bab 5. relasi - directory ummdirectory.umm.ac.id/labkom_ict/math/sem_3/matematika diskret... ·...

R E L A S I

______________________________________________ 116 MODUL LOGIKA MATEMATIKA

RELASI SMTS 1101 / 3SKS

LOGIKA MATEMATIKA

Disusun Oleh :

Dra. Noeryanti, M.Si

R E L A S I


DAFTAR ISI

Cover pokok bahasan ........................................................ 116

Daftar isi ............................................................................... 117

Judul Pokok Bahasan ................................................................ 118

5.1. Pengantar ................................................................. 118

5.2. Kompetensi ................................................................. 118

5.3. Uraian Materi ...................................................... 118

5.3.1 Pengertian Relasi ........................................... 119

5.3.2 Relasi Invers ..... ............................................... 122

5.3.3 Penyajian Relasi ................................................... 123

5.3.4. Relasi ekivalensi ................................................. 127

5.3.5 Kelas Ekivalensi ................................................... 130

5.3.6 Relasi sebagai Himpunan ........................................ 131

5.3.7 Pergandaan Relasi .............................................. 132

Rangkuman ............................................................................ 133

Soal dan Penyelesaian ...................................................... 135

Soal-soal Latihan ................................................................. 156



R E L A S I

5.1. Pengantar.

Materi pokok ini merupakan kelanjutan dari materi sebelumnya, yaitu

tentang hubungan antara anggota-anggota dari himpunan dengan himpunan lainnya

yang disebut relasi binair. Topik yang diberikan meliputi konsep dasar dari relasi,

relasi invers, macam-macam relasi, partisi, klas-klas ekivalensi, dan pergandaan

suatu relasi. 5.2. Kompetensi:

Setelah mempelajari materi pokok bahasan disini, mahasiswa diharapkan:

a. Mampu menggunakan konsep-konsep dasar suatu relasi secara benar.

b. Mampu melakukan hitungan-hitungan yang berkaitan dengan operasi-operasi

relasi, mengkaji suatu relasi dan membuat sketsa suatu relasi.

c. Terampil dalam mengerjakan soal-soal kuis / latihan.

5.3. Uraian Materi

Sebelum membahas tentang relasi, kita ingatkan kembali tentang

pergandaan himpunan yang didefinisikan sebagai: { }= ∈ ∧ ∈(x,y)A xB / x A y B .

Jadi himpunan A xB mempunyai anggota semua pasangan terurut (x,y) dengan x

sebagai urutan pertama dan y urutan yang kedua. Jika (x,y) ∈ A xB maka p(x,y)

merupakan fungsi pernyataan yang bernilai benar saja atau salah saja, tetapi tidak

keduanya. Dan p(x,y) ini juga merupakan kalimat tebuka dengan dua perubah.

Contoh(5.1):

Misalnya himpuna A = { pria }, himpunan B = { wanita } dan p(x,y) = “x suami y”

Maka p(Yohanes, Aminah) merupakan pasangan pria dan wanita yang

mempunyai nilai kebenaran berdasarkan kenyataan yang ada (realitas).

Di bawah ini diberikan definisi dan beberapa pengertian lain tentang suatu relasi.

R E L A S I


5.3.1. Pengertian Relasi

Berdasarkan pengertian uraian di atas dan dari contoh (5.1) maka jika

p(a,b) bernilai benar dikatakan bahwa “a berelasi dengan b” dan dinyatakan sebagai

a R b. Sebaliknya jika p(a,b) bernilai tidak benar (salah) dikatakan bahwa “a tidak

berelasi dengan b” dan dinyatakan sebagai a R b Dengan demikian suatu relasi R

membutuhkan adanya suatu fungsi pernyataan p(a,b) yang mendefinisikan suatu

relasi dari A ke B.

Ada penulis yang menyebut fungsi pernyataan p(x,y) sebagai relasi.

Definisi (5.1):

Jika A dan B adalah dua himpunan sembarang, maka suatu relasi R dari A

ke B adalah sembarang subset dari A x B, termasuk himpunan kosong. yaitu

⊆ ×R A B . Relasi R ini dinyatakan sebagai :

R = { (a,b) / a berelasi dengan b }

= { (a b) / a R b }

Relasi R dari himpunan A ke himpunan B juga dikatakan sebagai Relasi

binair yaitu suatu cara untuk menentukan pasangan (a,b) dalam A x B, sehingga

dikatakan “a berelasi dengan b” ditulis a R b atau (a,b) ∈ R . Jika dikatakan “a tidak

berelasi dengan b” ditulis a R b atau (a,b) ∉ R. Relasi dari himpunan A ke

himpunan A (ke dirinya sendiri) disebut relasi pada A atau a R a

Relasi R dikatakan “determinatif” pada A jika untuk setiap a dan b berada

dalam A. Misalkan A = himpunan bilangan-bilangan alam, maka relasi “kelipatan”

adalah relasi yang determinatif. Sedangkan relasi “mencintai” adalah tidak

determinatif, sebab pernyataan “9 mencintai 3” tidak bernilai benar atau bernilai

salah. Dalam hal ini yang dibicarakan adalah relasi-relasi yang determinatif saja.

Suatu relasi juga didefinisikan antara anggota-anggota diberlainan

himpunan. Misalkan R suatu relasi dari A ke B. Jadi R adalah himpunan pasagan-



pasangan elemen-elemen (a,b) dimana a ∈ A dan b ∈ B, dan R merupakan

himpunan bagian dari A x B.

Domain (daerah asal) dari relasi R adalah himpunan dari semua elemen-

elemen pertama dalam pasangan-pasangan terurut didalam R, yaitu:

D = { a / a ∈ A, (a, b) ∈ R }

Jangkauan/range dari relasi R terdiri atas semua elemen-elemen kedua

yang muncul dalam pasangan-pasangan terurut dalam R, yaitu

E = { b / b ∈ B, (a, b) ∈ R }

Jadi domain suatu relasi dari A ke B ditulis D , merupakan himpunan bagian

dari A yaitu D A⊆ dan jangkauan dari R ditulis E adalah himpunan bagian dari B,

yaitu. E B⊆

Contoh (5.2):

Diketahui: A = {1, 2, 3, 4}, B = {a, b, c} .

Maka R = {(2, a), (3, c), (4, a)} adalah suatu relasi.

Perhatikan bahwa ⊆ ×R A B

Domain dari R = D = {2, 3, 4}

Jangkauan dari R = E = {a, c}

Contoh (5.3):

Misalkan relasi R dalam bilangan-bilangan riil didefinisikan oleh kalimat terbuka

“4x2 + 9y2 = 36”. Relasi R ditunjukkan pada diagram koordinat R# x R# dibawah

ini:

R# adalah himpunan semua bilangan-

bilangan riil. Domain dari R adalah selang

tertutup [-3, 3] dan jangkauan dari R

adalah selang tertutup [-2, 2]

1

2

3

4

a

b

c

A B

4

-2 -4 2

2 4

-2

-4

R E L A S I


Contoh (5.4):

Untuk setiap pasangan dua himpunan A dan himpunan B, selalu berlaku A ⊆ B

atau A ⊄ B atau sebaliknya.

Contoh (5.5):

Perkawinan merupakan suatu relasi dari himpunan Pria (=P) ke himpunan wanita

(=W) dalam semesta himpunan orang-orang. Jika ada seorang pria P maka

berlaku bahwa P telah menikah dengan W atau P tidak menikah dengan W.

Contoh (5.6):

Kalimat “x lebih kecil dari y” ditulis x < y adalah suatu relasi pada himpunan

bilangan-bilangan riil. Jika diberikan pasangan terurut (x,y) maka selalu berlaku x

< y atau x < y atau juga sebaliknya.

Contoh (5.7):

Misalkan R suatu relasi dari A = {1, 2, 3} ke B = {a, b} dengan R = {(1, a), (1, b),

(3,a)}, maka 1 2 3Ra, Rb, Ra/ dan 3Rb/

Relasi R dapat ditunjukkan dengan diagram koordinat A x B berikut ini :

Contoh (5.8):

Ambil himpunan A = {1, 2, 3} seperti di atas. Relasi R pada A adalah himpunan

semua pasangan dalam A x A. Disini R = A x A

A x B = {(1, a), (1, b), (2, a), (2, b), (3, a), (3, b)}

R ⊆ A x B

R = {(1, a), (1, b), (3, a)}

B

b

a

1 2 3 A



Relasi Identitas

Relasi identitas pada himpunan A ditulis IA atau ∆A adalah himpunan

pasangan-pasangan (a, a) dengan a ∈ A, ditulis IA = {(a, a) /a ∈ A}. Relasi identitas

ini juga disebut relasi diagonal, sebab anggota-anggota dari relasinya merupakan

diagonal dari diagram koordinatnya.

Contoh (5.9):

Relasi Kosong

Relasi kosong dari himpuanan A ditulis ∅ , adalah himpunan kosong dari

A x A . Dimaksud relasi ∅ disini adalah himpunan kosong dari A x A.

Contoh (5.10):

A = ∅ maka A x A = ∅

R suatu relasi dari A ke A adalah R ⊆ A x A

R = ∅

5.3.2. Relasi Invers

Misalkan R suatu relasi dari himpunan A ke himpunan B. Invers dari R

ditulis 1−R adalah suatu relasi dari himpunan B ke himpunan A, sedemikian hingga

tiap pasangan terurut pada 1−R jika urutan anggota-anggotanya dibalik merupakan

anggota dari R. Jadi 1−R = {(b,a) / (a,b) ∈ R}

A

2

1

1 2 3 A

3

Misalkan A = {1, 2, 3}

A x A = {(1, 1), (1, 2), (1, 3), (2, 1), (2, 2), (2, 3),

(3, 1), (3, 2), (3, 3)}

IA = {(1, 1), (2, 2), (3, 3)}

R E L A S I


Contoh(5.11): Relasi R pada A = {1, 2, 3} didefinisikan sebagai R = {(1, 2), (1, 3), (2, 3)},

maka 1−R = {(2, 1), (3, 1), (3, 2)}.

5.3.3. Penyajian Relasi

Suatu relasi dapat disajikan dalam berbagai cara diantaranya melalui grafik pada bidang XOY, melalui matriks, dan melalui graf.

(a). Penyajian dalam bentuk grafik

Misal R suatu relasi dari A ke B. Himpunan A digambarkan pada sumbu

mendatar X dan himpunan B digambarkan pada sumbu tegak y yang memotong

sumbu x di titik 0. Setiap pasangan terurut di A x B dinyatakan oleh satu titik pada

bidang XOY. Dengan demikian R adalah himpunan titik-titik (a,b) pada bidang XOY

dimana (a,b) ∈R

Contoh(5.12):

Relasi R dari A = {a, b, c, d, e} ke B = {1, 2, 4} didefinisikan sebagai

berikut: R = {(a,1),(a,4),(b,2),(c,2),(c,4),(d,1)}.

Gambarkan grafik dari R !

Jawab:

Grafik R dinyatakan oleh titik-titik hitam pada grafik di atas

4

3

2

1

0 a b c d e

A

B



Contoh(5.13):

Relasi 1R , 2R dan 3R pada himpunan bilangan-bilangan riel R diberikan

oleh: 2 21 25 0R {(x,y) / x y , y }= + ≤ ≥

2 22 1 1R {(x,y)/(x ) y }= + + ≤

2 23 16R {(x,y) / x y }= + ≥

Jawab:

a). Grafik 1R adalah daerah yang di arsir b). Grafik 2R , daerah yang di arsir

c). Grafik 3R adalah daerah yang di arsir di bawah ini

x

y

-5 5 -2 -1 0 x

y

-4 0 4

y

x

R E L A S I


(b). Penyajian dalam bentuk matriks

Misalkan R suatu relasi pada A. Jika A merupakan himpunan hingga, maka

R dapat disajikan dalam bentuk matriks. Matriks M yang menyatakan relasi R dapat

dibentuk sebagai berikut:

Misalkan ijm elemen baris ke-i dan kolom ke-j dari M yang didefinisikan:

10ij

,bila iR jm

,bila i R j

=

; untuk setiap i dan j ∈A

Contoh(5.14):

Relasi R pada A = {a, b, c, d, e, f} didefinisikan sebagai berikut:

R = {(a,b),(a,c),(b,c),(c,a),(d,b),(e,e)}

Nyatakan R dalam bentuk matriks.

Jawab:

Dalam setiap pasangan terurut, komponen pertama kita tuliskan sebagai

baris dan komponen kedua sebagai kolom dari suatu matriks. Berdasarkan definisi R

diatas kita dapat menyatakan tabel dalam bentuk matriks sebagai berikut:

Komponen Kedua

a b c d e f

Kom

pone

n Pe

rtam

a

a 0 1 1 0 0 0

b 0 0 1 0 0 0

c 1 0 0 0 0 0

d 0 1 0 0 0 0

e 0 0 0 0 1 0

f 0 0 0 0 0 0

Keterangan:

• Karena (a,b),(a,c),(b,c),(c,a),(d,b),(e,e) ∈R maka kita beri nilai “1”

• Untuk pasangan yang lainnya kita beri nilai “0”.

Misalnya (a,a) ∉R atau aRa



Contoh(5.15):

Tentukan relasi R pada I ={1, 2, 3, 4} yang dinyatakan oleh matriks M

berikut:

1 0 1 10 1 1 00 0 0 11 0 0 1

M

=

Jawab:

Karena 11 13 14 22 23 34 41 44 1m m m m m m m m= = = = = = = = , dan

elemen-elemen lainnya bernilai 0.

Maka untuk R I I⊆ × adalah

R = {(1,1),(1,3),(1,4),(2,2),(2,3),(3,4),(4,1),(4,4)}

(c). Penyajian dalam bentuk graf.

Misalkan A himpunan sembarang yang berhingga. Suatu relasi R yang

didefinisikan pada A dapat dinyatakan dalam bentuk graf. Graf G yang menyatakan

relasi R diperoleh dengan menggambarkan:

• setiap elemen dari A sebagai titik

• apabila i dan j memenuhi i R j atau (i,j)∈R, maka diberi tanda anak panah

dari arah i ke j

Contoh(5.16):

Buatlah graf yang menyatakan relasi R seperti pada contoh (5.14).

Jawab:

Dari contoh (5.14) A = {a, b, c, d, e, f}

R = {(a,b),(a,c),(b,c),(c,a),(d,b),(e,e)}

Graf untuk relasi R adalah sebagai berikut:

R E L A S I


Titik-titik a, b, c, d, e, f digambarkan pada bidang kertas, sembarang. Titik f

tidak berelasi dengan titik manapun, oleh karena itu tidak ada anak panah

yang masuk maupun keluar.

Contoh(5.17):

Buatlah graf yang menyatakan relasi R seperti pada contoh (5.15).

Jawab:

Dari contoh (5.15) relasi R = {(1,1),(1,3),(1,4),(2,2),(2,3),(3,4),(4,1),(4,4)}

Graf G yang sesuai dengan R adalah:

5.3.4. Relasi Ekirvalensi

Suatu relasi R dikatakan “ekivalensi” jika ia memiliki tiga sifat sekaligus,

yaitu sifat refleksif, sifat simetris dan sifat transitif. Jadi relasi R ekivalensi jika dan

e

d

a c f

b

1

4

2 3



hanya jika R memenuhi sifat refleksif , R memenuhi sifat Simetris, dan R memenuhi

sifat transitif.

(a). Suatu relasi R pada himpunan A disebut “refleksif” jika dan hanya jika untuk

setiap a dalam A berlakulah aRa. Dan relasi R disebut “tidak refleksif” jika

dan hanya jika ada a dalam A sedemikian hingga a R a . Sedangkan R

dikatakan “ir-refleksif” jika dan hanya jika untuk setiap a dalam A berlaku

aRa. Dapat diringkas dengan simbol logika sebagai berikut:

R refleksif ↔ ( a A) aR a∀ ∈

R tidak refleksif ( a A) ∃ ∈↔ a R a .

R ir-refleksif ( a A) ∀ ∈↔ a R a

(b). Suatu relasi R pada himpunan A disebut “simetris” jika dan hanya jika untuk

setiap a dan b dalam A maka berlaku aRb → bRa. Dan relasi R disebut “

tidak simetris” jika dan hanya jika ada a dan b dalam A sehingga berlaku

aRb bRa∧ / Relasi R dikatakan“a-simetris” jika dan hanya jika setiap a dan b

dalam A sehingga berlaku aRb → a R b . Sedangkan R dikatakan “anti-

simetris” jika untuk setiap a dan b dalam A berlaku a b b a a=b∧ →R R .

Ditulis dengan simbol logika sebagai:

R Simetri ↔ ( a, b A) aRb bRa∀ ∈ →

R tidak simetri ↔ (∃a, b ∈ A) a R b b R a∧

R a-simetri ↔ a R b b R a( a, b A) →∀ ∈

R anti-simetri ↔ (∀a, b ∈ A) aRb ∧ bRa → a = b

(c). Suatu relasi R pada himpunan A disebut “transitif” jika dan hanya jika untuk

setiap tiga anggota a, b, c dalam A sehingga aRb dan bRc maka berlaku aRc .

Relasi R pada himpunan A disebut “tidak transitif” jika dan hanya jika untuk

ada a, b, c dalam A sedemikian hingga aRb dan bRc dan aRc/ . Dan relasi R

pada himpunan A disebut “in-transitif” jika dan hanya jika untuk setiap a, b, c

dalam A sedemikian hingga aRb dan bRc maka berlaku aRc/ . Dapat dinyatakan

dengan simbol logika sebagai:

R E L A S I


R transitif ( a,b,c A) aRb bRc aRc∀ ∈ ∧ →↔

R tidak transitif ( a, b, c A) aRb bRc aRc∃ ∈ ∧ ∧ /↔

R in - transitif ( a,b,c A) aRb bRc aRc∀ ∈ ∧ → /↔

Contoh (5.18:

Misalkan R adalah suatu relasi dalam bilangan-bilangan riil yang didefinisikan

oleh kalimat terbuka “lebih kecil atau sama dengan” ditulis x ≤ y, maka:

1. relasi R adalah refleksif, sebab untuk setiap bilangan riil a, a ≤ a.

2. relasi R adalah tidak simetris sebab untuk setiap bilangan riil a dan b,

a b≤ dan b a≤/

3. relasi R adalah transitif sebab untuk setiap bilangan a, b dan c, a b≤ dan

b c≤ maka a c≤

Contoh (5.19):

Misalkan R suatu relasi dalam bilangan-bilangan yang didefinisikan sebagi “x

lebih kecil dari pada y” ditulis x < y, maka

1. R tidak reflektif, sebab untuk setiap bilangan riil a, a a</ .

2. R tidak simetris, sebab untuk setiap bilangan riil a, a b< dan . b a</

3. R transitif. Sebab untuk setiap 3 bilangan riil a, b, dan c berlaku a b< dan

b c< maka a c<

Contoh (5.20):

Misalkan M = {1, 2, 3, 4} merupakan himpunan semesta dan suatu relasi R

pada M didefinisikan sebagai R = {(1,3), (4,2), (2,4), (2,3), (3,1)}.

Maka

R tidak reflektif, sebab untuk setiap a M∈ , (a,a) R∉ .

Misalnya untuk 1 M∈ , (1,1) R∉ ; untuk 2 M∈ , (2,2) R∉ dan lainya

1. R tidak simetris, sebab untuk setiap a,b M∈ , (a,b) R∈ dan (b,a) R∉



Misalnya untuk 2,3 M, (2,3) R (3,2) R∈ ∈ ∧ ∉ ,

2. R transitif. Sebab untuk setiap 1,2,3 M,∈ (1,3) R (3,1) R (1,1) R∈ ∧ ∈ ∧ ∉

Contoh (5.21):

Misalkan M = {a, b, c} dan relasi R pada M didefinisikan sebagai R = {(a, b),

(c, b), (b, a), (a, c)} maka

1. R tidak reflektif, sebab misalnya x mewakili elemen-elemen a,b dan c dalam

M, maka stiap x M, (x,x) R∈ ∉

2. R tidak simetris, sebab untuk b,c M, (c,b) R (b,c) R∈ ∈ ∧ ∉ ,

3. R transitif. Sebab untuk a,b,c M,∈ (a,b) R (b,a) R (a,a) R∈ ∧ ∈ ∧ ∉ juga

(c,b) R (b,a) R (c,a) R∈ ∧ ∈ ∧ ∉

Contoh (5.22):

Misal, M adalah himpunan garis-garis pada bidang datar. Relasi R didefinisikan

sebagai relasi “kesejajaran” garis-garis pada M. Maka R adalah relasi

ekivalensi.

Contoh (5.23):

Misal, M adalah segitiga-segitiga yang sebagun pada bidang datar. Dan relasi

R didefinisikan sebagai relasi “kesebangunan” segitiga pada M. Maka R adalah

relasi ekivalensi

.

5.3.5. Kelas Ekivalensi

Misalkan R merupakan suatu relasi ekivalensi pada himpunan A, maka

untuk setiap a ∈ A berlaku Ma = [a] = { x / (a,x) ∈ R }. Jadi Ma adalah himpunan

semua unsur dari A yang berelasi dengan a dan kemudian disebut dengan “kelas

ekivalensi” dari himpunan A. Koleksi semua kelas ekivalensi dari A disebut Kuosien

dari A oleh R ditulis A/R.

R E L A S I


A/R = {Ma / a ∈ A}

Kuosien himpunan A/R adalah suatu partisi pada A, sebab :

(i) ∀a a ∈ A → a ∈ Ma

(ii) Ma = Mb jika dan hanya jika (a, b) ∈ R

(iii) Jika Ma ≠ Mb, maka Ma dan Mb saling lepas.

Contoh (5.24)

Misalkan Z himpunan bilangan bulat, dan

R5 adalah suatau relasi ekivalensi pada Z yang didefinisikan oleh x ≡ y (mod

5), dibaca “x kongruen dengan y modulo 5”, artinya x – y terbagi oleh 5.

Maka

R5 suatu relasi ekivalensi dalam Z.

Ada 5 kelas ekivalensi dalam Z/R5, yaitu :

A0 = { ….., -10, -5, 0, 5, 10, ……}

A1 = {…..., -9, -4, 1, 6, 11, ……. }

A2 = {…..., -8, -3, 2, 7, 12, ……. }

A3 = { ….., -7, -2, 3, 8, 13, ……. }

A4 = { ….., -6, -1, 4, 9, 14, ……. }

5.3.6. Relasi Sebagai Himpunan

Jika R dan S suatu relasi relasi pada A, maka R ⊆ A×A dan S ⊆ A×A.

Karena R dan S merupakan himpunan bagian dari A×A, sehingga banyak

kemungkinan yang harus diketahui hubungan kedua relasi tersebut. Diantaranya :

R S⊆ , R S⊂ , atau sebaliknya, R S∪ , R S∩ , dan cR

Contoh(5.25):

Misalkan himpunan A = {a, b}. Maka A×A = {(a, a),(a, b),(b, a),(b, b)}.

Didefinisikan relasi relasi R = {(a, b)} dan S = {(a, a), (b, b)}.

Perhatikan bahwa kelas-kelas

ekivalensi tersebut saling lepas

dan Z = A1 ∪ A2 ∪ A3 ∪ A4 ∪ A5



Maka

R ⊂ S, R ⊄ S = ∅ ,

R S∪ = (a, b), (a, a), (b, b) dan

cS = {(a, b), (b, a)}

5.3.7. Pergandaan Relasi

Diketahui R dan S relasi relasi pada A. Pergandaan dua relasi R dan S

pada A, ditulis dengan RS, didefinisikan sebagai :

( , )a b RS∈ jika dan hanya jika ( )c A∃ ∈ dengan ( , ) ( , )a c R c b S∈ ∧ ∈

Pada umumnya pergandaan relasi tidak bersifat komutatif yaitu RS ≠ SR,

tetapi mempunyai sifat assosiatif, yaitu (RS)T = R(ST).

Akan ditunjukan sebagai berikut:

Ambil sembarang relasi-relasi R dan S pada A, maka

(a). RS ≠ SR , sebab

( , )a b RS∈ jika dan hanya jika ( )c A∃ ∈ dengan ( , ) ( , )a c R c b S∈ ∧ ∈

( , )a b SR∈ jika dan hanya jika ( )c A∃ ∈ dengan ( , ) ( , )a c S c b R∈ ∧ ∈

(b). (RS)T = R(ST) , sebab

( , ) ( )a b RS T∈ jika dan hanya jika ( ) ( , ) ( , )c A a c RS c b T∃ ∈ ∈ ∧ ∈

( , ) ( )a b RS T∈ ( ) ( )c A d A↔ ∃ ∈ ∧ ∃ ∈

dengan ( , ) ( , ) ( , )a d R d c S c b T∈ ∧ ∈ ∧ ∈

( )d A↔ ∃ ∈ dengan ( , ) ( , )a d R d b ST∈ ∧ ∈

( , ) ( )a b R ST↔ ∈ ;

Jadi (RS)T = R(ST)

R E L A S I


Ringkasan

1. Jika A dan B adalah dua himpunan sembarang, maka suatu relasi R dari A ke B

dinyatakan sebagai :

R = { (a,b) / a berelasi dengan b }

= { (a b) / a R b }

2. Relasi R dari himpunan A ke himpunan B dikatakan sebagai Relasi binair yaitu

suatu cara untuk menentukan pasangan (a,b) dalam A x B, sehingga dikatakan

“a berelasi dengan b” ditulis a R b atau (a,b) ∈ R . Jika dikatakan “a tidak

berelasi dengan b” ditulis a R b atau (a,b) ∉ R.

3. Suatu relasi juga didefinisikan antara anggota-anggota diberlainan himpunan.

Misalkan R suatu relasi dari A ke B. Maka R adalah himpunan pasagan-

pasangan elemen-elemen (a,b) dimana a ∈ A dan b ∈ B, dan R merupakan

himpunan bagian dari A x B. yaitu ⊆ ×R A B

4. Domain (daerah asal) dari relasi R adalah himpunan dari semua elemen-elemen

pertama dalam pasangan-pasangan terurut didalam R, yaitu:

D = { a / a ∈ A, (a, b) ∈ R } dan D A⊆

5. Jangkauan dari relasi R terdiri atas semua elemen-elemen kedua yang muncul

dalam pasangan-pasangan terurut dalam R, yaitu

E = { b / b ∈ B, (a, b) ∈ R } dan E B⊆

6. Relasi identitas pada himpunan A ditulis IA atau ∆A adalah himpunan pasangan-

pasangan (a, a) dengan a ∈ A, ditulis IA = {(a, a) /a ∈ A}.

7. Relasi kosong dari himpuanan A ditulis ∅ adalah himpunan kosong dari A x A.

Dimaksud relasi ∅ disini adalah himpunan kosong dari A x A.

8. Invers dari relasi R ditulis 1−R adalah suatu relasi dari himpunan B ke himpunan

A, sedemikian hingga tiap pasangan terurut pada 1−R jika urutan anggota-

anggotanya dibalik merupakan anggota dari R. Jadi 1−R = {(b,a) / (a,b) ∈ R}



9. Suatu relasi dapat disajikan dalam berbagai cara diantaranya:

(a). Penyajian dalam bentuk grafik: Misal R suatu relasi dari A ke B. Himpunan

A digambarkan pada sumbu mendatar X dan himpunan B digambarkan

pada sumbu tegak y yang memotong sumbu x di titik 0. Setiap pasangan

terurut di A x B dinyatakan oleh satu titik pada bidang XOY.

Dengan demikian R adalah himpunan titik-titik (a,b) pada bidang XOY

dimana (a,b) ∈R

(b). Penyajian dalam bentuk matriks: Misalkan R suatu relasi pada A. Jika A

merupakan himpunan hingga, maka R dapat disajikan dalam bentuk

matriks. Matriks M yang menyatakan relasi R dapat dibentuk misalkan ijm

elemen baris ke-i dan kolom ke-j dari M yang didefinisikan:

10ij

,bila iR jm

,bila i R j

=

; untuk setiap i dan j ∈A

(c). Penyajian dalam bentuk graf: misalkan A himpunan sembarang yang

berhingga. Suatu relasi R yang didefinisikan pada A dapat dinyatakan

dalam bentuk graf. Graf G yang menyatakan relasi R diperoleh dengan

menggambarkan:(1). setiap elemen dari A sebagai titik. (2). apabila i dan j

memenuhi i R j atau (i,j)∈R, maka diberi tanda anak panah dari arah i ke j

10. Suatu relasi R dikatakan “ekivalensi” jika ia memiliki tiga sifat sekaligus, yaitu

sifat refleksif, sifat simetris dan sifat transitif.

(1). R refleksif ↔ ( a A) aR a∀ ∈

(2). R Simetri ↔ ( a, b A) aRb bRa∀ ∈ →

(3). R transitif ( a,b,c A) aRb bRc aRc∀ ∧ →↔

11. Misalkan R merupakan suatu relasi ekivalensi pada himpunan A, Kelas

Ekivalensi dari himpunan A adalah himpunan semua unsur dari A yang berelasi

dengan a dinyatakan sebagai Ma = [a] = { x / (a,x) ∈ R }. Koleksi semua kelas

ekivalensi dari A disebut Kuosien dari A oleh R ditulis A/R = {Ma / a ∈ A}

12. Pergandaan dua relasi R dan S pada A, ditulis dengan RS, didefinisikan

sebagai: ( , )a b RS∈ jika dan hanya jika ( )c A∃ ∈ dengan ( , ) ( , )a c R c b S∈ ∧ ∈

R E L A S I


SOAL-SOAL DAN PENYELESAIAN

1. Misalkan A = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} , B = {4, 5, 6, 7, 8, 9} dan relasi R dari A ke B

diberikan oleh R = {(1,5),(4,5),(1,4),(4,6),(3,7),(7,6)}

Carilah: Domain, range (jangkauan) dan 1−R

Jawab:

Domain dari R = D= {a / a ∈A dan (a,b) ∈R, b∈B}

= {1, 3, 4, 7}

Range dari R = E = {b / b ∈B dan (a,b) ∈R, a ∈A}

= {4, 5, 6, 7} 1−R = {(b,a) / (a,b) ∈R}

= {(5,1),(5,4),(4,1),(6,4),(7,3),(6,7)}

2. Misalkan R suatu relasi pada himpunan bilangan asli N yang didefinisikan oleh

R = {(x,y)/ x,y∈N, x+3y = 12}. Tentukan:

(a) Tulis R dalam bentuk himpunan pasangan terurut.

(b) Carilah domain, range dan invers dari R

Jawab:

a). R sebagai himpunan pasangan terurut

R = {(2,3),(6,2),(9,1)}

b). Domain dari R = D = {3, 6, 9}

Range dari R = E = { 1, 2, 3}

1−R = {(b,a) / (a,b) ∈R} = {(3,3),(2,6),(1,9)}

3. Suatu relasi R dari himpunan A = {1, 2, 3, 4} ke himpunan B = {1, 3, 5}, yang

didefinisikan oleh “x lebih kecil dari y”

(c) Tulis R sebagai himpunan pasangan terurut.

(d) Gambarkan R pada diagram koordinat A x B

(e) Tentukan relasi invers 1−R

Jawab:



(a) x R y dibaca x lebih kecil y ditulis x < y.

R = {(x, y) / x < y} = {(1,3), (1,5), (2,3), (2,5), (3,5), (4,5)}

(b) Diagram koordinat A x B dari relasi R sebagai berikut :

(c) 1−R = {(y, x) / (x, y) ∈ R)

= {(3, 1) (5, 1) (3, 2) (5, 2) (5, 3) (5, 4)}

4. Suatu relasi R yang didefinisikan sebagai “x pembagi y” dari himpunan C = {2,

3, 4, 5} ke himpunan D = {3, 6, 7, 10}

(a) Tentukan R sebagai himpunan pasangan terurut

(b) Gambar R pada diagram koordinat C x D

(c) Tentukan relasi invers 1−R

Jawab :

(a) R = {(2, 6), (2, 10), (3, 3), (3, 6), (5, 10)}

(b) Diagram koordinat R sebagai berikut :

R merupakan himpunan titik-titik yang

tampak pada diagram koordinat A x B.

D

3

5

6

7

10

1 2 3 4 5 C

2 3 4 5

1 2 3

1

4

B

A

(c). 1−R = {(6, 2), (10, 2), (3, 3),

(6, 3), (10, 5)}

R E L A S I


5. Misalkan M = {a, b, c, d} dan suatu relasi R pada M yang memuat titik-titik yang

tampak pada diagram koordinat berikut ini.

Jawab :

(a) Dari (a, b), (b, b) dan (d, b) diperoleh unsur-unsur pada M yang berelasi

dengan b yaitu {a, b, d}

(b) Dari (d, a) dan (d, b), diperoleh unsur-unsur di M yang memenuhi {x / (x, b)

∈ R} yaitu {a,b}

(c) Karena R = {(a, b), (b, a), (b, b), (b, d), (c, c), (d, a), (d, b)} maka

1−R = {(b, a), (a, b), (b, b), (d, b), (c, c), (a, d), (b, d)}

6. Misalkan R suatu relasi yang didefinisikan sebagai relasi “ ≤ “ pada himpunan N

= {1, 2, 3, …..}. Yaitu (a, b) ∈ R jika dan hanya jika a ≤ b. Tentukan apakah R :

(a) refleksif, (b) simetris, (c) transitif, ataukah (d) ekivalensi.

Jawab :

(a) R refleksif, sebab (∀a∈N) a ≤ a

(b) R tidak simetris, sebab (∃a, b∈N) 3 ≤ 5, tetapi 5 3≤/

(c) R transitif, sebab (∀a, b, c∈N ) a ≤ b ∧ b ≤ c → a ≤ c.

(d) R tidak ekivalensi sebab R tidak simetris. R akan ekivalensi jika R

bersifat refleksif, simetris dan sekaligus transitif.

(a) Tentukan semua unsur di M yang

berelasi dengan b, atau {x /{x, b) ∈ R}

(b) Tentukan semua unsur di M sehingga d

merupakan relasinya, atau {x / (d, x) ∈ R}

(c) Tentukan relasi invers 1−R

M

a

b

c

d

a b c d M



7. Mislkan R adalah relasi pada himpunan 2 8 32 4A { , , , }= dimana x yR

menyatakan bahwa “x membagi y” untuk setiap x,y ∈A.

a. Tulis R sebagai pasangan terurut

b. Buatlah relasi R dalam bentuk matriks

c. Selidiki apakah R mempunyai sifat refleksif, simetris dan transitif.

d. Buatlah graf untuk R

Jawab:

a. 2 2 2 8 2 32 2 4 8 8 8 32 32 32 4 4 4 8 4 32R {( , ),( , ),( , ),( , ),( , ),( , ),( , ),( , ),( , ),( , )}=

b. R dalam bentuk matriks

M

2

8

32

4

2

1

1

1

1

8

0

1

1

0

32

0

0

1

0

4

0

1

1

1

c. (i) Karena semua elemen-elemen diagonalnya 1, maka R bersifat refleksif.

yaitu (2,2) R∈ , (8,8) R∈ ,(32,32) R∈ , dan (4,4) R∈

(ii) Dari matriks diatas tampak bahwa R mempunyai sifat Transitif, sebab

untuk setiap i,j,k = 1, 2, 3, 4, berlaku 1ijm = dan 1jkm = maka 1ikm =

(iii) Matriks M diatas tidak simetris, karena ij jim m≠ . Jadi R tidak

mempunyai sifat simetris, dan R bersifat anti-simetris

R E L A S I


d.

8. Misalkan W = {1, 2, 3, 4}. Perhatikan relasi-relasi R1 , R2 , dan R3 pada W

berikut ini :

R1 = {(1, 2), (4, 3), (2, 2), (2, 1), (3, 1)}

R2 = {(2, 2), (2, 3), (3, 2)}

R3 = {(1, 3)}

Tentukan relasi mana yang (a) Simetris, (b) Transitif.

Jawab:

(a) Simetris:

R dikatakan simetris ↔ (∀a, b ∈ W ) (a, b) ∈ R → (b, a) ∈ R

R1 tidak simetris, sebab (∃ 3, 4 ∈ W) (4,3) ∈ R1, tetapi (3,4) ∉ R1.

R2 Simetris, sebab (∀2,3∈W) (2,3)∈R2 → (3, 2) ∈R2 (2, 2)∈R2 → (2,2) ∈R2

R3 tidak simetris, sebab (∀ 1, 3 ∈ W ) (1, 3) ∈ R3 .∧. (3, 1) ∉ R3

(b) Transitif:

R dikatakan transitif jika dan hanya jika (∀ a, b, c ∈ W ) (a, b)∈ R ∧

(b, c) ∈R → (a, c)∈ R

R1 tidak transitif, sebab (∃ 1, 3, 4 ∈ W ) (4, 3)∈ R1 ∧ (3, 1) ∈R1 →

(4, 1)∉ R1

R2 tidak transitif, sebab (∃ 2, 3 ∈ W ) (3, 2) ∈ R2 ∧ (2, 3) ∈ R2 →

(3, 3) ∉ R2

R3 tidak transitif, sebab R3 hanya mempunyai satu unsur yaitu (1, 3) ∈ R3

2

4

32

8



9. Suatu relasi R = {(1,1), (2, 3), (3, 2)} pada X = {1, 2, 3}. Tentukan apakah R

mempunyai sifat (a) refleksif (b) Simetris, ataukah (c) transitif.

Jawab:

(a) R tidak refeksif, sebab 2 ∈ X, tetapi (2, 2) ∈ R

(b) R Simetris, sebab R-1 = {(1, 1), (3, 2), (2, 3)} = R

(c) R tidak transitif, sebab (3, 2) ∈ R dan (2, 3) ∈ R , tetapi (3,) ∉ R

10. Misalkan R adalah suatu relasi dari himpunan E = {2, 3, 4, 5} ke himpunan F =

{3, 6, 7, 10} yang didefinisikan oleh kalimat terbuka "y habis dibagi oleh x".

(a) Tuliskan R sebagai himpunan pasangan-pasangan terurut, yaitu carilah

himpunan jawab dari R.

(b) Buatlah sketsa dari R pada diagrain koordinat E x F.

Jawab:

(a) Pandang keenam belas elemen dalam E x F dan pilihlah pasangan-

pasangan terurut dimana elemen keduanya habis dibagi oleh elemen

pertamanya; maka R = {(2, 6), (2, 10), (3, 3), (3, 6), (5, 10)

11. Diketahui M = {a, b, c, d} dan relasi R pada M didefinisikan sebagai himpunan

titik-titik yang diperlihatkan pada diagram koordinat M x M dibawah ini.

(a) Nyatakan apakah masing-masing berikut ini benar atau salah:

(a) c R b, (b) d R a, (c) a R c, (d) b R b

6

7

10

2 3 4

3

5

E

(b). Sketsa dari R pada diagram

koordinat E x F diperlihatkan

pada tabel berikut

R E L A S I


(b) Carilah {x / (x,b)∈R}, yaitu semua elemen-elemen dalam M yang berelasi

dengan b.

(c) Carilah {x | (d, x) ∈ R}, yaitu semua elemen-elemen dalam M yang berelasi

dengan d.

Jawab:

(1) Perhatikan bahwa x R y benar jika dan hanya jika (x, y) termasuk dalam R.

(a) Salah, karena (c, b) ∉R. (c) Benar, karena (a, c) ∉R

(b) Salah, karena (d, a) ∈ R. (d) Salah, karena (b, b) ∈ R.

(2) Garis horizontal yang melalui b memuat semua titik dari R di mana b

muncul sebagai elemen kedua; ia memuat pasangan-pasangan terurut (a,

b), (b, b) dan (d, b) dari R.

Oleh karena itu {x | (x, b)∈ R} = {a, b, d}

(3) Garis vertikal yang melalui d memuat semua titik dari R dengan d muncul

sebagai elemen pertama; yaitu titik-titik (d, a) dan (d, b) dari R. Jadi {x | (d,

x) ∈ R} = {a, b}.

12. Masing-masing kalimat terbuka berikut ini mendefinisikan suatu relasi dalam

bilangan-bilangan riil. Buatlah sketsa dari masing-masing relasi pada suatu

diagram koordinat dari R# x R# .

(1) y = x2 (4) y ≥ sin x

(2) y ≤ x2 (5) y ≥ x3

(3) y < 3 – x (6) y > x3

Jawab:

b

c

d

a b c

a

d

M

M



Untuk membuat sketsa suatu relasi pada bilangan-bilangan riil yang

didefinisikan oleh kalimat terbuka berbentuk

(a) y = f(x)

(b) y > f(x)

(c) y ≥ f(x)

(d) y < f(x)

(e) (e) y ≤ f(x)

Pertama-tama gambarkan kurva y = f(x). Maka relasinya, akan terdiri atas titik-

titik.

(a) pada y = f(x)

(b) di atas y = f(x)

(c) di atas dan pada y = f(x)

(d) di bawah y = f(x)

(e) di bawah dan pada y = f(x)

(f) Jadi gambar-gambar berikut ini adalah sketsa-sketsa dari relasi-relasi di atas:

(1) y = x2 (2) y ≤ x2 (3) y < x2 - x

5

5- 5

- 5

(4) y ≥ sin x

1

- 1

(5) y ≥ x3 (6) y > x3 x3

R E L A S I


Perhatikan bahwa, kurva y = f(x) digambarkan dengan garis terputus-putus jika

titik-titik pada y = f(x) tidak termasuk dalam relasi.

13. Masing-masing kalimat terbuka berikut ini mendefinisikan suatu relasi dalam

bilangan-bilangan riil. Buat sketsa masing-masing relasi pada di koordinat R x R

Jawab:

Untuk membuat sketsa suatu relasi dalam bilangan-bilangan riil yang

didefinisikan oleh kalimat terbuka berbentuk f (x, y) < 0 (atau ≤, >, ≥), maka

gambarkan f (x, y) = 0. Kurva f (x, y) = 0, akan membagi bidang dalam berbagai

daerah-daerah. Relasi ini akan terdiri dari semua titik-titik dalam satu atau

mungkin lebih daerah-daerah.

Ujilah satu atau lebih titik-titik dalam tiap-tiap daerah untuk menentukan

apakah semua titik dalam daerah itu termasuk dalam relasi atau tidak.

Sketsa dari masing-masing relasi di atas hasilnya adalah sebagai berikut

1 x2 + y2 – 16 < 0

-4

-4

4

4

2 x2 - 4y2 – 9 ≤ 0

-3 3

4 x2 - 4y2 < 9

-3 3

x2 + y2 ≥ 16

-4

-4

4

4



14. Pandang relasi R = {(1, 5), (4, 5), (1, 4), (4, 6), (3, 7), (7, 6)}. Carilah (1) Domain

dari R, (2) Jangkauan dari R, (3) invers dari R.

Jawab :

(1) Domain dari R terdiri atas himpunan dari elemen-elernen pertama dalam R;

oleh karena itu domain dari R adalah {1, 4, 3, 7}

(2) Jangkauan dari R terdiri dari himpunan dari elemen-elemen kedua dalam

R; oleh karena itu domain dari R adalah {5, 4, 6, 7}

(3) Invers dari R terdiri dari pasangan elemen dalam R dengan urutannya di

balik.

Jadi 1−R = {(5, 1), (5, 4), (4, 1), (6, 4), (7, 3), (6, 7)}

15. Misalkan T = {l, 2, 3, 4, 5} dan R suatu relasi dalam T merupakan himpunan

titik-titik yang diperlihatkan dalam diagram koordinat T x T berikut ini:

(1) Carilah domain dari R

(2) Tentukan jangkauan dari R

(3) Cari invers dari R.

(4) Buatlah sketsa 1−R pada diagram koordinat T x T.

Jawab:

(2) Elemen x ∈ T berada dalam jangkauan R jika dan hanya jika garis

horizontal yang melalui x memuat sebuah titik dari R. Jadi jangkauan dari

R adalah himpunan {1, 2, 4}, karena garis horizontal yang melalui tiap-

2

3

4

1 2 3

1

4 5

5

T

T

(1) Elemen x ∈ T berada dalam domain

R jika dan hanya jika garis vertikal

yang melalui x memuat sebuah titik

dari R. Jadi domain dari R adalah

himpunan {2,4,5}; karena garis

vertikal yang melalui tiap-tiap elemen

ini dan hanyalah elemen-elemen ini

yang mengandung titik-titik dalam R.

R E L A S I


tiap elemen ini, dan hanyalah elemen-elemen ini yang memuat sekurang-

kurangnya satu titik dari R. Karena R = {(2, 1), (2, 4), (4, 2), (4, 4), (5, 2)}

(3) 1−R = {(1, 2), (4, 2), (2, 4), (4, 4), (2, 5)}

(4) 1−R diperlihatkan pada diagram koordinat T x T sebagai berikut:

16. Misalkan R = {(x, y} | x ∈ R#, y ∈ R#, 4x2 + gy2 = 36}. Sketsa dari R pada

diagram koordinat R# x R# adalah sebagai berikut:

Jawab:

(1) Domain dari R adalah selang [-3, 3] karena garis vertikal yang melalui tiap-

tiap bilangan ini dan hanyalah bilangan-bilangan ini, yang memuat

sekurang-kurangnya satu titik dari R.

(2) Jangkauan dari R adalah selang [-2, 2], karena garis horizontal yang

melalui tiap-tiap elemen dan hanyalah elemen-elemen ini, yang memuat

sekurang-kurangnya satu titik dari R.

2

-2

-3 3

2

3

4

1 2 3

1

4 5

5

T

T

Carilah:

(1) Domain dari R,

(2) jangkauan dari R,

(3) 1−R



(3) Menurut definisi invers dari R diperoleh 1−R dengan mempertukarkan x dan

y dalam kalimat terbuka yang mendefinisikan R; yaitu:

1−R = {(x, y) x ∈ R#, y ∈ R#, 9x2+ 4y2 = 36}

17. Apakah ada hubungan antara domain-jangkauan dari suatu relasi R , dan

domain-jangkauan dari 1−R ?

Jawab:

Karena 1−R terdiri dari pasangan-pasangan yang sama seperti dalam R kecuali

dalam urutan terbalik maka tiap-tiap elemen pertama dalam R akan menjadi

elemen kedua dalam 1−R dan tiap-tiap elemen kedua dalam R akan menjadi

elemen pertama dalam 1−R . Maka domain R adalah jangkauan 1−R dan

jangkauan dari R adalah domain 1−R .

18. Misalkan R adalah relasi dalam bilangan-bilangan asli N = {1, 2,3,…} yang

didefinisikan oleh kalimat terbuka “2x + y = 10”, yaitu R = {(x, y) x∈ N, y∈ N,

2x + y = 10}; Carilah : (1) domain dari R, (2) jangkauan dari R, (3) 1−R

Jawab:

Pertama perhatikan bahwa himpunan jawaban dari 2x + y = 10 adalah

R = {(1, 8), (2, 6), (3, 4), (4, 2)} meskipun terdapat tak-berhingga elemen-

elemen dalam N.

(1) Domain dari R yang terdiri dari elemen-elemen pertama dari R adalah

{l, 2, 3, 4}.

(2) Jangkauan dari R yang terdiri dari elemen-elemen kedua dari R adalah

{8, 6, 4, 2).

(3) 1−R diperoleh dengan mempertukarkan x dan y dalam kalimat terbuka

yang mendefinisikan R; jadi 1−R = {(x, y) | x ∈ N, y ∈ N, x + 2y = 10}

Juga karena 1−R terdiri dari pasangan-pasangan yang sama dalam R

kecuali dalam urutan terbalik, maka R-1 dapat didefinisikan sebagai: 1−R = {(8, l), (6, 2), (4, 3), (2, 4)}

R E L A S I


19. Misalkan W = {1, 2, 3, 4} dan relasi R = {(1, 1), (1, 3), (2, 2), (3, 1), (4, 4)}.

Apakah R refleksif ?

Jawab:

R tidak refleksif karena 3 ∈ W dan (3,3) ∉R.

20. Misalkan E = {1, 2, 3}. Pandang relasi-relasi berikut dalam E.

R1 = {(1, 2),(3, 2),(2, 2),(2, 3)} R4 = {(l, 2)}

R2 = {(1, 2),(2, 3),(1, 3)} R5 = E x E

R3 = {(l, 1), (2, 2), (2, 3), (3, 2), (3, 3)}

Nyatakan apakah masing-masing relasi berikut adalah refleksif atau tidak.

Jawab:

Jika suatu relasi dalam E adalah refleksif maka (1, 1), (2, 2) dan (3, 3) harus

termasuk relasi R.

Dengan demikian R3 dan R5 bersifat refleksif.

21. Misalkan V = {1, 2, 3, 4) dan relasi R pada V yang didefinisikan sebagai R =

{(1,2), (3, 4), (2, 1), (3, 3)}. Apakah R simetris?

Jawab:

R tidaklah simetris, karena 3∈ V, 4∈ V, (3,4)∈R dan (4, 3)∉R.

22. Misalkan E = {1, 2, 3}. Pandang relasi-relasi berikut dalam E:

R1 = {(l, 1), (2, 1), (2,2), (3,2), (2,3)} R2 = {(l, 1)}

R3 = {(l, 2)} R4 = {(l, 1), (3, 2), (2, 3)}

R5 = E x E

Nyatakan apakah relasi-relasi ini simetris atau tidak?

Jawab:

(1) R1 tidaklah simetris karena (2, 1)∈ R1 tetapi (1, 2)∉R1

(2) R2 simetris.

(3) R3 tidaklah simetris karena (1, 2) ∈ R3 tetapi (2, 1) ∈ R3

(4) R4 Simetris



(5) R5 Simetris

23. Bilamana suatu relasi R dalam himpunan A tidak anti-simetris?

Jawab:

R tidaklah anti-simetris jika terdapat elemen-elemen a ∈ A, b ∈ A, a ≠ b

sehingga (a, b) ∈ R dan (b, a) ∈ R.

24. Misalkan W = {1, 2, 3, 4} dan R = {(1, 2), (3, 4), (2, 2), (3, 3), (2, 1)}. Apakah R

anti-simetris?

Jawab:

R tidaklah anti-simeteris karena 1∈ W, 2 ∈ W, 1 ≠ 2, (1, 2) ∈ R dan (2, 1) ∈ R.

25. Misalkan E = {1, 2, 3}. Pandang relasi-relasi berikut dalam E :

R1 = {(1,1), (2,1), (2,2), (3,2), (2,3)}

R2 = {(l, 1)}

R3 = {(l, 2)}

R4 = {(1,1), (2,3), (3,2)}

R5 = E x E

Nyatakan apakah masing-masing relasi ini anti-simetris atau tidak.

Jawab:

(1) R1 tidaklah anti-simetris karena (3,2) ∈ R, dan (2,3) ∈ R1 .

(2) R2 anti-simetris

(3) R3 anti-simetris.

(4) R4 tidaklah anti-simetris karena (2.3) ∈ R4 dan (3, 2) ∈ R4

(5) R5 tidak anti-simetris berdasarkan alasan yang sama sebagaimana

untuk R4

26. Misalkan E = {1, 2,3}. Berikan sebuah contoh dari suatu relasi R dalam E di

mana R tidaklah simetris dan anti-simetris.

R E L A S I


Jawab:

Relasi R = {(1,2),(2,1),(2,3)} tidak simetris karena (2,3) ∈ R tetapi (3,2)∉R.

R juga tidak anti-simetris karena (1, 2) ∈ R dan (2, 1)∈ R.

27. Misalkan himpunan W = {1, 2, 3, 4} dan relasi R = {(l, 2), (4, 3), (2, 2), (2, 1), (3,

1)}. Apakah R transitif ?

Jawab:

R tidaklah transitif karena (4, 3) ∈ R , (3, 1) ∈ R tetapi (4, 1)∉R.

28. Misalkan W = {1, 2, 3, 4} dan R = {(2, 2), (2, 3), (1, 4), (3, 2)}.

Apakah R transitif? Jawab:

R tidaklah transitif karena (3,2)∈ R, (2,3)∈ R tetapi. (3,3)∉R.

29. Misalkan E = { 1, 2, 3}. Pandang relasi-relasi berikut dalam E :

R1 = {(1, 2), (2, 2)} R4 = {(1, 1)}

R2 = {(1, 2), (2, 3), (1, 3), (2, 1), (1, 1)} R5 = E x E

R3 = {(1,2)}

Nyatakan apakah relasi-relasi ini transitif atau tidak.

Jawab:

Masing-masing relasi ini transitif kecuali R2 , R2 tidak transitif karena

(2,1) ∈ R2, (1,2) ∈ R2 , tetapi (2,2)∉R2

30.Masing-masing kalimat terbuka berikut mendefinisikan suatu relasi R data

bilangan-bilangan asli N. Nyatakan apakah masing-masingnya adalah suatu

relasi refleksif atau tidak

(1) lebih kecil atau sama dengan y

(2) “y habis dibagi oleh x

(3) " z + y = 10"

(4) " x dan y secara relatif bilangan prima".



Jawab:

(1) Karena a ≤ a untuk setiap a ∈ N maka (a, a) ∈ R. Oleh karena itu R adalah

refieksif.

(2) Karena setiap bilangan habis dibagi oleh dirinya sendiri maka relasi ini

refleksif.

(3) Karena 3 + 3 ≠ 10 maka 3 tidaklah berhubungan dengan dirinya sendiri.

Oleh karena itu R tidaklah refleksif.

(4) Pembagi terbesar untuk 5 dan 5 adalah 5; jadi (6, 5) ∈ f R. Oleh karena itu

R tidaklah retleksif.

31. Masing-masing kalimat terbuka berikut mendefinisikan suatu relasi R dalam

bilangan-bilangan asli A. Nyatakan apakah masing-masingnya adalah relasi

simetris atau tidak.

(1) “x lebih kecil daripada atau sama dengan y”

(2) “x habis dibagi oleh y”

(3) “x + y = 10”

(4) "x + 2y = 10”

Jawab:

(1) Karena 3 ≤ 5 tetapi 5 ≤ 3, maka (3,5)∈ R dan (5,3)∉R.

Jadi R tidaklah simetris.

(2) Karena 4 habis dibagi oleh 2 tetapi 2 tidak habis dibagi oleh 4, maka

(2,4)∈ R dan (4,2) ∉R. Oleh karena itu R tidaklah simetris.

(3) Jika a + b = 10 maka b + a = 10; atau dengan perkataan lain, jika (a, b)∈ R

maka (b, a) ∈ R. Oleh karena itu R adalah simetris.

(4) Perhatikan bahwa (2, 4)∈ R , tetapi (4, 2) ∉R , yakni 2 + 2(4) = 10 tetapi 4

+ 2(2) ≠10. Jadi R tidaklah simetris.

32. Buktikan: Misalkan R dan S adalah relasi-relasi simetris dalam himpunan A;

maka R ∩ S adalah suatu relasi simetris dalam A.

Jawab:

R E L A S I


Pertama perhatikan bahwa R dan S adalah subhimpunan dari A x A; oleh

karena itu R ∩ S adalah juga subhimpunan dari A x A dan dengan demikian

adalah suatu relasi dalam A.

Misalkan (a, b) termasuk R ∩ S. Maka (a, b)∈ R. dan (a, b)∈ S. Karena R dan

S adalah simetris, maka (b, a) juga termasuk R dan (b, a) juga termasuk S ;

oleh karena itu (b, a) ∈ R ∩ S.

Dengan memperlihatkan bahwa jika (a, b)∈ R ∩ S maka (b, a)∈ R ∩ S. oleh

karena itu R ∩ S adalah simetris.


bilangan-bilangan asli N. Nyatakan apakah masing-masing relasi ini anti-

simetris atau tidak.

(1) "x lebih kecil daripada atau sama dengan y "

(2) "x lebih kecil daripada y”

(3) "x + 2y = 10"

(4) "x habis dibagi oleh y"

Jawab:

(1) Karena a ≤ b dan b ≤ a menyatakan bahwa a = b, maka R anti-simetris.

(2) Jika a ≠ b, maka a < b atau b < a; oleh karena itu R anti-simetris.

(3) Himpunan jawab adalah R = {(2,4), (4,3), (6,2), (8,1)}. Perhatikan bahwa R

∩ 1R− = ∅, yang mana adalah subhimpunan dari "garis diagonal" N x N.

Oleh karena itu R anti-simetris.

(4) Karena b habis dibagi oleh a dan a habis dibagi oleh b menyatakan bahwa

a = b, maka R anti-simetris.


bilangan-bilangan asli N. Nyatakan apakah masing-masing relasi ini transitif

atau tidak.

(1) "x lebih kecil daripada atau sama dengan y”

(2) "y habis dibagi oleh x”



(3) “x + y = 10”

(4) “x + 2y = 5”

Jawab:

(1) Karena a ≤ b dan b ≤ c menyatakan bahwa a ≤ c, maka relasi ini transitif.

(2) Jika y habis dibagi oleh x dan z habis dibagi oleh y, maka z habis dibagi

oleh x, yaitu;

(x, y) ∈ R , (y, z) ∈ R menyatakan bahwa (x, z) ∈ R.

Oleh karena itu R transitif

(3) Perhatikan bahwa 2 + 8 = 10, 8 + 2 = 10 dan 2 +2 ≠10; Yaitu,

(2,8) ∈ R , (8,2) ∈ R tetapi (2,2)∉R

Oleh karena itu R tidak transitif.

(4) R tidak transitif, karena (3, 1)∈ R , (1, 2)∈ R tetapi (3,2)∉R; Yaitu,

3 + 2(l) = 5, 1 + 2(2) = 5 tetapi 3 + 2(2) ≠ 5

35. Buktikan jika suatu relasi R transitif, maka relasi invers 1R− juga transitif

Jawab:

Misalkan (a,b) dan (b,c) termasuk 1R− ; maka (c,b)∈ R dan (b,a)∈ R. Karena

transitif maka (c,a) juga termasuk R; oleh karena itu (a,c)∈ 1R− .

Kita telah memperlihatkan bahwa jika (a,b)∈ 1R− , (b,c)∈ 1R− maka (a,c)∈

1R− ; oleh karena itu 1R− transitif.

36. Misalkan R adalah relasi dalam bilangan-bilangan asli N yang didefinisikan oleh

kalimat terbuka "(x - y) dapat dibagi oleh 5"; yaitu misalkan

R = {(x, y) | x ∈ N, y ∈ N, (x - y) dapat dibagi oleh 5}

Buktikan bahwa R suatu relasi ekivalen.

Jawab:

Misalkan a∈ N; maka (a - a) = 0 dapat dibagi oleh 5, dan oleh karena itu (a,

a)∈ R. Jadi R refleksif.

R E L A S I


Misalkan (a, b)∈ R ; maka (a - b) dapat dibagi oleh 5, dan oleh karena itu (b -

a) = -(a - b) juga dapat dibagi oleh 5. Jadi (b, a) termasuk R. Karena jika (a,

b)∈ R maka (b, a)∈ R . Jadi R simetris,

Misalkan (a, b)∈ R dan (b, c)∈ R; maka (a - b) dan (b - c) masing-masing dapat

dibagi oleh 5. Oleh karena itu (a - c) - (a - b) + (b - c) juga dapat dibagi oleh 5,

yang berarti (a, c) termasuk R. Karena jika, (a, b) ∈ R dan (b, c) ∈ R maka (a,

c) ∈ R . Jadi R adalah transitif.

Karena R refleksif, simetris dan transitif maka menurut definisi R suatu relasi

ekivalen.

37. Misalkan R dan S adalah relasi-relasi dalam himpunan A. Buktikan kedua

pernyataan berikut:

(1) Jika R dan S simetris maka R ∪ S simetris.

(2) Jika R refleksif dan S sebarang relasi maka R ∪ S refleksif.

Jawab:

(1) Jika (a, b) ∈ R ∪ S , maka (a, b) termasuk R atau S, yang mana adalah

simetris. Oleh karena itu (b,a) juga termasuk R atau S. Maka (b, a) ∈ R ∪

S dan dengan demikian R ∪ S simetris.

(2) R refleksif jika dan hanya jika R memuat "garis diagonal" D dari A x A.

Tetapi D ⊂ R dan R ⊂ R ∪ S maka D ⊂ R ∪ S. Dengan demikian R ∪ S

refleksif.

38. Misalkan R dan S adalah relasi-relasi dalam himpunan A. Perlihatkan bahwa

masing-masing pernyataan berikut salah dengan memberikan contoh

berlawanannya yaitu suatu contoh di mana pernyataan ini tidak benar.

(1) Jika R anti-simetris dan S anti-simetris maka R ∪ S anti-simetris,

(2) Jika R transitif dan S transitif maka R ∪ S transitif.

Jawab:

(1) R = {(l, 2)} dan S = {(2, 1)} masing-masingnya anti-simetris ; tetapi R ∪ S =

{(1, 2), (2, 1)} tidak anti-simetris.



(2) R = {(1, 2)} dan S = {(2, 3)} masing-masingnya transitif; tetapi R ∪ S = {(1,

2), (2, 3)} tidak transitif.

39. Misalkan dua relasi R dan S yang didefinisikan sebagai R = {(x, y)|x∈ R#, y

∈ R#, y ≥ x2), dan S = {(x,y) | x ∈ R#, y ∈ R#, y ≤ x + 2)

Perhatikan bahwa R dan S kedua-duanya adalah relasi dalam bilangan-

bilangan riil.

(1) Buatlah sketsa relasi R ∩ S pada diagram koordinat R# x R#

(2) Carilah domain R ∩ S.

(3) Carilah jangkauan R ∩ S.

Jawab:

(1) Buatlah sketsa R pada diagram koordinat R# x R#, berikan R arsiran

dengan garis-garis miring yang condong ke kanan (////); dan pada diagram

koordinat yang sama, buatlah sketsa S dengan garis-garis miring yang

condong ke kiri (\\\\), seperti diperlihatkan dalam Gambar 1. Maka daerah

bergaris silang adalah R ∩ S. Jadi R ∩ S adalah yang diperlihatkan dalam

Gambar 2.

(2) Domain dari R ∩ S adalah [-1, 2], karena sebuah garis vertikal yang melalui

tiap-tiap titik dalam selang ini dan hanyalah titik-titik ini, akan memuat sebuah

titik dari R ∩ S.

(3) Jangkauan dari R ∩ S adalah [0, 4], karena sebuah garis horizontal yang

melalui tiap-tiap titik dalam selang ini dan hanyalah titik-titik ini, akan memuat

sekurang-kurangnya satu titik dari R ∩ S.

R dan S yang disketsa Gambar 1

(2, 4)

(-1,1)

Gambar 2

(2, 4)

(-1,1)

R E L A S I


40. Buktikan jika S, T, dan para iR ( untuk semua i berjalan pada himpunan index I

) adalah relasi relasi pada A, maka berlaku

(a) 1 1 1(ST) T S− − −=

(b) 11i i i i( R ) R −− =I I

(c) 11i i i i( R ) R −− =U U

Jawab:

Menggunakan definisi relasi sehingga diperoleh:

(a). 1(a, b) (ST) jika dan hanya jika (b,a) ST−∈ ∈

( c A)dengan (b,c) S (c,a) T↔ ∃ ∈ ∈ ∧ ∈

1 1( c A)dengan (c, b) S (a,c) T− −↔ ∃ ∈ ∈ ∧ ∈

1 1( c A)dengan (a,c) T (c,b) S− −↔ ∃ ∈ ∈ ∧ ∈

1 1(a, b) T S− −↔ ∈

Jadi 1 1 1(ST) T S− − −=

(b). Ambil index set I , , ,......α β γ=

1i i i i(a, b) ( R ) jika dan hanya jika (b,a) R−∈ ∈I I

(b,a) R (b,a) R (b,a) R ......α β γ↔ ∈ ∧ ∈ ∧ ∈ ∧

1 1 1(a, b) R (a, b) R (a, b) R ......α β γ− − −↔ ∈ ∧ ∈ ∧ ∈ ∧

1ii(a, b) R−↔ ∈ I

Jadi 1 1i i i i( R ) R− −=I I

(c). Ambil index set I , , ,......α β γ=

1i i(a,b) ( R )−∈ U jika dan hanya jika i i(b,a) R∈ U

(b,a) R (b,a) R (b,a) R ......↔ ∈ ∨ ∈ ∨ ∈ ∨α β γ

1 1 1(a,b) R (a,b) R (a,b) R ......− − −↔ ∈ ∨ ∈ ∨ ∈ ∨α β γ



1i i(a,b) R−↔ ∈ U

Jadi 1 1i i i i( R ) R− −=U U

SOAL SOAL LATIHAN

1. Misalkan R relasi pada A = {2, 3, 4, 5} di definisikan oleh “x dan y” relatif

prima” yaitu pembagi bersama dari x dan y hanyalah bilangan “satu”

(a) Tuliskan R sebagai himpunan pasangan terurut.

(b) Gambarkan R pada diagram koordinat A x A

(c) Tentukan 1R− .

2. Misalkan N = {1, 2, 3, …..} dan R relasi di N yang didefinisikan sebagai x + 2y

= 8, yakni R = {(x, y) / x, y ∈ N, x + 2y = 8}

(a) Tulis R sebagai himpunan pasangan terurut.

(b) Tentukan 1R− .

3. Misalkan W = {1, 2, 3, 4}. Perhatikan relasi-relasi dalam W berikut ini :

R1 = {(1,1), (1,2)}

R2 = {(1,1), (2,3), (4,1)}

R3 = {(1,2), (2,4)}

R4 = {(1,1), (2,2), (3,3)}

R5 = W x W

R6 = ∅

Selidiki apakah masing-masing relasi diatas bersifat (a) refleksif (b) simetris (c)

transitif

4. Misalkan R relasi tegak lurus pada himpunan garis pada bidang. Tentukan

apakah R : (i) refleksif (ii) Simetris (iii) transitif atau (iv) ekivalensi.

5. Misalkan W = {1, 2, 3, 4, 5, 6}. Tentukan apakah masing-masing berikut ini

merupakan partisi pada W atau bukan:

R E L A S I


(a) [{1,3,5}, {2,4}, {3,6}] (c). [{1,5}, {2}, {4}, {1,5}, {3,6}]

(b) [{1,5}, {2}, {3,6}] (d). [ {1,2,3,4,5,6}]

6. Tentukan semua partisi dari A = {1,2,3}

7. Misalkan R adalah relasi dalam B = {2, 3, 4, 5, 6} yang didefinisikan oleh

kalimat terbuka "| x - y | dapat dibagi oleh 3” Tuliskan R sebagai himpunan dari

pasangan-pasangan terurut.

8. Misalkan C = {1, 2, 3, 4, 5}, dan relasi R dalam C adalah himpunan titik-titik

yang diperlihatkan dalam diagram koordinat C x C berikut.

(a) Nyatakan apakah masing-masing pernyataan benar atau salah: (a) 1 R 4,

(b) 2 R 5, (c) 3 R 1, (d) 5 R 3.

(b) Tuliskan masing-masing subhimpunan C berikut dalam bentuk

pendaftaran:

{x | 3 R x}

{x | (4, x) ∈ R}

{x | (x, 2) ∉R}

{x | x R 5)

(c) Carilah domain dari R,

(d) Tentukan jangkauan R,

(e) Definisikan 1R−

9. Diketahui R = {(x, y) | x∈R# , y∈R#, x2+ 4y2 ≤ 16}.

(a) Buatlah sketsa R pada diagram koordinat R# x R#.

2

3

4

1 2 3

1

4 5

5

C

C



(b) Carilah ranah dari R,

(c) Tentukan jangkauan R.

10. Jika R = {(x, y) | x∈R#, y∈R#, x2 – y2 ≤ 4}, maka:

(a) Buatlah sketsa R pada diagram koordinat R# x R#.


(c) Tentukan jangkauan dariR.

(d) Definisikan R-1.

11. Suatu relasi R pada bilangan-bilangan asli N yang didefinisikan oleh kalimat

terbuka "x + 3y = 12" dinyatakan sebagai :

R = {(x, y) | x ∈ N, y ∈N, x + 3y = 12}

(a) Tuliskan R sebagai himpunan pasangan-pasangan terurut.


(c). Tentukan jangkauan dari R,

(d) Definisikan 1R−

12. Misalkan R suatu relasi dalam bilangan-bilangan asli N yang didefinisikan

sebagai “2x + 4y = 15”.

(a) Tuliskan R sebagai himpumn pasangan-pasangan terurut.


(c) Tentukan jangkauan dariR,

(d) Definisikan relasi invers 1R−

13. Nyatakan masing-msing pernyataan berikut benar atau salah. Anggaplah R

dan S adalah relasi-relasi dalam himpunan A.

(a) Jika R simetris maka 1R− simetris.

(b) Jika R anti-simetris, maka 1R− anti-simetris.

(c) Jika R refleksif, maka R ∩ 1R− ≠ ∅.

(d) Jika R simetris, maka R ∩ 1R− ≠ ∅.

(e) Jika R transitif dan S transitif, maka R ∪ S transitif.

(f) Jika R transitif dan S transitif, maka R ∩ S transitif.

R E L A S I


(g) Jika R anti-simetris dan S anti-simetris maka R ∪ S anti-simetris.

(h) Jika R anti-simetris dan S anti-simetris maka R ∩ S anti-simetris.

(i) Jika R refleksif dan S refleksif, maka R ∪ S refleksif.

(j) Jika R refleksif dan S refleksif, maka R ∩ S refleksif.

14. Misalkan L adalah himpunan dari garis-garis dalam bidang Euclid dan R

adalah relasi dalam L yang didefinisikan oleh "x sejajar y". Nyatakan apakah

relasi R (1) refleksif, (2) simetris, (3) anti-simetris, (4) transitif, ataukah tidak.

(Anggap sebuah garis sejajar dirinya sendiri).

15. Misalkan L himpunan dari garis-garis dalam bidang Euclid dan R adalah relasi

dalam L yang didefinisikan oleh "x tegak lurus y". Nyatakan apakah R (1)

refleksif, (2) simetris, (3) anti-simetris, (4) transitif.

16. Misalkan A keluarga himpunan-himpunan dan R adalah relasi dalam A yang

didefinisikan oleh "x terpisah dari y". Nyatakan apakah R (1) refleksif, (2)

simetris, (3) anti-simetris, (4) transitif, ataukah tidak.

17. Masing-masing kalimat terbuka berikut mendefinisikan suatu relasi dalam

bilangan-bilangan asli N.

(a) “x lebih besar daripada y”

(b) "x adalah kelipatan y"

(c) “x kali y adalah kuadrat dari sebuah bilangan”.

(d) "x + 3y = 12"

Nyatakan apakah masing-masing relasi tersebut (a) refleksif, (b) simetris, (c)

anti-simetris, (d) transitif, ataukah tidak.

18. Pandang relasi-relasi dalam bilangan-bilangan riil berikut ini:

R = {(x, y) | x∈R#, y∈R#, x2 + y# ≤ 25}

S = {(x, y) | x∈R#, y∈R#, y ≥ 4x2/9}

(a) Buatlah sketsa relasi R ∩ R' pada diagram koordinat R# x R#.

(b) Carilah ranah dari R ∩ S

(c) Tentukan jangkauan dari R ∩ S.



19. Pandang masing-masing himpunan dari pasangan-pasangan bilangan riil

berikut merupakan relasi-relasi dalam R# .

(a) {(x, y) | x2 + y2 ≤ 25} ∩ {(x, y) | y ≥ 3x / 4}

(b) {(x, y) | x2 + y2 ≥ 25} ∩ {(x, y) | y ≥ 4x2 / 9}

(c) {(x, y) | x2 + y2 ≤ 25} ∪ {(x, y) | y ≥ 4x2 / 9}

(d) {(x, y) | x2 + y2 < 25} ∩ {{x, y) | y < 3x/4}

Buatlah sketsa masing-masing relasi diatas pada diagram koordinat R# x R#

dan nyatakan ranah dan jangkauannya.

20. Misalkan A adalah himpunan orang-orang. Setiap kalimat terbuka di bawah ini

mendefinisikan suatu relasi dalam A. Untuk masing-masing relasi dibawah ini,

carilah suatu kalimat terbuka yang disebut "kalimat invers", yang

mendefinisikan relasi invers.

(a) "x suami dari y" (d) "x lebih kaya daripada y"

(b) "x, lebih tua daripada y" (e). "x lebih cerdas daripada y"

(c) "x lebih tinggi daripada y"

21. Misalkan N bilangan-bilangan asli. Masing-masing kalimat terbuka di bawah

ini mendefinisikan suatu relasi dalam N. Carilah suatu kalimat terbuka yang

mana mendefinisikan relasi invers untuk masing-masing relasi ini.

(a) "x lebih besar daripada y"

(b) "x lebih berat daripada atau sama dengan y"

(c) "x adalah kelipatan y"

(d) "2x + 3y = 30"

22. Matriks M berikut menyatakan relasi R pada I = {1, 2, 3, 4, 5, 6}

1 0 0 1 0 11 1 0 0 0 10 0 1 1 0 10 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 1 1 0 0 0

M

=

R E L A S I


a). Tulis R sebagai pasagan terurut

b). Tentukan domain, range dan relasi invers dari R

23. Buatlah graf untuk R pada soal no 22

bab 5. relasi - directory ummdirectory.umm.ac.id/labkom_ict/math/sem_3/matematika diskret... ·...

Documents