50 =2 kali pemesanan.

Total biaya persediaan: C = D

Q C1 +

2

Q C2

C = 50

1002500 +

2

50200

C = 10.000

Jadi total biaya persediaan minimum : Rp 10.000

Elastisitas Titik: Analisis Fungsi dan Grafis.

Elastisitas mengukur derajat kepekaan variabel terikat akibat adanya perubahan variabel bebasnya.

Misal: y = f(x), maka seberapa jauh perubahan y akibat perubahab x di sebut „elastisitas y terhadap

x‟. Di tulis Eyx.

Analisis fungsi Untuk menghitung besarnya elastisitas terhadap x, jika diketahui fungsinya, digunakan

Rumus: Eyx = y/y atau Eyx = y/ x

x/x y/x

untuk perubahan yang kecil rumusnya menjadi : Eyx=dy/dx

y/x

contoh soal: Elastisitas Permintaan

1. Diberikan fungsi permintaan sebagai berikut: Qd = 8 - 0,5 P

Hitunglah besar dan jenis elastisitas pada titik P1 = 4, P2 = 8, dan P3 = 12

Jawab:

Untuk titik P1 = 4 maka Qd = 8 - 0,5(4) = 8 – 2 = 6

Jadi EQDP1 = 4 = dQd/dP1= -0,5 = -0,5 . 4 = -1

Qd / P1 6/4 6 3

Besar elastisitas permintaan dititik P1 = 4 adalah -1/3

Jenis elastisitas permintaan dititik P1 = 4 adalah 3/1E =1/3 <1 (INELASTIS)

Untuk titik P2 = 8 maka Qd = 8 - 0,5(8) = 8 – 4 = 4

Jadi EQDP2 = 8 = dQd/dP2 = -0,5 = -0,5.8 = -1

Qd/P1 4/8 4

Besar elastisitas permintaan dititik P2 = 8 adalah -1

Jenis elastisitas permintaan dititik P2 = 8 adalah 1E = 1 (UNITARY ELASTIS)

Untuk titik P3 = 12 maka Qd = 8 - 0,5(12) = 8 – 6 = 2

Jadi EqdP3 =12 = dQd/dP3 = -0,5 = -0,5.12 = -3

Qd/P3 2/12 2

Besar elastisitas permintaan dititik P3 = 12 adalah -3

Jenis elastisitas permintaan dititik P3 = 12 adalah 3E E = -3 = 3 > 1 (ELASTIS)

Analisa Grafis: Elastisitas permintaan

Contoh soal:

4. Untuk contoh soal di atas di mana fungsi permintaan:

Qd = 8 – 0,5 P, Grafik fungsinya:

Qd EQDP1=4 = 416

04 =

12

4 =

3

1

EQDP2=8 = 816

08 =

8

8 = 1

EQDP3=12 =

1216

012=

4

12 = 3

P

Page 42: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

42

Contoh soal: Elastisitas penawaran

5. Di berikan fungsi penawaran sebagai berikut: Qs = 6 + 2P

Hitunglah besar dan jenis elastisitas pada titik P1 = 4, P2 = 8, Dan P3 = 12

Jawab:

Untuk titik P1 = 4 Maka Qs = 6 + 2(4) = 6 + 8 = 14

Jadi E QdP1 = 4 = dQs/Dp1= + 2 = + 2 . 4 = 8 = 4

Qs/P1 14/4 14 14 7

Besar elastisitas permintaan di titik P1 = 4 adalah 7

Jenis elastisitas permintaan di titik P1 = 4 adalah E = +4/14 = 7 < 1 (INELASTIS)

Untuk titik P2 = 8 maka Qs = + 2 (8) = 6 + 16 = 22

Jadi E QdP2 = 8 = dQs/Dp2 = + 2 = + 2 . 8 = 16 = 8

Qs/P2 22/8 22 22 11

Besar elastisitas permintaan di titik P2 = 8 adalah 8/11

Jenis elastisitas permintaan di titik P2 = 8 adalah E = 8/11 < 1 (INELASTIS)

Untuk titik P3 = 12 maka Qs = 6 + 2 (12) = 6 + 24 = 30

Jadi E QdP3 = 12 = dQs/dP3 = + 2 = + 2 . 12 = 24 = 4

Qs/P3 30/12 30 30 5

Besar elastisitas permintaan di titik P3 = 12 adalah = 4/5

Jenis elastisitas permintaan di titik P3 = 12 adalah E = + 4/5 = 4/5 < 1 (INELASTIS)

Analisis Grafis: Elastisitas Penawaran

Contoh soal :

6. Untuk contoh soal di atas di mana fungsi permintaan: Qd = 6 + 2P, grafik fungsinya:

QS Qd= 6 + 2P

30

22

14

6

4 8 12 P

Penerapan Teori Diferensial Berantai

Teori diferensial berantai di terapkan dalam masalah produksi di antaranya untuk mencari:

I. Marginal Revenue Product Of Labour (MRP L)*

II. Marginal Revenue Product Of Capital (MRP C)*

Contoh Soal: Marginal Revanue Product Of Labour (MRPL)

1. Fungsi pendapatan dari suatu pabrik di berikan sebagai berikut:

R = - Q2 = 140 Q + 5 DI Mana Q adalah produksi, sedangkan fungsi produksinya Q = 4

L.

Jika jumlah tenaga kerja yang ada 10 orang:

Berapakah „Marginal Physical Product Of Labour (MRP L)’ Dan jelaskan artinya!

Berapakah „Marginal Revenue Product Of Labour (MRP L)’ Dan jelaskan artinya!

Jawab:

Fungsi Produksi: Q = 4 L Sehingga

Marginal Physical product of labour (MRP L): dL

dQ = 4

Artinya: Pada tingkat tenaga kerja berjumlah 10 orang,

# untuk setiap penambahan tenaga kerja sebanyak 1 orang akan menyebabkan

penambahan jumlah barang yang diproduksi sebanyak 4 unit; sebaliknya

# untuk setiap pengurangan tenaga kerja sebanyak 1 orang akan menyebabkan

pengurangan jumlah barang yang diproduksi sebanyak 4 unit

EQDP1=4 = 014

614 =

14

8 =

7

4

EQDP2=8 = 022

622 =

22

16 =

11

8

EQDP3=12 =

030

630=

30

24 =

5

4

Page 43: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

43

Fungsi pendapatan: R = - Q2 + 140Q + 5

´Marginal Revenue: dQ

dR= - 2Q + 140

Mencari Marginal Revenue Product of Labour (MRPL):

dL

dR=

dQ

dR.

dL

dQ

dL

dR= (-2Q + 140) (4)

dL

dR= -8Q + 560

Jadi Marginal Revenue Product of Labour (MRPL) = - 8Q + 560

=- 8 (4L) + 560

= - 32 L + 560

Untuk tenaga kerja sebanyak 10 orang, maka MRPL = -32(10) + 560

= -320 + 560

= 240

Artinya: Pada tingkat tenaga kerja berjumlah 10 orang,

# untuk setiap penambahan tenaga kerja sebanyak 1 orang akan menyebabkan

penambahan pendapatan sebanyak 240; sebaliknya

# untuk setiap pengurangan tenaga kerja sebanyak 1 orang akan menyebabkan

pengurangan pendapatan sebanyak 240

contoh soal: marginal revenue product of capital (MRPC)

2. Fungsi pendapatan dari suatu pabrik diberikan sebagai berikut: R = - 3000Q2 + 410000Q

+ 7 di mana Q adalah produksi, sedangkan fungsi produksinya Q = 3C. Jika kapital yang

dimiliki 1000:

Berapakah „Marginal Physical Product of Capital (MPPC)´ dan jelaskan artinya!

Berapakah Marginal Revenue Product of Capital (MRPC)´ dan jelaskan artinya! Jawab:

Fungsi produksi: Q = 3C sehingga

Marginal Physical Product of capital (MRPC): Dq = 3dC

Artinya: Pada tingkat kapital sebanyak 1000,

# untuk setiap penambahan kapital sebanyak 1 akan menyebabkan penambahan

jumlah barang yang diproduksi sebanyak 3 unit; sebaliknya

# untuk setiap pengurangan kapital sebanyak 1 akan menyebabkan pengurangan

jumlah barang yang diproduksi sebanyak 3 unit.

Fungsi pendapatan: R = -3000Q2 + 410000Q + 7 maka

Marginal revenue: dQ

dR= -6000Q + 410000

Mencari Marginal Revenue Product of Capital (MRPC):

dC

dR=

dQ

dR.

dC

dQ

dC

dR = (-6000Q + 410000) (3)

dC

dR = -18000Q + 1230000000

Jadi marginal revenue product of capital (MRPL)

= -18000Q+1230000000

= -18000(3C)+1230000000

= -54000C+1230000000

Untuk kapital sebanyak 1000 maka MRPL

= -54000C+1230000000

= -54000(1000)+1230000000

Page 44: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

44

= -54000000+1230000000

= 1176000000

Artinya: Pada tingkat kapital sebanyak 1000, maka

# untuk setiap penambahan kapital sebanyak 1 akan menyebabkan penambahan

pendapatan sebanyak 1176000000 sebaliknya

# untuk setiap pengurangan kapital sebanyak 1 akan menyebabkan pengurangan

pendapatan sebanyak 1176000000

Penerapan Teori Diferensial Parsial

Teori Diferensial Parsial diterapkan dalam berbagai masalah di antaranya untuk mencari:

I. Elastisitas Parsial

II. Optimasi 2 variabel:

Maksimasi pendapatan

Minimasi biaya

Maksimasi laba/keuntungan

III. Mencari marginal rate technical substitution(MRTS)

Elastisitas Persial

Fungsi permintaan suatu barang tentu di tentukan oleh harga barang itu sendiri. Akan tetapi,

juga ternyata di tentukan oleh harga barang lain tersebut merupakan barang substitusinya atau

barang komplementernya. Di samping itu juga di tentuka oleh pendapatan. Misalnya ada dua

barang yaitu barang 1 dan barang 2. fungsi permintaannya masing-masing dapat di tuliskan

sebagai berikut:

Qd1 = f (P1,P2,Y) Dan Qd2 = f (P1,P2,Y)

Fungsi permintaan barang 1 di pengaruhi oleh harga barangnya sendiri (P1), harga barang lain

(P2), dan pendapatan (Y). Demikian pula dengan fungsi permintaan barang 2 di pengaruhi oleh

harga barangnya sendiri (P2), harga barang lain (P1), dan besarnya pendapatan (Y).

Price elastisity of demand

Mencari kepekaan fungsi permintaan terhadap perubahan harga barangnya sendiri, yaitu:

kepekaan fungsi permintaan barang 1 (Qd1), akibat perubahan harga barangnya (P1) maupun

kepekaan fungsi permintaan barang 2 (Qd2) akibat perubahan harga barangnya (P2):

Jadi E QdP1 = 11

11

/

/

pQd

dPdQd dan E QdP2 =

22

22

/

/

pQd

dpdQd

Cross Elasticity of demand

Mencari kepekaan fungsi permintaan terhadap perubahan harga barang lain, yaitu: kepekaan

fungsi permintaan barang 1 (Qd1) akibat perubahan harga barang lain (P2) maupun kepekaan

fungsi permintaan barang 2 (Qd2) akibat perubahan harga barang lain (P1):

Jadi E QdP1 = 21

21

/

/

PQd

dPdQd dan EQdp2 =

12

12

/

/

PQd

dPdQd

Income Elasticity of Demand

Mencari kepekaan fungsi permintaan terhadap perubahan pendapatan:

Yaitu: kepekaan fungsi permintaan barang 1 (Qd1) akibat perubahan pendapatan (Y) maupun

kepekaan fungsi permintaan barang 2 (Qd2) akibat perubahan pendapatan (Y);

Jadi E QdP1 = YQd

dYdQd

/

/

1

1 dan E QdP2 =

YQd

dYdQd

/

/

2

2

Hubungan antar-komoditi:

# jika hasil dari perhitungan cross elasticity of demand positif, maka hubungan antar komoditi

adalah substitusi; sedangkan

# jika hasil dari perhitungan cross elasticity of demand negatif, maka hubungan antar

komoditi adalah komplementer.

Page 45: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

45

Contoh soal:

1. Qdr = 2Pj - 30 Pr + 0,05 Y

Untuk Pj = 3000, Pr = 100, dan Y = 30000

Carilah: - Price Elasticity of Demand

- Cross Elasticity of Demand

- Income Elasticity of Demand

Bagaimanakah hubungan antara komoditi j dan r?

Jawab:

Price Elasticity of Demand:

E QdPr = prQdr

ddQdr

/

P/ r =

100/4500

30=

45

30 =

3

2

Cross Elasticity of Demand:

E QdPr = 3

4

45

60

3000/4500

2

/

/

pjQdr

dPdQd jr

Income Elasticity of Demand:

E QdPr = 3

1

45

15

30000/4500

05,0

/

/

YQdr

dYdQdr

Hubungan antara komoditi r dan j:

Karena Cross Elasticity of Demand hasilnya positif, maka hubungan antara komoditi r dan

komoditi j adalah Subtitusi.

Optimasi Dua Variabel.

Fungsi yang mengandung 2 variabel misalnya dituliskan sebagai berikut:

Y=f(x1,x2)

Dalam setiap permasalahan optimasi, selalu memunculkan dua pertanyaan:

1. Berapakah x1 dan x2 yang akan memberikan Y optimum (maksimum atau minimum)

2. Berapakah Y optimumnya (maksimum atau minimum)

Untuk dapat menjawab pertanyaan pertama tersebut, maka diberikan langkah-langkahnya

sebagai berikut:

Langkah-langkah dalam tabel tersebut membantu untuk memperoleh X1 dan X2 yang

pasti akan menjamin bahwa Y optimal, jadi ke tiga langkah tersebut di atas hanyalah untuk

menjawab pertanyaan pertama saja. Belum di peroleh berapa besar Y yang optimal tersebut.

Untuk mendapatkan nilai Y yang optimal maka nilai X1 dan X2 harus di masukan dalam

persamaan Y tersebut.untuk memberikan penjelasan yang lebih jelas, maka di bawah ini di

berikan tiga contoh yang merupakan permasalahan optimal dua variabel, yaitu: maksimasi

pendapatan, minimasi biaya, maksimasi laba.

Optialisasi dua variabel

Y = f ( x1 ,x2 )

Maksium Minimum

Langkah I Turunan pertama

Y1 = 0 , Y2 = 0

Turunan pertama

Y1 = 0 , Y2 = 0

Diperoleh

X1 dan X2

Turunan kedua dan Matriks Hessian:

H = Y11 Y12

Y21 Y22

Langkah II

Langkah III D1 = Y11 < 0

Difinit negatif,

Menjamin Y maksium

D1 = Y11 > 0

Difinit positif,

Menjamin Y minimum

Diperoleh

Titik ekstrim

maksium atau titik

ekstrim minimum

Page 46: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

46

Contoh soal: Maksimasi pendapatan

1. Di berikan fungsi pendapatan : R = 160 Q1 – 3 Q12

– 2 Q1 Q2 – 2Q22

+ 120 Q2 –180

Berapakah jumlah produk 1 dan produk 2 yang harus di produksi dan di jual sehingga

dapat di peroleh pendapatan maksimum? Berapakah pendapatan maksimumnya?

Jawab: jumlah produk 1 dan 2 yang harus di jual :

Langkah pertama ialah mencari turunan pertama fungsi pendapatan:

R1 = 160 – 6 Q1 – 2 Q2 = 0

R2 = 120 – 2 Q1 – 4 Q2 = 0

Untuk mencari Q1 dan Q2 menggunakan aturan determinan:

Fungsinya menjadi: 6 Q1 – 2 Q2 = - 160

2 Q1 – 4 Q2 = - 120

Maka

Q1 =

4

2

4

2

2

6

120

160

= (-2) (2)-(-4) (-6)

(-2)(-120)-(-160)(-4) =

424

240-640=

20

400= 20

Q2 =

4

2

120

160

2

6

2

6

= (-2) (2)-(-4) (-6)

(-2)(-160)-(-6)(-120) =

424

320-720=

20

400= 20

Langkah ke dua adalah mencari turunan keduannya:

R11 = -6, R12 = -2, R21 = -2, R22 = -4

Matriks hessiannya: H = 4- 2-

2- 6-

RR

R R

2221

1211

Matriks pertamanya : D1 = 6- < 0

Matriks keduannya : D2 = H = 4- 2-

2- 6-

= (-6)(-4) – (-2)(-2)

= 24 – 4

= 20 > 0

karena D1 < 0 dan D2 > 0, maka definit negatif, menjamin pendapatan maksimum.

Pendapatan maksimumnya: R = 160Q1 - 3Q12 - 2Q1Q2 - 2Q2

2 + 120Q2 – 180

R = 160(20) - 3(20)2 - 2(20)(20) -2(20)2 +120(20) – 180

R = 2620

Contoh soal: Minimasi biaya

2. di berikan fungsi biaya sebagai berikut: C = 8Q12 + 6Q2

2 - 2Q1Q2 - 40Q1 - 42Q2 + 180

Berapakah jumlah produk 1 dan produk 2 yang harus di produksi sehingga di peroleh

biaya minimum? Berapakah biaya minimumnya?

Jawab: jumlah produk 1 dan 2 yang harus di produksi:

Langkah pertama ialah mencari turunan pertama fungsi biaya:

C1 = 16Q1 – 2Q2 – 40 = 0

C2 = -2Q1 + 12Q2 – 42 = 0

Untuk mencari Q1 dan Q2 menggunakan aturan determinan:

Fungsinya menjadi: 16Q1 – 2Q2 = 40

-2Q1 + 12Q2 = 42

Maka

Q1 =

12 2-

2- 16

12 42

2- 40

= )2)(2()12)(16(

)42)(2()12)(40( =

192

84480 =

188

564 = 3

Page 47: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

47

Q2 =

12 2-

2- 16

120- 2 -

160- 6-

= )2)(2()12)(16(

)160)(2()120)(6( =

192

320720 =

188

400 = 2,12 = 2

Langkah kedua adalah mencari turunan keduanya:

R11=16, R12 = -2, R21 = -2, R22 = 12

16 -2

Matriks Hessiannya: H = 22 21

12 11

RR

RR

12 2-

2- 16

Matriks pertamanya : D1 = 16 > 0

Matriks keduanya : D2 = H = 16 -2

12 2-

=(16) (12) – (-2) (-2)

=192 – 4

=188 > 0

Karena D1 > 0 dan D2 > 0, maka definit positif, menjamin biaya minimum.

Biaya minimumnya: C = 8Q12 + 6Q2

2 - 2Q1 Q2 - 40Q1 - 42Q2 + 180

C = 8(3)2 + 6(2)

2 - 2(3) (2)- 40 (3)- 42 (2)+180

C = 60

Contoh soal: maksimasi laba / keuntungan

2. Diberikan fungsi pendapatan dan fungsi biaya sebagai berikut:

R = 12 Q1 + 8 Q2 dan C = 3 Q12 + 2 Q2

2

Berapakah jumlah produk 1 dan produk 2 yang harus diproduksi dan dijual sehingga

diperoleh laba maksimum? Berapakah laba maksimumnya?

Jawab:

Fungsi labanya:

Laba = R – C

= 12Q1`+ 8Q2 - ( 3 Q12 + 2 Q2

2)

= 12Q1 + 8Q2 - 3Q12

- 2Q22

Langkah pertama ialah mencari turunan pertama fungsi laba:

Laba1 = 12 – 6 Q1 = 0, maka Q1 = 2

Laba2 = 8 – 4 Q2 = 0, maka Q2 = 2

Langkah kedua adalah mencari turunan keduanya:

Laba11 = - 6, Laba12 = 0, Laba22 = - 4

Matriks Hessiannya: H = Laba 11 Laba 12 = -6 0

Laba 21 Laba 22 0 -4

Matriks pertamanya: D1 = 6- < 0

Matriks keduanya : D2 = H = - 6 0

= (-4) (-6)

4- 0 -(0)(0)

= 24 – 0

= 24 > 0

Karena D1 < 0 dan D2 > 0, maka definit negatif, menjamin laba maksimum.

Pendapatan maksimumnya: Laba = 12 Q1+8 Q2-3Q12-2Q2

2

Laba = 12(2) +8(2)-3(2)2-2(2)

2

Laba = 24+16-12-8

Laba = 20

Page 48: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

48

7.3.1 Mencari Marginal Rate of Technical Substitution (MRTS)

Rumus: MRTS = dL

dK

Jika diketahui Fungsi Produksi Q=f(K,L), maka mencari MRTS-nya dengan

MRTS = dL

dK

dQ

dK

dL

dQ

dK

dQ

dL

dQ

dKdQ

dLdQ.:

/

/

Contoh soal:

1. Di berikan fungsi produksi sebagai berikut:

Q = 0,2K 0,5 + 0,8L 0,5, Di mana K = 160 dan L = 40

Hitunglah MRTS-nya dan jelaskan artinya!

Jawab:

MRTS = dKdQ

dLdQ

/

/

= 0))5,0(2,0

)5,0(8,0015,0

15,0

K

L

= 5,0

5,0

1,0

4,0

K

L

=

5,0

4L

K

MRTS = 40

1604

MRTS = 44

MRTS = – 4 . 2

MRTS = – 8

2. Diberikan fungsi produksi sebagai berikut: Q = 96 K 0,3 L 0,7

K = 210 dan L = 70

Hitunglah MRTS-nya dan jelaskan artinya!

Jawab:

MRTS = dKdQ

dLdQ

/

/

= 7,013,0

17,03,0 )7,0(

)3,0(96

96

LK

LK

= 7,07,0

3,03,0

)3,0(

7,0

LK

LK

= 7,03,0

7,03,0

3

7

LL

KK

MRTS = L

K

3

7

MRTS = 70.3

210.7

MRTS = – 7

PENYELESAIAN SOAL-SOAL Fungsi marginal pendapatan (marginal revenue)

1. carilah fungsi marginal pendapatannya untuk fungsi P = 16 – Q

jawab:

fungsi permintaan: P = 16 – Q

fungsi pendapatan: R = P . Q

R = (16 – Q) . Q*

R = 16 Q – Q2

Maka fungsi marginal pendapatannya: MR = 16 – 2Q

Page 49: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

49

Maksimasi total pendapatan (Total Revenue)

2. fungsi pendapatan rata-rata (Average Revenue) di berikan di bawah ini:

AR = 120 – 6 Q

# Pada tingkat output berapakah yang memberikan pendapatan maksimum?

# Berapakah pendapatan maksimum yang diperoleh?

# Gambarkan fungsi pendapatan rata-rata dan marginal pendapatan pada sebuah grafik!

Jawab:

Fungsi pendapatan rata-rata: AR = 120 – 6 Q

Fungsi pendapatan: TR = AR . Q

= (120 – 6Q) . Q

= 120 Q – 6 Q2

Turunan pertama fungsi pendapatan: TR′ = 120 – 12Q = 0

120 = 12Q

Q = 10

Turunan kedua fungsi pendapatan: TR″ = -12 < 0 menjamin pendapatan maksimum.

Jadi pada tingkat output Q = 10 menjamin pendapatan maksimum.

Pendapatan maksimum: TR maksimum = 120 Q – 6 Q2

R maksimum = 120(10) – 6(10)2

= 1200 – 600

= 600

jadi pendapatan maksimumnya diperoleh sebesar 600

fungsi pendapatan rata-rata: AR = 120 – 6 Q

fungsi marginal pendapatan: TR′= MR = 120 – 12 Q

maka grafik dari kedua fungsi tersebut di gambarkan sebagai berikut:

AR.MR

120

AR = 120 - 6Q

MR =120 – 12Q

10 20 Q

Minimasi total biaya (Total Cost)

3. Total biaya suatu perusahaan dinyatakan dalam fungsi sebagai berikut:

TC = Q3 – 4Q2 + 4Q +4

# Pada output berapakah yang akan memberikan total biaya minimum?

# Berapakah total biaya minimumnya?

Jawab:

Fungsi total biaya: TC = Q3 – 4Q

2 + 4Q + 4

Turunan pertama fungsi total biaya: TC‟= 3Q2 – 8Q + 4 = 0

(3Q - 2)(Q - 2) = 0

3Q - 2 = 0, Q1 = 2/3

Q - 2 = 0, Q2 = 2

Turunan kedua fungsi total biaya: TC″= 6Q – 8

Untuk Q1 = 2/3 maka TC″= 6 (2/3) – 8 = - 4 < 0

Untuk Q2 = 2 maka TC″= 6 (2) – 8 = 4 > 0

Jadi output yang memberikan total biaya minimum adalah yang TC″>0, yaitu Q = 2.

Total biaya minimum: TC = Q3 – 4Q

2 + 4Q + 4

TC = (2)3 – 4(2)

2 + 4(2) + 4 = 4

Page 50: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

50

Maksimasi penerimaan total pajak

4. Total pendapatan dan total biaya di berikan sebagai berikut:

P = - 5Q + 100 dan C = 5Q2 – 30Q

Berapakah tarif pajak yang sebaiknya dikenakan pemerintah kepada pengusaha agar

pemerintah memperoleh total pajak maksimum? Berapakah total pajak maksimum yang

diperoleh pemerintah?

Jawab:

Dari sudut pandang pengusaha:

Laba = P . Q – C – t Q

= -5Q + 100 – (5Q2-30Q) – tQ

= -5Q2 + 25Q – Tq + 100

Turunan pertama:

Laba′ = -10Q + 25 – t = 0

25 – t = 10Q

Q* = 25 – t

10

Q* = 2,5 – 1/10 t

Turunan kedua:

Laba″ = -10 < 0

Jadi dengan memproduksi Q* = 2,5 – 1/10 t, pengusaha memperoleh laba maksimum.

Jadi sudut pandang pemerintah:

Pajak: T = t Q*

= t (2,5 – 1/10 t)

= 2,5 t – 1/10 t 2

turunan pertama: T′ = 2,5 – 1/5 t = 0

2,5= 1/5 t

t = 12,5

turunan kedua: T″= -1/5 < 0

Jadi tarif pajak yang memberikan total pajak maksimum sebesar: t = 12,5

Karna Q* = 2,5 – 1/10 t = 2,5 – 1/10(12,5) = 2,5 – 1,25 = 1,25

Maka total pajak maksimum: T = t . Q* = 12,5 . 1,25 = 15,625

Jadi total pajak yang diterima pemerintah sebesar: 15,625

Minimasi total biaya persediaan

5. Seorang penjaja kue kering memerlukan tepung terigu sebanyak 1440 kg tiap

bulan.biaya pemesanan tiap kali memesan sebesar Rp 6000 per pemesanan, sedangkan

biaya penyimpanannya Rp 300 per minggu.

# berapakah kg yang harus dipesan setiap kali memesan?

# berapa kali pemesanan harus dilakukan dalam satu bulan?

# berapakah total biaya persediaan minimumnya?

Jawab:

Jika diketahui bahwa:

D : jumlah total pemesanan per bulan : 1440 kg

C1: biaya pemesanan : Rp 6000

C2: biaya penyimpanan : Rp 300 per minggu = Rp 1200 per bulan

Jumlah yang harus di pesan :

Q = 2

1.2

C

CD

Q = 1200

6000.1440.2

Q = 120

jadi setiap kali memesan akan dipesan sebanyak 120 kg.

Dalam waktu satu bulan dilakukan pemesanan sebanyak:

D/Q = 1440/120 = 12 kali pemesanan.

Total biaya persediaan:

Page 51: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

51

C = 21

2C

QC

Q

D

C = 12002

1206000

120

1440

C = 144000

Jadi total biaya persediaan minimum: Rp 144000

Elastisitas persial

6.fungsi permintaan suatu komoditi diberikan sebagai berikut:

Qd = 16 – 0,4 P1 – 0,8 P2 + P3 + Y

Untuk P1 = 20, P2 = 10, P3 = 40, dan Y = 40

# carilah Price Elasticity of Demand dan jenisnya!

# carilah Cross Eelasticity of Demand dan jenisnya!

# carilah Income Elasticity of Demand dan jenisnya!

# bagaimana hubungan antara komoditi-komoditi tersebut? Jelaskan!

Jawab:

Qd1 = 16 – 0,4 P1 – 0,8 P2 + P3 + Y

Qd1 = 16 – 0,4(20) – 0,8(10) + 40 + 40

Qd1 = 80

Price elasticity of demand:

E Qd1P1 = 400

4

20/80

4,0

Pr

/

1

1

1

1 dP

Qd

dQd

Cross elasticity of demand

E Qd1P2 = 10

1

10/80

8,0

Pr/

/

2

2

1

1 dP

Qd

dQd

E Qd1P3 = 2

1

40/80

1

Pr

/

3

3

1

1 dP

Qd

dQd

Income elasticity of demand

E Qd1Y = 2

1

40/80

1

/

/

1

1

Y

dY

Qd

dQd

Hubungan antara komoditi 1 dan 2:

Karena Cross Elasticity of Demand hasilnya negatif, maka hubumgan antara komoditi 1

dan komoditi 2 adalah subtitusi.

Hubungan antara komoditi 1 dan 3:

Karena Cross Elasticity of Demand hasilnya positif , maka hubungan antara komoditi 1

dan komoditi 3 adalah subtitusi.

Marginal Physical and Revenue Product of Labour and Capital

7. fungsi produksi : Q = 1/2K ½

L = ½, dengan K = 4, L = 16

# hitunglah Marginal Physical Product of Labour!

# hitunglah Marginal Physical Product of Capital!

Jika fungsi pendapatan R = 2Q, maka

# hitunglah Marginal Physical Product of Labour!

# hitunglah Marginal Physical Product of Capital!

jawab:

fungsi produksi: Q = ½ K ½ L

½

Q = ½ 4 ½

16 ½

Q = ½ . 8

Q = 4

Sehingga:

Marginal Physical Product of Labour (MPRL):

21

21 1

21 2/1. LK

dL

dQ

Page 52: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

52

21

21

41 LK

dL

dQ

21

21

41

K

L

dL

dQ

21

21

4

1641

dL

dQ

2

1

dL

dQ

Artinya: Pada tingkat tenaga kerja berjumlah 16 orang

# untuk setiap penambahan tenaga kerja sebanyak 2 orang akan menyebabkan

penambahan jumlah barang yang diproduksi sebanyak 1 unit; sebaliknya

# untuk setiap pengurangan tenaga kerja sebanyak 2 orang akan menyebabkan

pengurangan jumlah barang yang diproduksi sebanyak 1 unit

Marginal Physical Product of Capital (MRPC):

dC

dQ= ½. K

½. 1/2L

½-

dC

dQ= ¼ K

1/2 L

-1/2

21

21

41

L

K

dC

dQ

21

21

16

441

dC

dQ

dC

dQ=

8

1

Artinya : Pada tingkat investasi sebesar 4,

# untuk setiap penambahan kapital sebanyak 1 akan menyebabkan penambahan

jumlah barang yang diproduksi sebanyak 1/8 unit; sebaliknya

# untuk setiap pengurangan kapital sebanyak 1 orang akan menyebabkan

pengurangan jumlah barang yang diproduksi sebanyak 1/8 unit

jika fungsi pendapatan: R = 2Q sehingga

′ Marginal Revenue: 2dQ

dR

Mencari Marginal Revenue Product of Labour (MRPL):

dL

dQ

dQ

dR

dL

dR.

(2).(1/2) dL

dR

1 dL

dR

Jadi Marginal Revenue Product of Labour (MRPL)=1

Artinya: Pada tingkat tenaga kerja berjumlah 16 orang,

# untuk setiap penambahan tenaga kerja sebanyak 1 orang akan menyebabkan

penambahan pendapatan sebanyak 1; sebaliknya

# untuk setiap pengurangan tenaga kerja sebanyak 1 orang akan menyebabkan

pengurangan pendapatan sebanyak 1.

Mencari Marginal Revenue Product of Capital (MRPC):

dC

dQ

dQ

dR

dC

dR.

dC

dR= (2).(1/4)

Page 53: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

53

dC

dR= 1/4

Jadi Marginal Revenue Product of Capital (MRPC)=1/4

Artinya: Pada tingkat investasi berjumlah 4 orang,

# untuk setiap penambahan investasi sebanyak 4 orang akan menyebabkan

penambahan pendapatan sebanyak 1; sebaliknya

# untuk setiap pengurangan tenaga kerja sebanyak 4 orang akan menyebabkan

pengurangan pendapatan sebanyak 1.

Minimasi Biaya dari Dua Produk

8. Fungsi biaya dari perusahaan yang menghasilkan dua produk sebagai berikut:

Biaya = 12 Q12

+ 4Q2 2

– 8 Q1 – 16 Q2

# Berapakah jumlah produk 1 dan produk 2 yang harus diproduksi agar dapat

diperoleh biaya minimum?

# Berapakah biaya minimum yang diperoleh?

Jawab:

Fungsi Biayanya: 12 Q12 + 4Q2

2 – 8 Q1 – 16 Q2

Langkah pertama ialah mencari turunan pertama fungsi biaya:

Biaya1 = 24 Q1 – 8 = 0, maka Q1=3

Biaya2 = 8 Q2 – 16 = 0, maka Q2=2

Langkah kedua adalah mencari turunan keduanya:

Biaya11= 24 , Biaya12= 0 , Biaya21= 0 , Biaya22= 8

Matriks Hessiannya : H= 8 0

0 24

Biaya Biaya

Biaya Biaya

22 21

1211

Matriks pertamanya : D1 = 024

Matriks keduanya : D2 = H= 8 0

0 24

= (24) (8) - (0) (0)

= 192 - 0

= 192 > 0

Karena D1> 0 dan D2> 0, maka definit positif, menjamin biaya minimum.

Jadi perusahaan sebaiknya memproduksi produk pertama sebanyak 3 dan produk kedua

sebanyak 2 agar berproduksi pada tingkat biaya minimum.

Biaya minimumnya: Biaya = 12 Q12 + 4Q2

2- 8Q 1+ 16Q2

Biaya = 12 (3)2 + 4(2)

2- 8(3) +16(2)

Biaya = 12.9 + 4.4 - 24-32

Biaya = 68

Dengan memproduksi produk pertama sebanyak 3 dan produk kedua sebanyak 2 maka

akan berproduksi pada biaya minimum sebesar 68.

Maksimasi Laba/Keuntungan dari dua produk

9. Fungsi Laba diberikan Laba = - 4Q12

- 2Q22 + 32Q1+12Q2

Berapakah jumlah produk 1 dan produk 2 yang harus diproduksi dan dijual sehingga

dapat diperoleh laba maksimum?

Berapakah laba maksimum yang diperoleh?

Jawab:

Fungsi Labanya : - 4Q12

- 2Q22 + 32Q1+12Q2

Langkah pertama ialah mencari turunan pertama fungsi laba:

Laba1 = - 8Q1 + 32 = 0 makaQ1 = 4

Laba2 = - 4Q2 +12 = 0 makaQ2 = 3

Langkah kedua adalah mencari turunan keduanya:

Laba11= - 8 , laba12= 0 , laba21= 0 , laba22= - 4

Matriks Hessiannya: H= 4- 0

0 8-

Biaya Biaya

Biaya Biaya

22 21

1211

Matriks pertamanya: D1 = 08

Page 54: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

54

Matriks keduanya : D2 = H= 4- 0

0 8-

= (-8) (-4) – (0) (0)

= 32 > 0

Karena D1 < 0 dan D2 > 0, maka definit negatif, menjamin laba maksimum.

Jadi sebaiknya di produksikan produk pertama sebanyak 4 dan produk kedua sebanyak 3

agar diperoleh laba maksimum.

Laba maksimumnya: Laba = - 4Q12

- 2Q22 + 32Q1 + 12Q2

Laba = - 4(4)2-2(3)2

2+ 32(4) +12(3)

Laba = - 4.16 - 2.9 + 32.4 + 12.3

Laba = 82

Dengan memproduksikan produk pertama sebanyak 4 dan produk kedua sebanyak 3

maka akan diperoleh laba maksimum sebesar 82.

SELESAIKANLAH SOAL-SOAL LATIHAN DIBAWAH INI

1. fungsi permintaan suatu komoditi diberikan sebagai berikut :

Qd2 = 5200 + 4P1 – 3P2 – 8P3 + 0,25 Y

Untuk P1 = 200, P2 = 100, P3 = 500 dan Y = 5000

# carilah Price Elasticity of Demand dan jenisnya!

# carilah Cross Eelasticity of Demand dan jenisnya!

# carilah Income Elasticity of Demand dan jenisnya!

# bagaimana hubungan antara komoditi - komoditi tersebut? Jelaskan!

2.total pendapatan dan total biaya diberikan sebagai berikut:

R = 221Q + 5100 – 2Q2 dan C = 125Q + 4100

# berapakah tarif pajak yang sebaiknya dikenakan pemerintah kepada pengusaha agar

pemerintah memperoleh total pajak maksimum?

# berapakah jumlah produk yang harus diproduksi dan dijual oleh perusahaan tersebut

sehingga diperoleh laba maksimum setelah mempertimbangkan masalah pejak?

# berapakah total pajak maksimum yang diperoleh pemerintah ?

# berapakh laba maksimum yang diperoleh perusahaan tersebut?

3.fungsi produksi: Q = 0,5 K2 + 2KL + L2,

dengan K = 20 L = 40

# hitunglah Marginal Physical Product of Labour!

# hitunglah Marginal Physical Product of Capital!

Jika fungsi pendapatan R = 3Q, maka

# hitunglah Marginal Physical Product of Labour!

# hitunglah Marginal Physical Product of Capital!

4.diberikan fungsi total biaya suatu perusahaan sebagai berikut:

TC = 6Q12- 3Q1 Q2 + 12Q2 – 24 Q1 – 10 Q2

# Pada tingkat output (Q1 dan Q2) berapakah yang akan membuat perusahaan

memperoleh total biaya minimum!

# Berapakah total biaya minimum tersebut?

5.fungsi permintaan suatu komoditi diberikan pada gambar dibawah ini .

carilah nilai dan jenis elastisitas di masing-masing titik!

Q

(P1,Q1) = (12,9)

(P2,Q2) = (24,6)

(P3,Q3) = (36,3)

0 48 P

Page 55: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

55

TEORI INTEGRAL DAN PENERAPANNYA

DALAM BISNIS DAN EKONOMI

TUJUAN UMUM

Mempelajari jenis integral baik integral tak tentu maupun integral tentu serta mempelajari

kaidah-kaidah dari masing-masing jenis integral.

TUJUAN KHUSUS

# Integral digunakan dalam mencari suatu fungsi total atau fungsi asalnya jika di ketahui

fungsi turunannya.

Ini merupakan penerapan integral tidak tentu.

# Integral juga digunakan dalam menghitung surplus konsumen dan surplus produsen

dengan cara menghitung luas dibawah kurva.

Ini merupakan penerapan integral tentu.

TEORI INTEGRAL

BAGIAN 3

Tujuan Umum

Mempelajari Jenis Integral baik integral Tak Tentu maupun Integral Tertentu serta mempelajari kaidah-

kaidah dari masing-masing jenis integral.

Tutjuan Khusus

1. Integral digunakan dalam encari suatu fungsi asalnya jika diketahui fungsi turunannya. Ini

merupakan peenerapan Integral Tidak Tentu.

Integral juga digunakan dalam menghitung Surplus Konsumen dan Surplus Produsen dengan cara

menghitung luas di bawah kurva. Ini merupakan penerapan Integral tertentu.

PENDAHULUAN

Pada dasarnya integral terdiri atas dua jenis yang dikenal dengan integral tak tentu dan integral tentu.

INTEGRAL TAK TENTU

Integral tak tentu merupakan konsep yang berhubungan dengan perincian fungsi asal atau fungsi

totalnya dari fungsi turunannya yang diketahui secara umum penulisannya:

dxxfKxF )()(

Dengan K : konstanta pengintegral yang tak tentu nilainya

)(xf : integral

dx : diferensial

KxF )( : fungsi asal atau fungsi total

Disebut sebagai integral tak tentu akibat hasil pengintegralannya berupa F(x)+ K dimana K adalah

konstanta yang nilainnya tak tentu.

TEORI INTEGRAL DAN PENERAPANNYA DALAM BISNIS

DAN EKONOMI

Page 56: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

56

KAIDAH-KAIDAH INTEGRAL TAK TENTU

Kaidah 1. formula pangkat

1,1

1nK

n

Xnxndx

contoh : 13

133 KXdxx

= Kx

4

4

Kaidah 2. formula logaritma

Inxdx4

1

contoh : KInXdxx

dxx

.31

33

Kaidah 3. formula eksponensial

Kedxe xx

contoh : Kedxe xx 22

Kaidah 4. formulasi penjumlahan

dxxgdxxfdxxgxf )()()()(

contoh : dxedxxdxex xx 22

Kex x33/1

Kaidah 5. formulasi pengurangan

dxxgdxxfdxxgxf )()()()(

contoh : dxedxxdxex xx 22

Kex x33/1

Kaidah 6. formula perkalian

xdxfKdxxfK ).(.)(.

contoh : dxxdxx 44 55

Kx55/1.5

45x

Kaidah 7. formula substitusi

KuFdxdx

duufdxxf )()()(

contoh:

misalkan 2xu maka dxdu

u

du

x

dx

2

KInu

KxIn )2(

contoh : dxe x 12

misalkan : 12zu maka dxdu .2

2/1dx

duedxe ux 2/112

due42/1

Ku2/1

Ke x 122/1

Page 57: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

57

Kaidah 8. formula sebagian-sebagian

duvvudvu ...

Contoh : dxxe x

Misalkan xu maka dxdu

dan dxedv x . maka xev

dvudxex x ...

duvvu ..

dxeexx x ..

Keex xx.

Kxe x )1(

Integral Tentu

Integral tentu adalah integral dimana nilai dari variabel bebasnya memiliki batasan-batasan tertentu.

Integral tentu merupakan konsep yang berhubungan dengan pencarian luas suatu daerah yang dibatasi

oleh kurva-kurva serta batasan-batasan nilai yang membatasi dengan tepat area yang dimaksud. Secara

umum penulisannya:

dengan: dxxf )( : integral )(xf terhadap x wilayah untuk rentang a hingga b

)()( aFbF : hasil integral fungsi )(xf antara a dan b

b : batas atas integrasi

a : batas bawah integrasi

Kaidah-Kaidah Integral Tentu

Kaidah 1. a b f(x) dx = F(x) a b =F(b)-F(a) , a<c<b

Contoh: 2 4 x2 dx = x2+1 2 4 = 4 2+1 – 2 2+1

2+1 2+1 2+1

= 4 3 – 2 3

3 3

= 56

3

Kaidah 2. a a f(x) dx = F(x) a a = F(a) – F(a) = 0

contoh: 2 2 x2 dx = 2 2 x2 dx = 2 3 – 2 3 = 0

3 3

kaidah 3. a b f(x) dx = - b a f(x) dx

contoh: 2 4 x2 dx = - 4 2 x2 dx

2 4 x2 dx = x2+1 2 4 = 4 2+1- 2 2+1

2+1 2+1 2+1

= 4 3 – 2 3

3 3

x2+1 4 2 = 2 2+1- 4 2+1

2+1 2+1 2+1

= 2 3 - 4 3

3 3

= 56

3

kaidah 4. a b k f(x) dx = k a b f(x) dx

contoh: 2 4 6x2 dx = 6.2 4 x2 dx

= 6. x3 2 4

3

= 6. 4 2 – 6. 2 2

)()()().( aFbFxFdxxfb

a

Page 58: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

58

3 3

= 2.64 – 2.8

= 8

kaidah 5. a b [f(x)+g(x)] dx = a b f(x) dx+a b g(x) dx

contoh: 2 4 [6x2+4x] dx = 2 4 6.x2 dx+2 4 4x dx

= 6. x3 2 [4 + 4x2 2]4

3

= 2. 4 3 – 6. 2 3 + 4.4 2 – 4. 2 2

3 3

= 2 . 64 – 2.4 + 4 . 16 – 4 . 4

= 125 – 16 + 64 – 16

= 160

kaidah 6. a b [f(x) – g(x)] dx = a b f(x) dx – a b g(x) dx

contoh: 2 4 [6x2 – 4x] dx = 2 4 6.x2 dx – 2 4 4x dx

= 6.x3 2 4 – 4x2 2 4

3

= [6.4 3 – 6.2 3] – [4.4 2 – 4.2 2]

3 3

= [2.64 – 2.48] – [4.16 – 4.4]

= 128 – 16 – 64 + 16

= 64

kaidah 7. a b [f(x) + c d f(x) dx = a d f(x) dx

contoh: 2 3 4x dx + 3 3 4x dx = 2 4 4x dx

2 3 4x dx + 3 4 4x dx = 4x2 2 3 + 4x2 3 4

2 2

= 4.3 2 – 4.2 2 + 4.4 2 - 4.3 2

2 2 2 2

= 4/2.9 – 4/2 . 4 + 4/2 . 16 – 4/2.9

= 18 – 8 + 32 – 18

= 24

2 4 4x dx = 4 . x2 4 2

= 4 . 4 2 – 4 . 2 2

2 2

= 4 . 16 – 4/2 . 4

= 32 – 8

= 24

PENYELESAIAN SOAL-SOAL

Kaidah 1. formula pangkat

Contoh: x8 dx = x

8 + 1

8+1

= x9

9

= 1/9 x9

contoh:

4

2

x8 dx = x

8+1 2

4

8+1

= 4 9 – 2

9

9 9

Kaidah 2. formula logaritma

Contoh: = 33 dxx

1 = 33 . In x + k

Page 59: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

59

Contoh:

4

2

33 dx = 33 2 4 1 dx = 33 . In x 2 4 = 33(In4 – In2)

x dxx

33 x

Kaidah 3. formula eksponensial

Contoh: ex dx = ex + k

Contoh: 2 4 ex dx = ex 2 4 = e4 – e2 = -e4 –e2

Kaidah 4. formula penjumlahan

Contoh: [x17 + e x+2] dx = x17 dx + e x+2 dx

= 1/18 x18 2 4 + e x+2 + k

contoh: 2 4[x17 + e x+2] dx = 2 4 x17 dx + 2 4 e x+2 2 4

= 1/18 x18 2 4 + ex+2 2 4

= 1/18 [4 18 – 2 18] + e4+2 – e2+2

= 1/18 [4 18 – 2 18

PENERAPAN INTEGRAL DALAM BISNIS DAN EKONOMI

PENERAPAN DALAM BISNIS DAN EKONOMI

Dalam bidang ekonomi, Integral tak tentu dapat dipergunakan di antaranya untuk mencari persamaan

fungsi total, sedangkan Integral tertentu diantaranya digunakan untuk mencari Surplus Konsumen dan

Surplus Produsen

FUNGSI TOTAL

Jika yang diketahui adalah persamaan fungsi total, maka untuk mengetahui persamaan fungsi marginal

digunakan perhitungan diferensial. Sebaliknya, jika yang diketahui adalah persamaan fungsi marginal,

maka mencari persamaan fungsi totalnya dipergunakan hitungan Integral.

Contoh :

1. Fungsi Total Revenue (TR) dapat diperoleh dengan cara mengintegralkan fungsi marginal

revenuenya : dQMRTR .

2. Fungsi Total Cost (TC) dapat diperoleh dengan cara mengintegralkan fungsi marginal Costnya :

dQMCTC .

3. Fungsi Total Utility (TU) dapat diperoleh dengan cara mengintergralkan fungsi marginal

utilitynya : dQMUTU .

Contoh Soal :

Carilah Fungsi Total Revenue sebesar QMR 214

Jika berproduksi pada Q = 25

Jawab :

dQMRTR .

dQQ..214

Misalkan U = 14+2Q maka dU = 2dQ Dan dQ = ½ dU

Sehingga: QdQ214

dUU 21.

dUU .. 21

21

1

21

21 2

1

. U

21

.41 U

Page 60: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

60

2

1

41

U

32

1

825.214214

41

41

41

QTR

Jadi total revenue-nya pada Q = 25 diperoleh sebesar 1/32

Surplus Konsumen

Yaitu : Keuntungan lebih (surplus)yang dinikmati oleh konsumen karna konsumen tersebut

dapat membeli barang dengan harga pasar yang lebih murah daripada harga yang sanggup

dibayarnya.(Kesanggupan bayar > harga).jika permintaan suatu barang dinyatakan dengan persamaan

P= f (Qd)dan ternyata bahwa harga barang tersebutdipasar sebesar Pe, maka bagi setiap konsumen

yang pada dasarnya memiliki keinginan untuk membeli barang tersebut dan memiliki kesanggupan

untuk membeli barang tersebut walaupun harganya diatas Pe dinyatakan bahwa konsumen tersebut

mengalami keuntungan. Bpk Alfreed Marshall menyebutnya surplus konsumen.surplus konsumen

tersebut dapat dihitung dengan menggambarkan fungsi permintaanya serta menghitung luas area di

bawah kurva yang bersangkutantetapi diatas harga pasar Pe.

Penggambaran :

P

P'

Surplus konsumen (SK)

Pe

0 Qe Q' Q

Surplus konsumen = Luas daerah yang diarsir ; dihitung dengan rumus

1. ee

e

PQdQQfSK

Q

.)(0

Atau

2.

p

pe

dPpfSK ).(

Contoh soal:

Diberikan fungsi permintaan sebagai berikut : Qd = 75 – 3P 2

gambarkan fungsi tersebut pada sebuah grafik Qd vs P !

carilah surplus konsumenya jika harga pasar Pe = 2

Jawab :

Qd = 75 – 3P 2

Qe = 75 – 3.2 2

Qe = 75 – 3.4

Qe = 75 – 12

Qe = 63

Jadi (Pe,Qe) = (2,63)

Fungsi Qd = 75 – 3P 2

merupakan kurva parabola yang terbuka di bawah dengan titik

puncaknya (P,Qd) = (0,75).penggunaan grafiknya :

Page 61: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

61

Qd

75

63

Surplus konsuemen

0 2 5 P

)63.2(.)(

63

0

dqQfSK

dPpfSK

5

2

)(

5

2

2 )375( dPP

22

5

2

5

2

3

5

2

5

2

2 252.755.75.375 pdPpdP

812515075.2

= 125 – 125 + 8

= 8

SURPLUS PRODUSEN

Yaitu : keuntungan lebih (surplus)yang dinikmati oleh produsen karena produsen tersebut dapat

menjual barang dengan harga lebih tinggi daripada harga yang sanggup dijualnya.(kesanggupan

menjual < harga pasar)

Jika fungsi penawaran suatu barang dinyatakan dengan persamaan P = f(Qs) dan ternyata bahwa harga

barang tersebut dipasar sebesar Pe, maka bagi setiap produsen yang pada dasarnya ingin menawarkan

barang tersebut serta memiliki kesanggupan untuk menjual barang tersebut di atas harga pasar Pe

dinyatakan bahwa produsen tersebut mengalami keuntungan.Bapak Alfred Marshall menyebutnya

surplus produsen.surplus produsen tersebut dapat dihitung dengan menggambarkan fungsi

penawaranya serta menghitung luas area diatas kurva yang bersangkutan tetapi di atas harga pasar Pe

Penggambaran : P

Pe E(Qe,Pe)

Surplus Produsen

P1

0 Qe Q

surplus produsen = Luas daerah yang diarsir ; dihitung dengan rumus :

Page 62: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

62

1.

Qe

dQQfQePeSP0

)(.

atau

Pe

P

dPpfSP )(

Contoh soal:

Diberikan fungsi penawaran sebagai berikut : P = 20 + 5Qs

gambarkan fungsi tersebut pada sebuah grafik P vs Q !

carilah surplus produsenya untuk harga pasar sebesar 40.

Jawab:

Fungsi penawaranya

P = 20 +5Qs

P – 20 = 5Qs

5Qs = P – 20

Qs = 1/5 P – 20/5

Qs = 1/5 P – 4

Diketahui bahwa harga keseimbangan pasar adalah 40, maka

Untuk Pe = 40

Qe = 1/5P – 4

Qe = 1/5.40 – 4

Qe = 8 – 4

Qe = 4

Jadi (Pe,Qe) = (40,4)

Penggambaran grafiknya

Pe = 20 – 5Qs Pe = 40

Surplus Produsen

P11

= 20

0 4 Qs

Daerah yang diarsir menunjukkan surplus produsen yaitu keuntungan yang diperoleh akibat harga

dipasar di atas (lebih tinggi)dari kesanggupan menjual.

Perhitungan mencari surplus produsen sebagai berikut.

Surplus produsen : Qe

dQQfeQePSP0

)(.

4

0

)520(4.40 dQQ

4

0

4

0

.5(20160 dQQdQ

4002

54.

2

5)0.20)4.20(160 22

atau

Page 63: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

63

40

20

40

20

40

20

2 410

14

5

1)(

eP

Pu

PPdPPdPPfSP

20.440.420.10

140.

10

1 22

408016040160

PENYELESAIAN SOAL – SOAL

Fungsi total

4. carilah fungsi total revenue dari fungsi marginal revenue : MR = Q2e

Q ,dengan Q adalah

julah

output yang diproduksi dan di jual.

Jawab:

dQMRTR .

dQeq Q .2

Misalkan U = Q2 Sehingga dU = 2Q.dQ

Dan dV = eQ.dQ Sehingga V = e

Q

Maka dengan rumus : dUVVUdVU ...

Diperoleh :

dQQeeQTR QQ .2..2

dQQeeQTR QQ .2.2.2

dQeQeQTR QQ ....2.2

Misalkan U = Q Sehingga dU = dQ

Dan dV = eQ.dQ Sehingga V = e

Q

Maka dengan rumus : dUVVUdVU ...

Diperoleh :

dQeeQeQTR QQQ ..2.2

QQQ eeQeQTR .2.2

QQQ eeQeQTR 2.2.2

Jadi fungsi Total Revenue : QQQ eeQeQTR 2.2.2

Surplus konsumen

5. Fungsi permintaan dan penawaran suatu barang masing – masing ditunjukan dengan fungsi sebagai

berikut : Qd = 30 – 2P dan Qs = – 6 + P

Hitunglah surplus konsumenya!

Jawab:

Mencari harga dipasar dengan cara :

Qd = Qs

30 – 2P = – 6 +P

30 + 6 = P + 2P

36 = 3P

maka Pe=12

dan Qe = –6 + 12

Qe = 6

Fungsi perimintaan : Qd = 30 – 2P Fungsi penawaran : Qs = – 6 + P

2p = 30 – Qd Qs + 6 = P

P = 15 – ½ Qd P = Qs + 6

Page 64: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

64

Penggambaranya :

P

Surplus Konsumen

P´=15 P = Qs + 6 atau Qs = – 6 + P

Pe=12

Surplus Produsen

P11

= 6 P = 15 – ½ Qd atau Qd = 30 – 2P

0 Qe = 6 30 PSurplus Konsumen : 6

0

6

0

)6.12()2/115(.)( dQQQPdQQfSK ee

972990726.4

16.1572

4

115 2

6

0

2

6

0

QQ

atau

9121512.3015.3030)230( 22

15

12

15

12

2

15

12

PPdPP

baik menghitung dengan menggunakan rumus ke-1 maupun dengan rumus ke-2 diperoleh surpl,us

konsumenya sebesar 9.

Surplus Produsen

6. dari soal no 2 hitunglah surplus produsenya!

Jawab

Surplus produsen

1.

6

0

6

0

6

0

)6(72)(6.12)(. dQQdQQfdQQfQpSP ee

183618726.662

1726

2

172 2

6

0

6

0

2 QQ

maka akan diperoleh surplus produsen sebesar 18.

SELESAIKAN SOAL – SOAL LATIHAN DIBAWAH INI

1. Carilah fungsi total biaya dari fungsi marginal biaya sebesar : 2) Q-Q(CM jika

berproduksi dari range Q = 4 hingga Q = 8.

2. Seorang produsen mempunyai fungsi penawaran terhadap suatu barang P 1,5 Qs +15.

berapakah surplus produsenya bila ternyata bahwa tingkat harga di pasar adalah 25?

Gambarkanlah fungsi tersebut pada grafik (p vs Qs)dan lakukanlah perhitungannya dengan dua

cara!

3. Fungsi permintaan suatu barang dinyatakan sebagai berikut: Q = 120 – 6P berapakah surplus

konsumenya bila ternyata tingkat harga adalah 60? Gambarkanlah fungsi tersebut pada grafik (p

vs Qs)dan lakukanlah perhitungannya dengan dua cara!

4. Fungsi penawaran dan permintaan suatu barang dipasar masing – masing dinyatakan sebagai

berikut : Qd = 40 – 10P dan Qs = 12P – 4

Carilah keseimbangan harga dan kuantitasnya dipasar!

Gambarkan kedua fungsi tersebut pada grafik (p vs Qs)!

Carilah surplus konsumenya!

Carilah surplus produsenya! 5. Fungsi penawaran dan permintaan suatu barang dipasar masing – masing dinyatakan sebagai

berikut : Qd = 30 – 2 P dan Qs = – 66 + 10

Page 65: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

65

Carilah keseimbangan harga dan kuantitasnya dipasar!

Gambarkan kedua fungsi tersebut pada grafik (p vs Qs)!

Carilah surplus konsumenya!

Carilah surplus produsenya!

Linier Programming

Suatu Pendekatan Grafik

13.1 Penyelesaian dengan Grafik

Tujuan linier programming adalah untuk menetapkan alokasi sumberdaya yang langka secara

optimal di antara produk atau aktivitas yang saling bersaing. Situasi perekonomian seringkali

mengharuskan pengoptimuman suatu fungsi di bawah beberapa kendala pertidaksamaan. Apabila

kendala pertidaksamaan yang dilibatkan lebih dari satu, maka linier programming adalah lebih

mudah. Jika kendala-kendalanya tersebut, betapapun banyaknya, terbatas variabel, betapapun

banyaknya, kendala penyelesaian yang termudah adalah dengan pendekatan grafik. Pendekatan

grafik untuk maksimasi dan minimisasi diperagakan masing masing dalam contoh.

Contoh 1 Sebuah pabrik memproduksi meja (x1) dan bangku (x2). Setiap meja memerlukan 2,5 jam

untuk perakitan (A), 3 jam untuk pemolesan (B), dan 1 jam untuk pengepakan (C). Setiap bangku

memerlukan 1 jam untuk perakitan, 3 jam untuk pemolesan, dan 2 jam untuk pengepakan.

Perusahaan tersebut tidak dapat menggunakan lebih dari 20 jam untuk perakitan, 30 jam untuk

pemolesan, dan 16 jam untuk pengepakan setiap minggu. Margin laba adalah Rp. 3 per meja dan

Rp. 4 per bangku.

Pendekatan grafik digunakan dibawah ini untuk mencari bauran (output mix) yang akan

memaksimumkan laba mingguan perusahaan tersebut.pendakatan ini diperagakan dalam empat

langkah yang mudah.

1. Nyatakan data tersebut dalam persamaan atau pertidaksamaan.fungsi yang akan

dioptiumkan,fungsi obyektifnya, menjadi

Π = 3x1 + 4x2

Di bawah kendala,

Kendala dari A : 2,5x1 + x2 ≤ 20

Kendala dari B : 3x1 + 3x2 ≤ 30

Kendala dari C : x1 + 2x2 ≤ 16

Kendala ketidaknegatifan : x1,x2 ≥ 0

Tiga pertidaksamaan pertama merupakan kendala – kendala teknis (echnical constrain) yang

ditentukan oleh keadaan teknologi dan tersedianya input; pertidaksamaan yang keempat

merupakan suatu kendala ketidaknegatifan (nonnegativity constrain) yang ditentukan pada setiap soal untuk menghindarkan nilai negatif(karena itu tak dapat diterima)dari penyelesaian.

2. Perlakukan ketiga kendala pertidaksamaan tersebut sebagai persamaan, selesaikan masing –

masing untuk x2 dalam kaitanya dengan x1 , dan gambarkan grafiknya.jadi

Dari A x2 = 20 – 2,5x1

Dari B x2 = 10 – x1

Dari C x2 = 8 – 0,5x1

(a) (b)

Page 66: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

66

gambar 13 - 1

Grafik dari pertidaksamaan asal “ lebih kecil atau sama dengan ” akan mencakup semua titik –

titik pada garis dan disebelah kiri garis.lihat gambar 13 – 1 (a).kendala ketidaknegatifan x1,x2

≥ 0, masing – masing digambarkan oleh sumbuh tegak (vertikal) dan sumbu datar (horisontal).

Daerah yang digelapkan disebut daerah yang memungkinkan (feasible region). Daerah itu

memuat semua titik – titik yang memenuhi ketiga kendala ditambah kendala

ketidaknegatifan.x1 dan x2 disebut variabel keputusan atau struktural (decision or stuktural

variables).

3. untuk memperoleh pemecahan yang optimal dalam daerah yang memungkinkan,jika ada,

gambarkan fungsi obyektif sebagai suatu seri garis isoprofit.

124

3

4xx

Jadi,garis isoprofit tersebut mempunyai kemiringan - ¾. Dengan menggambarkan suatu seri

garis isoprofit (garis putus – putus) yng menunjukan laba(profit)yang semakin besar,kita

menemukan garis isoprofit yang menunjukan laba terbesar yang memungkinkan menyentuh

daerah yang mungkin di E. Dimana 41x dan 62x lihat gambar 13 – 1 (b). Dengan

mensubstitusikan dalam (13.1), = 3(4) + 4(6) = 36.

4. laba dimaksimumkan pada perpotongan kedua kendala tersebut,yang disebut titik

ekstrim(extreme point).

13.2 DALIL TITIK EKSTRIM

Dalil titik ekstrim menyatakan bahwa jika suatu nilai optimal yang memungkinkan (optimal

feasible value) dari fungsi obyektif ada, nilai tersebut akan ditenukan pada salah satu titik ekstrim

(atau sudut) dari batas tersebut. Perhatikan bahwa terdapat sepuluh titik ekstrim :

(0,2),(0,10),(6,5),(10,0),(16,0),(0,8),(4,6),(7,3),(8,0) dan (0,0) dalam gambar 13 – 1,(a) yang

terakhir adallah perpotongan kendala – kendala ketidaknegatifan. Semuanya disebut penyelesaian

dasar (basic solution) tetapi hanya lima terakhir yang merupakan penyelasaian dasar yang mungkin

(basic feasible solution) karena penyelesaian – penyelesaian tersebut tidak melanggar kendala yang

manapun. Biasanya hanya salah satu dari penyelesaian dasar yang mungkin tersebut yang akan

optimal. Di (7,3) upamanya, Π = 3 (7) + 4(3) = 31 yang lebih rendah dari Π = 36 diatas.

Contoh 2. seorang petani ingin mengetahui bahwa ternak gembalanya memperoleh kebutuhan

harian minimum dari tiga bahan pokok makanan pokok A,B dan C. Kebutuhan harianya adalah 14

untuk A, 12 untuk B,dan 18 untuk C. Produk y1 mempunyai dua unit A,dan satu unit masing –

masing B dan C; produk y2 mempunyai satu unit masing – masing A dan B dan tiga unit C.harga y1

adalah Rp 2,- dan harga y2 adalah Rp 4,-. Metode grafik digunakaqn dibawah ini untuk menentukan

kombinasi biaya yang paling murah dari y1 dan y2 yang akan memenuhi semua kebutuhan

minimum. Dengan menggunakan prosedur yang digunakan dalam contoh 1,

1. fungsi obyektif yang akan diminimumkan adalah

c = 2y1 + 4y2

di bawah kendala ,

kendala dari A : 2y1 + y2 ≥ 14

kendala dari B : y1 + y2 ≥ 12

kendala dari C : y1 + 3y2 ≥ 18

kendala ketidaknegatifan y1,y2 ≥ 0

dimana kendala teknisnya dibaca ≥ karena kebutuhan minimum harus dipenuhi tetapi ungkin

dilampaui

2. Perlakukan pertidaksamaan selesaikan masing – masing untuk y2 dalam satuan y1 dan

gambarkan grafiknya. Grafik dari pertidaksamaan “ lebih besar atau sama dengan ” akan

mencakup semua titik – titik pada garis dan disebelah kanan garis. Lihat gambar 13 – 2 (a).

Daerah yang digelapkan merupakan daerah yang mungkin memuat semua titik – titik yang

memenuhi semua ketiga kendala kebutuhan ditambah kendala ketidaknegatifan.

Page 67: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

67

(a) (b)

gambar 13 - 2

3. Untuk memperoleh penyelesaian optimal, gambarkan grafik fungsi obyektif sebagai suatu seri

garis isocost (garis putus-putus) Dari (13.2)

122

1

4y

cy

Garis isocost terendah yang akan menyinggung dareah yang memungkinkan adalah garis

singgung (tangen) di 91y dan 32y dalam gambar 13 – 2 (b).jadi c = 2(9) + 3(3) = 30 yang

menunjukan suatu biaya yang lebih rendah ketimbang di titik ekstrim yang mungkin lainya.

Umpamanya di (2,10),c = 2(2) + 4(10)[untuk soal meminimasi, (0,0) tidak dalam daerah yang

memungkinkan]

13.3 VARIABEL SLACK DAN VARIABEL SURPLUS

Soal yang melibatkan lebih dari dua variabel berada di luar lingkup pendekatan grafik dua

dimensi yang disajikan dalam bab sebelumnya.karena perlunya persamaan, sistem perttidaksamaan

linear harus dirubah menjadi sistem persamaan linear.ini dilakukan dengan memasukan suatu

variabel slack atau surplus yang terpisah (si) kedalam masing – masing pertidaksamaan (kendala ke

i) dalam sistem tersebut.lihat contoh 3.

Suatu pertidaksamaan “ lebih kecil atau sama dengan ” seperti 5x1 + 3x2 ≤ 30 dapat dirubah

menjadi suatu persamaan dengan menambahkan suatu variabel slack s ≥ 0, sedemikian rupa

sehingga 5x1 + 3x2 + s = 30.jika 5x1 + 3x2 = 30, variabel slack s = 0. jika 5x1 + 3x2 < 30, s adalah

suatu nilai positif yang sama dengan selisih antara 5x1 + 3x2 dan 30.

Suatu pertidaksamaan “ lebih besar atau sama dengan ” seperti 4x1 + 7x2 ≥ 0 sedemikian rupa

sehingga 4x1 + 7x2 – s = 60.jika 4x1 + 7x2 = 60,variabel surplus s = 0 jika 4x1 + 7x2 = 60, s adalah

suatu nilai positif yang sama dengn selisih antara 4x1 + 7x2 dan 60

CONTOH 3 karena kendala – kendala teknis dala contoh 1 semua melibatkan pertidaksamaan “

lebih kecil atau sama dengan ” variabel slack ditambah sebagai berikut :

2,5x1 + x2 + s1 = 20 3x1 + 3x2 + s2 = 30 x1 + 2x2 + s3 = 16

dinyatakan dalam bentuk matriks,

16

30

20

1 0 0 2 1

0 1 0 3 3

0 0 1 1 2,5

3

2

1

2

1

s

s

s

x

x

sebaliknya dalam contoh 2 semua kendala adalah “ lebih besar atau sama dengan ”. karena itu

variabel surplus dikurangkan.

2y1 + y2 - s1 = 14 y1 + y2 - s2 = 12 y1 + 3y2 - s3 = 18

Page 68: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

68

Dalam bentuk matriks,

18

12

14

1 0 0 3 1

0 1- 0 1 1

0 0 1- 1 2

3

2

1

2

1

s

s

s

y

y

13.4 DALIL DASAR

Untuk suatu sistem persamaan m yang konsisten dan variabel n, dimana n > m akan terdapat

sejumlah penyelesaian yang tak terhingga. Akan tetapi, banyaknya titik ekstrim adalah

terhingga.Dalil dasar menyatakan bahwa untuk suatu sistem m persamaan dan n variabel,dimana

n > m suatu penyelesaian dimana sedikitnya n - m variabel saa dengan nol merupakan titik ekstrim.

Jadi dengan menetapkan n – m variabel sama dengan nol menyelesaikan m persamaan untuk m

variabel yang tersisa,suatu titik ekstrim,atau penyelesaian dasar dapat diperoleh.besarnya

penyelesaian dasar dapat diberikan dengan rumus

)!(!

!

mnm

n

dimana n! Dibaca n factorial lihat contoh 4

CONTOH 4 dengan mereduksi pertidaksamaan menjadi persamaan dalam contoh 3 menghasilkan

tiga persamaan dan lima variabel.perhitungan untuk menentukan (1) banyaknya variabel yang harus

ditetapkan sama dengan nol untuk memperoleh suatu penyelesaian dasar dan (2) besarnya

penyelesaian dasar yang ada,diperlihatkan dibawah ini.

1. karena terdapat 3 persamaan dan 5 variabel ,dan n- m variabel harus sama dengan nol untuk

penyelesaian dasar 5 – 3 atau 2 variabel harus sama dengan nol untuk suatu penyelesaian dasar

atau titik ekstrim.

2. dengan menggunakan rumus untuk besarnya penyelesaian dasar, n!/[m!(n-m)] dan dengan

mensubstitusikan parameter – parameter yang diketahui.

)!2(!3

!5

dimana 5! = 5(4) (3) (2) (1). Jadi

10(1) (2) (1) 3(2)

(1) (2) (3) 5(4)

CONTOH 5. Beberapa dasar dapat dibaca secara langsung dari matriks tanpa suatu manipulasi

aljabar.lihat contoh 3.

Dalam atriks pertama,dengan menetapkan x1 = 0 dan x2 = 0 akan menghasilkan suatu matriks

identitas untuk s1.s2.s3.jadi s1 = 20,s2 = 30 dan s3 = 16 merupakan suatu penyelesaian dasar yang

dapat dibaca secara langsung dari atriks tersebut.

Dalam matriks kedua,dengan menetapkan y1 = 0 dan y2 = 0 akan menghasilkan suatu matriks

identitas yang negatif untuk s1.s2.s3.jadi s1 = -14,s2 = -12 dan s3 = -18 merupakan penyelesaian

dasar.akan tetapi,perhatikan bahwa penyelesaian dasar tersngebut bukan suatu penyelesaian dasar

yang memungkinkan karena melanggar kendala ketidaknegatifan.

SOAL DAN JAWABAN

PERNYATAAN MATEMATIS ATAS MASALAH EKONOMI

1. Sebuah pabrik khusus baja memproduksi dua tipe baja (g1 dan g2) tipe satu memerlukan 2 jam

untuk peleburan,4 jam untuk percetakan dan 10 jam untuk pemotongan. tipe dua memerlukan 5

jam untuk peleburan,1 jam untuk percetakan dan 5 jam untuk pemotongan.empat puluh jam

tersedia untuk peleburan,dua puluh jam untuk percetakan dan 60 jam untuk pemotongan.marjin

laba untuk tipe 1 adalah 24,untuk tipe 2 adalah 8.nyatakan data tersebut dalam persamaan –

persamaan dan pertidaksamaan yang perlu untuk menetapkan bauran output yang akan

memaksimumkan laba.

Maksimumkan Π = 24 g1 +8 g2

Dibawah 2 g1 + 5 g2 ≤ 40 kendala peleburan

Page 69: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

69

4 g1 + g2 ≤ 20 kendala percetakan

10 g1 + 5 g2 ≤ 60 kendala pemotongan

g1 + g2 ≥ 0

2. Sebuah perusahaan gilingan batu untuk pekarangan rumah memproduksi dua macam batu;

kasar (x1) dan halus (x2).batu kerikil yang kasar memerlukan 2 jam untuk penghancuran, 5 jam

untuk pengayakan dan 8 jam untuk pengeringan. batu halus memerlukan 6 jam untuk

penghancuran, 3 jam untuk pengayakan dan 2 jam untuk pengeringan. Marjin laba untuk batu

kasar adlah 40, untuk batu halus adalah 50. Di perusahaan tersebut tersedia waktu 36 jam untuk

penghancuran, 30 jam untuk pengayakan dan 40 jam untuk pengeringan.

Tentukan bauran output yang memaksimumkan laba dengan menyederhanakan data ini menjadi

persamaan – persamaan dan pertidaksamaan.

Maksimumkan Π = 40 x1 + 50 x2

Dibawah 2 x1 + 6 x2 ≤ 36 kendala penghancuran

5 x1 + 3 x2 ≤ 30 kendala pengayakan

8 x1 + 2 x2 ≤ 40 kendala pengeringan

x1 + x2 ≥ 0

3. Seorang yang gandrung model hidup sehat ingin memperoleh minimum 36 unit vitamin A, 28

unit vitamin C, dan 32 unit vitamin D setiap hari. Merk 1 harganya Rp 3,- dan memberikan 2

unit vitamin A, 2 unit vitamin Cdan 8 unit vitamin D. Merk 2 harganya Rp 4,- dan memberikan

3 unit vitamin A, 2 unit vitamin C dan 2 unit vitamin D.Dengan memakai persamaan -

persamaan dan pertidaksamaan, bagaimanakah kombinasi paling murah yang menjamin

kebutuhan harian?

Minimumkan c = 3 y1 + 4 y2

Dibawah 2 y1 + 3 y2 ≥ 36 kendala vitamin A

2 y1 + 2 y2 ≥ 28 kendala vitamin C

8 y1 + 2 y2 ≥ 32 kendala vitamin D

y1 + y2 ≥ 0

4. Pak samin memastikan bahwa ayam – ayamnya mendapatkan paling sedikit 24 unit zat besi dan

8 unit vitamin setiap hari. Jagung (x1) memberikan 2 unit zat besi dan 5 unit vitamin. Tepung

tulang (x2) memberikan 4 unit zat besi dan 1 unit vitamin.padi – padian (x3) memberikan 2 unit

zat besi dan 1 unit vitamin.bagaimana makanan – makanan tersebut harus dicampur untuk

memberikan pemmenuhan yang paling murah atas kebutuhan harian jika harga makanan

tersebut masing – masing Rp 40,- Rp 20,- dan Rp 60,-

Minimumkan c = 40 x1 + 20 x2 + 60 x3

Dibawah 2 x1 + 4 x2 + 2 x3 ≥ 24 kendala vitamin zat besi

5 x1 + x2 + x3 ≥ 24 kendala vitamin

x1, x2, x3 ≥ 0

GRAFIK UNTUK PENYELESAIAN 5. dengan menggunakan data dibawah,

1) Gambarkan grafik kendala – kendala pertidaksamaan setelah menyelesaikan masing –

masing untuk g2 dalam g1

2) Grafikan kembali dan hitamkan daerah yang memungkinkan(feasible region).

3) Hitunglah kemiringan fungsi obyektif.taruhlah penggaris diatas kemiringan ini gerakkan

penggaris tersebut ke titik singgung dengan fungsi obyektif,dan tariklah suatu garis putus –

putus.

4) Bacalah setiap nilai kritis untuk g1dan g2 pada titik singgung, dan evaluasilah fungsi

obyektif pada nilai – nilai ini.

Dari soal 1.

Maksimumkan Π = 24 g1 + 8 g2

Dibawah 2 g1 + 5 g2 ≤ 40 kendala 1

4 g1 + g2 ≤ 20 kendala 2

Page 70: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

70

gkin dignh 10 g1 + 5 g2 ≤ 60 kendala 3

g1 + g2 ≥ 0

kendala – kendala pertidaksamaan tersebut harus digrafikan seperti terlihat dalam gambar

13.3 (a).untuk kendala 1, dari g2 = 8 – 2/5 g1, apabila g1 = 0, g2 = 8;apabila g2 = 0,g1 = 20. perhatikan bahwa kendala ketidaknegatifan hanya membatasi analisis pada kuadran pertama.

Daerah yang mungkin digrafikan dalam gambar 13.3 (b). Dari fungsi obyektif,g2=Π/8– 3 g1;

kemiringan = -3. di titik singgung, g1 = 4 dan g2 = 4.jadi Π= 24(4) + 8(4) = 128

(a) (b)

gambar 13.3

6. kerjakan kembali seperti soal 5, dengan menggunakan data berikut, yang diperoleh dalam soal 2

Maksimumkan Π = 40 x1 + 50 x2

Dibawah 2 x1 + 6 x2 ≤ 36 kendala 1

5 x1 + 3 x2 ≤ 30 kendala 2

8 x1 + 2 x2 ≤ 40 kendala 3

x1 + x2 ≥ 0

lihat gambar 13.4 (a) untuk kendala yang digrafikan; gambar 13.4 (b) untuk daerah yang

memungkinkan.

Dari fungsi obyektif, x2 = Π /50 – 4/5 x1, kemiringan = - 4/5, dalam gambar 13.4 (b), x1 =3

dan x2 = 5. jadi Π = 40(3) + 50 (5) = 370

(a) (b)

gambar 13.4

PENYELESAIAN OPTIMAL BERGANDA 7. Kerjakan kembali seperti soal diatas apabila diketahui data berikut :

Minimumkan c = 4 x1 + 2 x2

Dibawah 4 x1 + x2 ≥ 20 kendala 1

2 x1 + x2 ≥ 14 kendala 2

x1 + 6 x2 ≥ 18 kendala 3

x1, x2 ≥ 0

Page 71: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

71

(a) (b)

gambar 13.5

Dalamgambar 13.5 dengan garis isocost menyinggung kendalan kedua, maka tidak

terdapat penyelesaian tunggal optimal yang memungkinkan. Setiap titik antara garis (3,8) dan

(6,2) akan meminimumkan fungsi obyektif dibawah kendala tersebut.penyelesaian optimal

berganda (multiple optial solution) akan terjadi bilamana terdapat ketergantungan linear antara

fungsi obyektif dan salah satu kendala. Dala kasus ini, fungsi obyektif dan kendala 2 adalah

secara linear tergantung (tak bebas) karena yang satu dapat dinyatakansebagai penggandaan

dari yang lain. Perhatikan bahwa penyelesaian optimal berganda tidak menyangkal dalil titik

ekstrim,karena titik – titik ekstrim (3,8) dan (6,2) juga termasuk dalam penyelesaian optimal,

yaitu c = 4(3) = 38 atau c = 4(6) + 2(2) = 28

VARIABEL SLACK DAN SURPLUS 8. (a) ubahlah kendala – kendala pertidaksamaan dalam data berikut menjadi persamaan dengan

menambahkan variabel slack atau mengurangkan variabel surplus dan (b) nyatakan persamaan

tersebut dalam bentuk matriks.

Maksimumkan Π = 24 y1 + 8 y2

Dibawah 2 y1 + 5 y2 ≤ 40

4 y1 + y2 ≤ 20

10 y1 + 5 y2 ≤ 60

y1 , y2 ≥ 0

(a) untuk pertidaksamaan “lebih kecil atau sama dengan”. Tambahkan variabel slack.jadi,

2 y1 + 5 y2 + s1 = 40 4 y1 + y2 + s2 = 20 10 y1 + 5 y2 + s3 = 60

(b)

60

20

40

1 0 0 5 10

0 1 0 1 4

0 0 1 5 2

3

2

1

2

1

s

s

s

y

y

9. Kerjakan seperti soal di atas untuk yang berikut :

Minimumkan c = 60 x1 + 80 x2

Dibawah 2 x1 + 3 x2 ≥ 36

2 x1 + 2 x2 ≥ 28

8 x1 + 2 x2 ≥ 32

x1, x2 ≥ 0

(a) untuk pertidaksamaan “lebih besar atau sama dengan”. kurangkan variabel surplus.jadi,

2 x1 + 3 x2 - s1 = 36 2 x1 + 2 x2 - s2 = 28 8 x1 + 2 x2 - s3 = 32

Page 72: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

72

(b)

32

28

36

1- 0 0 2 8

0 1- 0 2 2

0 0 1 - 3 2

3

2

1

2

1

s

s

s

x

x

10. (a) Reduksikan kendala – kendala pertidaksamaan dari data berikut ini menjadi persamaan dan

nyatakan dalam bentuk matriks. Tentukan (b) banyaknya variabel yang harus ditetapkan sama

dengan nol untuk memperoleh penyelesaian dasar dan (c) banyaknya penyelesaian dasar yang

ada, (d) tentukanlah penyelesaian dasar pertama dari matriks tersebut.

Minimumkan c = 54 g1 + 48 g2 + 50g3

Di bawah 6 g1 + 4 g2 + 5g3 ≥ 30 3 g1 + 6 g2 + 5g3 ≥ 20 g1,g2,g3 ≥ 0

(a) 6 g1 + 4 g2 + 5g3 ≥ 3020

30

1- 0 5 6 3

0 1- 5 4 6

2

1

3

2

1

s

s

g

g

g

3 g1 + 6 g2 + 5g3 ≥ 20

(b) karena terdapat dua persamaan dan 5 variabel, maka sebanyak n – m = 5 – 2 = 3 variabel

harus ditetapkan sama dengan nol untuk suatu penyelesaian dasar.

(c) Banyaknya penyelesaian adalah

10)1)(2)(3)(1(2

)1)(2)(3)(4(5

)!3(!2

!5

)(!

!

mnm

n

(d) Dengan menetapkan g1 = g2 =g3 = 0, penyelesaian dasar pertamanya adalah 301s dan

202s ,karena keduanya negatif penyelesaian – penyelesaian ini tidak dapat menjadi

suatu penyelesaian dasar yang memungkinkan

LIN EAR PROGRAMMING : ALGORITMA SIMPLEKS

14.1. ALGORITMA SIMPLEKS : MAKSIMASI

Algoritma adalah suatu kaidah aatau suatu prosedur sistematis untuk mendapatkan penyelesaian

suatu soal. Algoritma simpleks adalah suatu metode(atau prosedur perhitungan) untuk menentukan

penyelesaian dasar yang memungkan atas asuatu sistem persamaan dan pengujian keoptimalan

penyelesaian tersebut. karna paling sedikit n – m variabel harus sama dengan noluntuk suatu

penyelesaian dasar, n – m variabel ditetapkan saa dengan nol dala setiap langkah dari prosedur

tersebut, dan penyelesaian diperoleh dengan menyelesaikan m persamaan untuk m variabel sisanya.

Algoritma bergerak dari satu penyelesaian dasar yang mungkin ke penyelesaian dasar yang lain,

sembari selalu menyempurnakan penyelesaian sebelumnya, sampai penyelesaian optimal

dicapai.variabel – variabel yang disamakan dengan nol pada langkah tertentu disebut tidak dalam

basis atau tidak dalam penyelesaian. variabel – variabel yang tidak ditetapkan saa dengan nol

disebut dalam basis atau dalam penyelesaian. Atau lebih sederhana variabel – variabel dasar.

Metode simpleks diilustrasikan dalam contoh 1 untuk maksimisasi dan dalam contoh 3 untuk

miniisasi.

Contoh . Algoritma simpleks digunakan sebagai berikut untuk memeksimumkan laba, apabila

ditentukan Π = 5x1 + 3x2

Di bawah kendala,

6x1 + 2x2 ≤ 36 2x1 + 4x2 ≤ 28

Page 73: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

73

5x1 + 5x2 ≤ 40 x1,x2 ≥ 0

1. Tabel Sipleks Awal

i) Ubahlah pertidaksamaan menjadi persamaan dengan menambahkan variabel – variabel

slack

6x1 + 2x2 + s1 = 36

5x1 + 5x2 + s2 = 40

2x1 + 4x2 + s3 = 28

ii) Nyatakan persamaan – persamaan kendala dalam bentuk matriks,

28

40

36

1- 0 0 4 2

0 1 0 5 5

0 0 1 2 6

3

2

1

2

1

s

s

s

x

x

iii) Susunlah suatu tabel simpleks awal yang terdiri dari matriks koefisien dari persamaan

kendala dan vektor kolom dari konstanta letakan diatas satu baris dari indiktor yang

merupakan negatif – negatif dari koefisien fungsi obyektif dan sebuah koefisien nol untuk

masing – masing variabel slack. Elemen kolom konstanta dari baris terakhir adalah juga

nol,sesuai deng n nilai fungsi obyektif di titik asal (kalau x1 = x2 = 0)

Tabel simpleks awal :

iv) Penyelesaian mendasar pertama yang mungkin dapat dibaca dari tabels impleks awal.

Dengan menetapkan x1 = 0 dan x2 = 0, seperti dalam contoh 5 bab 3,s1 = 36, s2 = 40, s3 = 28

pada penyelesaian mendasar pertama yang mung kin tersebut, fungsi obyektif mempunyai

nilai nol.

2. Elemen Pivot dan Perubahan Dasar (basis)

Untuk menaikan nilai fungsi obyektif, suatu penyelesaian mendasar yang baru diperiksa. Untuk

bergerak kesuatu penyelesaian mendasar baruyang mungkin, suatu variabel diasukan kedalam

basis dan salah satu variabel sebelumnya berada dalam basis harus dikeluarkan. Proses

pemilihan variabel yang dimasukan dan variabel yang dikeluarkan tersebut dinamakan

perubahan basis (change of basis)

i) Indikator negatif dengan nilai absolut terbesar akan menentukan variabel yang asuk ke dala

basis. Karna -5 dalam kolom pertama (atau x1)merupakan indikator negatif dengan nilai

absolut terbesar, x1 di asukan ke dalam basis x1enjadi kolom pivot dan ditandai dengan anak

panah.

ii) Variabel yang dieliminasi ditentukan oleh rasio pemindahan (displacement ratio). Rasio

pemindahan diperoleh dengan membagi elemen kolom konstan dengan elemen kolom pivot.

Baris dengan ratio pemindahan terkecil (yaitu baris pivot) dengan mengabaikan rasio –

rasio lebih kecil atau sama dengan nol,akan menentukan variabel yang meninggalkan baris.

Karena 6

36 memberikan rasio terkecil2

28

5

40

6

36 , baris1 merupakan baris pivot. Karena vektor

satuan (unit vektor) dengan 1 dalm baris pertamanya berada dibawah kolo s1, maka s1 akan

meninggalkan basis. Elemen pivotnya adalah elemen pada perpotongan kolom variabel

x1 x2 s1 s2 s3 konstanta

2 1 0 0 36

5 5 0 1 0 40

2 4 0 0 1 28

-5 -3 0 0 0 0

indikator

Page 74: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

74

yang masuk ke basis dan baris yang berhubungan dengan variabel yang meninggalkan

basis(yaitu elemen pada perpotongan baris pivot dan kolo pivot)

3. Pivoting

Pivoting adalh proses penyelesaian m persamaan dalam bentuk m varibel yang sekarang berada

dala basis. Karena hanya satu variabel baru yang memasukibasis pada setiap langkah proses,dan

langkah sebelumnya selalu melibatkan suatu matriks identitas, pivoting hanya meliputi

pengubahan elemen pivot menjadi 1 dan semua eleen lainya dalam kolom pivot menjadi nol,

seperti dala metode eliminasi Gauss ( lihat butir 10.12),swebagai berikut :

i) Kalikan baris pivot dengan kebalikan (reciprocal) dari eleen pivot. Dalam hal ini, kalikan

baris1 dengan 6

1 .

Tabel kedua:

ii) Setelah mereduksi elemen pivot menjadi 1, rampungkan kolom pivotnya. Di sini, kurangkan

5 kali baris1 dari baris2,2 kali baris1 dari baris3 dan tambahkan 5 kali baris1 ke baris4. ini

memberikan tabel kedua

Penyelesaian mendasar kedua yang mungkin dapat dilihat secara langsung dari tabel

kedua. Dengan menetapkan x2 = 0 dan s1 = 0 , sekarang tinggal suatu atriks identitas yang

memberikan x1 = 6, s2 = 0,dan s3 = 16. eleen terakhir dala baris terakhir (dalam hal ini, 30)

merupakan nilai fungsi obyektif pada penyelesaian mendasar kedua yang mungkin.

4. Optimisasi

Fungsi obyektif di maksimumkan kalau tidak terdapat indikator negative dalam baris terakhir.

Dengan mengubah basis dan melakukan pivoting kontinu menurut kaidah di atas sampai hal ini

di capai. Karena 3

4 dalam kolom kedua merupakan satu – satunya indikator negative. Maka x2

dimasukan kedalam basis; kolom2 menjadi kolom pivotnya. Dengan membagi kolom konstanta

dengan kolom pivot memperlihatkan bahwa rasio terkecil adalah dalam baris kedua. Jadi 3

10

menjadi elemen pivot yang baru. Karena vector satuan dengan 1 dalam baris keduanya adalah

dibawah s2 , maka s2 akan meninggalkan basis untuk mempivot.

i. Kalikan baris2 dengan 10

3

x1 x2 s1 s2 s3 konstanta

1 3

1 6

1 0 0 6

5 5 0 1 0 40

2 4 0 0 1 28

-5 -3 0 0 0 0

x1 x2 s1 s2 s3 konstanta

1 3

1 6

1 0 0 6

0 3

10

6

5 1 0 10

0 3

10 3

1 0 1 16

0 3

4

6

5 0 0 30

x1 x2 s1 s2 s3 konstanta

1 3

1 6

1 0 0 6

0 1 4

1

10

3

0 3

0 3

10

3

1 0 1 16

0 3

4

6

5 0 0 30

Page 75: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

75

ii. Kemudian kurangkan 3

1 kali baris2 dari baris1, 3

10 kali baris2 dari baris3,dan tambahkan

3

4

kali baris2 ke baris4, menghasilkan table ketiga

Tabel ketiga

Penyelesaian mendasar ketiga yang memungkinkan dapat dibaca secara langsung dari tabel

tersebut. Karena tidak terdapat indicator negative yang tertinggal dalam baris terakhir, ini

merupakan penyelesaian optimal. Elemen terakhir dalam baris terakhir menunjukan bahwa

51x , 32x , 01s , 02s , 63s , fungsi obyektif tersebut mencapai suatu maksimum

pada 34 . Dengan 01s dan 02s , dari (14.1) tidak terdapat variabel slack dalam dua

kendala yang pertama dan dua input yang pertama semuanya habis. Akan tetapi, dengan 63s ,

6 unit dari input yang ketiga tetap tidak terpadu. Untuk gabar grafik lihat contoh 13.11.

14.2. NILAI MARGINAL ATAU HARGA BAYANGAN.

Nilai indicator dibawah setiap variabel slack dalam tabel terakhir menyatakan nilai

marginal (marginal value) atau harga bayangan (Shadow price) dari input yang berhubungan

dengan variabel tersebut, yaitu berapa banyak fungsi obyektif akan berubah sebagai akibat dari

kenaikan satu unit dalam input tersebut. Jadi, alam contoh 1, laba akan naik sebesar ½ unit atau

50 sen untuk perubahan satu unit dalam nilai konstanta dari kendala 1; dan sebesar 5

2 atau 40

sen untuk kenaikan satu unit dalam nilai konstanta dari kendala 2; dan sebesar 0 untuk kenaikan

satu unit dalam nilai konstanta dari kendala 3. karena kendala 3 mempunyai variabel slack

positif, erarti tidak sepenuhnya dimanfaatkan penyelesaian optimal dan nilai marginalnya

adalah nol (yaitu penambahan satu lagi unit lain,tidak akan menambah sesuatupun pada fungsi

laba). Nilai optimal dari fungsi dari fungsi obyektif akan selalu sama dengan penjumlahan dari

nilai marginal setiap input dikalikan kuantitas yang tersedia dari masing – masing input.

CONTOH 2. jawaban pada contoh 1 dapat dicek dengan (1) substitusi nilai – nilai kritis baik

dalam persamaan fungsi obyektif maupun persamaan kendala dalam (14.1) dan (2)

mengevaluasi jimlah nilai marginal dari sumberdaya (resources). Semua sarat harus dienuhi

untuk suatu optimum. Umpamakan A,B,C melambangkan berbagai konstanta dalam kendala

1,2,3.

1. Π = 5x1 + 3x2 5x1 + 5x2 + s2 = 40

= 5(5) + 3(3) = 34 5(5) + 5(3) + 0 = 40

6x1 + 2x2 + s1 = 36 2x1 + 4x2 + s3 = 28

6(5) + 2(3) + 0= 36 2(5) + 4(3) + 6 = 28

2. Π = MPA (A) + MPB (B) + MPC (C) = 2

1 (36) +

5

2(40) + 0 (28) = 34

14.3. ALGORITMA SIMPLEKS : MINIMISASI

Apabila algoritma simpleks digunakan untuk mencari suatu nilai minimal, nilai negative

yang dihasilkan oleh variabel surplus menghadirkan suatu soal istimewa.lihat contoh 3.

seringkali akan lebih mudah untuk menyelesaikan soal – soal minimasi dengan memakai dua,

yang di bahas dalam bab 15. oleh karena itu, para mahasiswa mungkin lebih baik membaca bab

15 terlebih dahulu.

x1 x2 s1 s2 s3 konstanta

1 0 4

1

10

1 0 5

0 1 4

1

10

3

0 3

0 0 2

1 -1 1 6

0 0 2

1

5

2 0 34

Page 76: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

76

CONTOH 3. algoritma simpleks digunakan di bawah ini untuk meminimumkan biaya. Data

tersebut berasal dari contoh 2 dalam bab13, dengan y sekarang dig anti x, dimana c = 2 x1+ 2

x2 , dibawah kendala – kendala gizi.

2 x1+ x2 ≥ 14 x1+ 3 x2 ≥ 18

x1+ x2 ≥ 12 x1 , x2 ≥ 0

1. tabel simpleks awal (sedikit dimodifikasi)

i. ubahlah pertidaksamaan menjadi persamaan dengan mengurangkan variabel – variabel

surplus

2 x1+ x2 – s1 = 14

x1+ x2 – s2 = 12

x1+ 3 x2 – s2 = 18

ii. Nyatakan persamaan kendala dalam bentuk matriks,

18

12

14

1- 0 0 3 1

0 1 - 0 1 1

0 0 1- 1 2

3

2

1

2

1

s

s

s

x

x

Dari matriks tersebut jelas bahwa jika x1 = 0 dan x2 = 0, seperti dalam simpleks awal

untuk maksimisasi, penyelesaian dasar tidak mungkin karena s1 = -14, s2 = -12,

s3 = -18 dan nilai negatif adalah tidak mungkin (nonfeasible). Untuk mengatasi

masalah tersebut, harus di msukan variabel – varaibel buatan (artificial variables).

iii. Tambahkan variabel – variabel buatan. Variabel buatan (Ai ≥ 0)adalah suatu variabel

kosong (dummy variable) yang ditambahkan dengan maksud khusus untuk

menghasilkan suatu penyelesaian dasar awal yang mungkin. Variabel tersebut tidak

mempunyai makna ekonomi. Sutu variabel yang terpisah ditambahkan untuk masing –

masing pertidaksamaan asal yang bersifat “lebih besar atau sama dengan”. Jadi,

18

12

14

1 0 0 1- 0 0 3 1

0 1 0 0 1 - 0 1 1

0 0 1 0 0 1- 1 2

3

2

1

3

2

1

2

1

A

A

A

s

s

s

x

x

2. Tabel Simpleks Awal yang Disesuaikan untuk Meminimisasi.

i. Buatlah tabel simpleks awal dengan meletakan matriks koefisien dan vector kolom dari

konstanta dalam (14.2) diatas baris indicator yang negatif dari koefisien – koefisien fungsi

obyektif. Fungsi obyektif mempunyai koefisien – koefisiennol untuk variabel surplus dan

koefisien – koefisien M variabel – variabel buatan, dimana M adalah suatu bilangan besar

yang tidak mungkin (impossibly large number) untuk meyakinkan bahwa A akan

dikeluarkan dari penyelesaian optimal.

x1 x2 s1 s2 s3 A1 A2 A3 konstanta

2 1 -1 0 0 1 0 0 14

1 1 0

-1 0 0 1 0 12

1 3 0 0 -1 0 0 1 18

-2 -4 0 0 0 -M -M -M

indikator

Page 77: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

77

ii. Kemudian pindahkan M dari kolom variabel buatan dengan menambahkan M kali ( baris1 +

baris2 + baris3).ini akan menghasilkan tabel awal.

Tabel awal

Penyelesaian mendasar pertama yang unkindapat dilihat secara langsung dari tabel awal

tersebut. Dengan mengandaikan x1 = x2 = s1 = s2 = s3 = 0, penyelesaian mendasar pertama

yang memungkinkan adalah A1 = 14, A2 = 12, A3 = 18, dan fungsi obyektifnya adalah 44M,

suatu bilangan besar yang tidak mungkin. Untuk menurunkan biaya, carilah perubahan

basis.

3. Elemen Fivot

i. Untuk menimasi, indicator positif terbesar akan menentukan kolom pivot dan variabel yang

memasuki basis. Karena elemen terakhir dari baris paling bawah , 44M , bukan indicator ,

5M – 4 merupakan indicator positif terbesar. Jadi x2 menjadi kolom pivot, sebagaimana

ditandai dengan anak panah.

ii. Baris pivot dan variabel yang meninggalkan basis ditentukan oleh rasio terkecil yang

dihasilkan dari pembagian elemen – elemen kolom pivot, persis untuk soal maksimisasi,

karena 63

18 merupakan rasio terkecil yang dihasilkan, maka baris3 menjadi baris pivot. A3

akan meninggalkan basis karena vector satuan dengan 1 dalam baris ketiga adalah

berhubungan dengan A3. elemen pivot pada perpotongan kolom pivot dan baris pivot adalah

3.

4. Pivoting

i. Kurangi elemen pivot menjadi 1 dengan mengalikan baris3 oleh 3

1

ii. Rampungkan kolom pivot dengan engurangkan baris3 dari baris1 dan baris2, dan (5M-4) kali

baris3 dari baris4

Tabel kedua :

5. Pengulangan (Reiterasi)

x1 x2 s1 s2 s3 A1 A2 A3 konstanta

2 1 -1 0 0 1 0 0 14

1 1 0

-1 0 0 1 0 12

1 0 0 -1 0 0 1 18

4M-2 5M-4 -M -M -M 0 0 0 44M

2 1 -1 0 0 1 0 0 14 1 1 0

-1 0 0 1 0 12

3

1 1 0 0 -

3

1 0 0

3

1 6

4M-2 5M-4 -M -M -M 0 0 0 44M

x1 x2 s1 s2 s3 A1 A2 A3 konstanta

3

5 0 -1 0

3

1 1 0 -

3

1 8

3

2 0 0

-1

3

1 0 1 -

3

1 6

3

1 1 0 0 -

3

1 0 0

3

1 6

3

2-7M 0 -M -M

3

4-2M 0 0

34-5M

14M + 24

Page 78: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

78

Selama masih ada suatu indikator positif, proses tersebut berjalan terus. Kolo pivot yang baru

menjadi kolom1; baris pivot yang baru adalah baris1. jadi x1 masuk ke basis dan A1

meninggalkan basis.elemen pivotnya adalah 3

5 .

i. Kalikan baris1 dengan 5

3.

ii. Rampungkan kolom1 dengan mengurangkan 3

2baris1 dari baris2, 3

1 baris1 dari baris3, dan (7M

– 2)/3] baris1 dari baris4, menghasilkan tabel ketiga.

6. Pivot Keempat

i. Kalikan baris2 dengan 2

5

ii. Tambahkan5

3baris2 ke baris1, dan kurangkan

5

1baris2 dari baris3 dan [2M – 2)/5] baris2 dari

baris4.

Tabel keempat

1 0 -5

3 0

5

1

5

3 0 -

3

1

5

24

3

2 0 0

-1

3

1 0 1 -

3

1 6

3

1 1 0 0 -

3

1 0 0

3

1 6

3

2-7M 0 -M -M

3

4-2M 0 0

34-5M

14M + 24

x1 x2 s1 s2 s3 A1 A2 A3 konstanta

1 0 -5

3 0

5

1

5

3 0 -

5

1

5

24

0 0 5

2

-1

5

1

5

2 1 -

5

1

5

14

0 1 5

1 0

5

2 -

5

1 0

5

2

5

22

0 0 5

2-2M -M

5

6-M

5

27M- 0

56-6M

5

13614M

.

x1 x2 s1 s2 s3 A1 A2 A3 konstanta

1 0 0 -2

3

2

1 0

2

3 -

2`

1 9

0 0 1 2

5

2

1 -1

2

5 -

2`

1 7

0 1 5

1 0

5

2 -

5

1 0

5

2 3

0 0 0 -1 -1 -M -M+1 -M+1 30

1 0 -5

3 0

5

1

5

3 0 -

5

1

5

24

0 0 1 2

5

2

1 -1

2

5 -

2`

1

5

14

0 1 5

1 0

5

2 -

5

1 0

5

2

5

22

0 0 5

2-2M -M

5

6-M

5

27M- 0

5

66M-

5

13614M

Page 79: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

79

Dengan semua indikator negatif, suatu penyelesaian optimal yang mungkin telah

dicapai.dengan memishkan matriks identitas, dan memperhatikan bahwa vector satuan untuk x2

dan s1 berbalikan, penyelesaian dasar optimal yang memungkinkan tersebut dapat dibaca secara

langsung dari tabel keempat 91x , 32x , 71s , 02s , dan 03s . nilai fungsi obyektif

ditunjkan oleh elemen terakhir dari baris terakhir, dimana 30c

Beberapa hal penting untuk diperhatikan :

1. Dengan 032 ss , kebutuhan kedua dn ketiga dipenuhi secara tepat . tidak terdapat

surplus. Dengan 71s kebutuhan pertama dipenuhi secara berlebih sebesar 7 unit.

2. Nilai absolut dari indicator untuk variabel – variabel surplus memberikan nilai marginal

atau harga bayangan dari kendala. Dengan indicator untuk s1 sama dengan nol,

pengurangan satu unit dalam kebutuhan gizi pertama tidak akan mengurangi biaya. Akan

tetapi, pengurangan satu unit dalam kebutuhan gizi kedua dan ketiga akan mengurangi

biaya sebesar Rp 1,-, karena nilai absolut indikator untuk s2 dan s3 adalah 1. sebagaimana

halnya nilai marginal, biaya total akan sama dengan jumlah dari berbagai kebutuhan

dikalikan harga bayangan masing – masing.

3. indikator darivariabel – variabel buatan semuanya negatif dalam tabel terakhir. Ini harus

selalu cocok untuk suatu penyelesaian optimal.

4. elemen – elemen koefisien dari dari variabel surplus(s1,s2,s3) selalu sama dengan negatif

dari elemen – elemen koefisien untuk variabel – variabel buatanya yang berkaitan (A1, A2,

A3). Ini harus cocok dalam setiap yang berurutan dapat membantu dalam menemukan

kesalahnmatematis.

5. suatu variabel buatan tidak akan pernah tampak dalam basis tabel terakhir jika suatu

penyelesaian dasar optimal yang mungkin telah dicapai. Untuk penyelesaian dual soal

pada soal yang sama, lihat contoh 4 dan 5 dalam bab 15.

CONTOH 4. Jawaban pada contoh 1 dapat dicek dengan (1) substitusi nilai – nilai kritis baik

dalam persamaan fungsi obyektif maupun persamaan kendala, dan (2) mengevaluasi jumlah

biaya marginal sumberdaya.misalkan A,B,C melambangkan konstan - konstan dalam kendala

1,2,3.

1. c = 2x1 + 4x2 x1 + x2 – s2 = 12

= 2(9) + 4(3) = 30 9 + 3 – 0 =12

2x1 + x2 – s1 = 14 x1 + 3x2 – s3 = 18

2(9) + 3 – 7 = 14 9 + 3(3) – 0 = 18

2. c = MCA(A) + MCB(B) + MCC(C) = 0(14) + 1(12) + 1(18) = 30

Page 80: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

80

SOAL DAN JAWABAN

MAKSIMISASI

1. Gunakan algoritma simpleks untuk menyelesaikan system persamaan dan pertidaksamaan

berikut. Tentukan harga bayangan dari input (atau kebutuhan) untuk kendalanya.

Maksimumkan Π = 3y1 + 4y2

Yang terikat pada 2.5y1 + y2 ≤ 20 y1 + 2y2 ≤ 16

3y1 + 3y2 ≤ 30 y1,y2 ≥ 0

1. Buatkan tabel simpleks awal

i. Tambahkan variabel slack pada kendala untuk membuatnya jada persamaan .

2.5y1 + y2 + s1= 20 3y1 + 3y2 + s2 = 30 y1 + 2y2 + s3= 16

ii. Nyatakan persamaan – persamaan tersebut dalam nentuk matriks

16

30

20

1 0 0 2 1

0 1 0 3 3

0 0 1 1 2.5

3

2

1

2

1

s

s

s

y

y

iii. Bentuklah tabel simpleks awal yang terdiri dari matriks koefisien persamaan

kendala dan vector kolom konstan yang diletakan diatas baris indikator yang

negatif dari koefisien – koefisien fungsi obyektif dengan koefisien nol untuk

variabel awal :

Tabel awal :

Dengan menetapkan y1 = y2 = 0, penyelesaian mendasar pertama yang mungkin adalah

s1 = 20, s2 = 30, dan s3 = 16. pada penyelesaian mendasar pertama yang mungkin

tersebut, Π = 0.

2. Merubah basis. Indikator negatif dengan nilai absolute terbesar (anak panah)

menentukan kolom pivot. Rasio pemindahan terkecil yang diperoleh dari pembagian

elemen kolom konstanta dengan elemen kolom pivot menentukan baris pivot. Jadi,

menjadi elemen pivot, elemen pada perpotongan baris pivot dan kolom pivot.

3. Pivot.

i. Ubahlah elemen pivot menjdin1 dengan mengalikan baris3 dengan ½ .

ii. Rampungkan kolom pivot dengan mengurangkan baris3 dari baris1 , 3 kali baris3

dari baris2 , dan tambahkan 4 kali baris3 ke baris4

y1 y2 s1 s2 s3 konstanta

2

5 1 1 0 0 20

3 3 0 1 0 30

1 0 0 1 16

-3 -4 0 0 0 0

2

5 1 1 0 0 20

3 3 0 1 0 30

2

1 1 0 0

2

1 8

-3 -4 0 0 0 0

Page 81: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

81

Tabel kedua :

4. Ubahlah basis pada pivotnya sekali lagi. Kolom1 adalah kolom pivot, baris2 baris pivot,

dan 2

3adalah elemen pivot.

i. Kalikan baris2 dengan 2

3

ii. Rampungkan kolom pivot dengan mengurangkan 2 kali baris2 dari baris1 , ½ kali

baris2 dari baris3, dan tambahkan barsi2 ke baris4.

Tabel final :

Karena tidak terdapat indikator negatif yang tertinggal, tbel fina dapat diperoleh.

Dengan mengoreksi fakta bahwa vektor – vektor satuan dari matriks identitas tidak

beraturan (out of order), 41y , 62y , 41s , 02s , 03s , dan Π = 36. lihat

contoh 1 dalam bab 13 dimana x digunakan sebagai pengganti y. Harga bayangan

dari input berturut – turut adalah 0, 3

2dan 1.

MINIMISASI

2. Gunakan algoritma simpleks untuk menyelesaikan system persamaan dan pertidaksamaan

yang diberikan di bawah ini. Tentukan harga bayangan dari masing – masing persyaratan

kendalanya.

Miniumkan c = 60 x1 + 80 x2

Yang terikat pada 2 x1 + 3 x2 ≥ 36 8 x1 + 2 x2 ≥ 32

2 x1 + 2 x2 ≥ 28 x1,x2 ≥ 0

1. Ubahlah pertidaksamaan menjadi persamaan dengan mengurangkan variabel – variabel

surplus, dan nyatakan dalam bentuk matriks.

2 x1 + 3 x2 - s1= 36 2 x1 + 2 x2 - s2 = 28 8 x1 + 2 x2 - s3= 32

y1 y2 s1 s2 s3 konstanta

2 0 1 0 -2

1 12

2

3 0 0 1

-

2

3 6

2

1 1 0 0

2

1 8

-1 0 0 0 2 32

2 0 1 0 -2

1 12

1 0 0 3

2

-1 4

2

1 1 0 0

2

1 8

-1 0 0 0 2 32

y1 y2 s1 s2 s3 konstanta

0 0 1 -3

4

2

3 4

1 0 0 3

2

-1 4

0 1 0 -3

1

2

1 6

0 0 0 3

2 1 36

Page 82: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

82

16

30

20

1- 0 0 2 8

0 1- 0 2 2

0 0 1- 3 2

3

2

1

2

1

s

s

s

x

x

Karena penyelesaian dasar pertamanya tidak akan mungkin, tambahkan variabel –

variabel buatan

18

12

14

1 0 0 1- 0 0 3 1

0 1 0 0 1 - 0 1 1

0 0 1 0 0 1- 1 2

3

2

1

3

2

1

2

1

A

A

A

s

s

s

x

x

2. Buatlah tabel awal dengan melengtakan matriks koefisien dan vektor kolom dari

konstanta di atas negatif darikoefisien – koefisien fungsi obyektif yang mempunyai

koefisien nol untuk variabel – variabel surplus, dan koefisien yang secara semu (M)

untuk variabel – variabel buatan.

Rampungkan kolom – kolom variabel buatan M dengan menambahkan M dikalikan

(baris1 + baris2 + baris3) ke baris4 untuk mendapatkan tabel awal.

Tabel awal

3. Pilihlah elemen pivotnya dan pivotkan. Karena 12M -60 merupakan indikator positif

terbesar dan 8

32 adalah rasio pemindahan terkecil, 8 adalah elemen pivotnya.

i. Kalikan baris3 dengan 8

1

x1 x2 s1 s2 s3 A1 A2 A3 konstanta

2 3 -1 0 0 1 0 0 36

2 2 0

-1 0 0 1 0 28

8 2 0 0 -1 0 0 1 32

-60 -80 0 0 0 -M -M -M 30

x1 x2 s1 s2 s3 A1 A2 A3 konstanta

2 3 -1 0 0 1 0 0 36

2 2 0

-1 0 0 1 0 28

2 0 0 -1 0 0 1 32

12M-60 7M-80 0 0 0 -M -M -M 30

2 3 -1 0 0 1 0 0 36

2 2 0

-1 0 0 1 0 28

1 4

1 0 0 -8

1 0 0 8

1 4

12M-60 7M-80 -M -M -M 0 0 0 96M

Page 83: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

83

ii. Kurangkan 2 kali baris3 dari baris1, 2 kali baris3 dari baris2, dan (12M-60) kali baris3

dari baris4

Tabel kedua :

4. Pivotkan lagi

i. Kalikan baris1 dengan 5

2

ii. Kurangkan 2

3 baris1 dari baris2, 4

1 baris1 dari baris3, dan (4M – 65) baris1 dari baris4

5. Pivotkan untuk ketiga kali. Dengan engingat bahwa eleen negatif tidak dapat digunakan

dalam penyebut dari rasio pemindahan,5

3 merupakan eleen pivot yang baru.

i. Kalikan baris2 dengan 3

5

ii. Tambahkan 10

1 kali baris2 ke baris1 dan kurangkan

5

2 kali baris2 dari baris3 dan

[(3M/5)- 26]kali baris2 dari baris4

iii.

x1 x2 s1 s2 s3 A1 A2 A3 konstanta

0 2

5 -1 0 4

1 1 0 0 28

0 2

3 0

-1 4

1 0 1 0 20

1 4

1 0 0 -8

1 0 0 1 4

0 4M-65 -M -M 2

15M 0 0

2

153M 48M + 240

x1 x2 s1 s2 s3 A1 A2 A3 konstanta

0 1 -5

2 0 10

1

3

2 0 -10

1

5

56

0 0 5

3

-1

10

1 -

5

3 1 -

10

1

5

16

1 0 10

1 0 -

20

3 -

10

1 0

20

3 4

0 0 265

3M -M 1

10

M 26

58M 0 1

10

11M 48M + 240

0 1 -3

2 0 10

1

3

2 0 -10

1

5

56

0 2

3 0

-1 4

1 0 1 -4

1 20

1 4

1 0 0 -8

1 0 0 8

1 4

0 4M–65 -M -M 2

15M 0 0 2

153M 48M+ 240

=+

+

+

0 1 -5

2 0 10

1

3

2 0 -10

1

5

56

0 0 1

-3

5 6

1 -1

3

5 -6

1

3

16

1 0 10

1 0 -

20

3 -

10

1 0

20

3

3

6

0 0 265

3M -M 1

10

M 26

5

8M 0 1

1011M

9685

16M

=+

+

+

Page 84: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

84

Tabel keempat :

6. Pivotkan keempat kali

i. Kalikan baris2 dengan 6.

ii. Kurangkan 6

1 kali baris2 dari baris1, tambahkan

6

1 kali baris2 ke baris3, dan kurangkan

3

10 kali baris2 dsari baris4

Tabel final :

Dengan memperhatikan urutan dari vektor – vektor unit, 61x , 82x , 021 ss ,

dan 323s . dan 1000c . Harga bayangan dari persyaratan yang erupakan kendala masing –

masing adalah 20,10, dan 0.

PENYELESAIAN OPTIMAL BERGANDA

3. Gunakan algoritma simpleks untuk menyelesikan persamaan dan pertidaksamaan –

pertidaksamaan berikut

Minimukan c = 4x1 + 2x2

Yang terikat pada 4x1 + x2 ≥ 20 x1 + 6x2 ≥ 18

2x1 + x2 ≥ 14 x1,x2 ≥ 0

1. Buatlah tabel awal

Tabel awal ;

x1 x2 s1 s2 s3 A1 A2 A3 konstanta

0 1 0 -3

2 6

1 0

3

2 -6

1

3

40

0 0 1 - 3

5 6

1 -1

3

5 -6

1

3

16

1 0 0 6

1 -

6

1 0 -

6

1

6

1

3

2

0 0 0 -3

130

3

10 -M

3

130M

3

10M

3

3320

0 1 0 -3

2 6

1 0

3

2 -6

1

3

40

0 0 6

10 1 -6 10 -1 32

1 0 0 6

1 -

6

1 0 -

6

1

6

1

3

2

0 0 0 -3

130

3

10 -M

3

130M

3

10M

3

3320

x1 x2 s1 s2 s3 A1 A2 A3 konstanta

0 1 -1 1 0 1 -1 -0 8

0 0 6 -10 1 -6 10 -1 32

1 0 1 -2

3 0 -1

2

3 0 6

0 0 -20 -10 0 -M+20 -M +10 -M 1000

x1 x2 s1 s2 s3 A1 A2 A3 konstanta

4 1 -1 0 0 1 0 0 20

2 1 0

-1 0 0 1 0 14

1 0 0 -1 0 0 1 18

7M-4 8M-2 -M -M -M 0 0 0 52M

Page 85: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

85

2. Pivotkan. Kalikan baris3 dengan 6

1 setelah menurunkan elemen pivot menjadi 1,

kurangkan baris3 dari baris1 dan dan dari baris2 dan (8M – 2) kali baris3 dari baris4

menghasilkan tabel kedua

Tabel kedua ;

3. Pivot sekali lagi. Kalikan baris1 dengan 23

6 . Kemudian kurangkan 6

11 kali baris1 dari

baris3, dan [(17 – 11)3] kali baris1 dari baris4

Tabel ketiga ;

4. Pivot ketiga kali. Kalikan baris2 dengan 11

23 . Kemudian tambahkan 23

6 kali baris2 ke

baris1, kurangkan 23

1 kali baris2 dari baris3, dan [(11M – 22/23)] kali baris2 dari baris4

Tabel final ;

Dari tabel final 61x , 22x , 61s , 02s , 03s . Dan 28c . Akan tetapi, 3s , yang

tidak terdapat basis terakhir, mempunyai indikator nol. Ini berarti bahwa variabel s3

dapat dimasukan ke basis tanpa mempengaruhi nilai fungsi obyektif. Karena fungsi

obyektif telah berada pada optimum, maka pasti terdapat lebih dari satu penyelesaian

optimal. Bilamana suatu variabel yang tidak berada dalam basis mempunyai indikator

nol, fungsi obyektif pasti mempunyai penyelesaian optimal berganda.

Dasar – Dasar Aljabar Matriks atau Linear

1.1 PERANAN ALJABAR MATRIKS

Alajabar matriks (1) memungkinkan untuk menyatakan suatu system persamaan yang

rumit dalam suatu cara yang ringkas dan sederhana. (2) memberikan cara yang cepat untuk

menentukan apakah suatu pemakaian terdapat pemecahan sebelum di coba, dan (3) memberikan

x1 x2 s1 s2 s3 A1 A2 A3 konstanta

6

23 0 -1 0

6

1 1 0

6

1 17

6

11 0 0

-1

6

1 0 1

6

1 11

6

1 1 0 0 -

6

1 0 0

6

1 3

3

1117M 0 -M -M

3

1M 0 0 3

14 28M + 6

+ 6

x1 x2 s1 s2 s3 A1 A2 A3 konstanta

1 0 -23

6 0

23

1

23

6 0 -

23

1

23

102

0 0 23

11

-1

23

2 -

23

11 1 -

23

2

23

66

0 1 23

1 0 -

23

4 -

23

1 0

23

4

23

52

0 0 23

2211M -M

23

42M

23

2234M 0

23

425M

23

51266M

x1 x2 s1 s2 s3 A1 A2 A3 konstanta

1 0 0 -11

6 11

1 0 11

6 -11

1 6

0 0 1 -11

23 11

2 -1 11

23 -11

2 6

0 1 0 11

1 -11

2 0 -11

1 11

2 2

0 0 0 -2 0 -M -M+2 -M 28

Page 86: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

86

sarana penyelesain system persamaan. Akan tetapi, aljabar matriks hanya dapat diterapkan

pada system persamaan linear. Karena banyak hubungan ekonomi dapat di dekati dengan

persamaan linear dan yang lain dapat dikonversikan menjadi hubungan linear, pembatasan ini

umumnya tidak memberikan persoalan yang serius.

Contoh 1. untuk sebuah perusahaan dengan beberapa saluran distribusi yang menjual beberapa produk

yang berbeda, matriks memberikan cara yang ringkas untuk mengendalikan persediaan.

140 180 170 140

80 160 190 175

110 210 180 180

150 90 110 120

4

3

2

1

skipakaian temali- aliongkat tluncur tpapan saluran

Dengan membaca menyusun baris matriks, perusahaan deapat menentukan tingkat persediaan

dalam setiap saluran distribusinya. Dengan mambaca menurun suatu kolom matriks, perusahaan dapat

menentukan persediaan setiap jenis produksinya.

Contoh 2. suatu fungsi non linear, seperti fungsi produksi Cobb-Douglas yang umum

Q = A K α L β

Dapat dengan mudah dikonversikan menjadi fungsi linear dangan mencari logaritma masing – masing

ruas,sebagai berikut :

Log Q = log A + α log K +β log L

Dengan cara serupa, fungsi eksponensial dan fungsi pangkat yang lain dapat dengan mudah

dikonversikan menjadi fungsi linear, dan kemudian di selesaikan dengan aljabar matriks.

1.2. DEVINISI DAN ISTILAH

Matriks adalah deretan bilangan, parameter atau variabel yang disusun segi empat, yang

masing – masing mempunyai tempat yang ditata secara cermat dalam matriks. Bilangan –

bilangan ( parameter atau variabel) disebut sebagai elemen matriks. Bilangan pada deretan

vertkal disebut kolom. Banyaknya baris (m) dan kolom (n) menentukan dimensi matriks ( m x n

), yang di baca m kali n. bilangan baris selalu mendahului bilangan kolom. Dalam matriks bujur

sangkar square matrix), jumlah baris sama dengan jumlah kolom ( yaitu m = n ). Jika matriks

terdiri dari satu kolom tunggal sedemikian rupa sehingga dimensinya m x 1, matiks tersebut

adalah vekor kolom. Jika matriks terdiri dari stu baris, dengan dimensi 1 x n, maka matriks

tersebut adlah vector baris. Matriks yang mengkonversikan baris A menjadi kolm dan kolom A

menjadi baris disebut transpose A dan diberi tanda A' (atau AT).

Contoh 3. diketahui

a a a

a a a

a a a

(3x3)333231

23 2221

131211

A 7 2 4

8 9 3

(2x3)

B

5

4

7

(3x1)

C 1 0 3 (1x3)D

A adalah matriks umum terdiri dari 3 x 3 = 9 elemen, yang di susun dalam 3 baris dan 3

kolom. Jadi matriks tersebut adlah matriks bujur sangkar. Perhatikan bahwa tidak ada tanda

baca yang memisahkan elemen – elemen suatu matrik. Elemen – elemen tersebut semuanya

mempunyai subscript ganda; yang pertama menunjukan baris dimana elemen tersebut berada

dan yang kedua menunjukan kolomnya. Penempatanya adalah tepat dalam matriks. Jadi α23

adalah elemen yang berada pada baris kedua, kolom ketiga; α32 adalah elemen yan berada pada

baris ketiga, kolom kedua. Karena baris selalu mendahului kolom dalam notasi matriks,

mungkin untuk membantu mengingat subscript tersebut dengan istilah BK atau beberapa cara

yang lain untuk nmembantu mengingat.

Page 87: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

87

B adalah matriks 2 x 3. elemen b12 -nya adlah 9, elemen b21 -nya adlah 4. C adalah

vector kolom dengan dimensi (3 x 1). D adalah vector baris dengan dimensi (1 x 3).

Transpose A adalah

a a a

a a a

a a a

'

332313

32 2212

312111

A

Dan transpose C adalah 5 4 7'C

1.3. PENJUMLAHAN DAN PENGURANGAN MATRIKS

Penjumlahan (dan pengurangan) dua matriks A + B (atau A – B) mengharuskan matriks

– matriks tersebut berdimensi sama. Setiap elemen matriks yang satu kemudian ditambahkan ke

(dikurangkan dari) b11 dalam B;α12 ke b12, dan seterusnya.

Contoh 4. penjumlahan A + B di hitung dibawah ini, dengan mengetahui matriks A dan

matriks B.

(3x3)10 5 4

2 6 3

7 9 8

A

(3x3)2 9 7

4 2 5

6 3 1

B

)33((3x3)21 41 11

6 8 8

31 21 9

210 95 74

42 26 53

67 39 18

x

BA

Selisih C – D, apabila diketahui matiks – matriks C dan D,diperoleh sebagai berikut ;

(2x2)6 2

9 4C

(2x2)4 5

7 1D

(2x2)(2x2)2 3-

2 3

4-6 5-2

7-9 1- 4DC

Contoh 5. misalkan pengiriman D dilakukan ke saluran – saluran distribusi perusahaan dalam contoh

1.berapa tingkat persediaan yang baru?.

50 10 40 60

70 40 0 15

60 10 30 25

10 50 20 40

D

Untuk mendapatkan tingkat persediaan yang baru, misalkan matriks mula – mula S dan selesaikan S +

D. dengan menjumlahkan elemen – elemen yang bersesuaian dari masing – masing matriks tersebut,

901 901 102 200

501 002 190 190

071 202 102 225

601 401 031 160

50140 10180 40170 60140

7080 40160 0 190 15175

60110 10210 30180 25200

10150 5090 20110 40120

DS

1.4. PERKALIAN SKALAR

Dalam aljabar matriks, bilangan sederhana seperti 12,-2,0,07 disebut skalar. Perkalian

matriks dengan bilangan atau scalar meliputi perkalian setiap elemen dari matriks tersebut

dengan bilangan itu. Prosesnya disebut perkalian skalar (scalar multiplication)karena menaikan

atau menurunkan matriks tersebut menurut besarnya skalar.

Contoh 6. hasil perkalian skalar k A, apabila diketahui k = 8 dan

Page 88: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

88

(3x2)4 8

7 2

9 6

A

Diperlihatkan dibawah ini,

(3x2)(3x2)32 64

56 16

72 48

8(4) 8(8)

8(7) 8(2)

8(9) 8(6)

kA

1.5. PERKALIAN VEKTOR

Perkalian vektor baris (A) dengan vektor kolom (B) mensyaratkan masing – masing

vektor mempunyai jumlah elemen yang persis sama. Kemudian, hasilkalinya didapatkan

dengan mengalikan elemen – elemen individual dari vektor baris dengan elemen – elemen yang

beresesuaian dengan vektor kolom, dan menjumlahkan hasilnya :

AB = (a11 x b11) + (a12 x b21) + (a13 x b31) dan seterusnya.

Jadi hasil perkalian baris – kolom akan merupakan suatu bilangan tunggal atau scalar. Perkalian

vektor baris kolom adlah penting sekali. Ini dipakai sebagai dasar untuk semua perkalian

matriks.

Contoh 7. hasilkali AB dari vektor baris A dan vektor kolom B, apabila diketahui

(1x4)9 2 7 4A

(4x1)6

5

1

12

A

di hitung sebagai berikut.

AB = 4(12) + 7(1) + 2(5) + 9(6) = 48 + 7 + 10 + 54 = 119

Hasilkali vektor – vektor berikut :

(1x3)8 6 3A

(3x1)5

4

2

A

adalah

CD = (3 x 2) + (6 x 4) + (8 x 5) = 6 + 24 + 40 = 70

Perhatikan bahwa karena masing – masing pasangan vektor diatas mempunyai jumlah elemen

yang sama, perkalian adalah mungkin.

Pembalikan susunan perkalian dalam salah satu vektor di atas dan dengan diperolehnya

perkalian vektor kolom – baris (BA atau DC) akan menghasilkan jawaban yang sama sekali

berbeda.

1.6. PERKALIAN MATRIKS

Perkalian dua matriks berdimensi (m x n)1 dan (m x n)2, mensyaratkan bahwa kedua

matriks tersebut bersesuaian yaitu bahwa n1 = m2, atau jumlah kolom pada 1, matriks awal

(lead matriks) saa dengan jumlah di bahbaris pada 2, matriks akhir (lag matriks). Setiap vektor

baris pada matriks awal kemudian dikalikan dengan setiap vektor kolom dari matriks akhir,

menurut kaidah untuk perkalian vektor baris dan vektor kolom yang di bahas dalam butir 1.5.

hasilkali baris – kolom kemudian di pakai sebagai elemen dalam formasi dari matriks hasilkali

sedemikian rupa, sehinga setiap elemen cij dari atriks hasilkali C adlah suatu skalar yang berasal

dari perkalian baris ke i dari matriks awal dan kolom ke j dari matriks akhir. Hasilkali baris –

kolom tersebut disebut hasilkali dalam (inner product).

Contoh 8. Diketahui

Page 89: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

89

(2x3)11 9 12

7 6 3A

(3x2)2 13

10 5

12 6

B

(2x3)3 4 2

8 7 1A

Suatu pengujian ringkas (cepat) untuk melihat adanya persesuaian (conformability),

yang akan di terapkan sebelum melakukan setiap perkalian mmatriks, adlah dengan menata dua

pasang dimensi tersebut dalam mana matriks – matriks tersebut akan dikalikan, kemudian

dalam hati lingkarilah bilangan terakhir dari pasang pertama dan dan bilangan pertama dari

pasang kedua. Jika mereka sama, dua matriks tersebut akan sesuai untuk perkalian dalam

susunan yang diberikan, dan bilangan – bilangan di luar lingkaran akan menunjukan, dalam

susunan yang benar, dimensi dari matriks hasil kali. Jadi untuk AB,

(2 x 3) = (3 x 2)

(2x 2)

matriks – matriks tersebut memenuhi syarat persesuaian dan dimensi dari

matriks hasil kali AB adalah (2 x 2). Apabila dua matriks seperti AB adalah bersesuaian, AB

dikatakan telah di tetapkan (defined)

untuk BC,

(3 x 2) = (2 x 3)

(3 x 3)

matriks – matriks tersebut adalah bersesuaian dan dimensi dari matriks hasil kali BC merupakan

(3 x 3).

Untuk BC

(2 x 3) ≠ (2 x 3)

A dan C tidak bersesuaian untuk perkalian. Jadi AC tidak di tetapkan.

Contoh 9. setelah menentukan persesuaian AB dalam contoh 8, hasil kali dari dua matriks itu

dapat di cari. Pertama, kalikan baris pertama matriks awal dengan kolom pertama matriks akhir

untuk mecari elemen pertama d11 matriks hasil kali D. kemudian kalikan baris pertama matriks

awal dengan kolom kedua matriks akhiruntuk mendapatkan d12. karena tidak ada lagi kolom

yang tersisa dalam matriks akhir, bergeraklah ke baris kedua matriks awal. Kalikan baris kedua

matriks awal dengan kolom pertama matriks akhir untuk mendapatkan d12. akhirnya, kalikan

baris kedua matriks awal dengan kolom kedua matriks akhir untuk mendapatkan d22. jadi,

(2x2)(2x2)

256 260

110 139

11(2)9(10)12(12) 11(13)9(5)12(6)

(2) 7 6(10) 3(12) (13) 7 6(5) 3(6)DAB

Hasil kali BC dihitung dibawah ini, dengan menggunakan metode yang sama :

(3x3)(3x3)110 99 17

70 75 25

84 90 03

2(3)13(8) 2(4)13(7) 2(2)13(2)

10(3)5(8) 10(4)5(7) 10(2)5(1)

12(3) 6(8) 12(4) 6(7) 12(2) 6(1)

EBC

Contoh 10. Dengan mengacu ke contoh 1, misalkan bahwa harga papan luncur adlah Rp 200,-,

tongkat Rp 50,- , tali Rp 100,- dan pakaian ski Rp 150,-. Untuk mencari nilai persediaan (V)

pada berbagai saluran distribusi, nyatakan harga tersebut sebagai sebuah vector kolom (P), dan

kalikan S dengan P :

)14()44(150

100

50

200

140 180 170 140

80 160 190 175

110 210 180 200

150 90 110 120

xx

SPV

Matriks – matriks tersebut bersesuaian dan matriks hasil kalinya merupakan 4 x 1,karena

(4 x 4) = (4 x 1)

Page 90: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

90

(4 x 1)

Jadi,

)14()14(500.75

500.72

500.86

000.61

140(150) 180(100)170(50)140(200)

80(150) 160(100)190(50)175(200)

110(150)210(100) 180(50) 200(200)

150(150)90(100) 110(50)120(200)

xx

V

1.7. HUKUM KOMUTATIF, ASOSIATIF DAN DISTRIBUTIF DALAM ALJABAR

MATRIKS

Penjumlahan matriks adalah komutatif (yaitu A + B = B + A), karena penjumlahan

matriks hanya melibatkan penjumlahan elemen – elemen yang bersesuaian dari dua matriks,

dan susunan penjumlahan tidak dipentingkan. Untuk alas an yang sama,penjumlahan matriks

juga asosiatif, (A + B) + C = A + (B + C). hal yang sama berlaku untuk pengurangan matriks.

Karena pengurangan matriksA – B dapat dirubah mebjadi penjumlahan matriks A + (-B), maka

pengurangan matriks juga komutatif dan asosiatif.

Perkalian matriksm, dengan beberapa perkecualian, adalah tidak komutatif (yaitu AB ≠ BA). Akan tetapi, perkalian scalar adalah komutatif (yaitu kA = Ak). Jika terdapat tiga atau lebih

matriks yang bersesuaian, yaitu X(a x b), Y(c x d),Z(e x f) dimana b = c dan d = e, hukum

asosiatif akan berlaku selama matriks – matriks tersebut dikalikan dalam urutan persesuaian

(conformability). Jadi, (XY)Z = X(YZ). Tunduk pada sarat yang sama ini, perkalian matriks juga

distributive A(B + C) = AB + AC.

Contoh 11. Diketahui,

6 17

11 4A

2 6

7 3B

Untuk membuktikan bahwa penjumlahan dan pengurangan matriks adalah komutatif, buktikan

bahwa (1) A + B = B + A dan (2) A – B = –B + A. Perhitungan tersebut diperlihatkan di bawah

ini

(1). 8 23

18 7

6 2 176

117 43

8 23

18 7

2 6 617

711 3 4ABBA

(2). 4 11

4 1

6 2- 176-

117- 43-

4 11

4 1

2 6 617

711 3 4ABBA

Contoh 12. Diketahui,

)32(11 9 12

7 6 3

x

A

)23(2 13

10 5

12 6

x

B

Dapat di buktikan bahwa perkalian atriks tidak komutatif dengan membuktikan AB ≠ BA,

sebagai berikut :

AB adalah sesuai, (2 x 3) = (3 x 2), AB akan menjadi 2 x 2

(2x2)(2x2)256 260

110 139

11(2)9(10)12(12) 11(13)9(5)12(6)

(2) 7 6(10) 3(12) (13) 7 6(5) 3(6)AB

BA adalah bersesuaian (3 x 2) = (2 x 3), BA akan menjadi 3 x 2

(3x3)(3x3)113 96 63

145 120 135

174 144 162

)11(213(7) )9(213(6) )12( 213(3)

(11)015(7) (9)015(6) (12)01 5(3)

12(11) 6(7) 12(9) 6(6) 12(12) 6(3)

AB

karena itu AB ≠ BA.seringkali matriks – matriks tidak bersesuaian dalam dua arah.

Contoh 13. Diketahui,

Page 91: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

91

)23(6 8

3 1

5 7

x

A

)32(5 6 2

10 9 4

x

B

)13(7

6

2

x

B

Untuk membuktikan bahwa perkalian matriks adalah asosiatif, yaitu (AB)C = A(BC), perhitunganya

adalah sebagai berikut :

)33()33(110 108 44

25 27 10

95 93 38

6(5)8(10) 6(6)8(9) 6(2)8(4)

(5) 3 1(10) (6) 3 1(9) (2) 3 1(4)

5(5)7(10) 5(6)7(9) 5(2)7(4)

xx

A

)13()13()13()33(1506

357

1299

110(7)108(6)44(2)

25(7) (6) 27 10(2)

95(7) 93(6) 38(2)

7

6

2

110 108 44

25 27 10

95 93 38

)(

xxxx

CAB

)12()12(75

132

5(7) 6(6)2(2)

10(7) 9(6)4(2)

xx

BC

)13()13(

)2(

)23(1506

357

1299

6(75) 8(132)

3(75)1(132)

5(75)7(132)

75

132

6 8

3 1

5 7

)(

xx

x

x

BCA terbukti

1.8. MATRIKS IDENTITAS DAN MATRIKS NULL

Matriks identitas I adalah suatu matriks bujur sangkar yang mempunyai 1 untuk setiap elemen

pada diagonal utama dari kiri ke kanan dan nol di setiap tempat yang lain. Lihat contoh 14. apabila

subscript digunakan, seperti pada In,n menunjukan dimensi matriks (m x n). matriks identitas serupa

dengan bilangan 1 dalam aljabar karea perkalian suatu matriks dengan matriks identitas tidak membawa

perubahan terhadap matriks asal (yaitu AI = IA = A). perkalian suatu matriks identitas dengan dirinya

sendiri meninggalkan matriks identitas tidak berubah : I x I = I2= I. setiap matriks utuk mana A = A' adalah matriks simetris (symmetric matrix). Matriks simetris untuk mana A x A = A,adalah matriks

idempotent (idempotent matrix). Matriks identitas adalah simetri dan idempotent.

Matriks null terdiridari semuanya nol dan dapat berdimensi sembarang ; tidak perlu bujur sangkar.

Penjumlahan atau pengurangan matriks null tidak membawa perubahan terhadap matriks asalnya,

perkalian dengan matriks null menghasilkan matriks null.

Contoh 14. apabila diketahui,

7 3 1

6 2 9

14 10 7

A 4 20

12 5B

0 0

0 0N

1 0 0

0 1 0

0 0 1

I

Dapat dibuktikan bahwa : (1) perkalian dengan suatu matriks identitas tidak menimbulkan tambahan

terhadap matriks asalnya, yaitu AI = A, (2) perkalian dengan suatu matriks null menghasilkan matriks

null, yaitu BN = N dan (3) penjumlahan atau pengurangan matriks null tidak mengakibatkan matriks

asalnya berubah, yaitu B + N = B. perhitungan – perhitungan tersebut diperlihatkan di bawah ini

(1).

(1) 7 3(0) 1(0) (0) 7 3(1) 1(0) (0) 7 3(0) 1(1)

(1) 6 2(0) 9(0) (0) 6 2(1) 9(0) (0) 6 2(0) 9(1)

14(1)10(0)7(0) 14(0)10(1)7(0) 14(0)10(0)7(1)

1 0 0

0 1 0

0 0 1

7 3 1

6 2 9

14 10 7

AI

7 3 1

6 2 9

14 10 7

AI terbukti

(2). 0 0

0 0

4(0)20(0) 4(0)20(0)

12(0) 5(0) 12(0) 5(0)BN terbukti

(3). 4 20

12 5

0 4 020

012 0 5NB terbukti

1.9. PERNYATAAN MATRIKS DARI SERANGKAIAN PERSAMAAN LINEAR

Page 92: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

92

Aljabar matriks memungkinkan pengungkapan secara ringkas suatu sistem persamaan

linear. Sebagai ilustrasai sederhana, perhatikan bahwa sistem persamaan linear

7x1 + 3x2 = 45

4x1 + 5x2 = 29

dapat dinyatakan dalam bentuk matriks

AX = B

Dimana 5 4

3 7A

2

1

x

xX dan

29

45B

A adalah matriks koefisien (coefisien matrix),X adalah vektor penyelesaian (solution vector),

dan B adalah vektor unsur konstanta (vector of constan terms). X dan B akan selalu berupa

vektor kolom.

Contoh 15. untuk membuktikan bahwa AX = B dengan tepat menggambarkan sistem

persamaanyang diberikan dalam seksi 1.9, dapatkan hasil kali AX. Perkalian adalah mungkin

karena AX adalah bersesuaian, dan matriks hasil kali menjadi 2 x 1

(2 x 2) = (2 x 1)

(2 x 1)

jadi,

)12(21

21

2

1

5x 4x

3x 7x

5 4

3 7

xx

xAX

dan 29

45

5x 4x

3x 7x:

21

21BAX terbukti

dari sini, meskipun penampilanya seperti itu, AX adalah vektor kolom (2 x 1) karena setiap baris

terdiri dari suatu elemen tunggal yang tidak dapat disederhanakan lebih lanjut melalui

penjumlahan.

Contoh 16. diketahui

8w +12x – 7y +2z = 139

3w +13x + 4y +9z = 242

untuk menyatakan sistem persamaan ini dalam notasi matrik,dalam hati balikan susunan

perkalian matriks:

)12(

)14(

)42(242

139

9 4 13- 3

2 7- 12 8

x

x

x

z

y

x

w

kemudian, dengan mengandaikan A = matriks koefisien, W = vektor kolom variabel, dan B =

vektor kolom konstanta, sistem persamaan yang diketahui tersebut dapat dinyatakan dalam

bentuk matriks

A(2x4)W(4x1) =B(2x1)

1.10. OPERASI BARIS

Operasi baris (row operation) berarti penerapan operasi aljabar yang sederhana pada baris- baris

suatu matriks. Tanpa suatu perubahan dalam hubungan linear, tiga operasi barisdasar memungkinkan (1)

setiap dua baris suatu matriks saling tukar, (2) setiap baris atau baris – baris dakalikan dengan suatu

konstanta, asalkan konstanta tersebut tidak sama dengan nol, dan (3) setiap kelipatan suatu baris

ditambahkan ke atau dikurangkan dari baris yang lain.

Contoh 17. operasi baris, yang tentunya sudah tidak asing lagi dari aljabar, diilustrasikan di bawah

ini,dengan mengetahui

5x + 2y = 16

8x + 4y = 2n8

Tanpa suatu perubahan dalam hubungan linear,kita dapat

1. Saling menukar dua baris tersebut :

8x + 4y = 28

5x + 2y = 16

2. Mengalikan suatu baris dengan suatu konstanta, di sini 8x + 4y = 28 dengan 1/4, yang menghasilkan

Page 93: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

93

2x + y = 7

5x + 2y = 16

3. Mengurangkan kelipatan satu baris dari yang lain, di sini 2(2x + y = 7) dari 5x + 2y = 16, yang

menghasilkan

5x + 2y = 16

-4x – 2y = -14

x = 2

1.11. MATRIKS PERBESARAN (AUGMENTED)

Diketahui suatu system persamaan dalam bentuk matriks AX = B matriks perbesaran A/B

adalah matriks koefisien A dengan vector kolom konstanta B, diletakan disampingnya, yang dipisahkan

dengan suatu garis atau kisi. Jadi, untuk sistem persamaan dalam butir1.9,

29

45

5 4

3 7BA

Matriks perbesaran digunakan sebagai sarana penyelesaian system persamaan linear.

Contoh 18. matriks perbesaran A/B untuk

4x1 + 5x2 + 7x3 = 42

2x1 + 3x2 + 8x3 = 40

6x1 + 4x2 + x3 = 18

Adalah

18

40

42

1 4 6

8 3 2

7 5 4

BA

1.12. METODE GAUSS UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN LINEAR

Penggunaan metode eliminasi gauss dalam menyelesaikan persamaan linear semata – mata

dengan menyatakan system persamaan tersebut sebagai suatu matriks perbesaran dan menerapkan

operasi baris berulang – ulang pada matriks perbesaran sampai matriks koefisien A di sederhanakan

menjadi suatu matriks identitas. Penyelesaian atas system persamaan kemudian dapat di baca dari

elemen – elemen yang tinggal dalam vektor kolom B (lihat contoh 19). Untuk mengubsh matriks

koefisien kedalam uatu matriks identitas, bergeraklah sepanjang sumbu utama. Pertam,a dapatkan 1 pada

posisi a11 dari matriks koefisien, kemudian gunakan operasi baris untuk mendapatkan nol disetiap

tempat yang lain pada kolom pertama. Berikutnya dapatkan 1 pada 0posisi a22 dan gunakan operasi baris

untuk mendapatkan nol disetiap tempat yang lain pada kolom mendapatkan nol disetiap tempat yang lain

pada kolom tersebut. Teruskan memperoleh 1 sepanjang diagonal utama dan kemudian rampungkan

kolomnyasampai matriks identitas tersebut sempurna.

Contoh 19. metode eliminasi gauss di gunakan dibawah ini untuk mencari x1 dan x2 dalam sistem

persamaan

2x1 + 12x2 = 40

8x1 + 4x2 = 28

pertama nyatakan persamaan tersebut dalam suatu matriks perbesaran

28

40

4 8

12 2BA

kemudian,

1a. Kalikan baris pertaa dengan2

1 untuk endapatkan 1 pada posisi a11

28

20

4 8

6 1

1b. Kurangkan 8 kali baris kedua untuk merampungkan kolom pertama

132

20

44- 0

6 1

2a. Kalikan baris kedua dengan 44

1untuk mendapatkan1 pada a22

3

20

1 0

6 1

Page 94: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

94

2b. Kurangkan 6 kali baris kedua dari baris pertama untuk merampungkan kolom kedua

3

2

1 0

0 1

hasilnya adalah x1 = 2, x2 = 3 karena

3

2

x

x

1 0

0 1

2

1

x1 + 0 = 2

0 + x2 = 3

Page 95: 104584852-Materi-Kuliah-Matematika-Ekonomi.pdf

95