500 likes | 689 Views
STRUKTUR DISKRIT. K-8. FUNGSI. Program Studi Teknik Komputer Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Indonesia. DEFINISI FUNGSI. Relasi biner f dari himp A ke himp B merupakan suatu fungsi jika setiap elemen di dalam A dihubungkan dengan tepat satu elemen di dalam B .
E N D
STRUKTUR DISKRIT K-8 FUNGSI Program Studi Teknik Komputer Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Indonesia Struktur Diskrit
DEFINISI FUNGSI RelasibinerfdarihimpAkehimpBmerupakansuatufungsijikasetiapelemendidalamAdihubungkandengantepatsatuelemendidalamB. Notasi : JikafadalahfungsidariAkeBkitamenuliskanf : AB yang artinyafmemetakanAkeB. Struktur Diskrit
DEFINISI FUNGSI • Adisebutdaerahasal (domain) darifdanBdisebutdaerahhasil(codomain) darif. • Nama lain untukfungsiadalahpemetaanatautransformasi. • Kita menuliskanf(a) = bjikaelemenadidalamAdihubungkandenganelemenbdidalamB. Struktur Diskrit
DEFINISI • Jikaf(a) = b, makabdinamakanbayangan (image) dariadanadinamakanpra-bayangan (pre-image) darib. • Himpunanyang berisisemuanilaipemetaanfdisebutjelajah (range) darif. Perhatikanbahwajelajahdarifadalahhimpunanbagian (mungkinproper subset) dariB. Struktur Diskrit
DEFINISI • Fungsiadalahrelasi yang khusus: • TiapelemendidalamhimpunanAharusdigunakanolehprosedurataukaidah yang mendefinisikanf. • Frasa “dihubungkandengantepatsatuelemendidalamB” berartibahwajika (a, b) fdan (a, c) f, makab = c. Struktur Diskrit
PenyajianFungsi • Himpunanpasanganterurut. Sepertipadarelasi. • Formula pengisiannilai (assignment). Contoh: • f(x) = 2x + 10, f(x) = x2, dan • f(x) = 1/x. • Kata-kata, Contoh: • “fadalahfungsi yang memetakanjumlah bit 1 didalamsuatustringbiner”. Struktur Diskrit
PenyajianFungsi • Kode program (source code) Contoh: Fungsimenghitung |x| • function abs(x:integer):integer; begin if x < 0 then abs:=-x else abs:=x; end; Struktur Diskrit
Contoh 1: • Relasif = {(1, u), (2, v), (3, w)} dariA = {1, 2, 3} keB = {u, v, w} adalah • fungsidariAkeB. • Di sinif(1) = u, f(2) = v, danf(3) = w. • Daerah asaldarifadalahAdandaerahhasiladalahB. • Jelajahdarifadalah {u, v, w}, yang dalamhalinisamadenganhimpunan B. Struktur Diskrit
Contoh 2: • Relasif = {(1, u), (2, u), (3, v)} dariA = {1, 2, 3} keB = {u, v, w} adalah fungsidariAkeB, • meskipunumerupakanbayangandariduaelemenA. • Daerah asalfungsiadalahA, daerahhasilnyaadalahB, dan • jelajahfungsiadalah {u, v}. Struktur Diskrit
Contoh 3: • Relasif = {(1, u), (2, v), (3, w)} dariA = {1, 2, 3, 4} keB = {u, v, w} adalah bukanfungsi, • karenatidaksemuaelemenAdipetakankeB. Struktur Diskrit
Contoh 4: • Relasif = {(1, u), (1, v), (2, v), (3, w)} dariA = {1, 2, 3} keB = {u, v, w} adalah bukanfungsi, • karena1 dipetakankeduabuahelemenB, yaituudanv. Struktur Diskrit
Contoh 5: Misalkanf : Z Zdidefinisikanolehf(x) = x2. Daerah asaldandaerahhasildarif adalahhimpunanbilanganbulat, danjelajahdarifadalahhimpunanbilanganbulattidak-negatif. Apakahfmerupakanfungsi ? Struktur Diskrit
DEFINISI • Fungsifdikatakansatu-ke-satu (one-to-one) atauinjektif (injective) jikatidakadaduaelemenhimpunanA yang memilikibayangansama. Struktur Diskrit
Contoh 6: • Relasif = {(1, w), (2, u), (3, v)} dariA = {1, 2, 3} keB = {u, v, w, x} adalah fungsisatu-ke-satu, • Tetapirelasif = {(1, u), (2, u), (3, v)} dariA = {1, 2, 3} keB = {u, v, w} adalah bukanfungsisatu-ke-satu, • karenaf(1) = f(2) = u. Struktur Diskrit
Contoh 7: Misalkanf : Z Z. Tentukanapakah a. f(x) = x2 + 1 dan b. f(x) = x – 1 merupakanfungsisatu-ke-satu ? Struktur Diskrit
JawabContoh 7: • a. f(x) = x2 + 1 adalah bukanfungsisatu-ke-satu, • karenauntukduax yang bernilaimutlaksamatetapitandanyaberbedanilaifungsinyasama, misalnyaf(2) = f(-2) = 5 padahal –2 2. • b. f(x) = x – 1 adalah fungsisatu-ke-satu • karenauntukab, makaa – 1 b – 1. • Misaluntukx = 2, f(2) = 1 dan untukx = -2, f(-2) = -3. Struktur Diskrit
DEFINISI • Fungsifdikatakandipetakanpada (onto) atausurjektif (surjective) jikasetiapelemenhimpunanBmerupakanbayangandarisatuataulebihelemenhimpunanA. • Dpl, seluruhelemenB merupakanjelajahdarif. FungsifdisebutfungsipadahimpunanB. Struktur Diskrit
Contoh 8: • Relasif = {(1, u), (2, u), (3, v)} dariA = {1, 2, 3} keB = {u, v, w} adalah bukanfungsipada • karenawtidaktermasukjelajahdarif. • Relasif = {(1, w), (2, u), (3, v)} dariA = {1, 2, 3} keB = {u, v, w} adalah fungsipada • karenasemuaanggotaBmerupakanjelajahdarif. Struktur Diskrit
Contoh 9: Misalkanf : Z Z. Tentukanapakah a. f(x) = x2 + 1 dan b. f(x) = x – 1 merupakanfungsipada ? Struktur Diskrit
JawabContoh 9: • a. f(x) = x2 + 1 adalah bukanfungsipada, • karenatidaksemuanilaibilanganbulatmerupakanjelajahdarif. • b. f(x) = x – 1 adalah fungsipada • karenauntuksetiapbilanganbulaty, selaluadanilaix yang memenuhi, yaituy = x – 1 akandipenuhiuntukx = y + 1. Struktur Diskrit
FUNGSI BIJEKTIF • Fungsifdikatakanbijektif(bijection) jikaf: • fungsisatu-ke-satudanjuga • fungsipada. • Contoh 10 : • Relasif = {(1, v), (2, w), (3, u)} dariA = {1, 2, 3} keB = {u, v, w} adalah fungsi yang bijektif, • karenafadalahfungsisatu-ke-satumaupunfungsipada. Struktur Diskrit
Contoh 11: f : Z Z. Fungsididefinisikanf(x) = x – 1 apakahf merupakanfungsibijektif ? Jawab : f merupakanfungsibijektif karenafadalahfungsisatu-ke-satumaupunfungsipada. Struktur Diskrit
FUNGSI INVERS • JikafadalahfungsibijektifdariAkeB, makakitadapatmenemukanfungsiinversdarif. • Inversdarifungsidilambangkandenganf –1. MisalkanaadalahanggotahimpunanAdanbadalahanggotahimpunanB, maka f -1(b) = ajikaf(a) = b. Struktur Diskrit
FUNGSI INVERS • Fungsi yang bijektifseringdinamakanjugafungsi yang invertible (dapatdibalikkan), karenakitadapatmendefinisikanfungsiinvers-nya. • Sebuahfungsidikatakannot invertible (tidakdapatdibalikkan) jikaiabukanfungsi yang bijektif, karenafungsiinversnyatidakada. Struktur Diskrit
Contoh 12: Relasif = {(1, u), (2, w), (3, v)} dariA = {1, 2, 3} keB = {u, v, w} adalah fungsiyang bijektif. Inversfungsif adalah f -1= {(u, 1), (w, 2), (v, 3)} merupakanfungsi. Jadi, fadalahfungsiinvertible. Struktur Diskrit
Contoh 13: Tentukanfungsiinversdarif(x) = x+ 1. Jawab : Fungsif(x) = x+1 adalahfungsi yang bijektif, jadifungsiinversnyatersebutada. Misalkanf(x) = y, sehinggay = x+ 1, makax = y– 1 f-1(y) = y– 1. Jadi, fungsiinversnyaadalahf-1(x) = x– 1. Struktur Diskrit
FungsiKomposisi Komposisidariduabuahfungsi. MisalkangadalahfungsidarihimpunanAkehimpunanB, danfadalahfungsidarihimpunanBkehimpunanC. Komposisifdang, dinotasikandenganfg, adalahfungsidariAkeC yang didefinisikanoleh (fg)(a) = f(g(a)) Struktur Diskrit
Contoh 14 : Diberikanfungsig : A Bdengan g = {(1, u), (2, v), (3, v)}, A= {1, 2, 3} dan B= {u, v, w}, sertafungsi f : B C dengan f = {(u, y), (v, x), (w, z)}, B = {u, v, w} dan C= {x, y, z}. MakaFungsikomposisidariAkeCadalah fg = {(1, y), (2, x), (3, x) } Struktur Diskrit
Contoh 15 : Diberikansuatufungsif(x) = x – 1 dan g(x) = x2 + 1. Tentukanfg dangf . Penyelesaian: (i) (fg)(x) = f(g(x)) = f(x2 + 1) = x2+ 1 – 1 = x2. (ii) (gf)(x) = g(f(x)) = g(x – 1) = (x –1)2 + 1 = x2 –2x + 2. Struktur Diskrit
BeberapaFungsiKhusus 1. FungsiFloordanCeiling Misalkanx adalahbilanganriil, berartixberadadiantaraduabilanganbulat. Fungsifloordari x: x menyatakannilaibilanganbulatterbesar yang lebihkecilatausamadenganx. Struktur Diskrit
BeberapaFungsiKhusus Fungsiceilingdarix: x menyatakannilaibilanganbulatterkecil yang lebihbesaratausamadenganx. Dpl, fungsifloormembulatkanxkebawah, sedangkanfungsiceilingmembulatkanxkeatas. Struktur Diskrit
Contoh 16 : Beberapacontohnilaifungsifloordanceiling: 3.5 = 3 3.5 = 4 0.5 = 0 0.5 = 1 4.8 = …. 4.8 = …. – 0.5 = …. – 0.5 = …. –3.5 = …. –3.5 = …. Struktur Diskrit
Contoh 17 : 132/8 = 17 byte. Padakomputer, data dikodekandalamuntaianbyte, satubyteterdiriatas 8 bit. Jikapanjang data 132 bit, makajumlahbyte yang diperlukanuntukmerepresentasikan data adalah : Bahwa 17 8 = 136 bit, sehinggauntukbyte yang terakhirperluditambahkan 4 bit ekstra agar satubytetetap 8 bit (bit ekstra yang ditambahkanuntukmenggenapi 8 bit disebutpadding bits). StrukturDiskrit
BeberapaFungsiKhusus 2. Fungsi modulo Misalkanaadalahsembarangbilanganbulatdanmadalahbilanganbulatpositif. a mod mmemberikansisapembagianbilanganbulatbilaadibagidenganm a mod m = rsedemikiansehinggaa = mq + r, dengan 0 r < m. StrukturDiskrit
Contoh 18 : Beberapacontohfungsi modulo 25 mod 7 = 4 15 mod 4 = 0 3612 mod 10 = … 0 mod 5 = …. –25 mod 7 = …. (sebab –25 = 7 (–4) + 3 ) StrukturDiskrit
BeberapaFungsiKhusus 3. FungsiFaktorial StrukturDiskrit
BeberapaFungsiKhusus 4. FungsiEksponensial Untukkasusperpangkatannegatif, StrukturDiskrit
BeberapaFungsiKhusus 5. FungsiLogaritmik berbentuk StrukturDiskrit
FungsiRekursif • Fungsi f dikatakan fungsi rekursif jika definisi fungsinya mengacu pada dirinya sendiri. • Contoh: n! = 1 2 … (n – 1) n = (n – 1)! n. StrukturDiskrit
FungsiRekursif Fungsi rekursif disusun oleh dua bagian: (a) Basis • Bagian yang berisi nilai awal yang tidak mengacu pada dirinya sendiri. Bagian ini juga sekaligus menghentikan definisi rekursif. (b) Rekurens • Bagian ini mendefinisikan argumen fungsi dalam terminologi dirinya sendiri. Setiap kali fungsi mengacu pada dirinya sendiri, argumen dari fungsi harus menuju ke nilai awal (basis). StrukturDiskrit
Contoh 19 Basis : n! = 1 Jikan = 0 Rekurens: n! = n x (n-1)! Jikan > 0 StrukturDiskrit
AlgoritmaFaktorialdarin Fakt (n) IF n < 1 THEN Fakt 1 ELSE Fakt n * Fakt (n -1) END IF; Struktur Data & Algoritma - Rekursif
4 3 2 1 4 3 2 SimulasiKasus 1 : 4!....? 24 * 6 * 2 * 1 Struktur Data & Algoritma - Rekursif
AlgoritmaIteratifnya • Faktorialdarin INPUT n fak 1 FOR j = 1 TO n fak fak + j NEXT J OUTPUT fak Struktur Data & Algoritma - Rekursif
Contoh 20 : • JumlahnsukupertamabilanganAsli sum (n) IF n < 2 THEN sum 1 ELSE sum n + sum (n -1) END IF; Struktur Data & Algoritma - Rekursif
AlgoritmaIteratifnya INPUT n s 0 FOR i = 1 TO n s s + i NEXT i OUTPUT s Struktur Data & Algoritma - Rekursif
AlgoritmaIteratifnya • Denganpwngulangan WHILE-DO INPUT n s 0 i 1 WHILE i≤n DO s s + i i i + 1 END WHILE OUTPUT s Struktur Data & Algoritma - Rekursif
Contoh 21 : Contoh lain fungsirekursif Struktur Diskrit
Contoh 22 : Fungsi Fibonacci : f(6) = ? f(40) = ? Berapa kali pemanggilanfungsirekursifnya ? Struktur Diskrit
Referensi : • Kenneth H. Rosen, Discrete Mathematics and Application to Computer Science5th Edition, Mc Graw-Hill, 2003. • Richard Johsonbaugh, Discrete Mathematics, Prentice-Hall, 2009. • RinaldiMunir, MatematikaDiskritPenerbitInformatika, Bandung. Struktur Diskrit