(3) transformasi matriks · pdf file3. satu-satunya elemen ... •harga determinan suatu...
TRANSCRIPT
Definisi : BEBAS LINIER
k
vvv ,,21
02211 kkvvv
021
k
dikatakan bebas linier jika persamaan
Suatu himpunan vektor-vektor
mengakibatkan skalar-skalar
Definisi : TAK BEBAS LINIER
Suatu himpunan vektor-vektor
m
vvv ,,21
02211
mm
vvv
m ,,,
21
dikatakan tak bebas linier jika terdapat
skalar-skalar
yang tidak semuanya nol sedemikian
sehingga dipenuhi
Rank Baris suatu matriks dimaksud
banyak maksimum vektor-vektor baris
yang bebas linear.
Rank Kolom suatu matriks dimaksud
banyak maksimum vektor-vektor
kolom yang bebas linear.
Di dalam setiap matriks maka rank-
baris=rank-kolom dan disebut rank
dari matriks itu.
1. Suatu matriks A mempunyai rank
r[r(A)], jika dapat ditemukan r vektor
baris (kolom) yang bebas linier,
sedangkan setiap r+1 vektor baris
(kolom) tak bebas linier.
2. Suatu matriks A mempunyai rank r,
jika dapat ditemukan minor berderajat
r yang tidak nol, sedangkan setiap
minor berderajat r+1 sama dengan nol.
Definisi : RANK MATRIKS
Matriks Kanonik atau matriks eselon
baris terreduksi dgn rank r adalah
matriks dgn sifat :
1. Elemen pada setiap r baris pertama tidaksemuanya nol, sedangkan elemen pada barisyang lain, jika ada semuanya nol
2. Dalam baris ke-i(i=1,2,3,… r), elemen taknol yang pertama adalah 1.(sebut kolom yangmemuatnya dengan kolom ke-ji )
3. Satu-satunya elemen tak nol pd kolom ke-jiadalah 1.
Penentuan rank matriks, dapat
menggunakan transformasi elementer
yaitu merubah suatu matriks menjadi
matriks kanonik/matriks eselon baris
terreduksi
000
010
001
21
22221
11211
mnmm
n
n
aaa
aaa
aaa
Dalam mengubah suatu matriks A ke
matriks kanonik dapat digunakan :
1. Jika (elemen baris ke-i kolom
ke ji) → memperoleh
elemen 1
011
ja
)(11
11 ja
A
2. Jika tetapi 011
ja 0
1
pj
a pA1
3. Untuk mendapatkan elemen nol
pada kolom ke ji )(kAij
Cari rank matriks berikut ini
7621
5342
4121
A
Jawab
7621
5342
4121
)2(21A
7621
3500
4121
CONTOH
)1(31A
7621
3500
4121
3500
3500
4121
)1(12A
3500
100
4121
53
3500
100
021
53
1517
0000
100
021
53
1517
)(51
2A
)5(32A
2A rank
kanonikBentuk
Suatu matriks B disebut ekuivalen
dengan matriks A [BA], jika
matriks B dapat diperoleh dari
matriks A dengan menggunakan
transformasi elementer pada
matriks A tersebut.
D
E
F
I
N
I
S
I
Matriks Ekuivalen
Diberikan
0441
6312
3201
A
Dilakukan transformasi elementer baris pada
matriks A tersebut, yaitu A31(3) diperoleh
BA
91044
6312
3201
)3(31
Matriks B ekuivalen baris dgn matriks A
CONTOH
Dengan menggunakan transformasi
elementer, setiap matriks tak nol A
[r(A)=r] bisa dibawa kebentuk
normal N. [transformasi elementer baris
dan kolom dapat digunakan secara
bersamaan]
D
E
F
I
N
I
S
I
Bentuk Normal Matriks
0atau 0atau
00
0atau
r
r
r
r
II
II
Diberikan
0441
6312
3201
A
Dilakukan transformasi elementer pada
matriks A tersebut, yaitu B21(-2) dan B31(-1)
CONTOH
3240
0110
3201
)4(),1(322 BB
)( 21
3B
3240
0110
3201
3200
0110
3201
23100
0110
3201 )( 23
43K
0100
0110
0201
0100
0010
0001
)2(),1(1323 BB
03
I
Sebuah matriks nxn dinamakan
matriks elementer jika matriks
tersebut dapat diperoleh dari
matriks identitas (satuan) [In]
dengan melakukan sebuah
transformasi elementer tunggal.
D
E
F
I
N
I
S
I
Matriks Elementer
Iij Matriks yang diperoleh dari matriksidentitas I, dengan menukarkan baris/kolomke i dengan baris/kolom ke j.
JENIS Matriks Elementer
Iij(k) Matriks yang diperoleh dari matriksidentitas I dengan (baris ke i) + k (baris kej) atau (kolom ke j) + k (kolom ke i)
Ii(k) Matriks yang diperoleh dari matriksidentitas I, dengan menggandakanbaris/kolom ke i dengan skalar k≠0.
0010
0100
1000
0001
1000
0100
0010
0001
a.244
II
100
010
301
)3(
100
010
001
c.133
II
30
01)3(
10
01 b.
22II
CONTOH
1. Jika matriks B diperoleh dari matriks
A dengan melakukan transformasi
elementer baris H maka B=HA. H
matriks elementer.
D
E
F
I
N
I
S
I
Matriks Hasil Transformasi
2. Jika matriks E diperoleh dari matriks
A dengan melakukan transformasi
elementer kolom K maka E=AK. K
matriks elementer.
BA
91044
6312
3201
0441
6312
3201
CONTOH-baris
maka
AHB
0441
6312
3201
103
010
001
91044
6312
3201
)3(31
EA
0414
6321
3210
0441
6312
3201
CONTOH-kolom
maka
12
1000
0100
0001
0010
0441
6312
3201
0414
6321
3210
K
AE
1• Harga determinan suatu matriks sama dengan nol jika dan
hanya jika baris-barisnya tak bebas linier
2• Transformasi elementer tidak merubah rank suatu matriks
3
• Matriks-matriks yang ekuivalen mempunyai rank yangsama
4
• Setiap matriks tak nol ekuivalen baris dengan matrikskanonik/matriks eselon baris tereduksi
5• Jika A Matriks elementer maka r(A)0
6• Rank matriks nol sama dengan nol [r(O)=0]
SIFAT-SIFAT
singular & non singular
Suatu matriks bujursangkar
Anxn disebut singular jika
r(A)<n
D
E
F
I
N
I
S
I
Suatu matriks bujursangkar
Anxn disebut non-singular jika
r(A)=n yaitu det(A)0.
SIFAT
Jika A matriks elementer maka Anon-singular
Bukti
Anxn matriks elementer maka AI,
berarti padahal det(I)=1 jadi
det(A)0 atau A non-singular■
SIFAT
Khusus Anxn non-singular maka AI,
A dan In mempunyai ordo dan rank
yang sama.
Matriks AB jika dan hanya jikaada matriks non-singular P danQ sedemikian sehingga B=PAQ
Bukti ()
AB dengan
r2112sKKKA HHHB
Karena setiap matriks elementer non-
singular, maka matriks
QKKKdan PHHHr2112s
Sehingga B=PAQ■
Bukti ()
B=PAQ, P dan Q non-singular,
maka det(P)0 dan det(Q)0.
Ini berarti PImxm dan QInxn.
Akibatnya A→ PA→PAQ=B,
melalui transformasi elementer.
Jadi AB■