himpunan berorder.pdf
TRANSCRIPT
Definisi 1
Suatu relasi biner π pada himpunan π dinamakan order parsial jika π mempunyai
sifat :
(1) Reflektif, yaitu (π₯, π₯) β π, β π₯ β π.
(2) Anti simetris, yaitu (β π₯, π¦ β π) (π₯, π¦) β π dan (π¦, π₯) β π βΉ π₯ = π¦.
(3) Transitif, yaitu (β π₯, π¦, π§ β π) (π₯, π¦) β π dan (π¦, π§) β π βΉ (π₯, π§) β π.
Biasanya (π₯, π¦) β π ditulis sebagai π₯ β€ π¦.
Jika order parsial memenuhi
(4) (β π₯, π¦ β π) π₯ β€ π¦ atau (π¦ β€ π₯) maka disebut order total.
Contoh:
1. β€ adalah himpunan bilangan bulat. Relasi π pada β€ didefinisikan (π₯, π¦) β π jika dan
hanya jika π₯ β₯ π¦ maka π adalah order parsial.
Bukti.
(i) βπ₯ β β€, π₯ β₯ π₯ maka βπ₯ β β€, (π₯, π₯) β π .
π pada β€ memenuhi sifat refelektif.
(ii) βπ₯, π¦ β β€, jika π₯ β₯ π¦ dan π¦ β₯ π₯ maka π₯ = π¦. Sehingga βπ₯, π¦ β β€, jika
(π₯, π¦) β π dan (π¦, π₯) β π maka π₯ = π¦.
π pada β€ memenuhi sifat anti simetris.
(iii) βπ₯, π¦, π§ β β€, jika π₯ β₯ π¦ dan π¦ β₯ π§ maka π₯ β₯ π§. Sehingga βπ₯, π¦ β β€, jika
(π₯, π¦) β π dan (π¦, π§) β π maka (π₯, π§) β π .
π pada β€ memenuhi sifat transitif.
Berdasarkan (i), (ii) dan (iii) maka π adalah order parsial pada β€.
(iv) βπ₯, π¦ β β€, π₯ β₯ π¦ atau π¦ β₯ π₯. Sehingga βπ₯, π¦ β β€, (π₯, π¦) β π atau (π¦, π₯) β π .
π adalah order parsial pada β€ dan memenuhi (iv) sehingga π adalah order total pada
β€.
(5,4) β π dapat ditulis 5 β€ 4 dan dibaca β5 mendahului 4β.
2. π΄ suatu himpunan, π relasi pada 2π΄ yang didefinisikan (π₯, π¦) β π jika dan hanya jika
π₯ β π¦ maka π adalah order parsial tapi bukan order total.
3. β€+ adalah himpunan bilangan bulat positif. Relasi π pada β€ didefinisikan (π₯, π¦) β π
jika dan hanya jika π₯|π¦ (βπ₯ membagi habis π¦") maka π adalah order parsial tapi bukan
order total.
Diagram Hasse
Misal didefinisikan order parsial π = {(π, π)| π β€ π} pada himpunan π΄ = {1, 2, 3, 4}.
Representasi π dapat dibuat dalam bentuk graf berarah sebagai berikut:
Order parsial bersifat reflektif, maka loop masing-masing simpul tidak ditunjukkan.
Karena order parsial bersifat transitif, kita tidak perlu menunjukkan edge yang disajikan
karena sifat transitif order parsial. Sehingga sisi (edge) (1, 3), (1, 4), (2, 4) dihapus.
Jika diasumsikan bahwa semua sisi megarah ke atas maka arah sisi tidak ditunjukkan.
Definisi 2
Himpunan π yang dilengkapi dengan relasi biner (β€) disebut himpunan dengan
order parsial atau himpunan dengan order total.
Langkah-langkah membangun diagram Hasse:
1. Hapus loop untuk masing-masing simpul.
2. Hapus semua sisi yang harus disajikan karena ke-transitif-an. Contoh, jika ada
(a, b) dan (b, c), maka hapus sisi (a, c). Jika ternyata ada (c, d), hapus (a, d).
3. Atur masing-masing sisi sedemikian hingga simpul awalnya (intial vertex-nya)
berada di bawah simpul terminal (terminal vertex). Dengan kata lain, buat agar
panah mengarah ke atas.
4. Hapus semua panah.
Contoh:
Gambarkan diagram Hasse yang menyajikan order parsial berikut
π = {(π, π)| π πππππππ βππππ π}
pada π΅ = {1, 2, 3, 4, 6, 8, 12}.
Kata parsial yang digunakan dalam mendefinisikan suatu order parsial dalam suatu
himpunan π disebabkan karena beberapa elemen dalam π tidak dapat dibandingkan
(not comparable).
Contoh:
1. β adalah himpunan bilangan real. Relasi π pada β didefinisikan (π₯, π¦) β π jika dan
hanya jika π₯ β€ π¦ maka π adalah order total pada β.
Sehingga (β, β€) adalah himpunan berorder total.
Definisi 3
1. Jika π himpunan bagian tak kosong dari himpunan berorder parsial (π, β€) maka
elemen π dari π disebut minimal jika βπ¦ β π berlaku π¦ β€ π maka π¦ = π.
2. Suatu elemen π dari π disebut minimum jika βπ¦ β π berlaku π β€ π¦.
2. π΄ suatu himpunan. Relasi π pada 2π΄ didefinisikan (π₯, π¦) β π jika dan hanya jika
π₯ β π¦ maka (π , β€) adalah order parsial.
Sehingga (2π΄, β€) adalah himpunan dengan order parsial.
3. β adalah himpunan bilangan asli. Relasi π pada β didefinisikan (π₯, π¦) β π jika
dan hanya jika π₯|π¦ (βπ₯ membagi habis π¦β) maka π adalah order parsial pada β.
Sehingga (β, β€) adalah himpunan berorder parsial.
Catatan: Suatu elemen minimum adalah minimal tetapi dalam himpunan berorder
parsial mungkin mempunyai elemen minimal yang tidak minimum.
Contoh:
1. β adalah himpunan bilangan asli. Relasi π pada β didefinisikan (π₯, π¦) β π jika
dan hanya jika π₯|π¦ (βπ₯ membagi habis π¦β) maka (π, β€) adalah himpunan berorder
parsial. π΄ = {24,2,6} β β.
Elemen 2 adalah elemen minimal karena 24 β° 2, 6 β° 2, 2 β€ 2.
Elemen 2 adalah elemen minimum karena 2 β€ 2, 2 β€ 6 dan 2 β€ 24 atau βπ β π΄
berlaku 2 β€ π.
2. π = {1,2,3} maka 2π = {{1}, {2}, {3}, {1,2}, {1,3}, {2,3}, {1,2,3}, π}.
π = {{1,3}, {1,2}, {3}, {1}}, didefinisikan relasi biner sebagai berikut :
Untuk setiap π, π β π, π β€ π jika dan hanya jika π β π maka {1} β π adalah
minimal, karena
{1,3} β° {1}, {1,2} β° {1}, {3} β° {1}, {1} β€ {1}
Tapi {1} β π tidak minimum karena βπ¦ β π, dengan {1} β° π¦, misalnya {1} β° {3}.
Proposisi 1
Diberikan π himpunan bagian tidak kosong dari himpunan berorder parsial π, maka
1. π mempunyai paling banyak satu elemen minimum.
2. Jika π berorder total maka elemen minimum sama dengan elemen minimal.
Definisi 1.1.4
(i) (π, β€) memenuhi keadaan minimal jika untuk setiap π himpunan bagian
yang tidak kosong dari π maka π mempunyai elemen minimal.
(ii) Suatu himpunan berorder total π yang memenuhi keadaan minimal
disebut Well-ordered.
Bukti :
(1) Misalkan π elemen minimum maka π β€ π¦ untuk setiap π¦ β π dan misalkan π
elemen minimum lainnya maka π β€ π¦ untuk setiap π¦ β π sehingga π β€ π dan
π β€ π maka π = π.
(2) βΉ
Misalkan π adalah elemen minimum.
Akan ditunjukkan π minimal.
(β π¦ β π) π β€ π¦ βΉ (β π¦ β π) π¦ β€ π βΉ π¦ = π
βΈ
Misalkan π adalah elemen minimal.
Akan ditunjukkan π minimum, karena π berorder total maka berlaku π¦ β€ π₯ atau
π₯ β€ π¦ untuk setiap π¦ β π.
Jadi π¦ β€ π atau π β€ π¦ untuk setiap π¦ β π.
Jika π β€ π¦ maka π minimum.
Jika π¦ β€ π karena π minimal maka π¦ = π sehingga π minimum.
Definisi 5
π β π disebut elemen maksimal jika π β€ π¦ maka π¦ = π dan π β π disebut elemen
maksimum jika π¦ β€ π untuk setiap π¦ β π.
Contoh:
1. π΄ = {0,1,2,3,4, β¦ ,10}. Relasi π pada π΄ didefinisikan (π₯, π¦) β π jika dan hanya jika
π₯ β€ π¦.
(π΄, β€) memenuhi keadaan minimal karena untuk setiap π himpunan bagian yang
tidak kosong dari π΄ maka π mempunyai elemen minimal.
π΄ himpunan berorder total karena (β π₯, π¦ β π΄) π₯ β€ π¦ atau π¦ β€ π₯.
π΄ himpunan berorder total yang memenuhi keadaan minimal, sehingga π΄ Well-
ordered.
2. π΅ = {1,2,4,12}. Relasi π pada π΅ didefinisikan (π₯, π¦) β π jika dan hanya jika π₯ | π¦.
(π, β€) memenuhi keadaan minimal karena untuk setiap π himpunan bagian yang
tidak kosong dari π΅ maka π mempunyai elemen minimal.
π΅ himpunan berorder total karena (β π₯, π¦ β π΅) π₯ β€ π¦ atau π¦ β€ π₯.
π΅ himpunan berorder total yang memenuhi keadaan minimal, sehingga π΅ Well-
Contoh:
1. β adalah himpunan bilangan asli. Relasi π pada β didefinisikan (π₯, π¦) β π jika
dan hanya jika π₯|π¦ (βπ₯ membagi habis π¦β) maka (π, β€) adalah himpunan berorder
parsial. π΄ = {24,2,6} β β.
Elemen 24 adalah elemen maksimal.
Elemen 24 adalah elemen maksimum karena 2 β€ 24, 6 β€ 24 dan 24 β€ 24 atau
βπ β π΄ berlaku π β€ 24.
2. π = {1,2,3} maka 2π = {{1}, {2}, {3}, {1,2}, {1,3}, {2,3}, {1,2,3}, π}.
π = {{1,3}, {1,2}, {3}, {1}}, didefinisikan relasi biner sebagai berikut :
Untuk setiap π, π β π, π β€ π jika dan hanya jika π β π maka {1} β π adalah
maksimal, karena {1} β€ {1}.
Tapi {1} β π tidak maksimum karena βπ¦ β π, dengan π¦ β° {1}, misalnya {3} β°
{1}.
Definisi 6
(π, β€) memenuhi keadaan maksimal jika untuk setiap π himpunan bagian yang
tidak kosong dari π maka π mempunyai elemen maksimal.
Definisi 7
(1) Jika π suatu himpunan bagian tidak kosong dari himpunan berorder parsial
π, suatu elemen π β π disebut batas bawah dari π jika π β€ π¦, untuk setiap
π¦ β π.
(2) Jika himpunan batas bawah dari π tidak kosong dan mempunyai elemen
maksimum π maka π disebut batas bawah terbesar atau meet dari π.
Batas bawah terbesar dari π adalah tunggal dan ditulis π =β§ {π¦: π¦ β π}.
Jika π = {π. π}, maka π = π β§ π.
Contoh:
1. π΄ = {0,1,2,3,4, β¦ ,10}. Relasi π pada π΄ didefinisikan (π₯, π¦) β π jika dan hanya jika
π₯ β€ π¦.
(π΄, β€) memenuhi keadaan maksimal karena untuk setiap π himpunan bagian yang
tidak kosong dari π΄ maka π mempunyai elemen maksimal.
1. π = {0,1,2,3,4, β¦ ,10}. Relasi π pada π΄ didefinisikan (π₯, π¦) β π jika dan hanya jika
π₯ β€ π¦.
π = {2,5,7} β π. Elemen 0 β π adalah batas bawah dari π karena 0 β€ π¦, βπ¦ β π.
Himpunan batas bawah dari π adalah π΅ = {0,1}.
Elemen maksimum dari π΅ adalah 1, karena π β€ 1, βπ β π΅.
Maka elemen 1 disebut meet dari π¦ dan ditulis 1 = 0 β§ 1.
Definisi 1.1.8
Jika β¨π, β€β© sehingga π β§ π ada, untuk setiap π, π β π, maka β¨π, β€β© disebut semilatis
bawah.
Jika untuk setiap π himpunan bagian tidak kosong dari π, meet dari π ada maka
β¨π, β€β© disebut semilatis bawah lengkap.
Dalam semilatis bawah β¨π, β€β©, untuk setiap π, π β π berlakuπ β€ π jika dan hanya
jika π β§ π = π sebab misalkan π β€ π, akan ditunjukkan π β§ π = π.
π β€ π dan π β€ π sehingga π batas bawah dari {π, π}. Misalkan π batas bawah dari
{π, π} maka π β€ π dan π β€ π. Jadi untuk setiap batas bawah π dari {π, π} maka π β€
π, sehingga π β§ π = π.
Misalkan π β§ π = π, akan ditunjukkan π β€ π.
π β§ π = π maka π β€ π dan π β€ π
Definisi 1.1.9
Suatu elemen π β π disebut batas bawah dari π jika π¦ β€ π, untuk setiap π¦ β π.
Jika himpunan batas atas dari π tidak kosong dan mempunyai elemen terkecil π
maka π disebut batas atas terkecil atau join dari π dan ditulis
π =β¨ {π¦ | π¦ β π}
Definisi 1.1.10
1. Jika β¨ {π¦ | π¦ β π} ada, untuk setiap π β β β π maka β¨π, β€β© disebut semilatis
atas lengkap.
2. Jika π β¨ π ada, untuk setiap π, π β π maka β¨π, β€β© disebut semilatis atas.
3. Jika β¨π, β€β© semilatis bawah lengkap dan semilatis atas lengkap maka β¨π, β€β©
disebut latis.
Suatu latis πΏ berorder parsial " β€ " dengan batas bawah terbesar dari π dan π adalah
π β§ π dan batas atas terkecil dari π dan π adalah π β¨ π, ditulis sebagai πΏ =
β¨πΏ, β€ , β§ , β¨β©.
Contoh
π» adalah himpunan semua subgrup dari grup πΊ, jika π΄ dan π΅ elemen dari π» maka
meet dari π΄ dan π΅ adalah π΄ β© π΅ dan join π΄ dan π΅ adalah subgrup yang dibangun
oleh π΄ dan π΅ sehingga π» merupakan latis.
Definisi 1.1.10
Himpunan bagian tidak kosong π» dari latis πΏ disebut sublatis dari πΏ jika π, π β π»
maka π β§ π β π» dan π β¨ π β π».
Jika β¨π, β€β© semilatis bawah, operasi biner β§ didefinisikan pada πΈ.
Jika π, π, π β πΈ maka (π β§ π) β§ π β€ π β§ π β€ π, (π β§ π) β§ π β€ π β§ π β€ π, (π β§ π) β§
π β€ π sehingga (π β§ π) β§ π adalah batas bawah dari {π, π, π}.
Jika π batas bawah dari {π, π, π} maka π β€ π, π β€ π, π β€ π, sehingga π β€ π β§
π, π β€ π dan π β€ (π β§ π) β§ π.
Jadi (π β§ π) β§ π adalah batas bawah terbesar dari {π, π, π}. Dengan cara yang sama,
π β§ (π β§ π) adalah batas bawah terbesar dari {π, π, π}. Karena batas bawah terbesar
dari {π, π, π} adalah tunggal maka (π β§ π) β§ π = π β§ (π β§ π).
Jadi (πΈ, β§) adalah semigrup.
Proposisi 1.1.2
1. Diberikan (πΈ, β€) semilatis bawah maka (πΈ,β§) merupakan semigrup komutatif
yang setiap elemennya idempoten dan π β€ π jika dan hanya jika π β§ π = π
untuk setiap π, π, β πΈ.
2. Diberikan πΈ semigrup komutatof yang setiap elemennya idempoten maka relasi
β€ pada πΈ yang didefinisikan π β€ π jika dan hanya jika ππ = π adalah order
parsial pada πΈ sehingga πΈ semilatis bawah dan batas bawah terbesar dari π dan
π adalah ππ.
Bukti :
Untuk setiap π β πΈ, π β§ π = π dan untuk setiap π, π, β πΈ, π β§ π = π β§ π dan π β€ π
jika dan hanya jika π β§ π = π telah dibuktikan di atas.
Misalkan πΈ semigrup komutatif yang setiap elemennya idempoten, akan
ditunjukkan relasi β€ adalah order parsial.
Diketahui π2 = π maka π β€ π.
Jika π β€ π dan π β€ π maka ππ = π dan ππ = π, karena πΈ komutatif maka ππ = ππ
sehingga ππ = π = ππ = π.
Jadi jika π β€ π dan π β€ π maka π = π.
Jika π β€ π, π β€ π maka ππ = π dan ππ = π.
ππ = (ππ)π = π(ππ) = ππ = π maka π β€ π.
Jadi π β€ π dan π β€ π maka π β€ π sehingga relasi β€ adalah order parsial.
Ditunjukkan (πΈ, β€) semilatis bawah.
Ambil sebarang π, π β πΈ.
π(ππ) = (ππ)π = π2π = ππ dan π(ππ) = (ππ)π = (ππ)π = π(ππ) = ππ2 = ππ
maka ππ β€ π dan ππ β€ π.
Jika π β€ π dan π β€ π maka ππ = π dan ππ = π maka (ππ)π = π(ππ) = ππ = π
sehingga π β€ ππ.
Jadi π β§ π = ππ untuk setiap π, π β πΈ sehingga (πΈ, β€) merupakan semilatis
bawah.dan batas bawah terbesar dari {π, π} adalah π β§ π = ππ.
Akibat dari proposisi semilatis bawah dari semigrup komutatif yang setiap
elemennya idempoten adalah ekuivalen.
Untuk memudahkan membayangkan himpunan order (π, β€), khususnya π
berhingga, digunakan diagram Hasse. Dalam diagram ini elemen dari himpunan itu
dinyatakan dengan lingkaran hitam kecil dan jika dua elemen π, π β π dengan π <
π artinya tidak ada π₯ β π sedemikian hingga π < π₯ < π, ditulis sebagai berikut :