Pelabelan total ajaib sisi kuat pada graf sikel dengan tambahan n anting untuk n>=3 dan n ganjil.

vii ABSTRAK

Ayu Kristianna, 2013. Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada Graf Sikel dengan

Tambahan � Anting untuk � � dan � Ganjil. Program Studi Pendidikan

Matematika, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma,

Yogyakarta.

Penelitian ini menyelidiki pelabelan total ajaib sisi kuat pada graf sikel dengan tambahan � anting untuk � 3 dan � ganjil. Tujuan dari penelitian ini adalah meninjau apakah graf sikel dengan tambahan � anting untuk � 3 dan � ganjil memenuhi pelabelan total ajaib sisi kuat, menentukan nilai konstanta ajaib yang terbentuk, serta menentukan nilai label untuk masing-masing titik dan sisi. Penelitian ini mengkaji beberapa buku, jurnal, dan hasil penelitian sebelumnya untuk mendapatkan teori-teori yang mendukung.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pelabelan total ajaib sisi kuat berlaku pada graf sikel dengan tambahan � anting untuk � 3 dan � ganjil dengan nilai konstanta ajaib � terletak pada interval 9�+3

2 �

11�+3

2 . Nilai label titik dan sisi untuk pelabelan total ajaib sisi kuat pada graf sikel dengan tambahan

viii

Kata Kunci : graf, pelabelan graf, graf sikel dengan tambahan � anting, pelabelan total ajaib sisi kuat

ix ABSTRACT

Ayu Kristianna, 2013. Strong Edge Magic Total Labeling on The Cycle Graph

with � Extra Arms for � � and � is Odd. Mathematics Education Study

Program. Mathematics and Science Education Department, Faculty of

Teachers Training and Education, Sanata Dharma University, Yogyakarta.

This research observed the strong edge magic total labeling on the cycle graph with � extra arms for � 3 and � is odd. The purpose of this research is to observe whether the cycle graph with � extra arms for � 3 and � is odd satisfy the strong edge magic total labeling, to observe the value of magic constant, and to find the labeling values for each vertex and edge. This research examined

2 . The labeling values for each vertex and edge on the strong edge magic total labeling on the cycle graph with � extra arms, � 3

PELABELAN TOTAL AJAIB SISI KUAT

PADA GRAF SIKEL DENGAN TAMBAHAN

�

ANTING

UNTUK

� ≥ �

DAN

�

GANJIL

Skripsi

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Program Studi Pendidikan Matematika

Oleh:

Ayu Kristianna

091414050

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN MATEMATIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2013

i

PELABELAN TOTAL AJAIB SISI KUAT

PADA GRAF SIKEL DENGAN TAMBAHAN

�

ANTING

UNTUK

� ≥ �

DAN

�

GANJIL

Skripsi

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Program Studi Pendidikan Matematika

Oleh:

Ayu Kristianna

091414050

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN MATEMATIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2013

ii

iii

iv

”

Ia membuat segala sesuatu indah pada

waktunya, bahkan Ia memberikan

kekekalan dalam hati mereka.”

(Kolose 3:23)

Kupersembahkan karya ini untuk:

Tuhan Yesus Kristus, Sahabat dan Juru Selamat

yang selalu menyertai setiap langkahku

Orang tuaku terkasih, Bapak Yohanes Sumiran dan

Ibu Anastasia Sri Murwani atas segala kasih, doa,

dukungan, serta pengorbanan selama hidupku

Adik-adikku, Lukas Kris Pradikta dan

Ester Rina Apriliyani yang menjadi pemacu semangatku

Fr. Adrianus Wisnu W., OCSO, Ibu Inge Umboh, serta

seluruh keluarga besar yang telah mendukungku

v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta, 20 Agustus 2013

Penulis,

vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma: Nama : Ayu Kristianna

NIM : 091414050

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul:

Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat

Pada Graf Sikel dengan Tambahan � Anting untuk � ≥ � dan � Ganjil

Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di Yogyakarta

Pada Tanggal : 20 Agustus 2013 Yang menyatakan,

(Ayu Kristianna)

vii ABSTRAK

Ayu Kristianna, 2013. Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada Graf Sikel dengan

Tambahan � Anting untuk � � dan � Ganjil. Program Studi Pendidikan

Matematika, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma,

Yogyakarta.

Penelitian ini menyelidiki pelabelan total ajaib sisi kuat pada graf sikel dengan tambahan � anting untuk � 3 dan � ganjil. Tujuan dari penelitian ini adalah meninjau apakah graf sikel dengan tambahan � anting untuk � 3 dan � ganjil memenuhi pelabelan total ajaib sisi kuat, menentukan nilai konstanta ajaib yang terbentuk, serta menentukan nilai label untuk masing-masing titik dan sisi. Penelitian ini mengkaji beberapa buku, jurnal, dan hasil penelitian sebelumnya untuk mendapatkan teori-teori yang mendukung.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pelabelan total ajaib sisi kuat berlaku pada graf sikel dengan tambahan � anting untuk � 3 dan � ganjil dengan nilai konstanta ajaib � terletak pada interval 9�+3

2 �

11�+3

2 . Nilai label titik dan sisi untuk pelabelan total ajaib sisi kuat pada graf sikel dengan tambahan

viii

Kata Kunci : graf, pelabelan graf, graf sikel dengan tambahan � anting, pelabelan total ajaib sisi kuat

ix ABSTRACT

Ayu Kristianna, 2013. Strong Edge Magic Total Labeling on The Cycle Graph

with � Extra Arms for � � and � is Odd. Mathematics Education Study

Program. Mathematics and Science Education Department, Faculty of

Teachers Training and Education, Sanata Dharma University, Yogyakarta.

This research observed the strong edge magic total labeling on the cycle graph with � extra arms for � 3 and � is odd. The purpose of this research is to observe whether the cycle graph with � extra arms for � 3 and � is odd satisfy the strong edge magic total labeling, to observe the value of magic constant, and to find the labeling values for each vertex and edge. This research examined

2 . The labeling values for each vertex and edge on the strong edge magic total labeling on the cycle graph with � extra arms, � 3

xi

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala kasih, rahmat

dan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul

”Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada Graf Sikel dengan Tambahan � Anting untuk � ≥3 _dan � Ganjil” _{ini . Skripsi ini diajukan untuk memenuhi salah satu} syarat memperoleh gelar sarjana pendidikan pada Program Studi Pendidikan

Matematika, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas

Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

Skripsi ini dapat tersusun berkat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak.

Oleh karena itu, pada kesempatan kali ini penulis menyampaikan terima kasih

kepada:

1. Bapak Dominikus Arif Budi Prasetyo, S.Si, M.Si. selaku Dosen Pembimbing

Akademik sekaligus dosen pembimbing skripsi atas dukungan dan bimbingan

selama studi terlebih selama proses penyusunan skripsi ini

2. Bapak Rohandi, Ph.D selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Sanata Dharma

3. Bapak Drs. A. Atmadi, M.Si. selaku Ketua Jurusan Pendidikan dan Ilmu

Pengetahuan Alam, FKIP, Universitas Sanata Dharma

4. Bapak Dr. M. Andy Rudhito, S.Pd. selaku Kaprodi Pendidikan Matematika

5. Bapak Drs. Thomas Sugiarto, M.T. dan Bapak Sutrisno, M.Sc. selaku dosen penguji skripsi

xii

6. Seluruh Dosen Program Studi Pendidikan Matematika yang telah banyak

memberikan ilmu pengetahuan dan bekal keterampilan sehingga penulis dapat

menyelesaikan studi dengan baik

7. Kedua orang tua penulis, Bapak Yohanes Sumiran dan Ibu Anastasia Sri

Murwani, Adik Lukas Kris Pradikta dan Ester Rina Apriliyani, Eyang Maria

Suyatmi, fr. Adrianus Wisnu W. OCSO, Ibu Inge Umboh, serta Dominico S.

Saputra yang telah memberikan dukungan dan doa

8. Teman-teman Program Studi Pendidikan Matematika Angkatan 2009, khususnya

Yasintha Rizky, Chintya Rudiyanto, Ryan Sanjaya, Endar Retnowati, Cicilia

Viranti, serta Th. Ridarta Intan P. yang telah berbagi hari-hari menyenangkan

serta semangat dan dukungan untuk terus maju

9. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dan saran

yang berguna selama penulisan skripsi ini

Penulis mengharapkan kritik dan saran guna kemajuan penelitian, khususnya

dalam bidang matematika. Akhir kata, penulis berharap kiranya skripsi ini dapat

bermanfaat bagi para pembaca.

Yogyakarta, 20 Agustus 2013

xiii DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH... vi

ABSTRAK ... vii

ABSTRACT ... ix

KATA PENGANTAR ... xi

DAFTAR ISI ... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL ... xvii

DAFTAR NOTASI ... xviii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Batasan Masalah ... 5

1.3. Rumusan Masalah ... 5

1.4. Tujuan ... 5

1.5. Manfaat Penelitian ... 6

1.6. Metode Penelitian ... 6

xiv

BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ... 9

2.1. Teori Graf ... 9

2.2. Pelabelan Graf ... 22

2.3. Graf Sikel dengan Tambahan Satu Anting ... 24

2.4. Graf Sikel dengan Tambahan Dua Anting ... 25

2.5. Kerangka Berpikir ... 27

BAB III HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 28

3.1. Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada Graf Sikel dengan Tambahan n Anting ... 28

3.2. Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada �_� +��1 untuk � ≥3 dan � Ganjil dengan � =9�+3 2 ... 34

3.3. Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada �_� +��_{1 untuk} � ≥3 _dan � Ganjil dengan � =11�+3 2 ... 47

BAB IV PENUTUP ... 55

4.1. Kesimpulan ... 55

4.2. Saran ... 57

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Model Jembatan Königsberg... 1

Gambar 1.2 Graf Model Jembatan Königsberg ... 2

Gambar 1.3 Ilustrasi Kondisi Jalan Raya menggunakan Graf ... 3

Gambar 2.1 Graf ... 10

Gambar 2.2 Bukan Graf ... 10

Gambar 2.3 Graf �₁ ... 12

Gambar 2.4 Graf Sederhana ... 14

Gambar 2.5 Graf Tak Sederhana... 15

Gambar 2.6 Graf Berhingga ... 15

Gambar 2.7 Graf Tak Berhingga... 16

Gambar 2.8 Graf Tak Berarah... 17

Gambar 2.9 Graf Berarah ... 17

Gambar 2.10 Graf Lengkap ... 18

Gambar 2.11 Graf Sikel ... 19

Gambar 2.12 Graf Roda ... 19

Gambar 2.13 Graf Teratur ... 20

Gambar 2.14 Graf Planar ... 20

Gambar 2.15 Graf Tak Planar ... 21

Gambar 2.16 Graf Bidang ... 21

Gambar 2.17 Graf Bipartit ... 22

xvi

Gambar 2.19 Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada Graf �3 dengan � = 9 . 24

Gambar 2.20 Graf Sikel dengan Tambahan Satu Anting ... 25 Gambar 2.21 Graf Sikel dengan Tambahan Dua Anting ... 26 Gambar 3.1 Graf Sikel dengan Tambahan � Anting ... 28 Gambar 3.2 Ilustrasi Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada �_� +��₁, � ≥ 3,

� = 2�+ 1, � = 1, 3, 5,… ,� = 9�+3

2 ... 42

Gambar 3.3 Ilustrasi Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada �_� +��₁, � ≥3

� = 2�+ 1, � = 2, 4, 6,… ,�=9�+3

2 ... 43

Gambar 3.4 Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada �7+ 7�1, � = 33 ... 45

Gambar 3.5 Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada �₅+ 5�₁, � = 24 ... 46 Gambar 3.6 Ilustrasi Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada �_� +��₁, � ≥3,

� Ganjil, � = 11�+3

2 ... 52

Gambar 3.7 Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada �5+ 5�1, � = 29 ... 54

xvii

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 3.1 Interval Nilai c pada Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada

�� +��1 ... 32

Tabel 3.2 Nilai Label Titik dan Sisi pada Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada

�� +��1 untuk � ≥3 dan � Ganjil dengan � =

9�+3

2 ... 34

Tabel 3.3 Nilai Label Titik dan Sisi pada Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada

�� +��1 untuk � ≥3 dan � Ganjil dengan � =

11�+3

2 ... 47

xviii

DAFTAR NOTASI

�(�) himpunan titik di �

�(�) himpunan sisi di �

�(�) order (banyak titik) dari �

�(�) size (banyak sisi) dari � titik ke-

�, sisi yang menghubungkan titki ke- dan titik ke- � jumlah semua label titik

�� jumlah semua label sisi

� jumlah semua bobot sisi

( ) label titik

�, label sisi �,

� �, bobot masing-masing sisi �, �� graf sikel berorder �

�1 anting pada graf ∅ himpunan kosong

∪ gabungan himpunan

□ akhir pembuktian

1 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Teori graf merupakan salah satu pokok bahasan yang memiliki banyak terapan praktis hingga saat ini. Graf digunakan untuk merepresentasikan objek-objek diskrit dan hubungan antara objek-objek tersebut. Representasi visual dari graf adalah dengan menyatakan objek sebagai noktah, bulatan, atau titik (vertex), sedangkan hubungan antara objek dinyatakan dengan garis atau sisi (edge).

Teori graf muncul pertama kali pada tahun 1736 ketika Leonhard Euler, seorang matematikawan dari Swiss, mencoba mencari solusi dari permasalahan Jembatan Königsberg. Sungai Pregel yang melalui kota Königsberg membagi wilayah daratan pada kota tersebut menjadi empat bagian dengan tujuh buah jembatan dibangun di atasnya seperti gambar berikut.

Gambar 1.1 Model Jembatan Königsberg

2

wilayah Königsberg dengan melalui setiap jembatan hanya sekali. Teka-teki tersebut menarik perhatian Euler yang kemudian merepresentasikan masalah tersebut dalam sebuah diagram. Diagram tersebut terdiri dari empat titik A, B, C, dan D yang merepresentasikan keempat wilayah daratan, serta tujuh buah garis yang merepresentasikan jembatan, seperti terlihat pada gambar berikut (Suryadi, 1996:3).

Gambar 1.2 Graf Model Jembatan Königsberg

Salah satu kajian yang banyak diteliti dan dikembangkan dalam teori graf adalah pelabelan graf yang pertama kali diperkenalkan oleh Sedláček (1963), kemudian Stewart (1966), serta Kotzig dan Rosa (1970). Hingga saat ini pemanfaatan teori pelabelan graf sangat dirasakan peranannya, misalnya pada sektor sistem komunikasi, transportasi, navigasi geografis, radar, penyimpanan data komputer, dan pemancar frekuensi radio.

3

satuan waktu. Sementara itu, label pada sisi menunjukkan kapasitas efektif jalan untuk dilalui sejumlah kendaraan setiap satuan waktu beserta presentase dari kondisi arus sebenarnya dibandingkan kapasitas efektif jalan. Bila arus kendaraan telah melebihi kapasitas efektif jalan, maka presentasenya akan bernilai lebih dari 100%. Bila terjadi kepadatan di suatu titik, polisi dapat berkoordinasi untuk mengalihkan sebagian kendaraan ke jalur yang belum padat. Sistem ini diterapkan terutama pada kondisi tertentu seperti mudik tahunan.

Gambar 1.3 Ilustrasi Kondisi Jalan Raya menggunakan Graf Pelabelan pada suatu graf adalah suatu pemetaan bijektif yang memetakan unsur-unsur graf (titik dan/atau sisi) dengan bilangan bulat positif. Jika domain dari pelabelan adalah titik (vertex), maka pelabelan tersebut dinamakan pelabelan titik (vertex labelling), jika domainnya adalah sisi (edge), maka pelabelannya disebut pelabelan sisi (edge labelling), sedangkan jika domainnya adalah titik dan sisi, maka pelabelannya disebut pelabelan total (total labelling) (Wallis, 2001:11).

4

Salah satu jenis pelabelan yang dikenal hingga saat ini adalah pelabelan ajaib (magic labeling), yang dibagi menjadi dua yaitu pelabelan ajaib sisi (edge magic labeling) dan pelabelan ajaib titik (vertex magic labeling). Pada penelitian ini akan digunakan pelabelan ajaib sisi yaitu pemetaan bijektif yang memetakan himpunan titik dan sisi pada himpunan bilangan bulat

{1, 2, 3,… ,�+�} dengan � menyatakan banyak titik dan � menyatakan

banyak sisi, sedemikian hingga bobot masing-masing sisinya sama/konstan. Bobot sisi adalah jumlah dari label sisi dan label titik-titik yang bersisian dengan sisi tersebut.

Penelitian mengenai pelabelan ajaib terus berkembang hingga kemudian Wallis (2001:17) memperkenalkan istilah pelabelan total ajaib sisi kuat (strong edge magic total labeling). Pelabelan ajaib sisi dikatakan kuat jika himpunan titik-titiknya �₁,�2,�3,…,�� dipetakan satu-satu dengan himpunan bilangan bulat positif {1, 2, 3,…,�} dengan � menyatakan banyak titik pada graf tersebut. Graf yang memenuhi pelabelan total ajaib sisi kuat dinamakan graf total ajaib sisi kuat.

Berdasarkan hasil penelitian sebelumnya, penulis mengembangkan hasil penelitian yang berkaitan dengan graf total ajaib sisi kuat dengan menentukan interval serta pola konstanta ajaib yang terbentuk pada graf sikel �_� dengan tambahan � anting, serta rumus pelabelan total ajaib sisi kuat pada graf sikel �� dengan tambahan � anting untuk nilai konstanta ajaib dengan pola tertentu.

5

1.2 Batasan Masalah

Pada tugas akhir ini, graf yang digunakan adalah graf yang berhingga, sederhana, dan tak berarah, yaitu graf sikel �_� dengan tambahan � anting untuk � ≥3 dan � ganjil. Anting pada graf sikel �_� dibentuk dari � buah titik yang masing-masing dihubungkan dengan tepat satu titik pada graf sikel �� oleh sebuah sisi. Titik-titik di luar graf sikel �� berturut-turut dinamakan ��+1, ��+2, ��+3,… ,�2�. Sedangkan pelabelan yang digunakan adalah pelabelan total ajaib sisi kuat (strong edge magic total labeling).

1.3 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang dan batasan masalah di atas, rumusan masalah yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah:

1. Apakah pelabelan total ajaib sisi kuat berlaku pada graf sikel �_� dengan tambahan � anting untuk � ≥3 dan � ganjil? Bagaimana interval konstanta ajaib yang terbentuk?

2. Bagaimana rumus untuk menentukan nilai label titik dan sisi pada pelabelan total ajaib sisi kuat pada graf sikel �_� dengan tambahan � anting untuk � ≥3 dan ganjil dengan nilai konstanta ajaib berpola tertentu?

6

1.4 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui apakah pelabelan total ajaib sisi kuat berlaku pada graf sikel �� dengan tambahan � anting untuk � ≥3 dan � ganjil, serta mengetahui bagaimana interval dari konstanta ajaib yang terbentuk.

2. Mengetahui rumus untuk menentukan nilai label titik dan sisi pada pelabelan total ajaib sisi kuat pada graf sikel �_� dengan tambahan � anting untuk � ≥3 dan � ganjil untuk nilai konstanta ajaib dengan pola tertentu.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah:

1. Menambah jenis graf baru yang memenuhi pelabelan total ajaib sisi kuat 2. Menambah wawasan mengenai pelabelan total ajaib sisi kuat

3. Dapat memberi label pada graf sikel dengan tambahan � anting dengan menentukan nilai konstanta ajaibnya

1.6 Metode Penelitian

Penelitian yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah penelitian pustaka (literature research) yang mengacu pada buku Magic Graph oleh W. D. Walis (2001).

7

generalisasi yang bersifat umum (deduktif). Secara garis besar langkah penelitian ini sebagai berikut.

1. Mengumpulkan berbagai literatur yang berhubungan dengan topik 2. Mempelajari topik

3. Menganalisa sifat-sifat pelabelan total ajaib sisi kuat (strong edge magic total labeling)

4. Membangun graf sikel dengan tambahan � anting dan menganalisa sifat graf tersebut

5. Menentukan apakah pelabelan total ajaib sisi kuat berlaku pada graf sikel dengan tambahan � anting untuk � ≥3 dan � ganjil, sekaligus menentukan pola konstanta ajaib yang terbentuk

6. Menentukan rumus nilai label titik dan sisi pada graf sikel dengan tambahan � anting, � ≥3 dan � ganjil untuk nilai konstanta ajaib dengan pola tertentu

1.7 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan tugas akhir ini dibagi menjadi empat bagian: BAB I : PENDAHULUAN

Pada bab ini dijelaskan mengenai latar belakang, rumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metode penelitian, dan sistematika penulisan.

8

BAB II : KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

Pada bab ini dijelaskan mengenai teori graf dasar seperti definisi graf, beberapa istilah dalam teori graf, jenis-jenis graf, pelabelan graf, graf sikel dengan tambahan satu anting (�_� +�1), serta graf sikel dengan tambahan dua anting (�_� + 2�1).

BAB III : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini dianalisis mengenai sifat graf sikel dengan tambahan � anting, pelabelan total ajaib sisi kuat pada graf tersebut, serta rumus nilai label masing-masing titik dan sisi pada graf tersebut, khususnya untuk � ≥ 3

dan � ganjil untuk nilai konstanta ajaib dengan pola tertentu. BAB IV : PENUTUP

Pada bab ini dijelaskan kesimpulan dari pembahasan yang telah diuraikan pada bab sebelumnya serta saran-saran yang berkaitan dengan pembahasan tersebut.

9 BAB II

KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1. Teori Graf

1. Pengertian Graf

Definisi 2.1.1 (Goodaire dan Parmenter, 1998:329)

Graf adalah himpunan pasangan terurut � = (�,�) di mana �(�)

himpunan tak kosong dan �(�) adalah himpunan pasangan elemen yang berbeda di �(�). Elemen �(�) disebut titik (vertex) dan elemen �(�)

disebut sisi (edge). Jadi, jika ∈ �(�), maka e merupakan himpunan pasangan = ( , ), di mana ≠ , , ∈ �(�). Selanjutnya, dan disebut titik ujung dari e, atau dengan kata lain = ( , )

menghubungkan titik dan . Selanjutnya sisi = ( , ) dinotasikan dengan _, di mana sisi tersebut merupakan sisi yang sama dengan sisi

= ( , ) yang dinotasikan dengan _, .

Banyaknya unsur di �(�) disebut order dari G dilambangkan dengan �(�) dan banyaknya unsur di �(�) disebut ukuran (size) dari

� dilambangkan dengan �(�) . Secara geometris graf dapat digambarkan sebagai sekumpulan titik pada bidang dimensi dua yang dihubungkan dengan sekumpulan sisi (Chartrand dan Oellermann, 1993:3).

10

Contoh:

Gambar 2.1 Graf

Pada Gambar 2.1 gambar (a) merupakan graf dengan �(�) = 7 dan

�(�) = 8, sedangkan gambar (b) merupakan graf dengan �(�) = 6

dan �(�) = 0.

Gambar 2.2 Bukan Graf

Gambar 2.2 bukan merupakan graf karena tidak memenuhi definisi 2.1.1 yaitu � � = ∅.

2. Beberapa Istilah dalam Graf

Berikut diberikan definisi berdekatan (adjacent) yang digunakan untuk menjelaskan jenis-jenis graf khususnya graf lengkap (complete graph).

(a) (b)

11

Definisi 2.1.2 (Munir, 2001:191)

Misal terdapat dua titik dan pada graf G, dua titik tersebut dikatakan berdekatan (adjacent) bila terdapat sebuah sisi yang menghubungkan kedua titik tersebut. Dapat ditulis dengan notasi

= ( , )∈ �(�) di mana ≠ .

Berikut diberikan definisi bersisian (incident) yang digunakan untuk menjelaskan derajat sebuah titik, graf sikel dan graf planar, pelabelan total ajaib sisi, serta sifat pada graf sikel dengan tambahan � anting. Definisi 2.1.3 (Munir, 2001:191)

Diberikan graf G dan , ∈ � � , jika terdapat sebuah sisi yang menghubungkan dengan , dinotasikan = ( , ) ∈ �(�) maka dikatakan bahwa e bersisian (incident) dengan titik dan .

Berikut diberikan definisi derajat (degree) sebuah titik yang digunakan untuk menjelaskan jenis-jenis graf khususnya graf teratur. Definisi 2.1.4 (Chartrand dan Oellermann, 1993:6)

Derajat (degree) sebuah titik pada graf G yang dituliskan dengan deg( ) menyatakan banyak sisi yang bersisian dengan , dengan kata lain banyak sisi yang memuat sebagai titik ujung. Titik dengan derajat nol disebut titik terisolasi (isolated vertex).

12

Berikut diberikan definisi sisi ganda (multiple edge) yang digunakan untuk menjelaskan jenis-jenis graf khususnya graf sederhana dan graf tak sederhana.

Definisi 2.1.5 (Munir, 2001:181)

Jika terdapat beberapa sisi berbeda pada graf yang menghubungkan pasangan titik yang sama maka graf tersebut dikatakan mempunyai sisi ganda (multiple edge).

Berikut diberikan definisi sisi ganda (multiple edge) yang digunakan untuk menjelaskan jenis-jenis graf khususnya graf sederhana dan graf tak sederhana.

Definisi 2.1.6 (Munir, 2001:181)

Jika terdapat sebuah sisi pada graf yang berawal dan berakhir pada satu titik maka graf tersebut dikatakan memiliki gelang (loop).

13

Graf �₁ memuat himpunan titik � �₁ = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} dan himpunan sisi � �₁ = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 .

(i) Pada graf �₁, pasangan titik ₂ dan ₃ serta titik ₂ dan ₅ merupakan titik-titik yang adjacent karena terhubung langsung oleh sebuah sisi yaitu sisi ₂ dan sisi ₈, sedangkan titik ₂ dan ₄ bukan merupakan titik-titik yang adjacent karena tidak terdapat sisi yang menghubungkan ₂ dan ₄.

(ii) Pada graf �₁, sisi ₁ incident dengan titik ₁ dan ₂ karena ₁ menghubungkan ₁ dan ₂, tetapi tidak terdapat sisi yang incident dengan titik ₁dan ₃ karena tidak ada sisi yang menghubungkan kedua titik tersebut.

(iii) Pada graf �₁, deg( 3) = 4, deg( 5) = 4, deg( 1) = 2, 7 disebut isolated vertex karena deg( 7) = 0.

(iv) Graf �₁ memuat multiple edge yaitu sisi ₆ dan ₇ karena dua sisi tersebut menghubungkan pasangan titik yang sama yaitu ₅ dan ₆, serta memuat loop yaitu ₃, 3, 3 dimana sisi 3 berawal dan berakhir di satu titik yaitu titik ₃.

3. Jenis-jenis Graf

Graf dikelompokkan berdasarkan sifat-sifatnya, antara lain berdasarkan ada tidaknya gelang atau sisi ganda, berdasarkan banyaknya titik, serta berdasarkan orientasi arah pada sisinya.

14

Berdasarkan ada tidaknya gelang atau sisi ganda pada suatu graf, graf dikelompokkan menjadi dua jenis (Munir, 2001:182), yaitu:

a. Graf Sederhana (Simple Graph)

Graf sederhana adalah graf yang tidak mengandung gelang maupun sisi-ganda.

Contoh:

Gambar 2.4 Graf Sederhana b. Graf Tak Sederhana (Unsimple Graph)

Graf tak sederhana adalah graf yang mengandung sisi ganda atau gelang atau keduanya. Graf tak sederhana dibagi menjadi dua macam, yaitu graf ganda (multigraph) dan graf semu (pseudograph). Graf ganda adalah graf yang mengandung sisi ganda. Graf semu adalah graf yang mengandung sisi ganda dan gelang.

15

Contoh :

Gambar 2.5 Graf Tak Sederhana

Pada Gambar 2.5, (a) merupakan graf ganda karena memiliki sisi ganda, sedangkan (b) merupakan graf semu karena selain memiliki sisi ganda juga memiliki gelang.

Berdasarkan banyak titik pada suatu graf, maka secara umum graf dapat dikelompokkan menjadi dua jenis (Munir, 2001:183), yaitu : a. Graf Berhingga (Finite Graph)

Graf berhingga adalah graf yang banyak titiknya berhingga. Contoh:

Gambar 2.6 Graf Berhingga b. Graf Tak Berhingga (Infinite Graph)

Graf tak berhingga adalah graf yang banyak titiknya tidak berhingga.

(a) (b)

16

Contoh :

Gambar 2.7 Graf Tak Berhingga

Berdasarkan orientasi arah pada sisi, maka secara umum graf dikelompokkan menjadi dua jenis (Munir, 2001:183), yaitu :

a. Graf Tak Berarah (Undirected Graph)

Graf tak berarah adalah graf yang sisinya tidak mempunyai orientasi arah. Pada graf tak berarah, urutan pasangan titik yang dihubungkan oleh sisi tidak diperhatikan. Jadi ( , ) dan ( , ) adalah sisi yang sama.

17

Contoh:

Gambar 2.8 Graf Tak Berarah b. Graf Berarah (Directed Graph/Diagraph)

18

Terdapat beberapa jenis graf sederhana khusus (Munir, 2001:205) antara lain:

a. Graf Lengkap (Complete Graph)

Graf lengkap adalah graf sederhana yang setiap titiknya berdekatan atau terhubung langsung oleh satu sisi. Graf lengkap dengan n buah titik dilambangkan dengan Kn. Banyak sisi pada sebuah graf lengkap

yang terdiri dari n buah titik adalah �(� −1)/2. Contoh :

Gambar 2.10 Graf Lengkap

Gambar 2.12 menunjukkan graf lengkap ₁, ₂, ₃, ₄ dan ₅ dengan banyak titik masing-masing 1, 2, 3, 4, dan 5.

b. Graf Sikel (Cycle Graph)

Graf sikel merupakan graf sederhana yang setiap titiknya mempunyai dua sisi yang bersisian. Graf sikel dengan n titik dilambangkan dengan �_�.

19

Contoh:

Gambar 2.11 Graf Sikel

Gambar 2.11 menunjukkan graf sikel �₃, �₄, �₅ dan �₆ dengan banyak titik masing-masing 3, 4, 5, dan 6.

c. Graf Roda (Wheels Graph)

Graf roda merupakan graf yang diperoleh dengan cara menambahkan satu titik pada graf sikel �_�, dan menghubungkan titik baru tersebut dengan semua titik pada graf sikel tersebut.

Contoh:

Gambar 2.12 Graf Roda d. Graf Teratur (Regular Graph)

Graf teratur merupakan graf yang setiap titiknya mempunyai derajat yang sama. Apabila derajat setiap titik pada graf teratur adalah r, maka graf tersebut dinamakan graf teratur berderajat r. Banyak sisi pada graf teratur dengan n titik adalah 1

2�� sisi.

20

Contoh :

Gambar 2.13 Graf Teratur

Gambar 2.13 menunjukkan graf teratur dengan �= 2 dan �= 3. e. Graf Planar (Planar Graph) dan Graf Bidang (Plane Graph)

Suatu graf disebut graf planar jika graf tersebut dapat digambarkan pada bidang datar sedemikian sehingga tidak ada sisi-sisinya yang berpotongan kecuali di titik di mana keduanya bersisian. Namun, suatu graf mungkin saja planar meskipun biasanya digambarkan dengan sisi yang saling berpotongan, karena graf tersebut dapat digambarkan dengan cara berbeda di mana sisi-sisinya tidak saling berpotongan. Graf planar yang digambarkan dengan sisi-sisi yang tidak saling berpotongan disebut graf bidang.

Contoh:

21

Gambar 2.15 Graf Lengkap ₅ merupakan Graf Tak Planar

Gambar 2.16 Semua Graf Sikel dan Graf Lengkap ₁, ₂, ₃

merupakan Graf Bidang f. Graf Bipartit (Bipartite Graph)

Suatu graf sederhana G disebut bipartit jika mempunyai himpunan titik V yang dapat dipartisi menjadi dua himpunan tak kosong yang tak beririsan �₁ dan �₂ sedemikian hingga setiap sisi hubung dalam graf menghubungkan suatu titik di �₁dengan titik di �₂, atau tak ada sisi hubung di dalam G yang menghubungkan dua titik di �₁ maupun di �₂.

22

Contoh:

Gambar 2.17 Graf Bipartit

Dari Gambar 2.17 kedua grafadalah graf bipartit karena setiap sisinya menghubungkan dua titik dari himpunan yang berbeda.

2.2. Pelabelan Graf (Graf Labeling)

Pelabelan graf adalah pemetaan bijektif yang memetakan elemen dari graf tersebut (titik dan/atau sisi) dengan bilangan bulat positif. Terdapat beberapa macam pelabelan graf berdasarkan domainnya, yaitu pelabelan titik (vertex labeling) yang domainnya himpunan titik, pelabelan sisi (edge labeling) yang domainnya himpunan sisi, serta pelabelan total (total

labeling) yang domainnya titik dan sisi.

Bobot adalah jumlahan dari label-label pada setiap elemen graf. Pada pelabelan graf terdapat dua jenis pelabelan menurut jumlah dari setiap bobotnya yaitu pelabelan ajaib (magic labeling) dan pelabelan tak ajaib (antimagic labeling). Pelabelan ajaib adalah suatu pelabelan yang bobot masing-masing titik atau sisinya sama/konstan, sedangkan pelabelan tak ajaib adalah suatu pelabelan yang bobot masing-masing titik atau sisinya berbeda.

23

Pada penelitian ini akan digunakan pelabelan total ajaib sisi kuat (strong edge magic total labeling). disebut konstanta ajaib (magic constant) dari �.

Contoh:

Gambar 2.18 Pelabelan Total Ajaib Sisi pada Graf �₄ dengan = 12

Pada Gambar 2.18 bobot setiap sisi konstan, yaitu 12. Bobot _1,2adalah

24

pelabelan pada Gambar 2.20 disebut pelabelan total ajaib sisi pada �₄ dengan = 12.

Definisi 2.2.2 (Wallis, 2001:17)

Pelabelan total ajaib sisi dikatakan kuat (strong) jika label-label titiknya merupakan bilangan bulat positif 1, 2, 3,…, , = �(�) .

Contoh:

Gambar 2.19 Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada Graf �₃ dengan = 9

Pada Gambar 2.19 �(�) = 3 dan bobot setiap sisi konstan yaitu 9. Bobot _1,2 adalah 1 + 6 + 2 = 9, bobot _2,3 adalah 2 + 4 + 3 = 9, dan bobot _1,3 adalah 3 + 5 + 1 = 9. Karena bobot setiap sisi konstan dan label-label titiknya adalah 1, 2, 3 maka contoh pelabelan pada Gambar 2.21 disebut pelabelan total ajaib sisi kuat pada �₃dengan = 9.

2.3. Graf Sikel (Cycle Graph) dengan Tambahan Satu Anting

Graf sikel merupakan graf sederhana yang setiap titiknya berderajat dua, atau graf dengan lintasan tertutup. Graf sikel dengan n titik dilambangkan dengan �_�.

Graf sikel dengan tambahan satu anting merupakan pengembangan bentuk dari graf sikel �_� dengan menambahkan satu titik diluar �_� dan

5

6

4 3

1 2

1 2

3

25

sebuah sisi yang menghubungkan titik tersebut dengan �_�. Graf sikel dengan tambahan satu anting dilambangkan dengan �_� +�1 (Septian, 2011:27).

Contoh:

Gambar 2.20 Graf Sikel dengan Tambahan Satu Anting

Setiap graf sikel dengan tambahan satu anting (�_� +�1) mempunyai

�, ��� (vertex antimagic total labeling) dengan � 3 dan 8

untuk semua � 3. Jika label sisi adalah himpunan bilangan bulat positif

{1, 2, 3,…,�+ 1} dan label titik adalah himpunan bilangan bulat positif

{�+ 2,�+ 3,…, 2�+ 2} maka nilai � adalah �(5− )

2 + 4. Untuk � 3 dan

� ganjil, = 1, 3, 5; untuk� 3 dan � genap, = 2, 4; sedangkan

= 6, 7, 8 tidak memenuhi untuk semua � 3. Pada graf sikel dengan

tambahan satu anting (�_� +�1) terdapat 2�+ 4, 1 ��� dan �+ 4, 3 ��� untuk � 3 dan � ganjil (Septian, 2011:56).

2.4. Graf Sikel (Cycle Graph) dengan Tambahan Dua Anting

Graf sikel dengan tambahan dua anting merupakan pengembangan dari graf sikel �_� dengan menambahkan dua titik diluar �_� dan dua sisi yang

26

menghubungkan masing-masing titik tersebut dengan �_�. Graf sikel dengan tambahan satu anting dilambangkan dengan �_� + 2�1 (Yuliyanto, 2012:26). Contoh:

Gambar 2.21 Graf Sikel dengan Tambahan Satu Anting

Graf sikel dengan tambahan dua anting (�_� + 2�₁) memenuhi pelabelan total ajaib sisi kuat dengan nilai konstanta ajaib terletak pada interval 5�+9

2 < < 5�+17

2 . Untuk nilai konstanta ajaib = 5�+13

2 , nilai label untuk masing-masing titik dan sisi adalah sebagai berikut:

27

1,�+1 = 2�+ 4

2,�+2 = 2�+ 2 (Yuliyanto, 2012:71).

2.5. Kerangka Berpikir

Sejauh ini telah dipelajari teori terkait definisi tentang graf, pelabelan graf, serta hasil dari penelitian sebelumnya. Berdasarkan apa yang telah dipelajari tersebut akan diselidiki apakah pelabelan total ajaib sisi kuat (strong edge magic total labeling) berlaku pada graf sikel dengan tambahan � anting, � 3, � ganjil dan akan ditentukan interval nilai konstanta ajaib c, serta akan diselidiki bagaimana rumus nilai label titik dan sisi pada pelabelan total ajaib sisi kuat pada graf sikel dengan tambahan � anting, � 3 dan � ganjil untuk nilai konstanta ajaib dengan pola tertentu.

28 BAB III

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

3.1. Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat (Strong Edge Magic Total Labeling)

pada Graf Sikel dengan Tambahan � Anting

Graf sikel dengan tambahan n anting merupakan pengembangan dari graf sikel �_� dengan menambahkan n buah titik diluar �_� yang masing-masing dihubungkan dengan tepat satu titik pada �_� oleh sebuah sisi. Graf sikel dengan tambahan n anting dilambangkan dengan �_� +��1.

Gambar 3.1 Graf Sikel dengan Tambahan n Anting

29

semua label sisi dihitung satu kali. Akibatnya:

� =�� + 3 ( ) semua label sisi, dan � merupakan jumlah semua label titik.

Berdasarkan Definisi 2.2.1, karena banyak titik dan sisi pada �_� +��₁ adalah 4�, akibatnya label titik dan sisi untuk graf tersebut adalah 1, 2, 3,…, 4�. Sedangkan banyak sisinya adalah 2�, akibatnya � = 2�.� atau penjumlahan berulang nilai konstanta ajaib � sebanyak 2�:

30

31

Substitusi persamaan (3.2) ke persamaan (3.1):

2��= 2� 4�+ 1 + 2.�

Substitusi persamaan (3.3) ke persamaan (3.1):

32

n interval nilai c kemungkinan

33

dan � =11�+3

2 . Peneliti tidak melakukan penelitian untuk pelabelan total

ajaib sisi kuat pada �_� +��1 untuk � genap, maupun pelabelan total ajaib

sisi kuat pada �� +��1 untuk � ganjil dengan pola yang lain, misalnya

untuk nilai konstanta ajaib dengan nilai 9�+5

34

ganjil dengan nilai konstanta ajaib � =9�+3

2 seperti yang ditunjukkan pada

42

Bukti:

Perhatikan ilustrasi pelabelan berikut yang dikonstruksi berdasarkan pola pelabelan pada kasus 1 dan 2 di atas.

43

Gambar 3.3 Ilustrasi Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada �_� +��1, � 3, � = 2 + 1, = 2, 4, 6,… ,�= Teorema 3.1, sehingga terbukti bahwa graf sikel dengan tambahan n anting

47

3.3. Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada �_�+�� untuk � dan n

Ganjil dengan �= �+

Dalam penelitian ini diambil salah satu pola pelabelan yang memenuhi pelabelan total ajaib sisi kuat pada �� +��₁ untuk � 3 dan � ganjil dengan nilai konstanta ajaib � =11�+3

2 seperti yang ditunjukkan pada tabel

49

Dari tabel di atas, pelabelan total ajaib sisi kuat pada �_� +��₁ untuk � 3 dan � ganjil dengan nilai konstanta ajaib � =11�+3

2 memiliki nilai

label titik dan sisi dengan rumus sebagai berikut:

52

Bukti:

Perhatikan ilustrasi pelabelan berikut yang dikonstruksi berdasarkan pola pelabelan di atas.

53

11�+3

2 (pembahasan pada halaman 49-51). Hal ini memenuhi syarat kasus 2

54

Gambar 3.7 Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada �₅+ 5�1, � = 29

19

14 15

6 9

7 10

8 4

3 5

2 ₁

13

12

18 20

17 16

�+1

1

�

2

4 3

�+3

2�

�+4

�+2

11

55 BAB 1V

PENUTUP

4.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil dari penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

1. Pelabelan total ajaib sisi kuat berlaku pada graf sikel dengan tambahan n anting untuk � 3 dan � ganjil dengan nilai konstanta ajaib c terletak

2 adalah sebagai berikut:

57

4.2. Saran

Untuk penelitian selanjutnya dapat dikembangkan hasil dari penelitian ini antara lain:

1. Penelitian untuk menyelidiki pola pelabelan total ajaib sisi kuat pada graf sikel dengan tambahan n anting, � 3 dan � ganjil untuk nilai konstanta ajaib 9�+3

2 <� <

11�+3

2 .

2. Penelitian untuk menyelidiki pelabelan total ajaib sisi kuat pada graf sikel dengan tambahan n anting untuk � 3 dan � genap.

58

DAFTAR PUSTAKA

Chartrand, Gary & Ortrud R. Oellermann. 1993. Applied and Algorithmic Graph Theory. New York: McGraw-Hill, Inc.

Goodaire, Edgar G., & Michael M. Parmenter. 1998. Discrete Mathematics with

Graph Theory. New York: Prentice-Hall, Inc.

Munir, Rinaldi. 2001. Matematika Diskrit. Bandung: Penerbit Informatika.

Septian, Cosmas W. 2011. Pelabelan Total Tak Ajaib Titik pada Graf Sikel dengan Tambahan Satu Anting. Skripsi Pendidikan Matematika.

Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.

Suryadi H. S. 1996. Edisi I. Cetakan V. Teori Graf Dasar. Jakarta: Penerbit

Gunadarma.

Wallis, W. D. 2001. Magic Graph. New York: Hamilton Printing.

Yuliyanto, Benedictus D. 2012. Pelabelan Total Ajaib Sisi Kuat pada Graf Sikel dengan Tambahan Dua Anting. Skripsi Pendidikan Matematika.

Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.