MATEMATIKA 1 (baru)

Preview:

Citation preview

Matematika 1 - bangrs 1

FUNGSI

Matematika 1 - bangrs 2

Definisi Fungsi

Suatu fungsi f dari X ke Y adalah suatu aturan di mana setiap anggota dari X menentukan dengan tunggal satu anggota dari Y.

Secara matematis :

Matematika 1 - bangrs 3

Pengertian

X dibawa ke f(x), maka y = f(x) didalam Y dinamakan peta (image) dari x atau dinamakan harga fungsi f di x.

Sebaliknya himpunan x di dalam X yang petanya adalah y elemen Y dinamakan peta invers (invers image) dari y, simbol f-1(y).

Matematika 1 - bangrs 4

Catatan

Fungsi tidak lain adalah pemetaan (mapping).

Peta invers mungkin bisa lebih dari satu elemen.

Matematika 1 - bangrs 5

Hasil Ganda Kartesis

Himpunan semua pasangan-pasangan berurutan atau ordered pairs (x,y) dengan x elemen X dan y elemen Y.

Contoh :

X = {x1,x2} dan Y = {y1, y2,y3}

X x Y = {(x1,y1), (x1,y2), x1,y3)

(x2,y1), (x2,y2), (x2,y3)

(x3,y1), (x3,y2), (x3,y3)}

Matematika 1 - bangrs 6

Komposisi Fungsi

Matematika 1 - bangrs 7

Grafik Fungsi

Grafik fungsi suatu f dari X ke Y ialah himpunan pasangan-pasangan berurutan (x, f(x)) dengan x berjalan pada X (x elemen X) dan f(x) berjalan pada Y (f(x) elemen Y)

y = f(x)

0

10

20

30

40

50

0 10

XY

Matematika 1 - bangrs 8

Variabel x dalam pasangan berurutan (x,y) disebut variabel bebas (independent variable) atau argumen dari f, sedangkan y dinamakan variabel tak bebas (dependent variable).

Dalam pemakaian, domain dari variabel disajikan dengan interval ( himpunan bagian dari himpunan real).

Interval : buka, tutup-buka, buka-tutup, tutup.

Variabel Bebas dan Tak Bebas

Matematika 1 - bangrs 9

Ilustrasi Interval

Matematika 1 - bangrs 10

Contoh

Matematika 1 - bangrs 11

Contoh

Matematika 1 - bangrs 12

Soal-soal

Matematika 1 - bangrs 13

LIMIT & KEKONTINUAN

Matematika 1 - bangrs 14

Pemanasan

Jika2x3x

1x2x3)x(f

2

2

Tentukan :

)x(flim)A(3x

)x(flim)B(1x

)x(flim)C(2x

Matematika 1 - bangrs 15

Definisi

f(x) dikatakan mempunyai limit L untuk

x x0, bila setiap bilangan positif h yang diberikan, dapat ditunjukkan bilangan positif d sedemikian hingga untuk semua harga x yang memenuhi 0 < |x – x0| < d berlaku

|f(x) – L| < h. Pernyataan 0 < |x – x0| < d berarti untuk

semua x yang memenuhi x0 – d < x < x0 + .d

Matematika 1 - bangrs 16

Ilustrasi

Matematika 1 - bangrs 17

Matematika 1 - bangrs 18

Contoh

Matematika 1 - bangrs 19

Kontinuitas

Matematika 1 - bangrs 20

Kontinuitas

Fungsi f(x) adalah kontinu di titik x = x0 jika limit kiri dan limit kanan dari f(x) adalah sama.

Fungsi f(x) adalah kontinu di titik x = x0, bila untuk setiap h > 0 dapat dicari bilangan positif d sedemikian hingga |f(x) – f(x0)| < h untuk |x – x0| < d atau x0 – d < x < x0 + d.

Matematika 1 - bangrs 21

Soal-soal

Matematika 1 - bangrs 22

DIFERENSIAL(Turunan)

Matematika 1 - bangrs 23

Turunan Fungsi Aljabar

Matematika 1 - bangrs 24

Secara Geometri

Matematika 1 - bangrs 25

Matematika 1 - bangrs 26

Turunan Baku

Matematika 1 - bangrs 27

Matematika 1 - bangrs 28

Fungsi dari Suatu Fungsi

Matematika 1 - bangrs 29

Matematika 1 - bangrs 30

Perkalian & Pembagian

Matematika 1 - bangrs 31

Contoh

Matematika 1 - bangrs 32

Soal-soal

Matematika 1 - bangrs 33

Bagaimana jika fungsinya lebih dari dua? Contoh :

y = uvw y = uv/w y = u/vw y = tu/vw Dll.

di mana t, u, v, w adalah fungsi dalam x. Solusi : memakai turunan logaritmik (natural)

Matematika 1 - bangrs 34

Contoh

Matematika 1 - bangrs 35

Soal-soal Terapan

Matematika 1 - bangrs 36

Fungsi Implisit

Jika y terdefinisi sepenuhnya oleh x maka y disebut fungsi eksplisit dari x. Contoh :

y = x4 – 3x2 + 1 Y = 3x2 + cos x

Kadang tidak dapat/tidak perlu y dipisah sendiri, maka y disebut fungsi implisit dari x. Contoh :

y = xy + sin y – 2 x2 + 2xy + 3y2 = 4

Matematika 1 - bangrs 37

Contoh :

Matematika 1 - bangrs 38

Soal-soal Campuran

Matematika 1 - bangrs 39

Titik Balik (maks/Min)

Macam-macam : Titik maksimum Titik minimum Titik belok

Titik balik : turunan pertama = nol Turunan kedua :

Negatif titik maksimum Positif titik minimum Nol titik belok

Matematika 1 - bangrs 40

Ilustrasi

y=f(x)=x^3/3-25*x+6

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

-15 -10 -5 0 5 10 15

y

d2y/dx2=2*x

-25-20-15-10-505

10152025

-15 -10 -5 0 5 10 15

x

y dy2

dy/dx=x^2-25

-40

-20

0

20

40

60

80

-15 -10 -5 0 5 10 15

x

y dy

Matematika 1 - bangrs 41

Soal-soal

Matematika 1 - bangrs 42

Soal cerita

Matematika 1 - bangrs 43

Turunan Parsial Misal z = f(x,y) = x2-4xy+y3

Variabel x dan y merupakan fungsi dari variabel z Variabel z bergantung pada variabel x dan y Variabel z dipengaruhi oleh variabel x dan y

Bagaimana perubahan z terhadap x jika y konstan?

Bagaimana perubahan z terhadap y jika x konstan?

Bagaimana perubahan z thd y, kemudian thd x

yxx

z42

234 yxy

z

434 22

yxxy

z

xyx

z

Matematika 1 - bangrs 44

Soal-soal

Tentukan

Tentukan nilai a dan b berdasarkan informasi data sampel berpasangan (x,y).

3

2 )4(

z

xyxw

3

322 )4(

z

xyxw

3

32

2 )23()4

(

yz

yzxz

xyx

w

2

1

)( ii

n

i

bxayE

zyx

wd

xy

w

yx

wd

z

w

y

w

x

w

322

,,,,,

Matematika 1 - bangrs 45

INTEGRAL

Matematika 1 - bangrs 46

Apa beda sigma & integral?

Matematika 1 - bangrs 47

Integral Baku

Matematika 1 - bangrs 48

Contoh

cedxe xx 55

5

1

cxdxx 76

7

44

cxdxxdxx 2

3

2

1

3

2

cxxdx cosh2sinh2

cxdxx

ln55

cdxx

x 5ln

55

Matematika 1 - bangrs 49

Fungsi Suatu Fungsi Linier

Matematika 1 - bangrs 50

Integral dalam bentuk f’(x)/f(x) dan f(x)f’(x)

Matematika 1 - bangrs 51

Soal-soal

Matematika 1 - bangrs 52

Integral Parsial

Matematika 1 - bangrs 53

Contoh

Matematika 1 - bangrs 54

Soal-soal

Matematika 1 - bangrs 55

Integral Dengan Pecahan Parsial

Matematika 1 - bangrs 56

Contoh

Matematika 1 - bangrs 57

Contoh

Matematika 1 - bangrs 58

Soal-soal

Matematika 1 - bangrs 59

Integral Lipat Dua

Matematika 1 - bangrs 60

DETERMINAN

Ronny Susetyoko

Matematika 1 - bangrs 61

Definisi

Asumsikan A adalah suatu matriks bujur sangkar, fungsi determinan, det(A) adalah jumlah semua hasil kali dasar bertanda dari A.

atau Determinan ordo n ialah suatu skalar yang

terkait dengan sebuah matriks bujur sangkar A yang berordo n.

Notasi :

det(A) atau |A| atau |aij|

Matematika 1 - bangrs 62

Contoh

Matematika 1 - bangrs 63

Minor & Kofaktor Determinan

Jika A adalah suatu matriks bujur sangkar, maka Minor elemen aij (Mij) didefinisikan sebagai determinan sub-matriks yang masih tersisa setelah baris ke-i dan kolom ke-j dihilangkan

Kofaktor elemen aij dinyatakan sebagai kij = (-1)i+j Mij

Matematika 1 - bangrs 64

Menghitung Minor dan Kofaktor

Matematika 1 - bangrs 65

Beda Kofaktor & Minor

Kofaktor dan minor suatu elemen aij hanya berbeda tanda. Jika pangkatnya genap maka kij=mij, sebaliknya jika pangkatnya ganjil maka kij = -mij. Lebih mudahnya apakah kofaktor bertanda + atau – adalah menggunakan ’papan periksa’ sebagai berikut :

Matematika 1 - bangrs 66

Nilai Determinan

a). Aturan Sarrus (n <= 3)

Matematika 1 - bangrs 67

Nilai Determinan

b). Ekspansi Laplace (n >= 3)

Nilai determinan adalah jumlah perkalian elemen-elemen dari sebarang baris atau kolom dengan kofaktor-kofaktornya.

Matematika 1 - bangrs 68

Contoh : Dari soal sebelumnya,

Ekspansi Laplace baris ke – 1 :

Coba gunakan ekspansi Laplace pada baris-baris atau kolom-kolom yang lain, kemudian bandingkan hasilnya!

Tips : Pilih baris atau kolom yang banyak mengandung elemen nol.

Matematika 1 - bangrs 69

Sifat-Sifat Determinan

1. det(A) = 0 jika dalam suatu baris/kolom semua elemennya nol

2. det(A) = det(AT)

Matematika 1 - bangrs 70

Sifat-Sifat Determinan

3). Nilai determinan menjadi k kali bila dalam satu baris/kolom dikalikan dengan k (suatu skalar).

Dari soal sifat 2), baris 1 dikalikan dengan 5 menjadi :

Matematika 1 - bangrs 71

Sifat-Sifat Determinan

4. det(A) = 0 jika 2 baris/kolom sebanding.

5. Nilai determinan berubah tanda jika dua baris/kolom ditukar tempatnya

Matematika 1 - bangrs 72

Sifat-Sifat Determinan

6). Nilai determinan tidak berubah jika baris/kolom ke – i ditambah k kali baris/kolom ke – j.

Dari soal sifat 6), baris 1 ditambah 3 kali baris 2 :

7). Elemen sebuah baris/kolom memuat 2 buah suku maka determinan tersebut dapat ditulis sebagai jumlah determinan.

Matematika 1 - bangrs 73

Teorema

Jika A adalah matriks segitiga n x n (segitiga atas, segitiga bawah, atau diagonal), maka det(A) adalah hasil kali elemen-elemen diagonal utamanya, yaitu det(A) = a11a22...ann .

Catatan Untuk mempermudah perhitungan nilai determinan, dapat menggunakan sifat-sifat tersebut.

Matematika 1 - bangrs 74

Contoh

Matematika 1 - bangrs 75

Sifat-Sifat Lain

Jika A dan B adalah matriks bujur sangkar dengan ukuran yang sama, maka det(AB) = det(A) det(B).

Suatu matriks bujur sangkar ada inversnya jika det(A) 0.

Jika A dapat diinverskan, maka :

Matematika 1 - bangrs 76

Manfaat

penyelesaian sistem persamaan linier menghitung matriks invers menentukan karakteristik suatu sistem

linier

Matematika 1 - bangrs 77

Penyelesaian Sistem Persamaan Linier

Matematika 1 - bangrs 78

Sistem Persamaan Linier Berbentuk Ax = lx

Banyak aplikasi aljabar linier yang membahas masalah sistem n persamaan linier dalam n peubah yang dinyatakan dalam bentuk :

Ax = lx{A matriks bujur sangkar, x vektor, dan l suatu skalar}

Sistem ini merupakan sistem linier homogen tersamar, karena dapat ditulis ulang sebagai :Ax = lx Ax – lx = 0 atau dengan menyelipkan matriks identitas dan memfaktor-kannya :

(A - lI )x = 0 *)

Matematika 1 - bangrs 79

Contoh

Matematika 1 - bangrs 80

Yang Menarik?

Masalah utama yang menarik dalam sistem linier *) adalah menentukan nilai-nilai l di mana sistem tersebut mempunyai suatu penyelesaian tak-trivial. Nilai l disebut suatu nilai karakteristik atau nilai eigen dari A. Maka penyelesaian tak trivial dari *) disebut vektor eigen dari A yang berpadanan dengan l.

Sistem (A - lI )x = 0 mempunyai penyelesaian tak trivial jika dan hanya jika :

disebut persamaan karakteristik

Catatan : eigen value, campuran bahasa Jerman & Inggris, yang berarti nilai yang tepat atau akar laten atau akar ciri.

Matematika 1 - bangrs 81

Soal Latihan

Matematika 1 - bangrs 82

Soal Latihan

Matematika 1 - bangrs 83

Soal Latihan

Matematika 1 - bangrs 84

MATRIKS

Matematika 1 - bangrs 85

Definisi

Himpunan skalar dari bilangan real/ kompleks yang disusun dalam empat persegi panjang menurut baris/kolom.

Matematika 1 - bangrs 86

Operasi Matriks

Penjumlahan (syarat : ordo sama) Perkalian skalar dengan matriks Perkalian matriks

(syarat : jumlah kolom matriks-1 = jumlah baris matriks-2)

Matematika 1 - bangrs 87

Hukum-Hukum

1. A(B + C) = AB + AC H. Distributif I

2. (A + B)C = AC + AB H. Distributif II

3. A(BC) = (AB)C H. Asosiatif

4. AB BA general

5. AB = 0 tidak harus A = 0 atau

B = 0 atau A & B nol.

6. Jika AB = AC belum tentu AB = AC atau B = C

Matematika 1 - bangrs 88

Jenis-Jenis Matriks

1. Matriks Bujur sangkar (jumlah baris = jumlah kolom)

2. Matriks Diagonal

Matematika 1 - bangrs 89

Jenis-Jenis Matriks

Matematika 1 - bangrs 90

Jenis-Jenis Matriks

Matematika 1 - bangrs 91

Jenis-Jenis Matriks

Matematika 1 - bangrs 92

Jenis-Jenis Matriks

Matematika 1 - bangrs 93

Jenis-Jenis Matriks

Matematika 1 - bangrs 94

Jenis-Jenis Matriks Yang Lain

Matriks Bidiagonal Atas Matriks Bidiagonal Bawah Matriks Tridiagonal Matriks Hermitian Matriks Singular dll.

Matematika 1 - bangrs 95

Penyelesaian Sistem Persamaan Linier

Metode grafis ( maksimum 3 variabel) Eliminasi Subtitusi Determinan Eliminasi Gauss Gauss-Jordan Gauss-Seidel Dll.

Matematika 1 - bangrs 96

Operasi Dasar

Operasi Dasar Persamaan Pertukaran tempat dua persamaan Perkalian persamaan dengan konstanta bukan nol Penjumlahan kelipatan persamaan yang satu ke

persamaan lain Operasi Dasar Baris

Pertukaran tempat dua baris Perkalian baris dengan konstanta bukan nol Penjumlahan kelipatan baris yang satu dengan yang lain.

Juga disebut Operasi Baris Elementer (OBE)

Matematika 1 - bangrs 97

Rank (Pangkat) Matriks

Banyaknya vektor baris yang bebas linier dalam suatu matriks

Banyaknya maksimum vektor-vektor kolom yang bebas linier dalam suatu matriks

Jika matriks bujur sangkar : ordo minor terbesar suatu matriks yang determinannya tidak nol.

Matematika 1 - bangrs 98

Kebebasan dan ketidakbebasan linier

Bebas linier jika p baris mempunyai rank p. Tidak bebas linier jika rank < p.

Matematika 1 - bangrs 99

Solusi Sistem Persamaan Linier

Tidak mempunyai solusi jika matriks A dan matriks augmented A mempunyai rank yang sama.

Solusi tunggal, jika rank-nya sama dengan jumlah variabel ( r = n).

Jika r < n maka sistem mempunyai solusi tak berhingga.

Jika solusi ada maka dapat diselesaikan dengan Eliminasi Gauss.

Matematika 1 - bangrs 100

Penerapan Soal-soal terapan H. Kirrchoff I dan II ( T.

Elektronika) Transformasi Linier Curve Fititing (Interpolasi & Regresi Linier) Markov Chains Programa Linier Assignment (Penugasan) Database Analisis Komponen Utama (termasuk Trans.Linier) Catt. Lebih detail akan dijelaskan di mata kuliah

Aljabar Matriks.

Matematika 1 - bangrs 101

Eliminasi Gauss

Eliminasi Gauss merupakan pengembangan dari dari cara eliminasi, yaitu menghilangkan atau mengurangi jumlah variabel sehingga dapat diperoleh nilai dari suatu variable bebas. Cara eliminasi ini sudah banyak dikenal. Untuk menggunakan metode eliminasi Gauss ini, terlebih dahulu bentuk matrik diubah menjadi augmented matrik .

Matematika 1 - bangrs 102

Augmented Matrix

Matematika 1 - bangrs 103

Matematika 1 - bangrs 104

Matematika 1 - bangrs 105

Matematika 1 - bangrs 106

VEKTOR

Matematika 1 - bangrs 107

Matematika 1 - bangrs 108

Matematika 1 - bangrs 109

Matematika 1 - bangrs 110

Matematika 1 - bangrs 111

Matematika 1 - bangrs 112

Matematika 1 - bangrs 113

Matematika 1 - bangrs 114

BILANGAN KOMPLEKS

Matematika 1 - bangrs 115

Matematika 1 - bangrs 116

Matematika 1 - bangrs 117

Matematika 1 - bangrs 118

Matematika 1 - bangrs 119

Matematika 1 - bangrs 120

Matematika 1 - bangrs 121

Matematika 1 - bangrs 122

Matematika 1 - bangrs 123

Matematika 1 - bangrs 124

Matematika 1 - bangrs 125

Recommended