BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAAN
F. Manfaat Penelitian
2. Pengantar Dasar Matematika
Perkuliahan Pengantar Dasar Matematika (PDM) bertujuan agar mahasiswa memiliki kecakapan untuk memahami: teori dasar himpunan, operasi-operasi dasar himpunan, himpunan bilangan, fungsi, hasil kali himpunan dan grafik fungsi, relasi, lanjutan teori himpunan, proposisi- proposisi aljabar, kuantifier, penalaran logis17. Indikator dalam materi PDM Mahasiswa mampu:
a. Mendiskripsikan konsep dasar himpunan, meliputi: Pengertian himpunan keanggotaan himpunan, Cara Menyatakan himpunan.
17 Sugiarto, isti Hidayah. Bahan Ajar Pengantar Dasar Matematika. baixardoc.com-
pengantar-dasar-matematika-sugiarto.pdf. 2011.
b. Menyebutkan macam-macam himpunan, meliputi: Himpunan Kosong, himpunan berhingga dan tak berhingga , himpunan di dalam himpunan.
c. Menyebutkan pengertian: himpunan Bagian sejati, dua himpunan sama , dua himpunan yang ekivalen, himpunan kuasa.
d. Menyebutkan pengertian: irisan dua himpunan, gabungan dua himpunan, selisih dua himpunan, komplemen, perkalian dua himpunan.
e. Menemukan sifat-sifat operasi pada himpunan.
f. Menentukan himpunan bilangan, operasi hitung dengan bilangan nol dan sifat-sifatnya, pecahan biasa dan pecahan desimal.
g. Menyebutkan pengertian relasi antara dua himpunan, menentukan cara menyatakan relasi antara dua himpunan, banyaknya reIasi antara dua himpunan, macam relasi, relasi ekuivalen dan partisi.
h. Menyebutkan pengertian fungsi, menentukan cara menyatakan fungsi , banyaknya fungsi , jangkauan dari Fungsi , jenis Fungsi.
i. Menyebutkan pengertian himpunan ekuivalen, himpunan berhingga dan tak berhingga, himpunan terbilang dan tak terbilang, dan bilangan kardinal.
j. Menyebutkan pengertian proposisi, dan proposisi komposisi.
k. Menentukan nilai kebenaran proposisi komposit, tabel kebenaran, tautologi, Kontradiksi, dan kontingensi, implikasi Logis, ekuivalensi, dan hukum-hukum Aljabar Proposisi.
l. Menentukan argumen, kesahan argumen , metode deduksi, aturan bukti bersyarat (ABB), reductio ad absordum (Bukti Tak Langsung).
m. Menentukan argumen fungsi proposisi dan kuantor, melambangkan proposisi, bukti ke-sahan dan aturan kuantifikasi permulaan.18
Berikut ini materi-materi pada Pengantar Dasar Matematika (PDM) a. Teori Dasar Himpunan
1) Pengertian Himpunan
Himpunan adalah sembarang daftar, koleksi dari kelas dari objek-objek yang telah didefinisikan dengan baik. Objek-objek dalam himpunan dapat berupa bilangan-bilangan, orang, hurufhuruf, sungai-sungai dan lain-lain. Contoh-contoh himpunan
a) Bilangan 1, 3, 7 dan 10 b) Huruf-huruf vokal a, i, u, e, o
c) Manusia/ orang-orang yang tinggal di bumi 2) Notasi dalam Himpunan
Himpunan biasanya dinotasikan atau dilambangkan oleh huruf-huruf kapital. seperti: π΄, π΅, π, π, π΄1, π΄2, π΄3, β¦. Elemen atau anggota himpunan direpresentasikan oleh huruf-huruf kecil.
seperti: π, π, π₯, π¦, β¦. Elemen-elemen pada suatu himpunan dipisahkan oleh tanda koma dan ditutup dengan kurung. Contoh:
{ }
18 Ibid. 2011. Hlm 6-7
3) Himpunan Berhingga dan Himpunan Tak Berhingga
Himpunan itu dapat berupa himpunan berhingga atau himpunan tak berhingga. Suatu himpunan berhingga jika terdiri atas objek atau bilangan-bilangan tertentu dan proses penghitungan objeknya dapat berakhir.
4) Kesamaan Himpunan-Himpunan
Himpunan π΄ sama dengan π΅ jika setiap elemen yang termuat di π΄ juga termuat di B dan setiap elemen yang termuat di π΅ juga termuat di π΄. Kesamaan himpunan π΄ dan himpuan π΅ dinotasikan atau dilambangkan dengan π΄ = B
5) Himpunan Kosong
Himpunan kosong adalah sebuah hinpunan yang tidak berisi anggota atau tidak memiliki anggota. Himpunan kosong dinotasikan dengan β
6) Himpunan Bagian
π΄ dikatakan himpunan bagian dari π΅ jika setiap anggota π΄ juga anggota di B atau π΄ himpuanan bagian dari π΅ jika π₯ β π΄ juga π₯ β π΅. π΄ himpunan bagian dari π΅ dinotasiakan dengan π΄ β π΅ atau π΄ β B
7) Himpunan Bagian Sejati (Proper Subset)
π΅ adalah himpunan bagian sejati dari π΄, jika: 1. π΅ adalah himpunan bagian dari π΄ (π΅ β π΄) 2. π΅ tidak sama dengan π΄(π΅ β π΄) π΅ adalah himpunan bagian sejati dari π΄, dinotasikan: π΅ β A
8) Kesebandingan (Comparability)
Dua Himpunan π΄ dan π΅ dikatakan sebanding jika π΄ β π΅ atau π΅ β π΄ atau dengan kata lain, salah satu himpunan adalah himpunan bagian dari himpunan lainnya. Dua himpunan π΄ dan π΅ dikatakan tidak sebanding jika π΄ β π΅ dan π΅ β π΄ atau dengan kata lain, jika π΄ sebanding dengan π΅ maka terdapat sebuah elemen di π΄ yang tidak termuat di π΅, dan ada sebuah elemen di π΅ yang tidak ada di π΄
9) Himpunan Dari Himpunan
Himpunan dari himpunan juga disebut keluarga dari himpunan atau kelas dari himpunan. Keluarga dari himpunan- himpunan dilambangkan dengan: π, β¬, π, β¦.
10) Himpunan Semesta
Himpunan Semesta atau semesta pembicaraan adalah semua himpunan-himpunan dalam pembicaraan yang menjadi himpunan bagian dari sebuah himpunan tertentu. Himpunan semesta dilambangkan dengan π
11) Pangkat Himpunan (Power Set)
Pangkat himpunan dari π adalah keluarga semua himpunan bagian dari π. Pangkat himpunan dari π dinotasikan dengan 2s.
12) Himpunan-himpunan Saling Lepas
π΄ dan π΅ saling lepas jika βHimpunan π΄ atau himpunan π΅ tidak memiliki elemen yang sama atau jika tidak ada elemen π΄ pada π΅ dan tidak ada elemen π΅ pada π΄β.
13) Diagram-diagram Venn-Euler
Sebuah cara sederhana untuk mengilustrasikan hubungan antar himpunan adalah dengan menggunakan diagram-diagram Venn-Euler atau diagram-diagram Venn.
14) Diagram-diagram Garis
Cara lain untuk mengilustrasikan hubungan antar himpunan adalah dengan menggunakan diagram-diagram garis.
b. Operasi-Operasi Dasar Himpunan 1) Gabungan (Union)
Gabungan himpunan A dan B adalah himpunan semua elemenelemen yang termuat di A atau termuat di B Gabungan dua buah himpunan dilambangkan dengan: π΄ βͺ B
2) Irisan (Intersection)
Irisan dari himpunan π΄ dan π΅ adalah himpunan elemen- elemen yang termuat di π΄ dan juga termuat di π΅ Irisan dua buah himpunan dilambangkan dengan π΄ β© π΅
3) Selisih (difference)
Selisih himpunan π΄ dan π΅ adalah himpunan elemen-elemen yang termuat di π΄ tetapi tidak termuat di π΅ Selisih dua himpuanan π΄ dan π΅ dilambangkan dengan π΄ β B.
4) Komplemen (Complement)
Complement dari sebuah himpunan π΄ adalah jika himpunan elemenelemen yang tidak termuat pada π΄, yaitu selisih himpunan semesta dan π΄ Komplemen dari π΄ dilambangkan oleh: π΄β²
c. Himpunan Bilangan
Himpunan Bilangan Himpunan bilangan Real dinotasikan oleh π Himpunan bilangan Real dan sifat-sifatnya dinamakan dengan sistem bilangan real. Berikut bagian-bagian dari himpunan bilangan:
bilangan real dan bilangan desimal, ketidaksamaaan, nilai mutlak, interval
Adapun aspek dari dari sistem bilangan real yaitu: bilangan- bilangan bulat (Z), bilangan-bilangan rasional (Q), Bilangan- bilangan Asli (N) dan bilangan-bilangan irasional, (Qβ²). selain itu, interval bagian dari interval yaitu, sifat-sifat interval, interval- interval tak hingga dan himpunan tertutup dan tidak tertutup
d. Fungsi
Misalkan setiap elemen pada himpunan π΄ dipasangkan pada sebuah elemen tertentu pada himpunan π΅, kita namakan pemasangan
sebagai sebuah fungsi. Jika dimisalkan π sebagai pemasangan ini, maka dapat ditulis π: π΄ β π΅ Yang dibaca βπ adalah sebuah fungsi dari π΄ ke π΅β.
Himpunan π΄ dinamakan fungsi domain π dan fungsi π΅ dinamakan kodomain dari π. selanjutnya jika π β π΄ maka elemen di π΅ yang dipasangkan dengan π dinamakan bayangan (image) dari π, yang dinotasikan dengan π(π) yang dibaca βπ dari π". Berikut materi fungsi: Pemetaan, Operator, Transformasi, Daerah Hasil Fungsi (Range of a Function) , Fungsi Satu-satu (One-one Functions), Fungsi Onto (Onto Functions), Fungsi Identitas (Identity Function), Fungsi identitas, Hasil Kali Fungsi, Hasil Kali Asosiatif , Invers dari Sebuah Fungsi dan Teorema-teorema pada Fungsi Invers.
e. Hasil Kali Himpunan Dan Grafik Fungsi 1) Pasangan Terurut
Sebuah pasangan terurut terdiri atas dua elemen, katakanlah π dan π, yang mana salah satu dari mereka, misalkan π adalah sebagai elemen yang pertama dan yang lain sebagai elemen yang kedua. Sebuah pasangan terurut dinotasikan oleh (π, π) 2) Hasil Kali Himpunan
Misalkan π΄ dan π΅ adalah dua himpunan. Hasil kali himpunan π΄ dan π΅ terdiri atas semua pasangan terurut (π, π) dimana π β π΄ dan π β π΅. Hasil kali himpunan dinotasikan oleh π΄ Γ B
3) Diagram-diagram Koordinat
Seperti yang ditunjukkan Gambar 1 berikut setiap titik π merepresentasikan sebuah pasangan terurut (π, π) dari bilanganbilangan real.
Gambar 2.1 Diagram-diagram Koordinat
4) Grafik Sebuah Fungsi
Misalkan π adalah sebuah fungsi π΄ ke π΅, yaitu misalkan π:
π΄ β π΅. Grafik π* dari fungsi π yaitu semua pasangan terurut yang mana π β π΄ sebagai elemen pertama dan bayangnya sebagai elemen kedua. Dengan kata lain π*= {(π, π)|π β π΄, π = π(π)}. Sifat-sifat Grafik Sebuah Fungsi Berdasarkan sifat-sifat π: π΄ β π΅, yaitu:
a) untuk setiap elemen π β π΄ terpasang dengan satu elemen di π΅
b) hanya satu elemen di π΅ yang dipasang untuk setiap π β π΄.
5) Grafik dan Diagram Koordinat
Misalkan π* adalah grafik sebuah fungsi π: π΄ β π΅. Selama π* adalah sebuah himpunan bagian dari π΄ Γ π΅, grafik itu dapat ditampilkan pada diagram koordinat π΄ Γ B
6) Fungsi Sebagai Himpunan dari Pasangan Terurut
Misalkan π* adalah himpunan bagian π΄ Γ π΅, hasil kali kartesius himpunan π΄ dan π΅; dan misalkan π* memiliki dua sifat seperti :
a) Untuk setiap π β π΄, terdapat sebuah pasangan terurut (π, π)
β π*
b) Tidak ada dua pasangan terurut berbeda di π* yang memiliki elemen pertama yang sama
7) Hasil Kali Himpunan
Secara Umum Konsep dari sebuah hasil kali himpunan di diagram koordinat π΄ Γ π΅ dapat diperluas pada lebih dari dua himpunan. Hasil kali kartesius himpunan π΄, π΅ dan πΆ dinotasikan oleh π΄ Γ π΅ Γ C
f. Relasi
1) Fungsi Proposisi, Kalimat Terbuka
Sebuah fungsi proposisi didefenisikan pada hasil kali kartesius A Γ B dari dua himpunan A dan B. sebuah fungsi proposisi dinotasikan oleh P(x, y) yang memiliki sifat bahwa P(a, b), dimana a dan b disubstitusikan untuk variabel x dan y
secara berturut-turut pada P(x, y) adalah benar 1atau salah untuk sebarang pasangan terurut (a, b) β A Γ B.
2) Relasi Sebuah relasi π terdiri atas:
a) Sebuah himpunan π΄ b) Sebuah himpunan π΅
c) Sebuah kalimat terbuka π(π₯, π¦) yang mana π(π, π) bisa benar ataupun salah untuk sebarang pasangan terurut (π, π) yang termuat di π΄ Γ π΅
3) Himpunan Solusi dan Grafik Dari Relasi
Misalkan π = (π΄, π΅, π(π₯, π¦)) adalah sebuah relasi.
Himpunan solusi π * dari relasi π terdiri dari elemen-elemen (π, π) di π΄ Γ π΅ yang mana π(π, π) adalah benar. dengan kata lain, π * = {(π, π)|π β π΄, π β π΅, π(π, π)πππππβ πππππ}
Perhatikan bahwa π * ,himpunan solusi dari sebuah relasi dari π΄ ke π΅, adalah himpunan bagian dari π΄ Γ π΅. sehingga π *
dapat ditampilkan, yaitu diplot atau di sketkan, pada diagram koordinat π΄ Γ π΅ Grafik dari sebuah relasi π dari π΄ ke π΅ terdiri atas titik-titik pada diagram koordinat dari π΄ Γ π΅ yang termuat pada himpunan solusi dari π
4) Relasi Sebagai Himpunan Pasangan Terurut
Misalkan π * adalah sebarang himpunan bagian dari π΄ Γ π΅.
Kita dapat mendefenisikan sebuah relasi π = (π΄, π΅, π(π₯, π¦)
dimana π(π₯, π¦) dibaca βpasangan terurut (π₯, π¦) yang termuat di π * β Himpunan solusi dari relasi π ini adalah himpunan asli π *
5) Relasi Invers
Setiapa relasi π dari π΄ ke π΅ memiliki sebuah relasi invers Rβ1 dari π΅ ke π΄ yang didefenisikan oleh Rβ1 = {(π, π)|(π, π) β π } Dengan kata lain, relasi invers Rβ1 terdiri atas pasangan- pasangan terurut yang ketika dibalik adalah permuted, termuat di π
6) Relasi Refleksif
Misalkan π = (π΄, π΄, π(π₯, π¦)) adalah sebuah relasi pada sebuah himpunan π΄, yaitu misalkan π adalah sebuah himpunan bagian dari π΄ Γ π΄ maka π dinamakan sebuah relasi refleksif jika untuk setiap π β π΄ (π, π) β π΅ Dengan kata lain, π adalah refleksif jika setiap elemen di π΄ berkaitan dengan dirinya sendiri 7) Relasi Simetris
Misalkan π adalah himpunan bagian dari π΄ Γ π΄, yaitu misalkan π adalah sebuah relasi di π. Maka π dinamakan sebuah relasi simetris, jika (π, π) β π sehingga (π, π) β π Yaitu, jika π berkaitan dengan π maka π juga berkaitan dengan π 8) Relasi Anti βSimetris
Sebuah relasi π pada sebuah himpunan π΄, adalah sebuah himpunan bagian dari π΄ Γ π΄, dinamakan sebuah relasi anti- simetris jika Remark Selama (π, π) β π sehingga (π, π) termuat
pada relasi invers Rβ1, π adalah sebuah relasi simetris jika dan hanya jika π = Rβ1 (π, π) β π dan (π, π) β π sehingga π = π Dengan kata lain, jika π β π maka kemungkinan π berkaitan dengan π atau kemungkinan π berkaitan dengan π, tetapi tidak pernah kedua-duanya.
9) Relasi Transitif
Sebuah relasi π pada suatu himpunan π΄ dinamakan sebuah relasi transitif jika (π, π) β π dan (π, π) β π sehingga (π, π) β π Dengan kata lain, jika π berkaitan dengan π dan π berkaitan dengan π, maka π berkaitan dengan c
10) Relasi Ekuivalens
Sebuah relasi π pada sebuah himpunan π΄ adalah sebuah relasi ekuivalens jika:
a) π adalah refleksif, yaitu, untuk setiap π β π΄, (π, π) β π b) π adalah simetris, yaitu, (π, π) β π sehingga π adalah
refleksif, yaitu, untuk setiap π β π΄, (π, π) β π
c) π adalah transitif, yaitu, (π, π) β π dan (π, π) β π sehingga (π, π) β π
11) Domain dan Range dari Sebuah Himpunan
Sebuah fungsi π dari π΄ ke π΅ adalah himpunan bagian dari π΄
Γ π΅ yang mana setiap π β π΄ muncul pada satu dan hanya satu pasangan terurut yang termuat pada π.
g. Lanjutan Teori Himpunan 1) Aljabar Himpunan
Himpunan dibawah operasi gabungan, irisan dankomplemen memenuhi bermacam hukum, yaitu, identitas.
Tabel berikut mendaftarkan hukum-hukum yang berlaku pada himpunan19.
Tabel 2.2
Hukum dari Aljabar Himpunan Hukum dari Aljabar Himpunan Hukum Idempoten
1A. π΄ βͺ π΄ = π΄ 1b. π΄ β© π΄ = π΄
Hukum Asosiatif
2A. (π΄ βͺ π΅) βͺ πΆ = π΄(π΅ βͺ πΆ) 2b. (π΄ βͺ π΅) βͺ πΆ = π΄(π΅ βͺ πΆ) Hukum Komutatif
3A. . π΄ βͺ π΅ = π΅ βͺ π΄ 3b. π΄ β© π΅ = π΅ β© π΄ Hukum Distributif
4A. π΄ βͺ (π΅ β© πΆ) = (π΄ βͺ π΅) β© (π΄
βͺ πΆ)
4b. π΄ β© (π΅ βͺ πΆ) = (π΄ β© π΅) βͺ (π΄
β© πΆ) Hukum Identitas
5A. π΄ βͺ β = π΄ 5b. π΄ β© π = π΄ 5b. π΄ β© π = π΄
6A. π΄ βͺ π = π 6b. π΄ β© β = β
Hukum Komplemen
7A. π΄ βͺ π΄β² = π 7b. π΄ β© π΄β² = β
8A. (π΄ β² )β² = π΄ 8b. π β² = β , β β² = π Hukum De Morgan
9a. (π΄ βͺ π΅)β² = π΄β² β© π΅β² (π΄ β© π΅)β² = π΄β² β© π΅ (sumber: Poni Saltifa (2018))
19Saltifa, Poni. 2018. Diktat Pengantar Dasar Matematik. Bengkulu: Prodi Tadris Matematika IAIN Bengkulu.
Relasi βπ΄ adalah himpunan dari π΅β didefenisikan dalam aljabar himpunan sebagai π΄ β π΅ berarti π΄ β© π΅ = π΄
2) Prinsip dari Dualitas
Jika kita mengubah β© dan βͺ dan juga π dan β pada sebarang pernyataan mengenai himpunan, maka pernyataan baru dinamakan dualitas dari satu keaslian
3) Himpunan-Himpunan Berindex
Sebuah himpunan keluarga berindex {π΄} π β πΌ adalah sebuah fungsi π: πΌ β π΄ Dimana domain dari π adalah himpunan Berindex πΌ dan range dari π adalah sebuah keluarga himpunan 4) Bentuk Umum Operasi-Operasi
Operasi gabungan dan irisan didefenisikan untuk dua himpunan. Defenisi ini dapat diperluas, oleh induksi, untuk sebuah himpunan berhingga. Secara spesifik, untuk himpunan- himpunan π΄1, π΄2, β¦ , π΄2, βͺI = 1 π π΄I β‘ π΄1 βͺ π΄2 βͺ β¦ βͺ π΄n β© π
= 1 π π΄i β‘ π΄1 β© π΄2 β© β¦ β© π΄n Berdasarkan hokum asosiatif, gabungan atau irisan dari himpunanhimpunan dapat diurutkan 5) Partisi
Misalkan {π΅i } π π πΌ adalah sebuah keluarga dari himpunan bagian yang tak kosong dari π΄. maka {π΅i }πππΌdinamakan sebuah partisi dari π΄ jika π1:βͺ ππ πΌ π΅i = π΄ π2: π’ππ‘π’π π πππππππ π΅i , π΅j, ππππ π΅i = π΅j ππ‘ππ’ π΅i β© π΅j = β Selanjutnya setiap π΅i dinamakan sebagai sebuah kelas yang ekuivalen dari π΄
6) Relasi Ekuivalen dan Partisi
Sebuah relasi π pada sebuah himpunanan π΄ adalah sebuah relasi ekuivalen jika:
a) π refleksif, yaitu, untuk setiap πππ΄, π berkaitan dengan dirinya sendiri
b) π simetris, yaitu, jika π berkiatan dengan π kemudian π berkaitan dengan π
c) π transitif, yaitu, jika πberkaitan dengan π dan π berkaitan dengan π maka πberkaitan dengan c