38
PELABELAN π2 β³ πΉπ AJAIB SUPER DARI GRAF ππ β³ πΉπ
Ganesha Lapenangga Putra1*, Erika Feronika Br Simanungkalit2
1Program Studi Matematika, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana, Kupang-NTT, Indonesia
2Program Studi Pendidikan Ekonomi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Nusa Cendana, Kupang-NTT, Indonesia
*Penulis Korespondensi : [email protected]
Abstrak
Graf πΊ didefinisikan sebagai pasangan terurut himpunan titik dan sisi, dinotasikan dengan πΊ = (π, πΈ). Misalkan πΊ = (π, πΈ) dan π» = (πβ², πΈβ²) suatu graf.
Hasil kali sisir antara graf πΊ dan π», dinotasikan dengan πΊ β³ π», yaitu graf yang diperoleh dengan mengambil satu salinan graf πΊ dan salinan sebanyak |π| dari graf π» dan mengidentifikasikan salinan ke-π dari graf π» ke titik ke-π pada graf πΊ. Misalkan πΊ suatu graf terhubung yang memuat selimut-π». Suatu pelabelan π»-ajaib dari graf πΊ = (π, πΈ) adalah suatu fungsi bijektif π: π(πΊ) βͺ πΈ(πΊ) β {1,2,3, β¦ , |π(πΊ)| + |πΈ(πΊ)|}, sehingga π(π»β²) = βπ£βπβ²π(π£)+ βπβπΈβ²π(π)= π, untuk semua subgraf π»β² yang isomorfik dengan π» dengan π suatu konstanta.
Selanjutnya, graf πΊ disebut π»-ajaib super jika π(π) = {1,2,3, β¦ , |π(πΊ)|}. Pada jurnal ini, diberikan pelabelan π2β³ πΉπ ajaib super dari graf ππβ³ πΉπ dengan metode multi himpunan seimbang.
Kata kunci: Graf, Pelabelan π»-ajaib super, hasil kali sisir, multi himpunan seimbang.
1. PENDAHULUAN
Suatu graf πΊ didefinisikan sebagai pasangan terurut himpunan(π, πΈ) dimana πadalah himpunan takkosong dari semua titik dan πΈ adalah himpunan sisi yang menghubungkan dua titik. Himpunan titik pada graf biasanya dinotasikan dengan π(πΊ) sedangkan himpunan sisi pada graf adalah πΈ(πΊ).
Banyaknya titik dan sisi pada graf πΊ secara berturut-turut dinotasikan sebagai π(πΊ) dan πΈ(πΊ) [1].
Selanjutnya, diberikan definisi hasil ali sisir pada graf. Misalkan graf πΊ dan π» adalah graf terhubung yang memuat π sebagai salah satu titik pada graf π».
Hasil kali sisir antara graf πΊ dan π», dinotasikan πΊ β³ π», merupakan graf yang diperoleh dengan mengambil satu salinan dari graf πΊ dan salinan
39
sebanyakβπ(πΊ)βdari graf π», kemudian menyatukan titik π pada graf π» ke-π dengan titik ke-π pada graf πΊ [2].
Suatu graf πΊ = (π, πΈ) dikatakan memuat selimut π» jika untuk setiap sisi pada graf πΊ termuat pada suatu subgraf yang isomorfik terhadap π» [3]. Selanjutnya graf πΊ yang memuat selimut-π» dikatakan π»-ajaib jika terdapat fungsi bijektif π: π βͺ πΈ β {1, 2, . . . , |π| + |πΈ|} sehingga untuk setiap subgraf π»β² dari πΊ yang isomorfik dengan π» berlaku π(π»β²) = β(π£βπ) π(π£)+ β(eβE)π(π) = π dengan π adalah bilangan ajaib [2].
Selanjutnya, graf πΊ disebut π»-ajaib super jika π(π) = {1, 2, . . . , |π|} [3].
Nirmalasari Wijaya, Ryan dan Kalinowski [4] membuktikan bahwa untuk π ganjil dan sebarang π, graf kembang api πΉπ,π merupakan graf πΉ2,π-ajaib super.
Selanjutnya, Maryati, Salman, dan Baskoro [5] telah mengkarakterisasi semua graf πΊ sehingga gabungan terpisah dari graf πΊ merupakan graf πΊ- ajaib super.
Mereka juga telah membuktikan bilangan ajaib untuk gabungan dari graf lintasan, yakni πππ untuk sebarang π dan π. Melanjutkan hasil yang sudah ada, maka penulis hendak memaparkan hasil mengenai pelabelan π2β³ πΉπ ajaib super dari graf ππ β³ πΉπ.
2. MULTI HIMPUNAN SEIMBANG
Multi himpunan merupakan modifikasi himpunan yang mengijinkan unsur yang sama muncul lebih dari satu kali [6]. Berikut diberikan notasi-notasi yang digunakan terkait multi himpunan.
βπ = βπ₯βππ₯
[π, π] = {π₯ | π β€ π₯ β€ π, π₯ β β€} (2.1) {π} β {π, π} = {π, π, π}
4{π, π, π, π } = {π, π, π, π, π, π, π, π, π, π, π, π, π , π , π , π }
Suatu multi himpunan π dikatakan π-seimbang jika terdapat himpunan π1, π2, β¦ ππ yang merupakan subhimpunan π dan untuk setiap π β [1, π]
berlaku
|ππ| =|π|
π
βππ =βπ
π (2.2)
βπ=1π ππ= π
ππ disebut subhimpunan seimbang dari π [6]. Berikut diberikan lema terkait multi himpunan seimbang.
Lema 2.1.1 Diberikan
m n , ο N
,m ο³ 3
. Jikan
ganjil dan π¦ genap maka π = (π β 1) {{1} β (π β 1){βπ¦=23πβ1[π¦(π + 1), π¦(π + 1) + 1]}} β [1,3ππ + 3π + π]merupakan multi himpunan π- seimbang.
40 Bukti:
Pertama, untuk setiap π β [1, π] bentuk
ππ = {
π(ππ), π(π1), π(ππ+1), π(π11), β¦ , π(π1π), π(ππ+11 ), β¦ , π(ππ+1π ), π(π11), β¦ , π(π12πβ1),
π(ππ+11 ), β¦ , π(ππ+12πβ1)
} dengan
π(ππ) = π, 1 β€ π β€ π + 1
π(ππ) = 3π(π + 1) + (π + 1) β π, 1 β€ π β€ π
π(πππ) = {π(π + 1) + (π + 1) + 1 β π; 1 β€ i β€ m + 1, 1 β€ π β€ π, π ganjil
π(π + 1) + π; 1 β€ i β€ m + 1, 1 β€ π β€ π, π genap (2.3) π(πππ) = {(π + π)(π + 1) + π; 1 β€ i β€ m + 1, 1 β€ π β€ 2π β 1, π ganjil
(π + π + 1)(π + 1) + 1 β π; 1 β€ i β€ m + 1, 1 β€ π β€ 2π β 1, π genap Perhatikan bahwa untuk setiap π β [1, π], |ππ| = 6π + 1 dan
βππ = π(ππ) + π(π1) + π(ππ+1) + π(π11) + π(π12) + β― + π(π1π) + π(ππ+11 ) + β― + π(ππ+1π ) + π(π11) + β― + π(π12πβ1) +
π(ππ+11 ) + β― + π(ππ+12πβ1)
= 9ππ2+ 9π2+ 3ππ + 6π + 1. (2.4)
Perhatikan nilai βπ berikut.
βπ = (π β 1) + (π β 1) ( 2(π + 1) + 2(π + 1) + 1 + 4(π + 1) + 4(π + 1) + 1 + β― + (3π β 1)(π + 1) + 1) + (3ππ+3π+π)(3ππ+3π+π+1)
2
= 9π2π2+ 6ππ + 9ππ2+ 3π2π + π (2.5) Berdasarkan persamaan (2.4) dan (2.5), diperoleh
βπ
π =9π2π2+6ππ+9ππ2+3π2π+π
π
= 9ππ2+ 6π + 9π2+ 3ππ + 1 = βππ
βπ=1π ππ= π (2.6)
|ππ| =|π|
π
Jadi, π adalah multi himpunan π-seimbang.
Lemma 2.1.2: Diberikan π, π β π, π β₯ 3. Jika π, π, π¦ genap, maka π = (π β 1) {π2 + 1,3π(π + 1)} β (π β 1){βπ¦=13πβ2[π¦(π + 1), π¦(π + 1) + 1]} β [1,3ππ + 3π + π] merupakan multi himpunan π- seimbang.
Bukti:
Pertama, untuk setiap π β [1, π] bentuk
ππ = {π(π1), π(ππ+1), π(ππ), π(π11), β¦ , π(π1π), π(ππ+11 ), β¦ , π(ππ+1π ),
π(π11), β¦ , π(π12πβ1), π(ππ+11 ), β¦ , π(ππ+12πβ1) } dengan π(ππ) = {
π
2; 1 β€ π β€ π + 1, π genap
π 2 +π+1
2 ; 1 β€ π β€ π + 1, π ππππππ
41 π(ππ) = {3π(π + 1) +π
2 +π+1
2 , 1 β€ π β€ π, π ganjil 3π(π + 1) +π
2, π genap (2.7)
π(πππ) = {π(π + 1) + (π + 1) + 1 β π; 1 β€ π β€ π + 1, 1 β€ π β€ π, π ganjil π(π + 1) + π ; 1 β€ π β€ π + 1, 1 β€ π β€ π, π genap π(πππ) = {(π + π + 1)(π + 1) + 1 β π; 1 β€ π β€ π + 1, 1 β€ π β€ 2π β 1, π ganjil
(π + π)(π + 1) + π; 1 β€ π β€ π + 1, 1 β€ π β€ 2π β 1, π genap Perhatikan bahwa untuk setiap π β [1, π], |ππ| = 6π + 1. Selanjutnya, berdasarkan nilai π, bukti dibagi menjadi dua kasus.
Kasus 1. π ganjil
βππ = π(ππ) + π(π1) + π(ππ+1) + π(π11) + π(π12) + β― + π(π1π) + π(ππ+11 ) + β― + π(ππ+1π ) + π(π11) + β― + π(π12πβ1) +
π(ππ+11 ) + β― + π(ππ+12πβ1) = 9ππ2+ 9π2+ 3ππ + 6π + π Kasus 2. π genap
βππ = π(ππ) + π(π1) + π(ππ+1) + π(π11) + π(π12) + β― + π(π1π) + π(ππ+11 ) + β― + π(ππ+1π ) + π(π11) + β― + π(π12πβ1) +
π(ππ+11 ) + β― + π(ππ+12πβ1) = 9ππ2+ 9π2+ 3ππ + 6π + π
Perhatikan nilai βπ berikut.
βπ = (π β 1) (π
2 + 1) +(πβ1)
2 (3π
2) [2(π + 1) + 3π(π + 1)]
+(πβ1)
2 (3nβ2
2 ) [2(π + 1) + 1 + (3π β 2)(π + 1) + 1]
+3ππ+3π+π
2 [3ππ + 3π + π + 1]
= 9π2π2+ 9ππ2+ 3π2π + 6ππ + π2 (2.8) Berdasarkan persamaan (2.4) dan (2.5), diperoleh
βπ
π =9π2π2+9ππ2+3π2π+6ππ+π2
π
= 9ππ2+ 9π2+ 3ππ + 6π + π = βππ
βπ=1π ππ= π (2.9)
|ππ| =|π|
π
Jadi, π adalah multi himpunan π-seimbang.
3. HASIL UTAMA
Graf ππβ³ πΉπ adalah graf yang diperoleh dengan mengambil satu salinan graf bintang dan
m
salinan dari graf kipas πΉπ, kemudian menempelkan titik ke-π dari graf kipas ke titik pada graf bintang ππ, untuki ο 1, 2,3, οΌ , m
. Berikut diberikan himpunan sisi dan titik dari graf ππβ³ πΉπ.π(ππβ³ πΉπ) = {π£π|1 β€ π β€ π + 1} βͺ {π£ππ|1 β€ π β€ π, 1 β€ π β€ π + 1}
πΈ(ππβ³ πΉπ) = {ππ|1 β€ π β€ π} βͺ {πππ|1 β€ π β€ 2π β 1,1 β€ π β€ π + 1}
42
Berikut merupakan teorema tentang pelabelan π2 β³ πΉπβajaib super pada graf ππ β³ πΉπ.
Teorema 3.1. Graf ππ β³ πΉπ merupakan graf π2β³ πΉπ-ajaib super untuk a. π β₯ 3, π β₯ 3, π, π β β, π bilangan ganjil
b. π β₯ 3, π β₯ 3, π, π β β, π, π bilangan genap Bukti:
Bukti dibagi menjadi dua kasus.
Kasus 1: π ganjil
Berikut diberikan fungsi pelabelan graf ππ β³ πΉπ untuk π ganjil π, π β π.
π(π£π) = π, 1 β€ π β€ π + 1
π(ππ) = 3π(π + 1) + (π + 1) β π, 1 β€ π β€ π
π(π£ππ) = {π(π + 1) + (π + 1) + 1 β π; 1 β€ i β€ m + 1, 1 β€ π β€ π, π ganjil
π(π + 1) + π; 1 β€ i β€ m + 1, 1 β€ π β€ π, π genap (3.1) π(πππ) = {(π + π)(π + 1) + π; 1 β€ i β€ m + 1, 1 β€ π β€ 2π β 1, π ganjil
(π + π + 1)(π + 1) + 1 β π; 1 β€ i β€ m + 1, 1 β€ π β€ 2π β 1, π genap dengan π(π£π) merupakan fungsi pelabelan titik pada graf bintang, π(ππ) merupakan fungsi pelabelan sisi pada graf bintang, π(π£ππ) merupakan fungsi pelabelan titik pada graf kipas, dan π(πππ) merupakan fungsi pelabelan sisi pada graf kipas. Berdasarkan Lema 2.1.1, diperoleh π(ππ) = π(π£π),π(ππ) = π(ππ), π(πππ) = π(π£ππ), dan π(πππ) = π(πππ). Perhatikan bahwa ππ merupakan label titik dan sisi dari subgraf π2β³ πΉπ ke-π pada graf ππ β³ πΉπ. Menurut Lema 2.1.1, jumlahan label titik dan sisi dari setiap subgraf π2β³ πΉπ bernilai sama, yakni 9ππ2+ 9π2+ 3ππ + 6π + 1. Selanjutnya, ditunjukkan bahwa fungsi pelabelan yang diberikan merupakan fungsi bijektif. Perhatikan daerah hasil dari partisi masing-masing fungsi
f
berikut.π({π£π|1 β€ π β€ π + 1}) = [1, π + 1]
π({π£ππ|1 β€ π β€ π, 1 β€ π β€ π + 1}) = [π + 2, ππ + π + π + 1] (3.2) π({πππ|1 β€ π β€ 2π β 1,1 β€ π β€ π + 1}) = [ππ + π + π + 2,3ππ + 3π]
π({ππ|1 β€ π β€ π}) = [3ππ + 3π + 1,3ππ + π + 3π]
Daerah asal dan daerah hasil dari partisi masing-masing fungsi berjumlah sama. Selanjutnya π: π βͺ πΈ β {1,2, β¦ , |π| + |πΈ|}. Banyaknya unsur di daerah asal fungsi
f
adalah |π βͺ πΈ| = 3ππ + π + 3π, sedangkan banyaknya unsur pada daerah kawan sama dengan banyaknya unsur pada daerah hasil, yakni 3ππ + π + 3π. Akibatnya,f
fungsi bijektif.Kasus 2: π dan π genap.
Untuk kasus 2, dengan menggunakan Lema 2.1.2 dan cara yang sama pada kasus 1, maka dapat diperoleh fungsi pelabelan yang bijektif dengan jumlahan label titik dan sisi yang sama pada setiap subgraf π2 β³ πΉπ, yakni = 9ππ2+ 9π2+ 3ππ + 6π + π.
43
Berdasarkan kedua kasus di atas, diperoleh bahwa graf ππ β³ πΉπ merupakan graf π2β³ πΉπ ajaib super untuk π β₯ 3, π β₯ 3 dengan (a) π ganjil dan (b) π, π genap. β
Gambar 3.1. Pelabelan π·πβ³ ππ ajaib super pada graf πΊπβ³ ππ
4. SIMPULAN
Berdasarkan hasil di atas, disimpulkan bahwa graf ππ β³ πΉπ merupakan graf π2β³ πΉπ ajaib super untuk π β₯ 3, π β₯ 3, π, π β β dengan (a) π ganjil dan (b) π, π genap.
Selanjutnya, penulis menyarankan untuk memeriksa pada kasus π ganjil dan π genap.
DAFTAR PUSTAKA
[1] G. Chartrand and P. Zhang, A First Course in Graph Theory. Dover Publications, 2012.
[Online]. Available: https://books.google.co.id/books?id=ocIr0RHyI8oC
[2] W. S. Suhadi, M. Novi, and A. P. Ira, βThe Metric Dimension of Comb Product Graphs.,β MATEMATIK VESNIK, vol. 69, no. 4, pp. 248β258, 2017.
[3] J. A. Galian, βA Dynamic Survey of Graph Labeling,β Electronic Journal of Combinatorics, 2020.
[4] R. W. N. Wijaya, A. S. Fenovcikova, J. Ryan, and T. Kalinowski, βH-Supermagic Labelings for Firecrackers, Banana Tress and Flower,β vol. 69, no. 3, pp. 442β451, 2017.
[5] T. K. Maryati, E. T. Baskoro, and A. N. M. Salman, βP_h- (super) magic labelings of some trees,β Journal of Combinatorial Mathematics and Combinatorial Computing, vol.
65, pp. 197β204, 2008.
[6] T. K. Maryati, A. N. M. Salman, E. T. Baskoro, J. Ryan, and R. Miller, βOn H- supermagic labelings for certain schakles and amalgamations of a connected graph, Util. Math., 83, 333-342.,β Util. Math., vol. 83, pp. 333β342, 2010.