Relasi biner f dari A ke B merupakan suatu
fungsi jika setiap elemen di dalam A
dihubungkan dengan tepat satu elemen di dalam
B.
Jika f adalah fungsi dari A ke B kita menuliskan
f : A B
yang artinya f memetakan A ke B.
a
.
.
b
A
B
Fungsi dapat dispesifikasikan dalam berbagai bentuk, diantaranya:
1. Himpunan pasangan terurut. seperti relasi 2. Formula pengisian nilai (assignment).
Contoh: f(x) = 2x + 10, f(x) = x2, dan f(x) = 1/x.
3. Kata-kata
Contoh: “f adalah fungsi yang memetakan jumlah bit 1 di
dalam suatu string biner”.
4. Kode program (source code)
Contoh: Fungsi menghitung |x|
Fungsi f dikatakan satu-ke-satu (one-to-one)
atau injektif (injective) jika tidak ada dua
elemen himpunan A yang memiliki bayangan
sama. Contoh :
a
.
b
.
c
.
d
.
.
1.
2.
3.
4.
5 Fungsi f dikatakan dipetakan pada (onto)
atau surjektif (surjective) jika setiap elemen
himpunan B merupakan bayangan dari satu
atau lebih elemen himpunan A.
Contoh:
a
.
b
.
c
.
d
.
.
1.
2.
3 Fungsi f dikatakan berkoresponden satu-ke-satu atau bijeksi (bijection) jika ia fungsi satu-ke-satu dan juga fungsi pada.
Contoh : f = {(1, u), (2, w), (3, v)}
Dari A = {1, 2, 3} ke B = {u, v, w} adalah fungsi yang berkoresponden satu-ke-satu, karena f adalah fungsi satu-ke-satu maupun fungsi pada.
1
.
2
.
3
.
.
u.
w.
v Jika f adalah fungsi berkoresponden satu-ke-satu dari A
ke B, maka kita dapat menemukan balikan (invers) dari f.
Balikan/invers fungsi dilambangkan dengan f –1
Misalkan a adalah anggota himpunan A dan b adalah
anggota himpunan B, maka f -1(b) = a jika f(a) = b.
Sebuah fungsi dikatakan invertible (dapat dibalikkan) jika
fungsi tersebut adalah fungsi korespondensi satu-ke-satu.
Sebuah fungsi dikatakan non invertible (tidak dapat
dibalikkan) jika fungsi tersebut bukan fungsi korespondensi satu-ke-satu.
Contoh . Relasi f = {(1, u), (2, w), (3, v)} dari A = {1, 2,
3} ke B = {u, v, w} adalah fungsi yang berkoresponden satu-ke-satu.
Balikan fungsi f adalah f -1 = {(u, 1), (w, 2), (v, 3)}
Contoh .
Tentukan balikan fungsi f(x) = x – 1. dengan (-2 < x < 2)
Penyelesaian:
x = -1,0,1 maka f(-1) = -1 – 1=-2; f(0) = 0 – 1=-1; f(1) = 1– 1=0 sehingga relasi f(x) adalah {(-1,-2),(0,-1),(1,0)}
Fungsi f(x) = x – 1 adalah fungsi yang berkoresponden satu-ke-satu, jadi balikan fungsi tersebut ada.
Misalkan f(x) = y, sehingga y = x – 1, maka x = y + 1.
Misalkan g adalah fungsi dari himpunan A ke himpunan B, dan f
adalah fungsi dari himpunan B ke himpunan C.
Komposisi f dan g, dinotasikan dengan f g, adalah fungsi dari
A ke C yang didefinisikan oleh (f g)(a) = f(g(a))
Contoh:
– Diberikan fungsi g = {(1, u), (2, u), (3, v)} yang memetakan
A = {1, 2, 3} ke B = {u, v, w},
– dan fungsi f = {(u, y), (v, x), (w, z)} yang memetakan
B = {u, v, w} ke C = {x, y, z}. Fungsi komposisi dari A ke C adalah
Maka f g = {(1, y), (2, y), (3, x) }
Contoh: Diberikan fungsi f(x) = x – 1 dan g(x) = x2 + 1. Tentukan
f g dan g f .
Penyelesaian:
(i) (f g)(x) = f(g(x)) = f(x2 + 1) = x2 + 1 – 1 = x2
Metode pembuktian untuk pernyataan perihal bilangan bulat adalah
Untuk membuktikan pernyataan ini, kita hanya perlu menunjukkan
bahwa:
1. p(a) benar, dan
2. untuk semua bilangan bulat positif n a, jika p(n) benar maka p(n
+ 1) juga benar.
Keterangan:
Langkah 1 dinamakan basis induksi, sedangkan langkah 2 dinamakan
langkah induksi.
Langkah induksi berisi asumsi (andaian) yang menyatakan bahwa p(n)
benar. Asumsi tersebut dinamakan hipotesis induksi.
Bila kita sudah menunjukkan kedua langkah tersebut benar maka kita
1. Gunakan induksi matematik untuk membuktikan bahwa jumlah n buah bilangan ganjil positif pertama adalah n2.
Penyelesaian:
(i) Basis induksi: Untuk n = 1, jumlah satu buah bilangan ganjil positif pertama adalah 12 = 1. Ini benar karena jumlah satu buah bilangan
ganjil positif pertama adalah 1.
(ii) Langkah induksi: Andaikan untuk n 1 pernyataan
1 + 3 + 5 + … + (2n – 1) = n2 adalah benar (hipotesis induksi)
[catatlah bahwa bilangan ganjil positif ke-n adalah (2n – 1)]. Kita harus memperlihatkan bahwa n=n+1
1 + 3 + 5 + … + (2n – 1) + (2n + 1) = (n + 1)2 juga benar.
Hal ini dapat kita tunjukkan sebagai berikut:
Untuk semua bilangan bulat tidak-negatif n, buktikan dengan induksi matematik
bahwa 20 + 21 + 22 + … + 2n = 2n+1 - 1 Penyelesaian:
(i) Basis induksi. Untuk n = 0 (bilangan bulat tidak negatif pertama), kita peroleh: 20 = 20+1 - 1.
Ini jelas benar, sebab 20 = 1 = 20+1-1 = 21 – 1 = 2 – 1 = 1
(ii) Langkah induksi. Andaikan bahwa untuk semua bilangan bulat tidak-negatif n, 20 + 21 + 22 + … + 2n = 2n+1 - 1
Bilangan bulat adalah bilangan yang tidak
mempunyai pecahan desimal, misalnya 8, 21, 8765, -34, 0
Berlawanan dengan bilangan bulat adalah
Misalkan a dan b adalah dua buah bilangan
bulat dengan syarat a 0.
Kita menyatakan bahwa a habis membagi b (“b
kelipatan a”) jika terdapat bilangan bulat c sedemikian sehingga b = ac.
Notasi: a | b jika b = ac, c Z dan a 0.
(Z = himpunan bilangan bulat)
Contoh: 4 | 12 karena 12/4 = 3 (bilangan
bulat) atau 12 = 4 3.
Tetapi 4 | 13 karena 13 : 4 = 3.25 (bukan
Algoritma Euclidean adalah algoritma untuk mencari PBB
dari dua buah bilangan bulat.
Misalkan m dan n adalah dua buah bilangan bulat dengan
1. 101 dibagi dengan 24 memberikan hasil bagi 4 dan sisa 5 : berarti m=100; n=5; q = 4 dan r = 5
Sehingga jika dituliskan dengan teorema Euclidean : 101 = 24.4 + 5
2. –22 dibagi dengan 3 memberikan hasil bagi –8 dan sisa 2: Sehingga jika dituliskan dengan teorema Euclidean :
–22 = 3(–8) + 2
Misalkan a dan b adalah dua buah bilangan bulat tidak nol.
Pembagi bersama terbesar (PBB – greatest
common divisor atau gcd) dari a dan b adalah bilangan bulat terbesar d sedemikian sehingga d |
a dan d | b.
Dalam hal ini kita nyatakan bahwa PBB(a, b) = d.
Contoh
Faktor pembagi 45: 1, 3, 5, 9, 15, 45;
Faktor pembagi 36: 1, 2, 3, 4, 9, 12, 18, 36;
Faktor pembagi bersama dari 45 dan 36 adalah 1,
3, 9
Teorema 2. Misalkan m dan n adalah dua buah
bilangan bulat dengan syarat n > 0 sedemikian sehingga m = nq + r , 0 r < n
maka PBB(m,n) = PBB(n, r)
Jadi, PBB dari m dan n adalah sisa terakhir yang
tidak nol dari runtunan pembagian tersebut
Contoh 3:
m = 60, n = 18, q 60 = 18 3 + 12 r0 18 = 12.1 + 6 r1
Algoritma Euclidean misalkan r adalah sisanya.
3. Ganti nilai m dengan nilai n
dan nilai n dengan nilai r, lalu ulang kembali ke langkah 1.
procedure Euclidean(input m, n : integer, output PBB : integer)
{ Mencari PBB(m, n) dengan syarat
Contoh 4. m = 80, n = 12 dan dipenuhi syarat m n
Sisa pembagian terakhir sebelum 0 adalah 4,
PBB dua buah bilangan bulat a dan b dapat dinyatakan sebagai kombinasi lanjar
(linear combination) a dan b dengan dengan koefisien-koefisennya.
Teorema 3. Misalkan a dan b adalah dua buah bilangan bulat positif, maka
terdapat bilangan bulat m dan n sedemikian sehingga PBB(a, b) = ma + nb.
Misalnya PBB(80, 12) = 4 , dan 4 = (-1) 80 + 7 12.
Contoh . Nyatakan PBB(60, 18) = 6 sebagai kombinasi lanjar dari 60 dan 18. Penyelesaian :
60 = 3.18 + 6 18 = 3.6 + 0 6 = 60 + (-3).18
Dua buah bilangan bulat a dan b dikatakan relatif
prima jika PBB(a, b) = 1.
Jika a dan b relatif prima, maka terdapat bilangan
bulat m dan n sedemikian sehingga ma + nb = 1
Contoh
Bilangan 20 dan 3 adalah relatif prima karena PBB(20, 3) =1, atau dapat ditulis 2 . 20 + (–13) . 3 = 1
dengan m = 2 dan n = –13.
Tetapi 20 dan 5 tidak relatif prima karena PBB(20, 5) = 5 1 sehingga 20 dan 5 tidak dapat dinyatakan dalam
Misalkan a adalah bilangan bulat dan m adalah
bilangan bulat > 0. Operasi a mod m (dibaca “a
modulo m”) memberikan sisa jika a dibagi
dengan m.
Notasi: a mod m = r sedemikian sehingga
a = mq + r, dengan 0 r < m.
Bilangan m disebut modulus atau modulo, dan
hasil aritmetika modulo m terletak di dalam
Beberapa hasil operasi dengan operator modulo: (i) 23 mod 5 = 3 (23 = 5 4 + 3)
(ii) 27 mod 3 = 0 (27 = 3 9 + 0) (iii) 6 mod 8 = 6 (6 = 8 0 + 6) (iv) 0 mod 12 = 0 (0 = 12 0 + 0) (v) – 41 mod 9 = 4 (–41 = 9 (–5) + 4) (vi) – 39 mod 13 = 0 (–39 = 13(–3) + 0)
Penjelasan untuk (v): Karena a negatif, bagi |a| dengan m mendapatkan sisa r’. Maka a mod m =
Misalkan a dan b adalah bilangan bulat dan m
adalah bilangan > 0, maka a b (mod m) jika
m habis membagi a – b.
Jika a tidak kongruen dengan b dalam
modulus m, maka ditulis a / b (mod m)
yaitu m tidak habis membagi a-b.
Kekongruenan a b (mod m) dapat pula
dituliskan dalam hubungan a = b + km yang
17 2 (mod 3) ( 3 habis membagi 17 – 2 = 15) –7 15 (mod 11) (11 habis membagi –7 – 15 = –22)
Berdasarkan definisi aritmetika modulo, kita dapat
menuliskan a mod m = r sebagai a r (mod m)
Beberapa hasil operasi dengan operator modulo berikut:
(i) 23 mod 5 = 3 dapat ditulis sebagai 23 3 (mod 5)
Misalkan m adalah bilangan bulat positif.
1. Jika a b (mod m) dan c adalah
sembarang bilangan bulat maka (i) (a + c) (b + c) (mod m)
(ii) ac bc (mod m)
(iii) ap bp (mod m) untuk suatu bilangan
bulat tak negatif p.
2. Jika a b (mod m) dan c d (mod m), maka
Jika a dan m relatif prima dan m > 1, maka kita dapat
menemukan balikan (invers) dari a modulo m. Balikan dari a modulo m adalah bilangan bulat sedemikian sehingga
a 1 (mod m)
Contoh: Tentukan balikan dari 4 (mod 9)
Penyelesaian:
Karena PBB(4, 9) = 1, maka balikan dari 4 (mod 9) ada. Dari algoritma Euclidean diperoleh bahwa
9 = 2 4 + 1
Susun persamaan di atas menjadi –2 4 + 1 9 = 1
Dari persamaan terakhir ini kita peroleh –2 adalah balikan dari 4 modulo 9.
Periksalah bahwa
Kekongruenan lanjar adalah kongruen yang berbentuk
ax b (mod m)
dengan m adalah bilangan bulat positif, a dan b
sembarang bilangan bulat, dan x adalah peubah bilangan bulat.
Nilai-nilai x dicari sebagai berikut: ax = b + km yang dapat disusun menjadi
dengan k adalah sembarang bilangan bulat. Cobakan untuk k = 0, 1, 2, … dan k = –1, –2, … yang menghasilkan x sebagai bilangan bulat.
a km b
