Operasi Matriks


Pengertian


Matriks adalah sekumpulan bilangan yang disusun secara baris dan kolom dan ditempatkan pada kurung biasa atau kurung siku. Bilangan-bilangan yang terdapat di suatu matriks disebut dengan elemen atau anggota matriks. Dengan representasi matriks, perhitungan dapat dilakukan dengan lebih terstruktur. Pemanfaatannya misalnya dalam menjelaskan persamaan linier, transformasi koordinat, dan lainnya. Matriks seperti halnya variabel biasa dapat dimanipulasi, seperti dikalikan, dijumlah, dikurangkan dan didekomposisikan.


Penjumlahan Matriks


Dua matriks dapat dijumlahkan apabila kedua matriks tersebut memiliki ordo yang sama. Matriks hasil penjumlahannya juga akan memiliki ordo yang sama dengan matriks yang dijumlahkan. Komponen-komponen matriks hasil penjumlahan diperoleh dengan cara menjumlahkan komponen-komponen setiap matriks yang seletak. Coba perhatikan penjumlahan dua matriks berordo 2 x 2 berikut ini.

Pada penjumlahan matriks di samping, masing-masing matriks yang dijumlahkan sama-sama berordo 2 x 2 dan hasil penjumlahannya juga berordo 2 x 2 sama dengan ordo matriks yang dijumlahkan. Komponen baris1-kolom1 diperoleh dengan cara menjumlahkan baris1-kolom1 pada matriks pertama (yaitu a) dan komponen baris1-kolom1 pada matriks kedua (yaitu e), dan seterusnya.


Pengurangan Matriks


Pengurangan matriks A oleh matriks B, ditulis A - B adalah penjumlahan matriks A dengan lawan dari matriks B, yaitu (-B). Konsep pengurangan matriks ini sama dengan penjumlahan matriks. Syarat pada penjumlahan matriks berlaku juga untuk pengurangan matriks. Perhatikan contoh pengurangan matriks berikut ini.


Sifat-Sifat Penjumlahan dan Pengurangan Matriks


Untuk setiap matriks A, B, dan C yang berordo sama berlaku:

1. A + B = B + A (sifat komutatif)
2.A + (B + C) = (A + B) + C (sifat asosiatif)
3.A + O = O + A = A (sifat matriks nol/identitas)
4.A + B = O ↔ B = -A
5.A - B = A + (-B)


Perkalian Matriks


Operasi perkalian matriks berbeda dengan operasi penjumlahan/pengurangan matriks yang cukup sederhana. Operasi perkalian matriks mempunyai metode tersendiri. Dua matriks dapat dioperasikan dengan perkalian jika banyak kolom matriks pertama sama dengan banyak baris matriks kedua , sedangkan hasil perkalian matriksnya akan memiliki baris yang sama banyak dengan baris matriks pertama dan memiliki kolom yang sama banyak dengan kolom matriks kedua, dapat ditulis sebagai berikut :

Metode perkalian dua matriks adalah memasangkan baris pada matriks pertama dengan kolom pada matriks kedua. Perhatikan metode perkalian matriks berikut ini.


Perhatikan matriks hasil perkaliannya. Baris1 pada matriks pertama adalah [a b] dan kolom1 pada matriks kedua adalah [e g]. Pasangan ini akan mengisi baris1-kolom1 pada matriks hasil perkaliannya. Memasangkannya adalah dengan menjumlahkan hasil perkalian masing-masing komponen secara berurutan, yaitu menjumlahkan ae dengan bg, ditulis ae+bg. Dengan cara yang sama, akan didapat komponen-komponen lainnya.


Martiks Invers


Jika A dan B adalah matriks persegi, dan berlaku A \cdot B = B \cdot A = I maka dikatakan matriks A dan B saling invers. B disebut invers dari A, atau ditulis A^{-1}. Matriks yang mempunyai invers disebut invertible atau matriks non singular, sedangkan matriks yang tidak mempunyai invers disebut matriks singular.
Untuk mencari invers matriks persegi berordo 2×2, coba perhatikan berikut ini :
Jika A = \begin{bmatrix} a & b \\ c & d \end{bmatrix} dengan ad - bc \neq 0, maka invers dari matriks A (ditulis A^{-1}) adalah sebagai berikut:
A^{-1} = \frac {1}{ad - bc} \begin{bmatrix} d & -b \\ -c & a \end{bmatrix}
Jika ad - bc = 0 maka matriks tersebut tidak mempunyai invers, atau disebut matriks singular.

Soal Latihan







Tentukan :
a. A-1e. A-1+B
b. B-1f. A-1.B-1
c. A+B-1g. A.B-1
d. A+A-1h. A-1.B

Penyelesaian




1 komentar:

Metode Eliminasi Gauss dan Gauss Jordan

Eliminasi Gauss


Eliminasi Gauss adalah suatu metode untuk mengoperasikan nilai-nilai di dalam matriks sehingga menjadi matriks yang lebih sederhana lagi. Dengan melakukan operasi baris sehingga matriks tersebut menjadi matriks yang baris. Ini dapat digunakan sebagai salah satu metode penyelesaian persamaan linear dengan menggunakan matriks. Caranya dengan mengubah persamaan linear tersebut ke dalam matriks teraugmentasi dan mengoperasikannya. Setelah menjadi matriks baris, lakukan substitusi balik untuk mendapatkan nilai dari variabel-variabel tersebut.

Ciri ciri Metode Gauss adalah 
  1. Jika suatu baris tidak semua nol, maka bilangan pertama yang tidak nol adalah 1 (1 utama)
  2. Baris nol terletak paling bawah 
  3. 1 utama baris berikutnya berada dikanan 1 utama baris diatasnya
  4. Dibawah 1 utama harus nol

Eliminasi Gauss Jordan


Eliminasi Gauss-Jordan adalah pengembangan dari eliminasi Gauss yang hasilnya lebih sederhana lagi. Caranya adalah dengan meneruskan operasi baris dari eliminasi Gauss sehingga menghasilkan matriks yang Eselon-baris. Ini juga dapat digunakan sebagai salah satu metode penyelesaian persamaan linear dengan menggunakan matriks.
Metode ini digunakan untuk mencari invers dari sebuah matriks.
Prosedur umum untuk metode eliminasi Gauss-Jordan ini adalah
1. Ubah sistem persamaan linier yang ingin dihitung menjadi matriks augmentasi.
2. Lakukan operasi baris elementer pada matriks augmentasi (A|b) untuk mengubah matriks
   A menjadi dalam bentuk baris eselon yang tereduksi

Contoh Soal Untuk Gauss dan Gauss jordan


Cari Nilai X1,X2,X3 pada persamaan dibawah ini menggunakan eliminasi gauss dan eliminasi gauss jordan
2X1 + X2 + 4X3 = 8
3X1 + 2X2 + X3 = 10
X1 + 3X2 + 3X3 = 8

Berikut adalah penyelesaiannya :

Eliminasi Gauss




Langkah terakhir adalah substitusikan balik dari bawah jadi 
X3 = 0.538
X2 - 0.25(X3) = 1.25
X2 = 1.25 + 0.25(0.538)
X2 = 1.384
X1 - 2X2 + X3 = 0
X1 = 2X2 - X3
X1 = 2(1.384) - 0.538 
X1 = 2.23
Jadi X1 = 2.23, X2 = 1.384, X3 = 0.538


Penyelesaian dengan Eliminasi Gauss Jordan : 


Sebenarnya hanya tinggal melanjutkan dari langkah eliminasi gauss seperti di tambahkan langkah 8 sampai langkah 10, tapi saya mengulanginya kembali dari awal.





Jadi Isinya sama seperti pada Eliminasi Gauss X1 = 2.23, X2 = 1.384, X3 = 0.538

Sekian share saya mengenai metode Eliminasi Gauss dan Eliminasi Gauss Jordan ...

54 komentar: