matriks dan operasinya

29
Operasi pada Matriks Operasi pada Matriks Nol Nol Definisi Matriks Nol Definisi Matriks Nol Matriks nol adalah matriks yang Matriks nol adalah matriks yang semua elemennya nol. semua elemennya nol. Sifat operasi pada matriks nol Sifat operasi pada matriks nol 1. A 1. A + + O O = = O O + + A A = = O O 2. A A = O 3. O A = -A 4. AO 4. AO = = O O ; ; OA OA = = O O

Upload: iwah-notresponding

Post on 01-Jul-2015

148 views

Category:

Documents


10 download

TRANSCRIPT

Page 1: Matriks dan operasinya

Operasi pada Matriks NolOperasi pada Matriks NolDefinisi Matriks NolDefinisi Matriks Nol

Matriks nol adalah matriks yang semua Matriks nol adalah matriks yang semua elemennya nol.elemennya nol.

Sifat operasi pada matriks nolSifat operasi pada matriks nol

1. A 1. A + + OO = = OO + + AA = = OO2. A – A = O

3. O – A = -A

4. AO4. AO = = OO ; ; OAOA = = OO

Page 2: Matriks dan operasinya

Apakah sifat-sifat pada matriks sama Apakah sifat-sifat pada matriks sama seperti sifat-sifat operasi pada bilangan seperti sifat-sifat operasi pada bilangan real?real? Selidiki apakah pada matriks berlaku hukum

pembatalan?

20

10

43

11

43

52

00

13

Page 3: Matriks dan operasinya

Transpos Suatu MatriksTranspos Suatu Matriks

Definisi 1.8

Jika A adalah sebarang matriks m x n, makatranspos matriks A, dinyatakan dengan AT, didefinisikan sebagai matriks n xm yang didapatkan dengan mempertukarkan baris dan kolom dari A: yaitu , kolom pertama dari AT adalah aris pertama dari A, kolom kedua dari AT adalah baris pertama dari A.

Page 4: Matriks dan operasinya

Teorema

1. (AT)T = A2. (A + B)T = AT + BT dan (A – B)T= AT - BT

3. (kA)T = kAT dengan k sebarang skalar.4. (AB)T = BTAT

Page 5: Matriks dan operasinya

Matriks-Matriks TerpartisiMatriks-Matriks Terpartisi

Matriks terpartisi adalah matriks yang diperoleh dengan menyelipkan garis horizontal dan/atau vertikal di antara baris dan kolom yang ditentukan

Page 6: Matriks dan operasinya

Hasil Kali Matriks sebagai Hasil Kali Matriks sebagai Kombinasi Linear Kombinasi Linear

Misalkan

mnmm

n

n

aaa

aaa

aaa

A

....

.

.

...

...

...

.

.

.

.

.

....

...

21

22221

11211

nx

x

x

X

.

.

.2

1

Page 7: Matriks dan operasinya

Maka

mn

n

n

n

mmnmnmm

nn

nn

a

a

a

x

a

a

a

x

a

a

a

x

xaxaxa

xaxaxa

xaxaxa

AX

.

.

....

.

.

.

.

.

.

....

.

....

...

2

1

2

22

12

2

1

21

11

1

2211

2222121

1212111

Page 8: Matriks dan operasinya

Contoh:

Hasil kali matriks

Dapat ditulis sebagai kombinasi linear

3

2

3

2

1

3

1

1

1

1

2

3

2

1

3

311

231

312

Page 9: Matriks dan operasinya

Dapat dikatakan bahwaa. hasil kali AX dari sebuah matriks A

dengan sebuah matriks kolom X adalah sebuah kombinasi linear matriks-matriks kolom dari matriks A dengan koefisien-koefisien skalar yang berasal dari matriks X.

b. hasil kali YA dari sebuah matriks baris Y dengan sebuah matriks A adalah sebuah kombinasi linear dari matriks-matriks baris A dengan koefisien-koefisien skalar yang berasal dari Y.

Page 10: Matriks dan operasinya

Bentuk Matriks dari Suatu Sistem LinearBentuk Matriks dari Suatu Sistem Linear

Tinjau sebarang sistem m persamaan linear dengan n peubah

11313212111 ... bxaxaxaxa nn

22323222112 ... bxaxaxaxa nn

mnmnmmm bxaxaxaxa ...332211

Page 11: Matriks dan operasinya

Dapat dinyatakan sebagai

atau AX = B

mnmnmm

n

n

b

bb

x

xx

aaa

aaa

aaa

.

.

.

.

.

.

....

.

.

...

...

...

.

.

.

.

.

....

...

2

1

2

1

21

22221

11211

Page 12: Matriks dan operasinya

A disebut matriks koefisien dai sistem.

Sedangkan matriks lengkap dari sistem:

mmnmm

n

n

baaa

baaa

baaa

....

.

.

...

...

...

.

.

.

.

.

. ...

...

21

222221

111211

Page 13: Matriks dan operasinya

Jenis-Jenis MatriksJenis-Jenis Matriks

1. Matriks bujur sangkar

Yaitu matriks yang banyak baris dan kolomnya sama, atau berukuran nxn , tetapi sering juga dikatakan berukuran n.

Bentuk umum:

nnnn

n

n

aaa

aaa

aaa

....

.

.

...

...

...

.

.

.

.

.

....

...

21

22221

11211

Page 14: Matriks dan operasinya

Trace suatu matriks bujur sangkarTrace suatu matriks bujur sangkar

Definisi • Jika A adalah suatu matriks bujur sangkar,

maka trace A, dinyatakan dengan tr(A), didefinisikan sebagai jumlah elemen-elemen diagonal utama. Trace A tidak terdefinisi apabila matriks A bukan matriks ujur sangkar.

Atau tr(A) = nnaaa ...2211

Page 15: Matriks dan operasinya

2. Matriks segitiga2. Matriks segitiga

• Matriks segitiga atas

yaitu matriks bujur sangkar yang semua anggota di bawah diagonal utamanya nol atau matriks bujur sangkar yang untuk i > j, semua elemen ke- ij = 0.

Bentuk umum

nn

n

n

a

aa

aaa

...00.

.

.

...

...

...

.

.

0

.

.

....0

...

222

11211

Page 16: Matriks dan operasinya

• Matriks segitiga bawah, yaitu matriks bujur sangkar yang semua anggota di atas diagonal utamanya nol atau matriks bujur sangkar yang untuk i < j, semua elemen ke-ij = 0.

• Bentuk umum

nnnn aaa

aa

a

...0

.

.0

...

...

...

.

.

.

.

.

.0...

0...0

21

2221

11

Page 17: Matriks dan operasinya

Tentukan matriks-matriks berikut termasuk matriks Tentukan matriks-matriks berikut termasuk matriks segitiga atas atau bawah atau bukan keduanya!segitiga atas atau bawah atau bukan keduanya!

01

02A

30

10B

000

120

031

C

025

123

001

D

000

020

001

E

Page 18: Matriks dan operasinya

3. Matriks diagonal3. Matriks diagonal

• Matriks diagonal adalah matriks bujur sangkar dimana semua elemen yang tidak terletak pada diagonal utama bernilai nol.

• Bentuk umum

nd

d

d

...000

.

.0

...

...

...

.

.

0

.

.

.0...0

0...0

2

1

Page 19: Matriks dan operasinya

Apabila k suatu bilangan bulat positif, berlaku

nn

n

n

d

d

d

...000

.

.0

...

...

...

.

.

0

.

.

.0...0

0...0

2

1

Page 20: Matriks dan operasinya

4. Matriks skalar dan matriks identitas4. Matriks skalar dan matriks identitas

• Matriks skalar adalah matriks diagonal yang semua elemen diagonal utamanya suatu skalar k. Dengan kata lain, suatu matriks bujur sangkar A dikatakan matriks skalar, jika

aij = k, k skalar, untuk i = j dan

aij = 0, untuk i j.

Apabila pada matriks skalar, k = 1, maka matriksnya juga disebut matriks satuan atau matriks identitas. Umumnya dilambangkan dengan I atau In ( matriks identitas yang berukuran n).

Page 21: Matriks dan operasinya

5. Matriks baris dan matriks kolom5. Matriks baris dan matriks kolom

• Matriks baris adalah matriks yang hanya terdiri dari satu baris.

• Matriks kolom adalah matriks yang hanya terdiri dari satu kolom.

Page 22: Matriks dan operasinya

6. Matriks simetris6. Matriks simetris

• Suatu matriks bujur sangkar A disebut simetris jika A = AT atau suatu matriks A simetris jika dan hanya jika aij = aji untuk semua nilai i dan j. Dengan demikian semua matriks diagonal adalah simetris.

Page 23: Matriks dan operasinya

• Teorema

Jika A dan B adalah matriks-matriks simetris dengan ukuran yang sama, dan jika k adalah sebarang skalar, maka:

– AT simetris– A + B dan A – B simetris– kA adalah matriks simetris– hasil kali dua matriks simetris adalah

simetris jika dan hanya jika matriks-matriks tersebut komutatif.

Page 24: Matriks dan operasinya

• Jika A suatu matriks m n , maka AT adalah suatu matriks nm, sehingga hasil kali AAT dan ATA keduanya adalah matriks bujur sangkar: matriks AAT berukuran m m, sedangkan mariks ATA berukuran nn. Hasil kali ini selalu simetris, karena

(AAT )T= (AT)T AT = AAT

ATA (ATA)T = AT(AT)T = ATA

7. Matriks Nol

Page 25: Matriks dan operasinya

Invers MatriksInvers Matriks

• Definisi

Jika A adalah suatu matriks bujur sangkar, dan jika sebuah matriks B yang berukuran sama bisa didapatkan sedemikian sehingga AB = BA = I, maka A dikatakan bisa dibalik dan B disebut invers matriks A

Contoh

Apakah matriks B = merupakan

invers dari matriks A =

Contoh 1.26Tentukan apakah matriks B =

21

53

merupakan invers dari matriks A =

31

52

Page 26: Matriks dan operasinya

Teorema Teorema Jika Jika BB dan dan CC keduanya adalah invers keduanya adalah invers matriks matriks AA, maka , maka BB = = CC..

Teorema

Matriks A = dapat dibalik jika

ad –bc 0, dan inversnya adalah

dc

ba

ac

bd

bcadA

11

Page 27: Matriks dan operasinya

• Teorema

Jika A dan B adalah matriks-matriks yang dapat dibalik dan berukuran sama, maka:

1. AB dapat dibalik

2. (AB) -1 = B-1A-1

Contoh

Diketahui matriks A = dan matriks

B = Hitung (AB) -1!

32

21

41

42

Page 28: Matriks dan operasinya

Pangkat Suatu MatriksPangkat Suatu Matriks

Definisi

• Jika A adalah suatu matriks bujur sangkar , maka berlaku

A0 = I

(n > 0)

Selanjutnya, apabila A bisa dibalik, maka

faktorn

...AAAAn

faktorn

1111 ...)( AAAAA nn

Page 29: Matriks dan operasinya

Teorema Teorema Jika Jika A A adalah sebuah matriks bujur sangkar dan adalah sebuah matriks bujur sangkar dan rr dan dan ss adalah bilangan bulat, maka: adalah bilangan bulat, maka:

AArrAAss = = AAr+sr+s dan ( dan (AArr))ss = = AArsrs

• Teorema Jika A suatu matriks yang dapat dibalik, maka

– A-1 dapat dibalik dan (A-1) -1 = A– An dapat dibalik dan (An) -1= (A-1) -n, untuk n = 0, 1, 2,

3, …– Untuk sebarang scalar tak nol k, matriks kA dapat

dibalik dan (kA) -1= 11 A

k