BAB III : HASIL DAN PEMBAHASAN
3.4 Perluasan Normal
Jika adalah perluasan aljabar atas di mana ini adalah lapangan pemisah atas untuk koleksi polinomial ( ) , - maka disebut sebagai perluasan normal di (Dummit dan Foote, 1999: 517). Yang dimaksud dengan perluasan aljabar, jika adalah perluasan lapangan atas disebut perluasan aljabar jika semua elemen dari merupakan aljabar atas . Elemen disebut elemen aljabar atas jika ( ) , untuk suatu ( ) , -. Selanjutnya, lapangan pemisah yang memuat kesemua akar-akar dari polinomial-polinomial tidak tereduksi ( ) maka lapangan pemisah ini merupakan perluasan normal.
Pada penelitian ini penulis memberi contoh dari , - , - dan , -. Untuk , - tidak dapat dicari perluasan normalnya karena tidak ada polinomial yang tidak tereduksi yang menjadi syarat dalam pembentukan lapangan pemisah yaitu polinomial tidak tereduksi dalam lapangan pemisah harus bisa difaktorkan dan faktorisasi tersebut harus berada dalam polinomial lapangannya.
Pada , - dan , - telah diketahui bahwa masing-masing terdapat lapangan pemisah. Pada , - polinomial tidak tereduksi yang merupakan polinomial yang mempunyai akar-akar berlainan dalam lapangan pemisahnya
yaitu ( ) dan untuk , - polinomial-polinomial tidak tereduksi yang merupakan polinomial yang tidak mempunyai akar-akar berlainan dalam lapangan pemisahnya yaitu ( ), ( ), dan ( ). Polinomial-polinomial tidak tereduksi inilah yang termasuk dalam perluasan normal di mana polinomial-polinomial tidak tereduksi ini berderajat lebih dari satu yaitu ( ) .
Berdasarkan contoh penentuan perluasan normal dari , , dan dapat diperoleh bentuk umum perluasan normal sebagai berikut. Misalkan suatu ring ( ) adalah lapangan dengan prima yang memenuhi
aksioma-aksioma di bawah ini:
a. ( ) gup abelian i. Operasi tertutup di
Jika dengan definisi penjumlahan modulo maka,
ii. Bersifat asosiatif.
Untuk semua , berlaku ( ) ( )
iii. Mempunyai identitas pada operasi
Bilangan bulat adalah elemen identitas di untuk penjumlahan modulo , untuk setiap bilangan bulat , berlaku
iv. Mempunyai invers
Untuk semua elemen kecuali 0 di maka
dan Juga, ( ) ( )
Jadi masing-masing bilangan bulat bukan nol mempunyai invers di .
v. Bersifat komutatif
Untuk semua , berlaku
Jadi operasi penjumlahan modulo adalah komutatif di . b. Operasi tertutup di
Misalkan berlaku dan dengan definisi dari perkalian modulo maka di mana hasilnya dapat dibagi oleh maka dan hal ini menunjukkan bahwa operasi tertutup di .
c. Bersifat asosiatif
Untuk semua , berlaku ( ) ( ) d. Mempunyai elemen identitas
Bilangan bulat adalah elemen identitas untuk perkalian biangan modulo , jika menjadi elemen yang berubah-ubah di maka sama dengan berlaku
e. Mempunyai elemen invers
Misalkan , mengingat himpunan * ( ) + maka adalah tertutup pada operasi perkalian modulo ,
berbeda, jika dan adalah dua bilangan bulat yang berbeda di sedemikian hingga , maka , dan . Misal
dapat dibagi ( ) dapat dibagi
Tetapi ini tidak mungkin, ketika dan di mana prima, jadi ( ) tidak pernah bisa dibagi dengan . Maka dari itu .
Dengan demikian himpunan terdiri dari ( ) elemen yang berbeda di dan oleh sebab itu bertepatan dengan . Jadi satu elemen di harus 1.
Misalkan berakibat . Hal ini menunjukkan bahwa setiap elemen di mempunyai invers di . f. Operasi bersifat komutatif
Jika maka berlaku
(Raishinghania dan Aggarwal, 1980: 49-53).
Setelah terbukti merupakan lapangan maka dibuktikan bahwa adalah ideal. Sesuai dengan teorema 1 berikut:
Teorema 1. (Raishinghania dan Aggarwal, 1980: 366)
Jika adalah ring komutatif dan , maka * + adalah ideal di .
Bukti
Misalkan ( ) adalah ring komutatif dan . Maka akan ditunjukkan bahwa adalah ideal dari .
a) adalah subring
Misalkan dan adalah dua elemen di maka
( ) ( ) ( ) . ,
-.
Dan untuk ( ) ( ) ( ) di mana ( ) sebagai
( ) , - Dapat diketahui bahwa adalah subring dari .
b) Misalkan adalah sebarang elemen di dan adalah elemen di , maka ( ) ( ) ideal kanan dan ( ) ( ) ideal kiri.
Terbukti bahwa ideal di
Teorema 2. (Raishinghania dan Aggarwal, 1980: 366-367)
Suatu ring komutatif dengan elemen satuan disebut lapangan jika lapangan tidak mempunyai proper ideal.
Bukti:
Misalkan ring komutatif dengan elemen satuan yang tidak mempunyai proper ideal yaitu idealnya hanya identitas * + dan pada dirinya sendiri. Kemudian
menunjukkan bahwa adalah lapangan dengan memperlihatkan bahwa setiap elemen bukan nol di mempunyai invers pada operasi perkalian di .
Misalkan elemen bukan nol di ,
* + di mana
Sekarang di mana adalah suatu elemen bukan nol di . Oleh karena itu adalah ideal bukan nol dalam .
Ketika tidak mempunyai proper ideal dan adalah ideal bukan nol dalam . Sehingga satu-satunya yang mungkin adalah .
Sekarang, ketika dan , maka harus ada beberapa elemen sedemikian hingga dengan cara yang sama . Karenanya
yaitu setiap elemen di mempunyai invers pada operasi perkalian atau operasi kedua di . Maka adalah lapangan.
Pada teorema 1 dan 2 telah terbukti merupakan lapangan dan ideal maka dikenakan pada suatu polinomial ( ), misalkan ( )
di mana koefisien suku-sukunya
merupakan anggota bilangan dalam . Akar-akar dari polinomial ( ) dalam lapangan ini ternyata terdapat polinomial yang tidak tereduksi maka dari itu dibentuklah perluasan lapangan yang akar-akarnya terdapat di dalamnya. Hal ini akan ditunjukkan sebagai berikut. Misalkan polinomial ( )
tidak tereduksi dalam , polinomial ( )
tidak tereduksi dalam karena polinomial ini tidak mempunyai suatu elemen dalam yang menyebabkan ( ) . Diberikan polinomial ( )
dan di cari akar-akarnya dengan metode horner sebagai berikut:
Keterangan:
Untuk maka polinomial ( ) tidak tereduksi karena hasil dari pembagiannya bukan nol sehingga sebarang tidak memenuhi ( ) .
Oleh sebab itu dibentuklah perluasan lapangan atas yaitu lapangan yang memuat akar-akar dari polinomial ( ) . Setelah terbentuk perluasan lapangan maka dibentuk lapangan pemisah dengan cara mencari faktorisasi dari polinomial ( ). Misal diambil polinomial genap ( )
Polinomial ( ) dapat dibentuk sebagai hasil kali dari salah satu faktor dalam lapangan maka dari itu polinomial ( ) termasuk polinomial separable. Tetapi salah faktornya tersebut tidak linier yaitu , maka polinomial ( ) tidak termasuk dalam perluasan normal. Selanjutnya misal ambil lagi polinomial ( ) di mana polinomial ini merupakan polinomial ganjil dalam perluasan lapangannya
maka ( )
( )
Karena salah satu faktor dari ( ) adalah linier dan faktor berlainan dengan faktor
lainnya maka polinomial ( ) merupakan polinomial separable dalam lapangan pemisahnya yang termasuk dalam perluasan normal.
63 4.1 Kesimpulan
Hasil penelitian yang dilakukan penulis dengan mengenakan suatu polinomial pada lapangan di mana adalah lapangan yang koefisien suku-sukunya berada dalam modulo prima dengan peubah , bahwa ideal dari
di mana adalah sublapangan dari . Hal ini menunjukkan bahwa
menjadi suatu perluasan dari . Terbentuknya perluasan lapangan dikarenakan terdapat polinomial ( ) tidak tereduksi dalam lapangannya sehingga dapat diketahui akar-akar penyelesaiaan pada perluasan lapangan. Pada penelitian ini, semua polinomial tidak tereduksi dalam lapangannya termasuk polinomial separable dalam lapangan pemisahnya. Namun, ada polinomial separable yang tidak termuat dalam perluasan normal yaitu polinomial separable yang berderajat genap. Hal ini dikarenakan adanya faktorisasi nonlinier dalam polinomial tersebut. Sementara untuk polinomial separable yang berderajat ganjil ( ) di mana adalah bilangan bulat positif, maka polinomial separable
dalam lapangan pemisahnya ini termasuk dalam perluasan normal. Hal ini ditunjukkan dengan adanya polinomial separable ini yang salah satu faktor liniernya termuat dalam polinomial di lapangannya. Maka semua polinomial separable yang berderajad ganjil ini termasuk dalam perluasan normal.
4.2 Saran
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan maka dapat dilakukan penelitian selanjutnya tentang cara menentukan akar-akar polinomial separable sebagai pembentuk perluasan normal pada ring yang lain.
Abdussakir. 2007. Ketika Kyai Mengajar Matematika. Malang: UIN Malang Press Al-Qarni, Aidh. 2007. Tafsir Muyassar. Jakarta: Qisthi Press
Beachy, John A. dan Blair, William D. 1990. Abstract Algebra with A Concrete Introduction. Prentice Hall, Englewood, New Jesey 07632
Birkhoff, Garret dan Mac Lane, Saunders. 1964. A Survey of Modern Algebra Revised Edition. New York: The Macmillan Company
Chaudhuri. 1983. Abstract Algebra. New Delhi: Tata McGraw-Hill. Publishing Company Limited
Dummit, S.D. dan Foote, Richart M. 1999. Abstract Algebra, Second Edition. New York: John Wiley & Sons, Inc.
Fraleigh, John B., 1994. A First Course in Abstract Algebra, Fifth Edition. New York: Addition and Wisley Publishing Company, USA.
Herstein. 1975. Topics in Algebra 2nd edition. New York: John Wiley & Sons Irawanto, Bambang, dkk. 2004. Akar-akar Polinomial Separabel sebagai
Pembentuk Perluasan Normal. Yogyakarta: FMIPA UGM
Judson, Thomas W. 1997. Abstract Algebra: Theory and Aplications. State University
Munir, Rinaldi. 2008. Metode Numerik. Bandung: INFORMATIKA
Rahman, Hairur. 2007. Indahnya Matematika dalam Al-Qur’an. Malang: UIN Malang Press
Raisinghania, M.D dan Aggarwal R.S. 1980. Modern Algebra. New Delhi: S. Chand & Company LTD.
〈 ( )〉
(+) Operasi pertama
Polinomial-polinomial dalam Lapangan
P oli nomi al -poli nom ial da lam S ub lapa nga n ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅
( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅
( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅
( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅
( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅
Himpunan polinomial di atas merupakan koset [ ] dari 〈 ( )〉[ ] yang menghasilkan himpunan polinomial dalam lapangannya (〈 ( )〉[ ]) di mana 〈 ( )〉 adalah polinomial-polinomial yang tak tereduksi dalam lapangan [ ].
Tabel B Koset [ ] dari 〈 ( )〉[ ] (+)
Operasi pertama
Polinomial-polinomial dalam Lapangan
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) P oli nomi al -poli nom ial da lam S ub lapa nga n ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅
( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ( ) ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅
( )
Himpunan polinomial di atas merupakan koset [ ] dari 〈 ( )〉[ ] yang menghasilkan himpunan polinomial dalam lapangannya (〈 ( )〉[ ]) di mana 〈 ( )〉 adalah polinomial-polinomial yang tak tereduksi dalam lapangan [ ].