teori himpunan logika matematika - dunia saya · pdf fileteori himpunan _____ 89 modul logika...

_______________________________________________ 87 MODUL LOGIKA MATEMATIKA

TEORI HIMPUNAN SMTS 1101 / 3SKS

LOGIKA MATEMATIKA

Disusun Oleh :

Dra. Noeryanti, M.Si


______________________________________________ 88 MODUL LOGIKA MATEMATIKA

DAFTAR ISI

Cover pokok bahasan .................................................................. 87

Daftar isi ..................................................................................... 88

Judul Pokok Bahasan ......................................................................... 89

4.1. Pengantar .................................................................................... 89

4.2. Kompetensi .................................................................................. 89

4.3. Uraian Materi ................................................................. 89

4.3.1 Cara Menulis Himpunan ............................................... 90

4.3.2 Macam-macam Himpunan ............................................ 91

4.3.3. Operasi-operasi Himpunan ............................................. 95

a. Gabungan .............................................................. 95

b. Irisan ............................................................... 96

c. Komplemen ......................................................... 97

d. Selisih ........................................................ 98

e. Selisih simetris .................................................... 98

4.3.4 Hukum-hukum Aljabar Himpunan.................................. 98

4.3.5. Pergandaan Himpunan ................................................ 100

4.3.6 Keluarga Himpunan ........................................................ 102

4.3.7. Partisi (penggolongan) ..................................................... 103

Rangkuman .................................................................................... 104

Soal-penyelesaian ................................................................. 107

Soal-soal latihan ............................................................................. 113

TEORI HIMPUNAN


TEORI HIMPUNAN

4.1 Pengantar

Setelah mahasiswa mempelajari tentang materi pokok proposisi di bab

sebelumnya, diharapkan mampu menggunakanya dalam pembahasan di modul ini.

Disisni akan membahas tentang konsep-konsep dasar teori himpunan yang sering

digunakan di bidang lain.

4.2 Kompetensi

Setelah mempelajari materi pokok bahasan disini, mahasiswa diharapkan:

a. Mampu menggunakan konsep-konsep dasar teori himpunan secara benar.

b. Mampu melakukan hitungan-hitungan dalam operasi-operasi himpunan antara

lain gabungan, irisan, komplemen, selisih, pergandaan himpunan, dan partisi.

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

4.3 Uraian Materi

Dalam upaya untuk melakukan pengamatan, pengumpulan, penghimpunan,

atau pemisahan (mengklasifikasikan) dari suatu obyek-obyek menurut sifatnya, perlu

adanya pengertian tentang himpunan. Menghimpun adalah suatu kegiatan yang

berhubungan dengan berbagai obyek dan mempunyai suatu sifat yang dimiliki

bersama. Jadi himpunan adalah kumpulan dari obyek-obyek yang mempunyai sifat

tertentu dan didefinisikan secara jelas. Kumpulan ini dapat berupa daftar, koleksi atau

kelas. Sedangkan obyek-obyek dalam kumpulan dapat berupa benda, orang,

bilangan-bilangan atau huruf. Obyek-obyek ini disebut anggota, unsur atau elemen

dari himpunan tersebut. Karena obyek-obyek dalam himpunan telah didefisnisikan

secara jelas, sehingga dapat dibedakan obyek mana yang menjadi anggota dan

obyek mana yang bukan menjadi anggota.

Contoh (4.1):

1. Himpuanan semua huruf hidup dari abjad, yaitu a, i, u, e, o

2. Himpuanan semua bilangan riel x yang memenuhi 2 3 4 0x x− − =



3. Himpunan semua bilangan genap, yaitu 0, ± 2, ± 6, ± 8, . . . . .

4. Himpunan semua bilangan riel x yang memenuhi 2 3 0x + =

Himpunan-himpunan yang akan dibahas disini kita beri simbol dengan huruf

besar dari abjad : A, B, C, ..….,K, L, M,……. ,X ,Y, Z. Sedangkan anggota-anggota

dari himpunanya ditulis dengan huruf kecil a, b, …….. x, y, ….. dan seterusnya.

Jika x anggota dari himpunan A, maka dinyatakan x ∈ A. Dan jika x bukan

anggota dari himpunan A, maka ditulis x ∉ A.

4.3.1. Cara Penulisan Himpunan

Untuk menuliskan atau menyatakan himpunan seperti pada contoh-contoh

di atas diraskan sangat bertele-tele tidak singkat. Oleh karena itu diperlukan cara

menuliskan secara matematis, singkat dan jelas. Di dalam konsep teori himpunan,

ada tiga cara dalam penulisan himpunan antara lain:

1. Dengan cara mendaftar setiap anggota-anggotanya, diantara dua tanda kurung

kurawal.

Contoh (4.2): a. A = { a, b, c, x, k } artinya

A merupakan suatu himpunan dengan anggota-anggotanya adalah

a, b, c, x, dan k.

b. B = {Niken, Aisya, Aji} artinya

B merupakan suatu himpunan dengan anggota-anggotanya adalah

Niken, Aisya dan Aji.

c. C adalah himpunan semua bilangan x yang memenuhi x2 – 3x – 4 = 0

Jadi C = {-1, 4}

2. Dengan cara menyebut sifat-sifat yang dimiliki setiap anggotanya.

Contoh (4.3):

D = himpunan bilangan riil.

E = himpunan orang-orang asing.

3. Dengan menyatakan syarat keanggotaannya.

TEORI HIMPUNAN


Contoh (4.4):

F = {x / x adalah bilangan riil}

G = {x / x adalah orang asing}

4.3.2. Macam-macam Himpunan.

Berdasarkan pengamatan dengan memperhatikan jumlah anggotanya,

himpunan terbagi menjadi beberapa macam :

1. Himpunan kosong (himpunan hampa)

Himpunan kosong adalah himpunan yang tidak mempunyai anggota.

Sering dinyatakan sebagai ∅ atau { }.

Contoh (4.5) :

Himpunan semua bilangan riil x yang memenuhi 2 3 0x + =

Atau

2 3 0H {x / x bilanganriil, x }= = + =

ditulis H = ∅

2. Himpunan Semesta

Himpunan semesta adalah himpunan yang anggota-anggotanya terdiri atas

semua obyek yang sedang dibicarakan. Biasanya ditulis S atau U (singkatan dari

Universal).

Contoh (4.6): S = { 5, 7, -4, 9}, A = {7, 9}

Dikatakan

S merupakan semesta dari himpunan A.

3. Himpunan berhingga dan himpunan tak berhingga (infinit).

Himpunan dikatakan berhingga jika ia mempunyai anggota-anggota yang

banyaknya berhingga. Sedangkan himpunan dikatakan tak berhingga jika himpunan

tersebut mempunyai anggota-anggota yang banyaknya tak berhingga.



Contoh (4.7): a. H = {x / x = himpunan bilangan-bilangan bulat positif } = {1, 2, 3, ……}

H disebut himpunan tak berhingga.

b. K = { Ani, Joko, Tuti}

K disebut himpunan berhingga.

4. Himpunan Bagian (Subset).

Himpunan A dikatakan himpunan bagian (subset) dari himpunan B ditulis “

A ⊆ B ”, jika setiap anggota A merupakan anggota dari B.

Dinyatakan dengan simbol : A ⊆ B jika dan hanya jika (∀x) x∈A → x ∈ B.

Contoh (4.8) :

Misal xA = { /x = bilangan bulat positif } dan xB = { /x = bilangan riil}

maka A ⊆ B

Sebab setiap elemen dalam A merupakan elemen dalam B, tetapi tidak

sebaliknya.

Teorema (4.1):

“Himpunan kosong ∅ merupakan himpunan bagian setiap himpunan” atau

ditulis sebagai ∅ ⊆ H. ( dimana H adalah sembarang himpunan)

Artinya :

x∀ x x Hφ∈ → ∈ . Implikasi ini bernilai benar. Dimana anteseden salah

dan konsekuennya benar.

Bukti : [Teorema 4.1]

Akan ditunjukkan : ∅ ⊆ H. menggunakan Reductio Ad Absurdum

Andaikan himpunan ∅ bukan himpunan bagian dari H,

ditulis H∅ ⊄ atau H ∅ ⊆

Diturunkan menjadi:

H x x x H∅ ⊆ ↔ ∀ ∈ ∅ → ∈

x x x H↔ ∃ ∈ ∅ ⇒ ∈

TEORI HIMPUNAN


x x . . x H↔ ∃ ∈ ∅ ∧ ∈

x x . . x H ↔ ∃ ∈ ∅ ∧ ∉ ) ( mustahil

Karena himpunan kosong ∅ tidak mempunyai anggota, maka kalimat terakhir

ini bernilai salah.

Pengandaian harus diingkar Yaitu himpunan kosong merupakan himpunan

bagian dari setiap himpunan dinyatakan ∅ ⊆ H.

Jadi terbukti bahwa himpunan kosong ∅ merupakan himpunan bagian setiap

himpunan.

Contoh (4.9):

Misal : A = {1, 2, 3} dan B = {1, 2, 3, 4, 7, 9}

Himpunan A merupakan himpunan bagian dari himunan B

5. Kesamaan Himpunan.

Dua himpunan A dan B dikatakan sama, ditulis “ A = B ”, jika dan hanya jika

A ⊆ B dan B ⊆ A. Dinyatakan dengan simbol

A = B jika dan hanya jika A ⊆ B dan B ⊆ A

A = B ↔ (∀x, x ∈ A → x ∈ B) .∧. (∀x, x ∈ B → x ∈ A)

Akibat adanya definisi kesamaan dua himpunan ini, maka

a). ⊂A B apabila A merupakan himpunan bagian murni dari B.

artiya A himpunan bagian dari b tetapi A ≠ B

b). ⊆A B apabila A merupakan himpunan bagian dari B.

⊂A B , A ≠ B A=B

B A

U U

A=B



Contoh (4.10) :

Misalkan A = {a, b, c, d}, B = { c, b, a, d}, dan C={ a,b, b, a, c, d}

A, B dan C adalah himpunan – himpunan yang sama

Yaitu A = B = C

6. Himpunan Berpotongan.

Dua himpunan A dan B dikatakan berpotongan ditulis “A ∝ B” jika dan

hanya jika ada anggota A yang menjadi anggota B.

Contoh (4.11):

Misalkan himpunan A = {3, 4, 5, 6} dan B = {2, 5, 8}

A dan B adalah dua himpunan yang saling berpotongan.

7. Himpunan Lepas

Dua himpunan A dan B dikatakan lepas ditulis “A // B” jika dan hanya jika

kedua himpunan tersebut tidak kosong dan tidak mempunyai anggota yang sama.

Contoh (4.12):

Misalnya xA = { /x = bilangan bulat positif}

xB = { /x = bilangan bulat negatif}

Maka A dan B merupakan dua himpunan yang saling lepas.

Telah dikemukakan diatas bahwa anggota dari suatu himpunan itu dapat

berupa obyek apa saja. Jadi dapat terjadi bahwa anggota suatu himpunan adalah

himpunan. Agar istilah yang digunakan tidak membingungkan, maka himpunan yang

mempunyai anggota himpunan ini kita namakan Famili himpunan. Diberi notasi

huruf besar latin: A, B,C,D, .....

TEORI HIMPUNAN


Contoh (4.13):

a. Misalkan A = {{2,5}, {3},{4,6}}, maka A adalah suatu famili himpunan

dengan anggota-anggotanya adalah {2,5}, {3}, dan {4,6}

b. Pandang himpunan B = {1,3}, 2 ,{4,6,8},{5}, 7}. Himpunan B ini bukan suatu

famili himpunan karena 2 dan 7 bukan himpunan.

Contoh (4.13):

Misalkan A suatu himpunan. Famili semua himpunan bagian dari A ditulis

P(A). Jika A = {a, b, c, d} tentukan P(A)

Jawab:

Himpunan-himpunan bagian dari A adalah:

∅, {a}, {b}, {c}, {d},

{a,b}, {a,c}, {a,d}, {b,c}, {b,d}, {c,d},

{a,b,c}, {a,b,d}, {a,c,d}, {b,c,d},

{a,b,c,d} ada 16 anggota

Jadi P(A)= {∅, {a}, {b}, {c}, {d},{a,b}, {a,c}, {a,d}, {b,c}, {b,d}, {c,d},{a,b,c}, {a,b,d},

{a,c,d}, {b,c,d}, {a,b,c,d}}

Catatan:

Jika A suatu himpunan dengan n-anggota, maka famili dari A ditulis P(A) dengan

jumlah anggotanya ada 2n .

Untuk contoh (4.13), n = 4 sehingga P(A) = 2n = 42 16=

4.3.3. Operasi-Operasi Dalam Himpunan.

1. Gabungan ( Union ).

Gabungan dua himpunan A dan himpunan B ditulis “A ∪ B”, adalah

himpunan yang anggota-anggotanya terdiri atas anggota A, atau anggota B, atau

sekaligus kedua-keduanya. Atau A ∪ B didefinisikan sebagai :



(A ∪ B) = {x / x ∈ A .∨. x ∈ B}

atau

x∈( A ∪ B ) ↔ ∀x x ∈ A .∨. x ∈ B

Diagram venn untuk A ∪ B adalah suatu daerah yang diberi tanda

Contoh (4.14):

Misalkan A = { a, b, c } dan B = { b, c, d, e }

A ∪ B = { a, b, c, d, e }

B ∪ A = { a, b, c, d, e }

Kesimpulan A ∪ B = B ∪ A = { a, b, c, d, e }

A ∪ A = A dan B ∪ B = B

2. Irisan ( Intersection )

Irisan dua himpunan A dan himpunan B ditulis “A ∩ B”, adalah himpunan

yang anggota-anggotanya terdiri atas anggota A dan sekaligus anggota B.

didefinikan sebagai:

(A ∩ B) = {x / x ∈ A.∧. x ∈ B}.

atau

x∈( A ∩ B ) ↔ ∀x x ∈ A .∧. x ∈ B

Diagram venn A ∩ B digambarkan sebagai daerah yan diarsir (ditengah)

A B∩ = ∅ A B∩ ≠∅

A B

A B

A ∪ B

A B∩

B B A A

TEORI HIMPUNAN


Contoh (4.15):

Misalkan A ={ a, b, c } , B = { b, c, d, e } dan C = {a,b,c,e,f}

A ∩ B = { b, c }

B ∩ A = { b, c }

B ∩ C = {b, c, e}

(A ∩ B) ∩ C = { b, c }

A ∩ (B ∩ C) = { b, c }

Kesimpulan

1. A ∩ A = A dan B ∩ B = B

2. A ∩ B = B ∩ A

3. (A ∩ B) ∩ C = A ∩ (B ∩ C)

3. Komplemen.

Komplemen dari himpunan A ditulis cA atau Al adalah himpunan yang

anggota-anggotanya dalam semesta (S) yang bukan anggota A. Atau cA

didefinisikan sebagai :

c xA = { /x A x S }∉ ∧ ∈

atau

cx A ( x) x A∈ ↔ ∀ ∉

cA

Contoh (4.16):

Misalkan S = { a, b, c, d, e, f, g, h } dan A = { b, d, e, h }

cA = { a, c, f, g }

A

S



4. Selisih Dua Himpunan

Selisih dua himpunan A dan himpunan B ditulis “A – B” atau “A ∩ Bc ” adalah

himpunan yang anggota-anggotanya terdiri atas anggota A dan bukan anggota.

Atau A – B didefinikan sebagai:

A – B = x{ /x A x B} ∈ ∧ ∉

= x c{ /x A x B } ∈ ∧ ∈

= A ∩ cB

Contoh (4.17):

Misalkan A = { a, b, c, d, e } dan B = { b, d, e, g, h }

A – B = { a, c }

B – A = { b, c }

Kesimpulan: umumnya: A – B ≠ B – A

5. Jumlah Dua Himpunan (Selisih Simetri)

Jumlah dua himpunan A dan himpunan B ditulis “A ⊕ B” adalah himpunan

yang anggota-anggotanya terdiri atas anggota A yang bukan anggota B dan

anggota B yang bukan anggota A. Atau A ⊕ B didefinikan sebagai :

A ⊕ B = {x / x ∈ (A – B) .∨. x ∈ (B – A)}

atau

A ⊕ B = {x/x ∈ (A ∪ B) .∧. x ∉ (B ∩ A)}

A B (A B) (A B)⊕ = ∪ − ∩

A B⊕

Contoh (4.18):

Misalkan A = { a, b, c, d, e } dan B = { b, d, e, f, g, h }

A ∪ B = { a, b, c, d, e, f, g, h }

A B

A B−

TEORI HIMPUNAN


A ∩ B = { b, d, e }

A ⊕ B = { a, c, f, g, h }

B ⊕ A = { a, c, f, g, h }

Kesimpulan A ⊕ B = B ⊕ A

4.3.4. Hukum-hukum Aljabar Hipunan

1. Hukum Idempoten: a. A A A∪ = b. A A A∩ =

2. Hukum Assosiatif : a. (A B) C A (B C)∪ ∪ = ∪ ∪

b. (A B) C A (B C)∩ ∩ = ∩ ∩

3. Hukum Komulatif: a. A B B A∪ = ∪

b. A B B A∩ = ∩

4. Hukum Distributif : a. (A B) C (A B) (A C)∪ ∩ = ∩ ∪ ∩

b. A (B C) (A B) (A C)∪ ∩ = ∪ ∩ ∪

c. (A B) C (A C) (B C)∩ ∪ = ∪ ∩ ∪

d. A (B C) (A B) (A C)∩ ∪ = ∩ ∪ ∩

5. Hukum identitas: a. A ∪ ∅ = A b. A S A∩ =

6. Hukum identitas: a. A S S∪ = b. A ∩ ∅ = ∅

7. Hukum Komplemen: a. cA A S∪ = b. cA A∩ = ∅

8. Hukum Komplemen: a. c c(A ) A= b. cS = ∅ dan ∅c = S

9. Hukum De Morgan: a. (A ∪ B)c = Ac ∩ Bc

b. (A ∩ B)c = Ac ∪ Bc



4.3.5. Pergandaan Himpunan

Secara intuitif, pasangan (x,y) dikatakan pasangan terurut, atau berurutan

dengan x dikatakan urutan pertama dan y urutan kedua.

Dua pasangan terurut (a, b) dan (c, d) dikatakan sama jika hanya jika a = c

dan b = d. Dapat ditulis sebagai :

(a, b) = (c, d) ↔ a = c . ∧ . b = d.

Dapat diperluas menjadi n–pasangan terurut yaitu :

(a1, a2, ….., an) = (b1, b2, ... bn) ↔ ai = bi, untuk i = 1, 2, …..n.

Contoh (4.17):

1) (2, 5) dan (5, 2) merupakan dua pasangan yang berbeda.

2) Setiap titik-titik pada koordinat kartesius menyetakan pasangan terurut

dari bilangan-bilangan riil.

3) Himpunan {3, 2, 7} bukan pasangan terurut, sebab 3, 2 dan 7 tidak

mempunyai urutan.

Definisi: [Pergandaan Kartesius]

Jika A dan B sembarang himpunan, maka perkalian dua himpuan A dan B

ditulis A x B adalah himpunan dari semua pasangan terurut berbentuk (x,y) dengan

x ∈ A dan y ∈ B . Perkalian ini juga disebut “pergandaan Kartesius (Cartesian

product)”

Secara matematis dinyatakan sebagai:

{ }= ∈ ∧ ∈(x,y)A xB / x A y B

Atau

(x, y) ∈ A x B ↔ ∀(x, y) x ∈ A .∧. y ∈ B

TEORI HIMPUNAN


• Jika himpunan A mempunyai n-anggota dan himpunan B mempunyai m-

anggota maka perkalian himpunan A x B mempunyai (nxm) anggota

• Jika A dan B adalah dua himpunan kosong, maka A x B adalah himpunan

kosong, yaitu A = ∅ atau B = ∅, maka A x B = ∅.

• Jika H adalah suatu himpunan yang tidak kosong, maka hasil ganda terhadap

dirinya sendiri dinyatakan sebagai A x A atau A2

.

Contoh (4.18):

Misalkan H = {1, 3, 7},

maka

H x H = {(1,1), (1,3), (1,7), (3,1), (3,3), (3,7), (7,1), (7,3), (7,7)}

Diagram koordinatnya sbb: :

• Pada umumnya pergandaan himpunan tidak mempunyai sifat kumutatif yaitu

A x B ≠ B x A.

Contoh (4.19):

Ambil H = {a, b} dan K = {c, d}

maka

Diagram Koordinat H x H

0

1

3

7

y

1 3 7x



H x K = {(a, c), (a, d), (b, c), (b ,d)} dan

K x H = {(c, a), (c, b), (d, a), (d, b)}

Karena (a, c) ≠ (c, a), (a, d) ≠ (d, a), (b, c) ≠ (c, b) dan (b, d) ≠ (d, b)

maka (H x K) ≠ (K x H)

4.3.5. Keluarga Himpunan , Hipunan Kuasa dan Himpunan Indeks

1. Keluarga himpunan

Yang dimaksud keluarga himpunan adalah himpunan dimana obyek-obyeknya

terdiri atas himpunan-himpunan. Biasanya dinyatakan dengan huruf skrip

(Script Letter) seperti A, B, ….. dan seterusnya, atau dapat juga dengan huruf

besar biasa.

Contoh(4.20) :

A = { {2}, {a}, {1,3} }

B = {{1,3},{2},{2,3,5},{6,79}}

2. Himpunan kuasa ,

Yang dimaksud himpunan kuasa dari himpunan A ditulis 2A

adalah keluarga

himpunan yang obyek-obyeknya terdiri atas himpunan bagian (subset) dari A.

Contoh(4.21) :

Misalkan A = {a, b}, maka

Himpunan kuasa dari A = 2A = { ∅, {a}, {b}, {a, b} }

Dengan banyakanggota nya = n(A) = n(2A) = 22 = 4 anggota.

3. Himpunan indeks

Yang dimaksud himpunan indeks ditulis I adalah himpunan yang terdiri atas

indeks-indeks.

TEORI HIMPUNAN


Contoh (4.22) :

1. Misalkan I = {1, 2, 3,…..}

Maka

1 2ii I

H H H ........I∈

= ∩ ∩ adalah keluarga himpunan

1 2ii I

H H H ......U∈

= ∪ ∪ adalah keluarga himpunan

2. Misalkan I = { α, β, χ, …..}

Maka

ii I

H H H .........α β∈

= ∩ ∩I adalah keluarga himpunan

ii I

H H H ........α βU∈

= ∪ ∪ adalah keluarga himpunan

4.3.6. Partisi ( penggolongan )

Suatu partisi pada himpunan X adalah suatu cara untuk membagi

himpunan X menjadi beberapa himpunan bagian yang saling lepas, dan gabungan

dari himpunan-himpunan bagian tersebut sama dengan X. Himpunan bagian pada

suatu partisi disebut “sel” ( katakan iA = sel; 1,2,....i m= ). Jadi koleksi dari

himpunan-himpunan bagian X yaitu 1 2{ , ,....., }mX A A A= disebut suatu partisi

atau penggolongan jika memenuhi syarat :

(1)

m

1 2 m i1

X A A ....... A A=

= ∪ ∪ ∪ =iU

(2) Ai ∩ Aj = ∅; untuk setiap i jA A≠

Contoh (4.23):

Misalkan X = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}.

Perhatikan kelas-kelas pada himpunan bagian X.

(i) {{1, 3, 5}, {2, 5}, {4, 8, 9}}

(ii) {{1, 3, 5}, {2, 4, 6, 8}, {5, 7, 9}}



(iii) {{1, 3, 5}, {2, 4, 6, 8}, {7, 9}}

maka

(i) . Bukan partisi dari X, sebab 7∈ X , tetapi 7 tidak termasuk pada

suatu sel.

(ii). Bukan partisi dari X, sebab 5∈X dan 5∈{1, 3, 5}sekaligus 5∈{5, 7, 9}

(iii). Prtisi dari X, sebab X = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

Rangkuman

1. Himpunan-himpunan diberi simbol dengan huruf besar dari abjad : A, B, C,

..….,K, L, M,……. ,X ,Y, Z. Sedangkan anggota-anggotanya ditulis dengan huruf

kecil a, b, …….. x, y, ….. dan seterusnya.

2. Ada tiga cara dalam penulisan himpunan antara lain: a. Dengan cara mendaftar setiap anggota-anggotanya, diantara dua tanda

kurung kurawal.

b. Dengan cara menyebut sifat-sifat yang dimiliki setiap anggotanya.

c. Dengan menyatakan syarat keanggotaannya.

3. Macam-macam Himpunan.

a. Himpunan adalah himpunan yang tidak mempunyai anggota. Sering

dinyatakan sebagai ∅ atau { }.

b. Himpunan semesta adalah himpunan dari semua obyek yang sedang

dibicarakan. Biasanya ditulis S atau U.

c. Himpunan dikatakan berhingga jika ia mempunyai anggota-anggota yang

banyaknya berhingga. Sedangkan himpunan dikatakan tak berhingga jika

himpunan tersebut mempunyai anggota-anggota yang banyaknya tak

berhingga.

TEORI HIMPUNAN


d. Himpunan A dikatakan himpunan bagian (subset) dari himpunan B ditulis “

A ⊆ B ”, jika setiap anggota A merupakan anggota dari B. Dinyatakan

dengan simbol A ⊆ B jika dan hanya jika (∀x) x∈A → x ∈ B.

4. Teorema (4.1):

“Himpunan kosong ∅ merupakan himpunan bagian setiap himpunan” atau

ditulis sebagai ∅ ⊆ H. ( dimana H adalah sembarang himpunan)

5. Dua himpunan A dan B dikatakan sama, ditulis “ A = B ”, jika dan hanya jika

A ⊆ B dan B ⊆ A. Dinyatakan dengan simbol

A = B jika dan hanya jika A ⊆ B dan B ⊆ A

A = B ↔ (∀x x ∈ A → x ∈ B) .∧. (∀x x ∈ B → x ∈ A)

6. Dua himpunan A dan B dikatakan berpotongan ditulis “A ∝ B” jika dan hanya

jika ada anggota A yang menjadi anggota B.

7. Dua himpunan A dan B dikatakan lepas ditulis “A // B” jika dan hanya jika kedua

himpunan tersebut tidak kosong dan tidak mempunyai anggota yang sama.

8. Operasi-Operasi Dalam Himpunan.

a. Gabungan dua himpunan A dan himpunan B ditulis “A ∪ B” didefinisikan

sebagai : (A ∪ B) = {x / x ∈ A .∨. x ∈ B}

b. Irisan dua himpunan A dan himpunan B ditulis “A ∩ B”, didefinikan sebagai:

(A ∩ B) = {x / x ∈ A.∧. x ∈ B}.

c. Komplemen dari himpunan A ditulis cA didefinisikan sebagai :

c xA = { /x A x S }∉ ∧ ∈

d. Selisih dua himpunan A dan himpunan B ditulis “A – B” didefinikan sebagai:

A – B = x{ /x A x B} ∈ ∧ ∉ = x c{ /x A x B } ∈ ∧ ∈ = A ∩ cB

e. Jumlah dua himpunan A dan himpunan B ditulis “A ⊕ B” didefinikan sebagai



A ⊕ B = {x/x ∈ (A – B) .∨. x ∈ (B – A)}

A B (A B) (A B)⊕ = ∪ − ∩

9. Hasil ganda kartesius (Cartesian product) dari dua himpunan H dan K ditulis “H

x K” didefinikan sebagai :

H x K ={ (x, y) / x ∈ H .∧. y ∈ K }

10. Yang dimaksud keluarga himpunan adalah himpunan dimana obyek-obyeknya

terdiri atas himpunan-himpunan. Biasanya dinyatakan dengan huruf skrip (Script

Letter) seperti A, B, ….. dan seterusnya, atau dapat juga dengan huruf besar

biasa.

11. Yang dimaksud himpunan kuasa dari himpunan A ditulis 2A

adalah keluarga

himpunan yang obyek-obyeknya terdiri atas himpunan bagian (subset) dari A.

12. Himpunan indeks (ditulis I) adalah himpunan yang terdiri atas indeks-indeks.

a. 1 2ii I

H H H ........I∈

= ∩ ∩

b. 1 2ii I

H H H ......U∈

= ∪ ∪

c. ii I

H H H .........α β∈

= ∩ ∩I

d. ii I

H H H ........α βU∈

= ∪ ∪

13. Himpunan 1 2{ , ,....., }mX A A A= disebut suatu partisi ( penggolongan) jika

memenuhi syarat :

(1)

m

1 2 m i1

X A A ....... A A=

= ∪ ∪ ∪ =iU

(2) Ai ∩ Aj = ∅; untuk setiap i jA A≠

TEORI HIMPUNAN


SOAL-SOAL LATIHAN

1. Diketahui himpunan-himpunan P = {a, b, c, d}, Q = {c, d, e, f} dan R = {b, c, d, e}

Tentukan :

(a) P ∩ Q ; P ∪ Q ; P ∩ R ; P ∪ R ; Q ∩ R ; Q ∪ R

(b) Apakan sifat assosiatif (P ∩ R) ∩ R = P ∩ ( Q ∩ R)

(c) Apakah sifat distributif P ∩ ( Q ∪ R) = (P ∩ Q) ∪ (P ∩ R) dan

(d) P ∪ (Q ∩ R) = (P ∪ Q) ∩ ( P ∪ R) dipenuhi ? Jelaskan !

(e) Gambarkan diagram venn untuk soal 1a s/d 1f

Jawab :

(a) P ∩ Q = {c, d} ; P ∪ Q = {a, b, c, d, e, f}; P ∩ R = {b, c, d}; P ∪ R = {a, b,

c, d, e}; Q ∩ R = {c, d, e}; dan Q ∪ R = {b, c, d, e, f}

(b) Dipenuhi, sebab : (P ∩ Q) ∩ R = P ∩ (Q ∩ R) = {c, d} dan

(P ∪ Q) ∪ R = P ∪ (Q ∪ R) = {a, b, c, d, e, f}.

(c) Dipenuhi, sebab : P ∩ (Q ∩ R) = (P ∩ Q) ∪ (P ∩ R) = {b, c, d} dan

P ∪ (Q ∩ R) = (P ∪ R) ∩ (P ∪ R) = {a, b, c, d, e}

(d) Diagram-diagram Venn.

P ∩ Q = {c, d} P ∩ R = {b, c, d} Q ∩ R = {c, d, e}

P ∪ Q = {a, b, c, d, e, f} P ∪ R = {a, b, c, d, e} Q ∪ R = {b, c, d, e, f}

2. Untuk P, Q, dan R pada soal nomor 1, tunjukan apakah sifat-sifat berikut ini

dipenuhi

(a) P ⊕ (Q ∪ R) = (P ⊕ Q) ∪ (P ⊕ R)

(b) P ∪ (Q ⊕ R) = (P ∪ Q) ⊕ (P ∪ R)

a bbcd

cde

e f

P R SQP

a

b

c

d

e

f

QS S S



Jawab :

(a) Q ∪ R = {b, c, d, e, f}

P ⊕ (Q ∪ R) = {a, e, f}

P ⊕ Q = {a, b, e, f}

P ⊕ R = {a, e}

Jadi P ⊕ (Q ∪ R) ≠ (P ⊕ R) ∪ (P ⊕ R)

(b) Q ⊕ R = {b, f}

P ∪ (Q ⊕ R) = {a, b, c, d, e, f}

P ∪ Q = {a, b, c, d, e, f}

P ∪ R = {a, b, c, d, e}

(P ∪ Q) ⊕ (P ∪ R) = {f}

Jadi P ∪ (Q ⊕ R) ≠ (P ∪ Q) ⊕ (P ∪ R)

3. Buktikan : Jika A ⊆ B maka Bc ⊆ Ac

Bukti : Untuk membuktikan ada 2 cara.

(a) Secara langsung. (menggunakan kontraposisinya)

(b) Secara tidak langsung. (menggunakan bukti kemustahilan)

Yang harus dibuktikan : A ⊆ C → Bc ⊆ Ac

(a) Secara langsung

Dari ketentuan A ⊆ B berarti ∀x x ∈ A → a ∈ B

Dengan kontraposisinya : ∀x x ∉ B → x ∉ A

Ambil sembarang x ∈ Bc, berarti x ∉ B. Sehingga x ∉ A, yaitu x ∈ Ac.

Terbukti ∀x x ∈ Bc → x ∈ Ac. Jadi Bc ⊆ Ac

(b) Secara tidak langsung (bukti kemustahilan)

Dari ketentuan A ⊆ B, akan ditunjukkan Bc ⊆ Ac

atau

Diketahui : A ⊆ B berarti ∀x x ∈ A → x ∈ B

Akan ditunjukkan : Bc ⊆ Ac.

Bukti :

TEORI HIMPUNAN


Andaikan Bc ⊄ Ac berarti cc A B ⊆ menurut definisi

∀ ∈ → ∈c cx x B x A

c c x x B x A↔ ∃ ∈ → ∈

c c x x B . . x A↔ ∃ ∈ ∧ ∉

c x x B . . x A↔ ∃ ∈ ∧ ∈

c x x B . . x B ↔ ∃ ∈ ∧ ∉ diketahui

( )c x x B B

x x ( mustahil)

↔ ∃ ∈ ∩

↔ ∃ ∈∅ =

Karena himpunan ∅ tidak mempunyai anggota, maka kalimat “x ∈ ∅” pasti

bernilai salah.

Pengandaian harus diingkar, yaitu Bc ⊆ Ac

Jadi terbukti A ⊆ B → Bc ⊆ Ac .

4. Buktikan : A – (B ∪ C) = (A – B) ∩ (A – C) bernilai benar.

Jawab :

A – (B ∪ C) = {x / x ∈ A .∧. x ∉ (B ∪ C)}

= {x / x ∈ A .∧. x ∈ (B ∪ C)c}

= {x / x ∈ A .∧. x ∈ (Bc ∩ Cc)}

= {x / x ∈ A .∧. (x ∈ Bc .∧. x ∈ Cc)}

= {x / (x ∈ A .∧. x ∈ Bc) .∧. (x ∈ A .∧. x ∈ Cc)}

= {x / x ∈ A .∧. x ∉ B} .∩. {x / x ∈ A .∧. x ∉ C}

= (A – B) .∩. (A – C)

Jadi terbukti A – (B ∪ C) = (A – B) ∩ (A – C)

5. Diketahui : A = {a, b}, B = {2, 3}, dan C = {3, 4}. Tentukan :

(1) A x (B ( C)



(2) (A x B) ∪ (A x C)

(3) A x (B ( C)

(4) (A x B) ∩ (A x C)

Jawab :

(1) B ∪ C = {2, 3, 4}

A x (B ∪ C) = {(a, 2), (a, 3), (a, 4), (b, 2), (b, 3), (b, 4)}

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

A x C = {(a, 3), (a, 4),(b, 3), (b, 4)}

(A x B) ∪ (A x C) = {(a, 2), (a, 3), (a, 4), (b, 2), (b, 3), (b, 4)}

(3) B ∩ C = {3}

A x (A ∩ C) = {(a, 3), (b, 3)}

(4) A x B dan A x C lihat jawaban (2)

(A x B) ∩ (A x C) = {(a, 3), (b, 3)}

Perhatikan, dari jawaban (1) s/d (4) diperoleh :

A x (B ∪ C) = (A x B) ∪ (A x C) dan A x (B ∩ C) = (A x B) ∩ (A x C)

6. Misalkan A = {1, 2, 3}, B = {2, 4}, dan C = {3, 4, 5}.

Tentukan A x B x C.

Jawab :

Salah satu cara untuk menentukan A x B x C adalah dengan membuat “diagram

pohon” seperti di bawah ini.

TEORI HIMPUNAN


7. Buktikan : a) A x (B ∪ C) = (A x B) ∪ (A x C)

b) (A x B) ∪ C = (A ∪ C) x (B ∪ C)

Jawab :

Ambil sembarang himpunan-himpunan A, B, dan C.

(a) A x (B ∪ C) = {(x, y) / x ∈ A .∧. y ∈ (B ∪ C)}

= {(x, y) / x ∈ A .∧. (y ∈ B .∨. y ∈ C)}

= {(x, y) / (x ∈ A .∧. y ∈ B) .∨. (x ∈ A .∧. y ∈ C)}

= {(x, y) / x ∈ A .∧. y ∈ B} ∪ {(x, y) / x ∈ A .∧. y ∈ C)}

= (A x B) . ∪. (A x C)

Terbukti A x (B ∪ C) = (A x B) .∪. (A x C)

(b) (A x B) ∪ C = {k / k ∈ (A x B) ∨ k ∈ C}

= {(x, y) / (x ∈ A .∧. y ∈ B) ∨ (x, y) ∈ C} ……………..(*)

(1, 2, 3) (1, 2, 4) (1, 2, 5) (1, 4, 3) (1, 4, 4) (1, 4, 5)

(2, 2, 3) (2, 2, 4) (2, 2, 5) (2, 4, 3) (2, 4, 4) (2, 4, 5)

(3, 2, 3) (3, 2, 4) (3, 2, 5) (3, 4, 3) (3, 4, 4) (3, 4, 5)

3 4 5 3 4 5

3 4 5 3 4 5

3 4 5 3 4 5

2 4 2 4 2 4

1

2

3



(A ∪ C) x (B ∪ C) = {(x, y) / x ∈ (A ∪ C) .∧. y ∈ (B ∪ C)}

= {(x, y) / (x ∈ A .∨. x ∈ C) .∧. (y ∈ B .∨. y ∈ C)}

= {(x, y) / (x ∈ A .∧. y ∈ B) ∨ (x ∈ C .∧. y ∈ C)}

= (x ∈ C .∧. y ∈ B) ∨ (x ∈ C .∧. y ∈ C)} ………. (**)

dari (*) dan (**) diperoleh (A x B) ∪ C ≠ (A ∪ C) x (B ∪ C).

8. Misalkan A = B ∩ C. Tentukan manakah dari pernyataan berikut ini yang

mempunyai nilai benar ?

(a) A x A = (B x B) ∩ (C x C)

(b) A x A = (B x C) ∩ (C x B).

Jawab :

(a) Benar, sebab A x A = (B ∩ C) x (B ∩ C)

= {(x,y) /x ∈ (B ∩ C) .∧. y ∈ (B ∩ C)}

= {(x,y) / x ∈ B .∧. x ∈ C .∧. y ∈ B .∧. y ∈ C}

= {(x,y) / (x∈ B .∧. y ∈ B) .∧. (x ∈ C .∧. y ∈ C)}

= {(x,y) / x ∈ b .∧. y ∈ B} ∩ {(x,y) /x ∈ C .∧. y ∈ C}

= (B x B) .∩. (C x C)

Jadi A x A = (B x B) ∩ (C x C)

(b) Benar, sebab A x A = (B ∩ C) x (B ∩ C)

= {(x,y)/x ∈ (B ∩ C) .∧. y ∈ (B ∩ C)}

= {(x,y)/x ∈ B .∧. x ∈ C .∧. y ∈ B .∧. y ∈ C}

= {(x,y)/(x ∈ B .∧. y ∈ C) ∧ (x ∈ C .∧. y ∈ B)}

= {(x,y)/x ∈ B .∧. y ∈ C} ∩ {(x,y)/x ∈ C .∧. y ∈ C}

= (B x C) ∩ (C x B)

Jadi A x A = (B x C) ∩ (C x B)

9. Diketahui X = {a, b, c, d, e, f, g} dan himpunan bagian himpunan bagian

dari adalah,

TEORI HIMPUNAN


(a) A1 = {a, c, e}, A2 = {b}, dan A3 = {d, g}

(b) B1 = {a, e, g}, B2 = {c, d}, dan B3 = {b, e, f}

(c) C1 = {a, b, e, g}, C2 = {c}, dan C3 = {d, f}

(d) D1 = {a, b, c, d, e, f, g}

Maka tentukan yang mana diantara (a) sampai dengan (d) yang

merupakan partisi dari X ?

Jawab:

(a) {A1,A2,A3} bukan partisi dari X, sebab f ∈ X , f ∉ A1, f ∉ A2 dan f∉ A3.

(b) {B1,B2,B3} bukan partisi dari X, sebab e∈X , tetapi e ∈ B1 dan e ∈ B3.

(c) {C1, C2, C3} partisi dari X, sebab X = {C1, C2, C3}

(d) {D1} merupakan partisi dari X.

10. Tentukan semua partisi dari X = {a, b, c, d}.

Jawab :

Partisi dari X adalah : [{a, b, c, d}] ; [{a}, {b, c, d}], [{b}, {a, c, d}], [{c}, {a,

b, d}], [{d}, {a, b, c}] ;

[{a,b}, {c,d}] ; [{a,c}, {b,d}] ; [{a,d}, {b,c}] ; [{a}, {b}, {c,d}] ; [{a}, {c}, {b,d}];

[{a}, {d}, {b,c}] ; [{b}, {c}, {a, d}] ; [{b}, {d}, {a,c}] ; [{c}, {d}, {a,b}] ;

[{a}, {b}, {c}, {d}]

Ada 15 partisi yang berbeda dari X.

SOAL-SOAL LATIHAN

1. Apakah dari himpunan berikut ada yang sama ? Jelaskan

a. {r, t, s}, {s, t, r, s}, {t, s, t, r}, {s, r, s, t}

b. ∅, {0}, {∅}

2. Tentukan apakah himpunan berikut merupakan himpunan kosong.

(a) X = {x / x2 = 9 .∧. 2x = 4}



(b) Y = {x / x ≠ x}

(c) Z = {x / x + 8 = 8}

3. Misalkan himpunan semesta S = {a, b, c, d, e, f, g}. A = {a, b, c, d, e}, B = {a, c, e,g}

dan C = {b, e, f, g}

Tentukan :

(a) A ∪ C (d) Bc ∪ C (g) C ⊕ Ac

(b) B ∩ A (e) A ⊕ B (h) (A – C)c

(c) C – B (f) Cc ∩ A (i) (A – Bc)c

(j) (A ∩ Ac)c

4. Tentukan diagram Venn untuk soal no. 3

5. Diketahui himpunan-himpunan P = {a, b, c}, Q = {b, c, d} dan R = {a, d}.

Tentukan P x Q x R, kemudian tunjukkan bahwa (P x Q) x R = P x (Q x R)

6. Tunjukkan bahwa pernyataan-pernyataan berikut ini benar untuk A, B dan C

himpunan-himpunan sembarang.

(a) A – (A – B) = A ∩ B

(b) (A – B)c = B ∪ Ac

(c) A – (B ∩ A) = A – B

(d) (A – B) ∩ B = ∅

(e) A ∩ (B ∪ C) = (A ∩ B) ∪ (A ∩ C)

(f) A ∪ (B ∩ C) = (A ∪ B) ∩ (A ∩ C)

(g) A– (B ∪ C) = (A – B) ∩ (A – C)

(h) (A−B) ∪ (B −A) = (A ∪ B) − (A ∩ B)

7. Buktikan (menggunakan bukti kemustahilan) pernyataan-pernyataan berikut ini :

(a) Bc ⊆ Ac ⇒ A ⊆ B.

(b) A ⊆ Bc jika dan hanya jika A ∩ B = ∅

(c) A ∪ B = S jika dan hanya jika Ac ⊆ B (disini S = himpunan semesta)

(d) A ⊆ B jika dan hanya jika A ∩ B = A

(e) Jika A ∩ B = ∅, maka B ∩ Ac = B

(f) Jika A ∩ B = ∅, maka A ∪ Bc = Bc

TEORI HIMPUNAN


8. Tentukan himpunan kuasa dari :

(a) himpunan H = {1, 2, 3}

(b) himpunan N = {a, b, c, d}

9. Jika himpunan indeks I = {α, β, γ, ….} maka tunjukkan bahwa :

(a) c

ci i

i I i IH H

∈ ∈

=

U I

(b) c

ci i

i I i IH H

∈ ∈

=

I U

10. Untuk setiap himpunan K dan untuk setiap himpunan indeks I, berlakulah :

(a) ( )i ii I i I

K H K H∈ ∈

∪ = ∪

I I

(b) ( )i ii I i I

K H K H∈ ∈

∩ = ∩

U U

(c) ( )i ii I i I

K H K H∈ ∈

− = −

I I

(d) ( )i ii I i I

K H K H∈ ∈

− = −

U U

11. Selidiki apakah pernyataan di bawah ini bernilai benar.

(a) (H x K) ∩ M = (H x M) .∩. (K x M)

(b) H x (K ∩ M) = (H x K) ∩ (H x M)

(c) H x (K ∪ M) = (H x K) ∪ (H x M)

(d) (H – K) x M = (H x M) – ( K x M)

(e) H – (K x M) = (H – K) x (H – M)

(f) (H1 ∩ H2) x (K1 ∪ K2) = (H1 x K1) ∪ (H1 x K2) .∩. (H2 x K1) ∪ (H2 x K2)

(g) (H1 ∪ H2) x (K1 ∩ K2) = (H1 x K1) ∩ (H1 x K2) .∪. (H2 x K1) ∩ (H2 x K2)

12. Apabila M ⊆ H dan N ⊆ K, maka tunjukkan bahwa (M x K) ∩ (H x N) = M x N.

13. Tentukan partisi dari himpunan = {a, b, b, b, c, d}

teori himpunan logika matematika - dunia saya · pdf fileteori himpunan _____ 89 modul logika...

Documents