a x a x a x a x b - catatan kecil | hanya sekedar berbagi · matriks eselon baris dan matriks...

5
COURSE NOTE : Sistem Persamaan Liniear PERSAMAAN LINIEAR Secara umum kita mendefinisikan persamaan liniear dalam n variable x 1 , x 2 , …, x n sebagai berikut : 1 1 2 2 3 3 ... n n ax ax ax ax b dengan 1 2 , ,..., , n aa a b adalah konstanta real. SISTEM PERSAMAAN LINIEAR Himpunan hingga dari persamaan liniear dalam variable 1 2 , ,..., n x x x disebut system persamaan liniear. Secara formal sistem persamaan liniear dengan n variabel didefinisikan sebagai berikut: 11 1 12 2 13 3 1 1 21 1 22 2 23 3 2 2 1 1 2 2 3 3 ... ... : : : : : : ... n n n n n n n nn n n ax ax ax ax b ax a x ax a x b ax a x a x a x b Bentuk tersebut dapat disajikan dengan matriks sebagai berikut : 11 12 13 1 1 1 21 22 23 2 2 2 31 32 33 3 3 3 1 2 3 ... ... ... : : : : : ... n n n n n n nn n n a a a a x b a a a a x b a a a a x b a a a a x b yang secara sederhana disajikan dalam bentuk Setiap sistem persamaan liniear bisa tidak mempunyai solusi, mempunyai tepat satu solusi atau mempunyai tak hingga banyaknya solusi.

Upload: truongtuyen

Post on 17-Mar-2019

220 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: a x a x a x a x b - Catatan Kecil | Hanya sekedar berbagi · MATRIKS ESELON BARIS DAN MATRIKS ESELON BARIS TEREDUKSI Diberikan sifat matriks sebagai berikut : 1. Jika suatu baris

COURSE NOTE : Sistem Persamaan Liniear

PERSAMAAN LINIEAR

Secara umum kita mendefinisikan persamaan liniear dalam n variable x1, x2, …, xn sebagai

berikut :

1 1 2 2 3 3 ... n na x a x a x a x b

dengan 1 2, ,..., ,na a a b adalah konstanta real.

SISTEM PERSAMAAN LINIEAR

Himpunan hingga dari persamaan liniear dalam variable 1 2, ,..., nx x x disebut system

persamaan liniear. Secara formal sistem persamaan liniear dengan n variabel didefinisikan

sebagai berikut:

11 1 12 2 13 3 1 1

21 1 22 2 23 3 2 2

1 1 2 2 3 3

...

...

: : :

: : :

...

n n

n n

n n n nn n n

a x a x a x a x b

a x a x a x a x b

a x a x a x a x b

Bentuk tersebut dapat disajikan dengan matriks sebagai berikut :

11 12 13 1 1 1

21 22 23 2 2 2

31 32 33 3 3 3

1 2 3

...

...

...

: : : : :

...

n

n

n

n n n nn n n

a a a a x b

a a a a x b

a a a a x b

a a a a x b

yang secara sederhana disajikan dalam bentuk

Ax = b

Setiap sistem persamaan liniear bisa tidak mempunyai solusi, mempunyai tepat satu solusi

atau mempunyai tak hingga banyaknya solusi.

Page 2: a x a x a x a x b - Catatan Kecil | Hanya sekedar berbagi · MATRIKS ESELON BARIS DAN MATRIKS ESELON BARIS TEREDUKSI Diberikan sifat matriks sebagai berikut : 1. Jika suatu baris

MATRIKS LENGKAP

Misal diberikan sistem persamaan sebagai berikut :

11 1 12 2 13 3 1 1

21 1 22 2 23 3 2 2

1 1 2 2 3 3

...

...

: : :

: : :

...

n n

n n

n n n nn n n

a x a x a x a x b

a x a x a x a x b

a x a x a x a x b

Matriks lengkap dari sistem persamaan di atas adalah :

11 12 13 1 1

21 22 23 2 2

31 32 33 3 3

1 2 3

...

...

...

: ... ... ... : :

...

n

n

n

n n n nn n

a a a a b

a a a a b

a a a a b

a a a a b

Contoh : diberikan sistem persamaan liniear sebagai berikut :

1 2 3

1 2 3

1 2 3

2 3 9

4 2 8

6 2 3

x x x

x x x

x x x

bentuk matriks lengkapnya adalah

1 2 3 9

4 1 2 8

1 6 2 3

OPERASI BARIS ELEMENTER (OBE)

Ada tiga operasi baris elementer pada matriks.

No. Operasi Notasi

1. Mengalikan baris-i dengan konstanta tidak nol k kRi

2. Menukar baris-i dengan baris-j Ri ↔ Rj

3. Mengganti baris-j dengan barik-j + baris -i Rj + kRi

Operasi baris elementer tidak merubah himpunan selesaian dari sistem persamaan liniear.

Artinya sistem persamaan liniear baru yang diperoleh dari sistem persamaan liniear lama

dengan menggunakan OBE, mempunyai selesaian yang sama.

Page 3: a x a x a x a x b - Catatan Kecil | Hanya sekedar berbagi · MATRIKS ESELON BARIS DAN MATRIKS ESELON BARIS TEREDUKSI Diberikan sifat matriks sebagai berikut : 1. Jika suatu baris

MATRIKS ESELON BARIS DAN MATRIKS ESELON BARIS TEREDUKSI

Diberikan sifat matriks sebagai berikut :

1. Jika suatu baris yang didalamnya tidak memuat nol, maka bilangan pertama yang bukan

nol haruslah 1. Kita sebut ini sebagai 1 utama

2. Jika ada dua baris yang didalamnya memuat nol, maka kedua baris tersebut

dikelompokkan secara bersama di baris bawah.

3. Dalam sebarang dua baris yang berurutan yang didalamnya tidak memuat nol, maka 1

utama baris bawah, muncul disebelah kanan dari 1 utama baris atasnya.

4. Masing-masing kolom yang memuat 1 utama mempunyai nol sebagai elemen di kolom

itu.

Apabila ada matriks yang memenuhi sifat 1 – 3, maka matriks tersebut dikatakan matriks

eselon baris. Dan apabila ada matriks yang memenuhi sifat 1 – 4, maka matriks tersebut

dikatakan matriks eselon baris tereduksi.

Contoh :

Matriks-matriks berikut memiliki bentuk matriks eselon baris

1 * * *

0 1 * *

0 0 1 *

0 0 0 1

,

1 * * *

0 1 * *

0 0 1 *

0 0 0 0

,

1 * * *

0 1 * *

0 0 0 0

0 0 0 0

,

0 1 * * * * * * * *

0 0 0 1 * * * * * *

0 0 0 0 1 * * * * *

0 0 0 0 0 1 * * * *

0 0 0 0 0 0 0 0 1 *

Matriks-matriks berikut memiliki bentuk matriks eselon baris tereduksi

0 1 * 0 0 0 * * 0 *1 0 0 0 1 0 0 * 1 0 * *

0 0 0 1 0 0 * * 0 *0 1 0 0 0 1 0 * 0 1 * *

, , , 0 0 0 0 1 0 * * 0 *0 0 1 0 0 0 1 * 0 0 0 0

0 0 0 0 0 1 * * 0 *0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 1 *

Page 4: a x a x a x a x b - Catatan Kecil | Hanya sekedar berbagi · MATRIKS ESELON BARIS DAN MATRIKS ESELON BARIS TEREDUKSI Diberikan sifat matriks sebagai berikut : 1. Jika suatu baris

BENTUK MATRIKS TERKAIT DENGAN SOLUSI SPL

Telah disebutkan bahwa setiap sistem persamaan liniear bisa tidak mempunyai solusi,

mempunyai tepat satu solusi atau mempunyai tak hingga banyaknya solusi. Berikut bentuk

matriks yang terkait dengan solusi sistem persamaan liniear.

1. Solusi unik

Sistem persamaan linier mempunyai solusi yang unik apabila setelah dilakukan OBE,

sistem persamaan liniear tersebut memiliki bentuk :

11 12 13 1 1

22 23 2 2

33 3 3

...

0 ...

0 0 ...

0 0 0 ... ... ...

0 0 0 0

n

n

n

nn n

a a a a b

a a a b

a a b

a b

contoh :

1 1 1 7

0 1 2 8

0 0 3 9

2. Solusi Tak Hingga Banyaknya

Sistem persamaan liniear mempunyai solusi yang tidak terhingga banyaknya apabila

setelah dilakukan OBE sistem persamaan liniear tersebut memiliki bentuk :

11 12 13 1 1

22 23 2 2

33 3 3

...

0 ...

0 0 ...

0 0 0 ... ... ...

0 0 0 0 0 0

n

n

n

a a a a b

a a a b

a a b

contoh :

1 3 4 5 6

0 2 4 5 7

0 0 0 1 8

0 0 0 0 0

3. Tidak Mempunyai Solusi

Sistem persamaan liniear tidak mempunyai solusi apabila setelah dilakukan OBE sistem

persamaan liniear tersebut memiliki bentuk :

11 12 13 1 1

22 23 2 2

33 3 3

...

0 ...

0 0 ...

0 0 0 ... ... ...

0 0 0 0 0

n

n

n

n

a a a a b

a a a b

a a b

b

contoh :

1 3 4 5 6

0 2 4 5 7

0 0 0 1 8

0 0 0 0 6

Page 5: a x a x a x a x b - Catatan Kecil | Hanya sekedar berbagi · MATRIKS ESELON BARIS DAN MATRIKS ESELON BARIS TEREDUKSI Diberikan sifat matriks sebagai berikut : 1. Jika suatu baris

Soal Latihan.

1. Dari sistem persamaan berikut, buatlah matriks lengkapnya. Kemudian gunakan OBE

untuk menghasilkan matriks eselon baris dan matriks eselon baris tereduksi.

a. Diketahui sistem persamaan liniear b. Diketahui sistem persamaan liniear

1 2 3

1 2 3

1 2 3

2 8

2 3 1

3 7 4 10

x x x

x x x

x x x

1 2 3

1 2 3

1 2 3

2 2 2 0

2 5 2 1

8 4 1

x x x

x x x

x x x

c. Diketahui sistem persamaan liniear d. Diketahui sistem persamaan liniear

2 1

2 2 2 2

2 4 1

3 3 3

x y z w

x y z w

x y z w

x w

2 3 1

3 6 3 2

6 6 3 5

b c

a b c

a b c

2. Selesaikan sistem persamaan liniear berikut dengan sebarang metode

a. Diketahui Sistem Persamaan Liniaer b. Diketahui Sistem Persamaan Liniear

1 2 3 4

1 3 4

1 2 3 4

1 2 3 4

2 3 4 9

2 7 11

3 3 5 8

2 4 4 10

x x x x

x x x

x x x x

x x x x

3 4 5

1 2 3 4 5

1 2 3 5

1 2 3 5

0

2 3 0

2 0

2 2 0

z z z

z z z z z

z z z z

z z z z

3. Carilah nilai a agar sistem persamaan berikut tidak mempunyai solusi, memiliki tepat satu

solusi dan memiliki solusi yang tak hingga banyaknya.

2

2 3 4

3 5 2

4 ( 14) 2

x y z

x y z

x y a z a