1.15k likes | 1.54k Views
Sudaryatno Sudirham. Kapita Selekta Matematika. Bilangan Kompleks Permutasi dan Kombinasi Aritmatika Interval. Klik untuk melanjutkan. Bilangan Kompleks. Definisi. Dalam buku Erwin Kreyszig kita baca definisi bilangan bilangan kompleks sebagai berikut.
E N D
Sudaryatno Sudirham KapitaSelektaMatematika BilanganKompleks PermutasidanKombinasi Aritmatika Interval Klikuntukmelanjutkan
Definisi Dalambuku Erwin Kreyszigkitabacadefinisibilanganbilangankomplekssebagaiberikut Bilangankomplekszialahsuatupasanganterurut (x,y) daribilangannyatax, y, yang kitatuliskan bagiannyata (real part) dariz bagiankhayal (imaginary part) dariz kitatuliskan Kita akanmencobamemahamidefinisiinisecaragrafis, mulaidaripengertiantentangbilangannyata.
BilanganNyata | | | | | | | | -2 -1 0 1 2 3 4 5 Kita mengenalbilangannyatabulatseperti 1, 2, 3 danseterusnya; bilangannyatapecahan ¼, ½, ¾ danseterusnya, sertabilangannyata yang hanyadapat di angankanseperti. Walaupunhanyadapatdiangankan, bilanganinitetapnyata, nilainyaadalah 3,14……., denganangkadesimal yang takdiketahuiujungnya. Secaragrafis, bilangannyatadapatdigambarkanposisinya di suatusumbu yang disebutsumbunyata,
Tinjaulahsuatufungsi tidak adanilai y yang nyata untuk xnegatif namununtukx yang negatifdapatdidefinisikansuatubilanganimajiner(khayal)
Jikabilangannyata 1 menjadisatuandaribilangannyata, misalnya makabilanganimajinerj = 1menjadisatuandaribilanganimajiner, misalnya
PernyataanBilanganKompleks bagianimajiner bilangankompleks Satubilangankomplekszmerupakanjumlahdarikomponennyatadankomponenimajinerdandituliskan bagiannyata
Bilangankompleksdapatdigambarkan di bidangkompleks yang dibatasioleh sumbunyata (diberitanda Re) dan sumbuimajiner (diberitandaIm) yang salingtegaklurussatusama lain setiaptitik di bidangkompleksmenunjukkanposisibilangan-kompleks(x,,y) denganxadalahkomponennyatadanyadalahkomponenimajiner-nya
Diagram Argand disebut modulus Im jb disebutargumen Re a
CONTOH Suatubilangankompleksdinyatakansebagai Sudutdengansumbunyataadalah Pernyataanz1dapatkitatuliskan
CONTOH Suatubilangankompleksdinyatakansebagai Pernyataaninidapatkitatuliskan
KesamaanBilanganKompleks merupakannilaimutlak Modulus Duaataulebihbilangankompleksbisasajamemilikinilai yang samaakantetapidengansudut yang berbeda; atausebaliknyamempunyainilaisamaakantetapimemiliki yang berbeda. Duabilangankompleksdikatakansamabesarjikamerekamempunyaibaikmaupun yang samabesar. Dengankata lain, merekamemilikibagiannyatadanbagianimajiner yang samabesar..
NegatifdariBilanganKompleks Im jb Re a Nilainegatifdarisuatubilangankompleksadalahnilai negative darikeduakomponennya Jika maka
CONTOH Jika maka Sudutdengansumbunyata z1dapatdinyatakansebagai
KonjugatBilanganKompleks Im Re Konjugatdarisuatubilangankomplekszadalahbilangankompleksz*yang memilikikomponennyatasamadenganztetapikomponenimajinernyaadalahnegatifdarikomponenimajinerz.
CONTOH: Im Re Jika maka Sudutdengansumbunyata zdapatdinyatakansebagai
CONTOH: Im Re Im Re maka maka Jika Jika
Penjumlahan dan Pengurangan BilanganKompleks Hasilpenjumlahanduabilangankompleksmerupakanbilangankompleks yang komponennyatanyamerupakanjumlahkomponennyatadankomponenimajinernyajugamerupakanjumlahkomponenimajiner. Hasilselisihduabilangankompleksadalahbilangankompleks yang komponennyatanyamerupakanselisihkomponennyatadankomponenimajinernyajugamerupakanselisihkomponenimajiner.
CONTOH: Diketahui
PerkalianBilanganKompleks Perkalian dua bilangan kompleks dilaksanakansepertihalnyakitamelakukanperkalianjumlahduabilangan, yaitudenganmalakukanperkaliankomponen per komponen Jika Perhatikan:
CONTOH: CONTOH:
PembagianBilanganKompleks Hasilbagisuatupembagiantidakakanberubahjikapembagianitudikalikandengan 1 CONTOH:
FungsiEksponensialKompleks Jikax adalahbilangannyatamakafungsiekponensial merupakanfungsiekponensialnyata; ymemilikinilainyata Jikazadalahbilangankompleks fungsieksponensialkompleksdidefinisikan Melaluiidentitas Euler fungsiexponensialkompleksdapatkitatuliskan
Bentuk Polar Im Re Im Re Representasi bilangankompleksdalambentukpolaradalah CONTOH: Misalkan suatu bilangan kompleks z = 10 e j0,5 Modulus bilangan kompleks ini adalah |z| = 10 dan argumennyaz = 0,5 rad Bentuk sudut sikunya adalah:
CONTOH: Im Re Misalkan suatu bilangan kompleks z = 3+ j4 Modulus Argumen z = 5e j0,93 Representasi polar
CONTOH: Im Re Misalkan Modulus Argumen tidak bernilai tunggal Di sini kita harus memilih = radkarenakomponenimajiner 0 sedangkankomponennyata2
CONTOH Im Re . Misalkan Modulus Argumen komponennyata: 0 komponenimajiner: 2 Representasi polar adalah
PerkaliandanPembagianBilanganKompleks Representasi polar dari bilangan kompleks mempermudah operasi perkalian dan pembagian. CONTOH: Misalkan z1= 10 e j0,5danz2= 5 e j0,4
Konjugat Kompleks argumenkonjugatberlawanandenganargumenbilangankompleksasalnya Im Re Relasi-relasi antara suatu bilangan kompleks dengan konjugat bilangankomplekslainnyaadalah sebagai berikut
CONTOH: Misalkan
Kuliah Terbuka BilanganKompleks SudaryatnoSudirham
PermutasiadalahbanyaknyapengelompokansejumlahtertentukomponenPermutasiadalahbanyaknyapengelompokansejumlahtertentukomponen yang diambildarisejumlahkomponen yang tersedia; dalamsetiapkelompokurutankomponendiperhatikan Misalkantersedia 2 hurufyaituA danB dankitadimintauntukmembuatkelompok yang setiapkelompoknyaterdiridari 2 huruf Kelompok yang yangbisakitabentukadalah diperoleh 2 kelompok Ada duakemungkinanhuruf yang bisamenempatiposisipertamayaituA atauB JikaA sudahmenempatiposisipertama, makahanyasatukemungkinan yang bisamenempatiposisikeduayaituB JikaB sudahmenempatiposisipertama, makahanyasatukemungkinan yang bisamenempatiposisikeduayaituA
diperoleh 6 kelompok Misalkantersedia 3 hurufyaituA, B, danC Kelompok yang setiapkelompoknyaterdiridari 3 hurufadalah: Jikasalahsatukomponensudahmenempatiposisipertama tinggal 2 kemungkinankomponen yang dapatmenempatiposisikedua Jikasalahsatukomponensudahmenempatiposisipertama dansalahsatudari 2 yang tersisasudahmenempatiposisikedua makahanyatinggal 1 kemungkinankomponen yang dapatmenempatiposisiterakhiryaituposisiketiga Jadi jumlah kelompok yang bisa diperoleh adalah Jumlahkemungkinankomponen yang menempatiposisipertama Jumlahkemungkinankomponen yang menempatiposisiketiga Jumlahkemungkinankomponen yang menempatiposisikedua
Dari 4 hurufyaituA, B, CdanDkitadapatmembuatkelompok yang setiapkelompoknyaterdiridari 4 huruf Kemungkinanpenempatanposisipertama : 4 Kemungkinanpenempatanposisikedua : 3 Kemungkinanpenempatanposisiketiga : 2 Kemungkinanpenempatanposisikeempat : 1 jumlahkelompok yang mungkindibentuk 4321=24 kelompok yaitu: ABCD BACD CDAB DABC ABDC BADC CDBA DACB ACBD BCAD CABD DBCA ACDB BCDA CADB DBAC ADCB BDAC CBAD DCAB ADBC BDCA CBDA DCBA ada 24 kelompok
Secaraumumjumlahkelompok yang dapatkitabangun darin komponen yang setiapkelompokterdiridarin komponenadalah Kita katakanbahwapermutasidarinkomponenadalahn! dankitatuliskan Kita baca : n fakultet Namundarin komponentidakhanyadapatdikelompokkan dengansetiapkelompokterdiridarin komponen, tetapijugadapatdikelompokkandalamkelompok yang masing-masingkelompokterdiridarik komponendimanak < n Kita sebutpermutasik darin komponendankitatuliskan
Contoh: Permutasi dua-dua dari empat komponen adalah Di sinikitahanyamengalikankemungkinanpenempatanpadaposisipertamadanketigasajayaitu 4 dan 3. Tidakadakomponen yang menempatiposisiberikutnya. Penghitungan4P2 dalamcontoh di atasdapatkitatuliskan
Secara Umum: Contoh: Contoh:
Kombinasimerupakanpengelompokansejumlahkomponen yang mungkindilakukantanpamempedulikanurutannya Jikadaritigahuruf A, B, dan C, dapat6 hasilpermutasiyaitu ABC, ACB, BCA, BAC, CAB, dan CBA namunhanyaadasatukombinasidaritigahuruftersebutyaitu ABC karenadalamkombinasiurutanposisiketigahurufitutidakdiperhatikan ABC = ACB = BCA = BAC = CAB = CBA
Olehkarenaitukombinasik darisejumlahn komponenharuslahsamadengan jumlahpermutasinPk dibagidenganpermutasi k Kombinasik darisejumlahn komponendituliskansebagainCk Jadi
Contoh: Berapakah kombinasi dua-dua dari empat huruf A, B, C, dan D Jawab: yaitu: AB AC AD BC BD CD
ContohAplikasi Distribusi Maxwell-Boltzman Distribusi Fermi-Dirac
Distribusi Maxwell-Boltzman Energielektrondalampadatanterdistribusipadatingkat-tingkatenergi yang diskrit;kitasebut Setiaptingkatenergidapatditempatiolehelektronmanasaja dansetiapelektronmemilikiprobabilitas yang samauntukmenempatisuatutingkatenergi
Jika Nadalahjumlahkeseluruhanelektron yang harusterdistribusidalamtingkat-tingkatenergi yang ada dankitamisalkanbahwadistribusi yang terbentukadalah makajumlahcarapenempatanelektron di E1merupakanpermutasin1dari N yaitu
Jumlahcarapenempatanelektron di E2merupakanpermutasin2dari (Nn1) karenasejumlahn1sudahmenempatiE1 Jumlahcarapenempatanelektron di E3merupakanpermutasin3dari (Nn1n2) karenasejumlah (n1+n2) sudahmenempatiE1danE2 dst.