3SKS

R E L A S I

RELASI SMTS 1101 / 3SKS

LOGIKA MATEMATIKA

Disusun Oleh :

Dra. Noeryanti, M.Si

______________________________________________ 116 MODUL LOGIKA MATEMATIKA

R E L A S I

DAFTAR ISI

Cover pokok bahasan Daftar isi

........................................................

116

...............................................................................

117

Judul Pokok Bahasan ................................................................

118

5.1.

Pengantar

.................................................................

118

5.2.

Kompetensi

.................................................................

118

5.3.

Uraian Materi

......................................................

118

5.3.1 Pengertian Relasi

...........................................

119

..... ...............................................

122

5.3.3 Penyajian Relasi

...................................................

123

5.3.4. Relasi ekivalensi

.................................................

127

5.3.5 Kelas Ekivalensi

...................................................

130

5.3.2 Relasi Invers

5.3.6 Relasi sebagai Himpunan 5.3.7 Pergandaan Relasi Rangkuman

........................................

..............................................

............................................................................

Soal dan Penyelesaian Soal-soal Latihan

......................................................

.................................................................

131 132 133 135 156



RELASI

5.1. Pengantar. Materi pokok ini merupakan kelanjutan dari materi sebelumnya, yaitu tentang hubungan antara anggota-anggota dari himpunan dengan himpunan lainnya yang disebut relasi binair. Topik yang diberikan meliputi konsep dasar dari relasi, relasi invers, macam-macam relasi, partisi, klas-klas ekivalensi, dan pergandaan suatu relasi.

5.2. Kompetensi: Setelah mempelajari materi pokok bahasan disini, mahasiswa diharapkan: a. Mampu menggunakan konsep-konsep dasar suatu relasi secara benar. b. Mampu melakukan hitungan-hitungan yang berkaitan dengan operasi-operasi relasi, mengkaji suatu relasi dan membuat sketsa suatu relasi. c. Terampil dalam mengerjakan soal-soal kuis / latihan.

5.3. Uraian Materi Sebelum membahas

tentang relasi,

kita

ingatkan kembali

tentang

{

}

pergandaan himpunan yang didefinisikan sebagai: A x B = (x,y) / x ∈ A ∧ y ∈ B . Jadi himpunan A x B mempunyai anggota semua pasangan terurut (x,y) dengan x sebagai urutan pertama dan y urutan yang kedua. Jika (x,y) ∈ A x B maka p(x,y) merupakan fungsi pernyataan yang bernilai benar saja atau salah saja, tetapi tidak keduanya. Dan p(x,y) ini juga merupakan kalimat tebuka dengan dua perubah. Contoh(5.1): Misalnya himpuna A = { pria }, himpunan B = { wanita } dan p(x,y) = “x suami y” Maka p(Yohanes, Aminah) merupakan pasangan pria dan wanita yang mempunyai nilai kebenaran berdasarkan kenyataan yang ada (realitas).

Di bawah ini diberikan definisi dan beberapa pengertian lain tentang suatu relasi.


R E L A S I

5.3.1. Pengertian Relasi Berdasarkan pengertian uraian di atas dan dari contoh (5.1) maka jika p(a,b) bernilai benar dikatakan bahwa “a berelasi dengan b” dan dinyatakan sebagai a R b. Sebaliknya jika p(a,b) bernilai tidak benar (salah) dikatakan bahwa “a tidak berelasi dengan b” dan dinyatakan sebagai a R b Dengan demikian suatu relasi R membutuhkan adanya suatu fungsi pernyataan p(a,b) yang mendefinisikan suatu relasi dari A ke B. Ada penulis yang menyebut fungsi pernyataan p(x,y) sebagai relasi.

Definisi (5.1): Jika A dan B adalah dua himpunan sembarang, maka suatu relasi R dari A ke B adalah sembarang subset dari A x B, termasuk himpunan kosong. yaitu

R ⊆ A × B . Relasi R ini dinyatakan sebagai : R = { (a,b) / a berelasi dengan b } = { (a b) / a R b } Relasi R dari himpunan A ke himpunan B juga dikatakan sebagai Relasi binair yaitu suatu cara untuk menentukan pasangan (a,b) dalam A x B, sehingga dikatakan “a berelasi dengan b” ditulis a R b atau (a,b) ∈ R . Jika dikatakan “a tidak berelasi dengan b” ditulis a R b atau (a,b) ∉ R.

Relasi dari himpunan A ke

himpunan A (ke dirinya sendiri) disebut relasi pada A atau a R a Relasi R dikatakan “determinatif” pada A jika untuk setiap a dan b berada dalam A. Misalkan A = himpunan bilangan-bilangan alam, maka relasi “kelipatan” adalah relasi yang determinatif. Sedangkan relasi “mencintai” adalah tidak determinatif, sebab pernyataan “9 mencintai 3” tidak bernilai benar atau bernilai salah. Dalam hal ini yang dibicarakan adalah relasi-relasi yang determinatif saja. Suatu

relasi

juga

didefinisikan

antara

anggota-anggota

diberlainan

himpunan. Misalkan R suatu relasi dari A ke B. Jadi R adalah himpunan pasagan-



pasangan elemen-elemen (a,b) dimana a ∈ A dan b ∈ B, dan R merupakan himpunan bagian dari A x B. Domain (daerah asal) dari relasi R adalah himpunan dari semua elemenelemen pertama dalam pasangan-pasangan terurut didalam R, yaitu: D = { a / a ∈ A, (a, b) ∈ R } Jangkauan/range dari relasi R terdiri atas semua elemen-elemen kedua yang muncul dalam pasangan-pasangan terurut dalam R, yaitu E = { b / b ∈ B, (a, b) ∈ R } Jadi domain suatu relasi dari A ke B ditulis D , merupakan himpunan bagian dari A yaitu D ⊆ A dan jangkauan dari R ditulis E adalah himpunan bagian dari B, yaitu. E ⊆ B Contoh (5.2): Diketahui: A = {1, 2, 3, 4}, B = {a, b, c} . Maka R = {(2, a), (3, c), (4, a)} adalah suatu relasi.

B

A a

1 2

Perhatikan bahwa R ⊆ A × B Domain dari R = D = {2, 3, 4}

b

3 4

Jangkauan dari R = E = {a, c}

c

Contoh (5.3): Misalkan relasi R dalam bilangan-bilangan riil didefinisikan oleh kalimat terbuka “4x2 + 9y2 = 36”. Relasi R ditunjukkan pada diagram koordinat R# x R# dibawah ini:

4

R# adalah himpunan semua bilangan-

2 -4

2

-2 -2

4

bilangan riil. Domain dari R adalah selang tertutup [-3, 3] dan jangkauan dari R adalah selang tertutup [-2, 2]

-4


R E L A S I

Contoh (5.4): Untuk setiap pasangan dua himpunan A dan himpunan B, selalu berlaku A ⊆ B atau A ⊄ B atau sebaliknya. Contoh (5.5): Perkawinan merupakan suatu relasi dari himpunan Pria (=P) ke himpunan wanita (=W) dalam semesta himpunan orang-orang. Jika ada seorang pria P maka berlaku bahwa P telah menikah dengan W atau P tidak menikah dengan W. Contoh (5.6): Kalimat “x lebih kecil dari y” ditulis x < y adalah suatu relasi pada himpunan bilangan-bilangan riil. Jika diberikan pasangan terurut (x,y) maka selalu berlaku x < y atau x < y atau juga sebaliknya. Contoh (5.7): Misalkan R suatu relasi dari A = {1, 2, 3} ke B = {a, b} dengan R = {(1, a), (1, b), / 3Ra dan 3Rb / (3,a)}, maka 1Ra, 2Rb, Relasi R dapat ditunjukkan dengan diagram koordinat A x B berikut ini : B

A x B = {(1, a), (1, b), (2, a), (2, b), (3, a), (3, b)}

b

R⊆AxB a

R = {(1, a), (1, b), (3, a)} 1

2

A 3

Contoh (5.8): Ambil himpunan A = {1, 2, 3} seperti di atas. Relasi R pada A adalah himpunan semua pasangan dalam A x A. Disini R = A x A



Relasi Identitas Relasi identitas pada himpunan A ditulis IA atau ∆A adalah himpunan pasangan-pasangan (a, a) dengan a ∈ A, ditulis IA = {(a, a) /a ∈ A}. Relasi identitas ini juga disebut relasi diagonal, sebab anggota-anggota dari relasinya merupakan diagonal dari diagram koordinatnya. Contoh (5.9): A

Misalkan A = {1, 2, 3} A x A = {(1, 1), (1, 2), (1, 3), (2, 1), (2, 2), (2, 3),

3

(3, 1), (3, 2), (3, 3)}

2

IA = {(1, 1), (2, 2), (3, 3)} 1 A 1

2

3

Relasi Kosong Relasi kosong dari himpuanan A ditulis ∅ , adalah himpunan kosong dari A x A . Dimaksud relasi ∅ disini adalah himpunan kosong dari A x A.

Contoh (5.10): A = ∅ maka A x A = ∅ R suatu relasi dari A ke A adalah R ⊆ A x A R =∅

5.3.2.

Relasi Invers Misalkan R suatu relasi dari himpunan A ke himpunan B. Invers dari R

ditulis R−1 adalah suatu relasi dari himpunan B ke himpunan A, sedemikian hingga tiap pasangan terurut pada R−1 jika urutan anggota-anggotanya dibalik merupakan anggota dari R. Jadi

R−1 = {(b,a) / (a,b) ∈ R}


R E L A S I

Contoh(5.11): Relasi R pada A = {1, 2, 3} didefinisikan sebagai R = {(1, 2), (1, 3), (2, 3)}, R−1 = {(2, 1), (3, 1), (3, 2)}.

maka

5.3.3.

Penyajian Relasi Suatu relasi dapat disajikan dalam berbagai cara diantaranya melalui

grafik pada bidang XOY, melalui matriks, dan melalui graf.

(a). Penyajian dalam bentuk grafik Misal R suatu relasi dari A ke B. Himpunan A digambarkan pada sumbu mendatar X dan himpunan B digambarkan pada sumbu tegak y yang memotong sumbu x di titik 0. Setiap pasangan terurut di A x B dinyatakan oleh satu titik pada bidang XOY. Dengan demikian R adalah himpunan titik-titik (a,b) pada bidang XOY dimana (a,b) ∈ R Contoh(5.12): Relasi R dari A = {a, b, c, d, e} ke B = {1, 2, 4} didefinisikan sebagai berikut: R = {(a,1),(a,4),(b,2),(c,2),(c,4),(d,1)}. Gambarkan grafik dari R ! Jawab:

B 4

3

2

1

0

a

b

c

d

e

A

Grafik R dinyatakan oleh titik-titik hitam pada grafik di atas



Contoh(5.13): Relasi R1 , R 2 dan R3 pada himpunan bilangan-bilangan riel R diberikan oleh:

R1 = {(x,y) / x 2 + y 2 ≤ 25, y ≥ 0} R2 = {(x,y)/(x + 1)2 + y 2 ≤ 1} R3 = {(x, y) / x 2 + y 2 ≥ 16}

Jawab: a). Grafik R1 adalah daerah yang di arsir y

-5

b). Grafik R 2 , daerah yang di arsir y

x

5

-2

-1

0

x

c). Grafik R3 adalah daerah yang di arsir di bawah ini y

x -4

0

4


R E L A S I

(b). Penyajian dalam bentuk matriks Misalkan R suatu relasi pada A. Jika A merupakan himpunan hingga, maka R dapat disajikan dalam bentuk matriks. Matriks M yang menyatakan relasi R dapat dibentuk sebagai berikut: Misalkan mij elemen baris ke-i dan kolom ke-j dari M yang didefinisikan:

1 ,bila iR j mij =  0 ,bilai R j

; untuk setiap i dan j ∈ A

Contoh(5.14): Relasi R pada A = {a, b, c, d, e, f} didefinisikan sebagai berikut: R = {(a,b),(a,c),(b,c),(c,a),(d,b),(e,e)} Nyatakan R dalam bentuk matriks. Jawab: Dalam setiap pasangan terurut, komponen pertama kita tuliskan sebagai baris dan komponen kedua sebagai kolom dari suatu matriks. Berdasarkan definisi R diatas kita dapat menyatakan tabel dalam bentuk matriks sebagai berikut:

Komponen Pertama

Komponen Kedua a

b

c

d

e

f

a

0

1

1

0

0

0

b

0

0

1

0

0

0

c

1

0

0

0

0

0

d

0

1

0

0

0

0

e

0

0

0

0

1

0

f

0

0

0

0

0

0

Keterangan: •

Karena (a,b),(a,c),(b,c),(c,a),(d,b),(e,e) ∈ R maka kita beri nilai “1”

•

Untuk pasangan yang lainnya kita beri nilai “0”. Misalnya (a,a) ∉ R atau aRa



Contoh(5.15): Tentukan relasi R pada I ={1, 2, 3, 4} yang dinyatakan oleh matriks M berikut:

1 0 M= 0  1

0 1 1 1 1 0  0 0 1  0 0 1

Jawab: Karena m11 = m13 = m14 = m22 = m23 = m34 = m 41 = m 44 = 1 , dan elemen-elemen lainnya bernilai 0. Maka untuk R ⊆ I × I adalah R = {(1,1),(1,3),(1,4),(2,2),(2,3),(3,4),(4,1),(4,4)}

(c). Penyajian dalam bentuk graf. Misalkan A himpunan sembarang yang berhingga. Suatu relasi R yang didefinisikan pada A dapat dinyatakan dalam bentuk graf. Graf G yang menyatakan relasi R diperoleh dengan menggambarkan: • setiap elemen dari A sebagai titik • apabila i dan j memenuhi i R j atau (i,j) ∈ R, maka diberi tanda anak panah dari arah i ke j

Contoh(5.16): Buatlah graf yang menyatakan relasi R seperti pada contoh (5.14). Jawab: Dari contoh (5.14) A = {a, b, c, d, e, f} R = {(a,b),(a,c),(b,c),(c,a),(d,b),(e,e)} Graf untuk relasi R adalah sebagai berikut:


R E L A S I

b d e

f

c

a

Titik-titik a, b, c, d, e, f digambarkan pada bidang kertas, sembarang. Titik f tidak berelasi dengan titik manapun, oleh karena itu tidak ada anak panah yang masuk maupun keluar.

Contoh(5.17): Buatlah graf yang menyatakan relasi R seperti pada contoh (5.15). Jawab: Dari contoh (5.15) relasi R = {(1,1),(1,3),(1,4),(2,2),(2,3),(3,4),(4,1),(4,4)} Graf G yang sesuai dengan R adalah:

1 4

2

5.3.4.

3

Relasi Ekirvalensi Suatu relasi R dikatakan “ekivalensi” jika ia memiliki tiga sifat sekaligus,

yaitu sifat refleksif, sifat simetris dan sifat transitif. Jadi relasi R ekivalensi jika dan



hanya jika R memenuhi sifat refleksif , R memenuhi sifat Simetris, dan R memenuhi sifat transitif. (a).

Suatu relasi R pada himpunan A disebut “refleksif” jika dan hanya jika untuk setiap a dalam A berlakulah aRa. Dan relasi R disebut “tidak refleksif” jika dan hanya jika ada a dalam A sedemikian hingga a R a . Sedangkan R dikatakan “ir-refleksif” jika dan hanya jika untuk setiap a dalam A berlaku aRa. Dapat diringkas dengan simbol logika sebagai berikut:

(b).

R refleksif

↔ (∀a ∈ A) aR a

R tidak refleksif

↔ (∃a ∈ A)

R ir-refleksif

↔ (∀a ∈ A)

a R a. aRa

Suatu relasi R pada himpunan A disebut “simetris” jika dan hanya jika untuk setiap a dan b dalam A maka berlaku aRb → bRa. Dan relasi R disebut “ tidak simetris” jika dan hanya jika ada a dan b dalam A sehingga berlaku

aRb ∧ bRa / Relasi R dikatakan“a-simetris” jika dan hanya jika setiap a dan b dalam

A sehingga berlaku aRb → a R b . Sedangkan R dikatakan “anti-

simetris” jika untuk setiap a dan b dalam A berlaku a R b ∧ b R a → a =b . Ditulis dengan simbol logika sebagai:

(c).

R Simetri

↔ (∀a, b ∈ A) aRb → bRa

R tidak simetri

↔ (∃a, b ∈ A)

R a-simetri

↔

R anti-simetri

↔ (∀a, b ∈ A) aRb ∧ bRa → a = b

(∀a, b ∈ A)

aRb ∧ b R a aRb →b R a

Suatu relasi R pada himpunan A disebut “transitif” jika dan hanya jika untuk setiap tiga anggota a, b, c dalam A sehingga aRb dan bRc maka berlaku aRc . Relasi R pada himpunan A disebut “tidak transitif” jika dan hanya jika untuk ada a, b, c dalam A sedemikian hingga aRb dan bRc dan aRc / . Dan relasi R pada himpunan A disebut “in-transitif” jika dan hanya jika untuk setiap a, b, c dalam A sedemikian hingga aRb dan bRc maka berlaku aRc / . Dapat dinyatakan dengan simbol logika sebagai:


R E L A S I

↔ (∀a,b,c ∈ A) aRb ∧ bRc → aRc R tidak transitif ↔ (∃a, b, c ∈ A) aRb ∧ bRc ∧ aRc / / R in - transitif ↔ (∀ a,b,c ∈ A) aRb ∧ bRc → aRc

R transitif

Contoh (5.18: Misalkan R adalah suatu relasi dalam bilangan-bilangan riil yang didefinisikan oleh kalimat terbuka “lebih kecil atau sama dengan” ditulis x ≤ y, maka: 1. relasi R adalah refleksif, sebab untuk setiap bilangan riil a, a ≤ a. 2. relasi R adalah tidak simetris sebab untuk setiap bilangan riil a dan b, a ≤ b dan b ≤/ a 3. relasi R adalah transitif sebab untuk setiap bilangan a, b dan c, a ≤ b dan b ≤ c maka a ≤ c

Contoh (5.19): Misalkan R suatu relasi dalam bilangan-bilangan yang didefinisikan sebagi “x lebih kecil dari pada y” ditulis x < y, maka 1. R tidak reflektif, sebab untuk setiap bilangan riil a, a
Contoh (5.20): Misalkan M = {1, 2, 3, 4} merupakan himpunan semesta dan suatu relasi R pada M didefinisikan sebagai R = {(1,3), (4,2), (2,4), (2,3), (3,1)}. Maka R tidak reflektif, sebab untuk setiap a ∈ M , (a,a) ∉ R . Misalnya untuk 1 ∈ M , (1,1) ∉ R ; untuk 2 ∈ M , (2,2) ∉ R dan lainya 1. R tidak simetris, sebab untuk setiap a,b ∈ M , (a,b) ∈ R dan (b,a) ∉ R



Misalnya untuk 2,3 ∈ M,

(2,3) ∈ R ∧ (3,2) ∉ R ,

2. R transitif. Sebab untuk setiap 1,2,3 ∈ M, (1,3) ∈ R ∧ (3,1) ∈ R ∧ (1,1) ∉ R

Contoh (5.21): Misalkan M = {a, b, c} dan relasi R pada M didefinisikan sebagai

R = {(a, b),

(c, b), (b, a), (a, c)} maka 1. R tidak reflektif, sebab misalnya x mewakili elemen-elemen a,b dan c dalam M, maka stiap x ∈ M,

(x, x) ∉ R

2. R tidak simetris, sebab untuk b,c ∈ M,

(c,b) ∈ R ∧ (b,c) ∉ R ,

3. R transitif. Sebab untuk a,b,c ∈ M, (a,b) ∈ R ∧ (b,a) ∈ R ∧ (a,a) ∉ R juga (c,b) ∈ R ∧ (b,a) ∈ R ∧ (c,a) ∉ R

Contoh (5.22): Misal, M adalah himpunan garis-garis pada bidang datar. Relasi R didefinisikan sebagai relasi “kesejajaran” garis-garis pada M. Maka R adalah relasi ekivalensi.

Contoh (5.23): Misal, M adalah segitiga-segitiga yang sebagun pada bidang datar. Dan relasi R didefinisikan sebagai relasi “kesebangunan” segitiga pada M. Maka R adalah relasi ekivalensi . 5.3.5.

Kelas Ekivalensi Misalkan R merupakan suatu relasi ekivalensi pada himpunan A, maka

untuk setiap a ∈ A berlaku Ma = [a] = { x / (a,x) ∈ R }. Jadi Ma adalah himpunan semua unsur dari A yang berelasi dengan a dan kemudian disebut dengan “kelas ekivalensi” dari himpunan A. Koleksi semua kelas ekivalensi dari A disebut Kuosien dari A oleh R ditulis A/R.


R E L A S I

A/R = {Ma / a ∈ A} Kuosien himpunan A/R adalah suatu partisi pada A, sebab : (i)

∀a a ∈ A → a ∈ Ma

(ii)

Ma = Mb jika dan hanya jika (a, b) ∈ R

(iii)

Jika Ma ≠ Mb, maka Ma dan Mb saling lepas.

Contoh (5.24) Misalkan Z himpunan bilangan bulat, dan R5 adalah suatau relasi ekivalensi pada Z yang didefinisikan oleh x ≡ y (mod 5), dibaca “x kongruen dengan y modulo 5”, artinya x – y terbagi oleh 5. Maka R5 suatu relasi ekivalensi dalam Z. Ada 5 kelas ekivalensi dalam Z/R5, yaitu : A0 = { ….., -10, -5, 0, 5, 10, ……}

Perhatikan

bahwa

kelas-kelas

A1 = {…..., -9, -4, 1, 6, 11, ……. }

ekivalensi tersebut saling lepas

A2 = {…..., -8, -3, 2, 7, 12, ……. }

dan Z = A1 ∪ A2 ∪ A3 ∪ A4 ∪ A5

A3 = { ….., -7, -2, 3, 8, 13, ……. } A4 = { ….., -6, -1, 4, 9, 14, ……. }

5.3.6.

Relasi Sebagai Himpunan Jika R dan S suatu relasi relasi pada A, maka R ⊆ A × A dan S ⊆ A × A.

Karena R dan S merupakan himpunan bagian dari

A × A, sehingga banyak

kemungkinan yang harus diketahui hubungan kedua relasi tersebut. Diantaranya :

R ⊆ S , R ⊂ S , atau sebaliknya, R ∪ S , R ∩ S , dan Rc

Contoh(5.25): Misalkan himpunan A = {a, b}. Maka A × A = {(a, a),(a, b),(b, a),(b, b)}. Didefinisikan relasi relasi R = {(a, b)} dan S = {(a, a), (b, b)}.



Maka R ⊂ S, R ⊄ S = ∅ ,

R ∪ S = (a, b), (a, a), (b, b) dan Sc = {(a, b), (b, a)}

5.3.7.

Pergandaan Relasi Diketahui R dan S relasi relasi pada A. Pergandaan dua relasi R dan S

pada A, ditulis dengan RS, didefinisikan sebagai :

(a, b) ∈ RS jika dan hanya jika (∃c ∈ A ) dengan (a, c ) ∈ R ∧ (c, b ) ∈ S Pada umumnya pergandaan relasi tidak bersifat komutatif yaitu RS

≠ SR,

tetapi mempunyai sifat assosiatif, yaitu (RS)T = R(ST). Akan ditunjukan sebagai berikut: Ambil sembarang relasi-relasi R dan S pada A, maka (a). RS ≠ SR , sebab

(a, b)∈RS jika dan hanya jika (∃c ∈ A ) dengan (a, c ) ∈ R ∧ (c, b) ∈ S (a, b)∈SR jika dan hanya jika (∃c ∈ A ) dengan (a, c ) ∈ S ∧ (c , b) ∈ R (b). (RS)T = R(ST) , sebab

(a, b) ∈ (RS)T jika dan hanya jika (∃c ∈ A ) (a, c ) ∈ RS ∧ (c, b) ∈ T (a, b) ∈ (RS)T ↔ (∃c ∈ A ) ∧ (∃d ∈ A ) dengan (a, d) ∈ R ∧ (d, c ) ∈ S ∧ (c, b) ∈ T

↔ (∃d ∈ A ) dengan (a, d) ∈ R ∧ (d, b) ∈ ST ↔

(a, b) ∈ R(ST) ;

Jadi (RS)T = R(ST)


R E L A S I

Ringkasan 1.

Jika A dan B adalah dua himpunan sembarang, maka suatu relasi R dari A ke B dinyatakan sebagai : R = { (a,b) / a berelasi dengan b } = { (a b) / a R b }

2.

Relasi R dari himpunan A ke himpunan B dikatakan sebagai Relasi binair yaitu suatu cara untuk menentukan pasangan (a,b) dalam A x B, sehingga dikatakan “a berelasi dengan b” ditulis a R b atau (a,b) ∈ R . Jika dikatakan “a tidak berelasi dengan b” ditulis a R b atau (a,b) ∉ R.

3.

Suatu relasi juga didefinisikan antara anggota-anggota diberlainan himpunan. Misalkan R suatu relasi dari A ke B. Maka R adalah himpunan pasaganpasangan elemen-elemen (a,b) dimana a ∈ A dan b ∈ B, dan R merupakan himpunan bagian dari A x B. yaitu R ⊆ A × B

4.

Domain (daerah asal) dari relasi R adalah himpunan dari semua elemen-elemen pertama dalam pasangan-pasangan terurut didalam R, yaitu: D = { a / a ∈ A, (a, b) ∈ R } dan D ⊆ A

5.

Jangkauan dari relasi R terdiri atas semua elemen-elemen kedua yang muncul dalam pasangan-pasangan terurut dalam R, yaitu E = { b / b ∈ B, (a, b) ∈ R } dan E ⊆ B

6.

Relasi identitas pada himpunan A ditulis IA atau ∆A adalah himpunan pasanganpasangan (a, a) dengan a ∈ A, ditulis IA = {(a, a) /a ∈ A}.

7.

Relasi kosong dari himpuanan A ditulis ∅ adalah himpunan kosong dari A x A. Dimaksud relasi ∅ disini adalah himpunan kosong dari A x A.

8.

Invers dari relasi R ditulis R−1 adalah suatu relasi dari himpunan B ke himpunan A, sedemikian hingga tiap pasangan terurut pada R−1

jika urutan anggota-

anggotanya dibalik merupakan anggota dari R. Jadi R−1 = {(b,a) / (a,b) ∈ R}



9.

Suatu relasi dapat disajikan dalam berbagai cara diantaranya: (a). Penyajian dalam bentuk grafik: Misal R suatu relasi dari A ke B. Himpunan A digambarkan pada sumbu mendatar X dan himpunan B digambarkan pada sumbu tegak y yang memotong sumbu x di titik 0. Setiap pasangan terurut di A x B dinyatakan oleh satu titik pada bidang XOY. Dengan demikian R adalah himpunan titik-titik (a,b) pada bidang XOY dimana (a,b) ∈ R (b). Penyajian dalam bentuk matriks: Misalkan R suatu relasi pada A. Jika A merupakan himpunan hingga, maka R dapat disajikan dalam bentuk matriks. Matriks M yang menyatakan relasi R dapat dibentuk misalkan mij elemen baris ke-i dan kolom ke-j dari M yang didefinisikan:

1 ,bila iR j mij =  0 ,bilai R j

; untuk setiap i dan j ∈ A

(c). Penyajian dalam bentuk graf: misalkan A himpunan sembarang yang berhingga. Suatu relasi R yang didefinisikan pada A dapat dinyatakan dalam bentuk graf. Graf G yang menyatakan relasi R diperoleh dengan menggambarkan:(1). setiap elemen dari A sebagai titik. (2). apabila i dan j memenuhi i R j atau (i,j) ∈ R, maka diberi tanda anak panah dari arah i ke j 10. Suatu relasi R dikatakan “ekivalensi” jika ia memiliki tiga sifat sekaligus, yaitu sifat refleksif, sifat simetris dan sifat transitif. (1). R refleksif ↔ (2). R Simetri ↔ (3). R transitif

(∀a ∈ A) aR a

(∀a, b ∈ A) aRb → bRa

↔ (∀a,b,c A)

aRb ∧ bRc → aRc

11. Misalkan R merupakan suatu relasi ekivalensi pada himpunan A, Kelas Ekivalensi dari himpunan A adalah himpunan semua unsur dari A yang berelasi dengan a dinyatakan sebagai Ma = [a] = { x / (a,x) ∈ R }. Koleksi semua kelas ekivalensi dari A disebut Kuosien dari A oleh R ditulis A/R = {Ma / a ∈ A} 12. Pergandaan dua relasi R dan S pada A, ditulis dengan RS,

didefinisikan

sebagai: (a, b) ∈ RS jika dan hanya jika (∃c ∈ A ) dengan (a, c ) ∈ R ∧ (c, b ) ∈ S


R E L A S I

SOAL-SOAL DAN PENYELESAIAN

1.

Misalkan A = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} , B = {4, 5, 6, 7, 8, 9} dan relasi R dari A ke B diberikan oleh R = {(1,5),(4,5),(1,4),(4,6),(3,7),(7,6)} Carilah: Domain, range (jangkauan) dan R−1 Jawab: Domain dari R = D= {a / a ∈ A dan (a,b) ∈ R, b∈ B} = {1, 3, 4, 7} Range dari R = E = {b / b ∈ B dan (a,b) ∈ R, a ∈ A} = {4, 5, 6, 7} R−1 = {(b,a) / (a,b) ∈ R} = {(5,1),(5,4),(4,1),(6,4),(7,3),(6,7)}

2.

Misalkan R suatu relasi pada himpunan bilangan asli N yang didefinisikan oleh R = {(x,y)/ x,y∈ N, x+3y = 12}. Tentukan: (a) Tulis R dalam bentuk himpunan pasangan terurut. (b) Carilah domain, range dan invers dari R Jawab: a). R sebagai himpunan pasangan terurut R = {(2,3),(6,2),(9,1)} b). Domain dari R = D = {3, 6, 9} Range dari R = E = { 1, 2, 3} R−1 = {(b,a) / (a,b) ∈ R} = {(3,3),(2,6),(1,9)}

3.

Suatu relasi R dari himpunan A = {1, 2, 3, 4} ke himpunan B = {1, 3, 5}, yang didefinisikan oleh “x lebih kecil dari y” (c) Tulis R sebagai himpunan pasangan terurut. (d) Gambarkan R pada diagram koordinat A x B (e) Tentukan relasi invers R

−1

Jawab:



(a) x R y dibaca x lebih kecil y ditulis x < y. R = {(x, y) / x < y} = {(1,3), (1,5), (2,3), (2,5), (3,5), (4,5)} (b) Diagram koordinat A x B dari relasi R sebagai berikut : B 5

R merupakan himpunan titik-titik yang

4

tampak pada diagram koordinat A x B.

3 2 1 1

2

A

4

3

(c) R −1 = {(y, x) / (x, y) ∈ R) = {(3, 1) (5, 1) (3, 2) (5, 2) (5, 3) (5, 4)}

4.

Suatu relasi R yang didefinisikan sebagai “x pembagi y” dari himpunan C = {2, 3, 4, 5} ke himpunan D = {3, 6, 7, 10} (a) Tentukan R sebagai himpunan pasangan terurut (b) Gambar R pada diagram koordinat C x D (c) Tentukan relasi invers R

−1

Jawab : (a) R = {(2, 6), (2, 10), (3, 3), (3, 6), (5, 10)} (b)

Diagram koordinat R sebagai berikut : D

10

(c). R −1 = {(6, 2), (10, 2), (3, 3),

7

(6, 3), (10, 5)}

6 5 3 C 1

2

3

4

5


R E L A S I

5.

Misalkan M = {a, b, c, d} dan suatu relasi R pada M yang memuat titik-titik yang tampak pada diagram koordinat berikut ini. M (a)

d

Tentukan

semua

unsur

di M

yang

berelasi dengan b, atau {x /{x, b) ∈ R} c

(b)

Tentukan semua unsur di M sehingga d merupakan relasinya, atau {x / (d, x) ∈ R}

b (c)

Tentukan relasi invers R

−1

a M a

b

c

d

Jawab : (a) Dari (a, b), (b, b) dan (d, b) diperoleh unsur-unsur pada M yang berelasi dengan b yaitu {a, b, d} (b) Dari (d, a) dan (d, b), diperoleh unsur-unsur di M yang memenuhi {x / (x, b) ∈ R} yaitu {a,b} (c) Karena R = {(a, b), (b, a), (b, b), (b, d), (c, c), (d, a), (d, b)} maka

R −1 = {(b, a), (a, b), (b, b), (d, b), (c, c), (a, d), (b, d)}

6.

Misalkan R suatu relasi yang didefinisikan sebagai relasi “ ≤ “ pada himpunan N = {1, 2, 3, …..}. Yaitu (a, b) ∈ R jika dan hanya jika a ≤ b. Tentukan apakah R : (a) refleksif, (b) simetris, (c) transitif, ataukah (d) ekivalensi. Jawab : (a)

R refleksif, sebab (∀a∈N) a ≤ a

(b)

R tidak simetris, sebab (∃a, b∈N) 3 ≤ 5, tetapi 5 ≤/ 3

(c)

R transitif, sebab (∀a, b, c∈N ) a ≤ b ∧ b ≤ c → a ≤ c.

(d)

R tidak ekivalensi sebab R tidak simetris. R akan ekivalensi jika R bersifat refleksif, simetris dan sekaligus transitif.



7.

Mislkan R adalah relasi pada himpunan

A = { 2, 8, 32, 4 } dimana

xRy

menyatakan bahwa “x membagi y” untuk setiap x,y ∈ A. a. Tulis R sebagai pasangan terurut b. Buatlah relasi R dalam bentuk matriks c. Selidiki apakah R mempunyai sifat refleksif, simetris dan transitif. d. Buatlah graf untuk R Jawab: a. R = {( 2, 2),( 2,8),(2, 32),( 2, 4),(8, 8),(8, 32),(32, 32),( 4, 4),(4, 8),( 4, 32)} b. R dalam bentuk matriks

M

2

8

32

4

2

1

1

1

1

8

0

1

1

0

32

0

0

1

0

4

0

1

1

1

c. (i) Karena semua elemen-elemen diagonalnya 1, maka R bersifat refleksif. yaitu (2,2) ∈ R , (8,8) ∈ R ,(32,32)∈ R , dan (4,4)∈ R (ii) Dari matriks diatas tampak bahwa R mempunyai sifat Transitif, sebab untuk setiap i,j,k = 1, 2, 3, 4, berlaku mij = 1 dan m jk = 1 maka mik = 1 (iii) Matriks M diatas tidak simetris, karena mij ≠ m ji . Jadi R tidak mempunyai sifat simetris, dan R bersifat anti-simetris


R E L A S I

d. 4 32

2

8

8.

Misalkan W = {1, 2, 3, 4}. Perhatikan relasi-relasi R1 , R2 , dan R3 pada W berikut ini : R1 = {(1, 2), (4, 3), (2, 2), (2, 1), (3, 1)} R2 = {(2, 2), (2, 3), (3, 2)} R3 = {(1, 3)} Tentukan relasi mana yang (a) Simetris, (b) Transitif. Jawab: (a) Simetris: R dikatakan simetris ↔

(∀a, b ∈ W )

(a, b) ∈ R → (b, a) ∈ R

R1 tidak simetris, sebab (∃ 3, 4 ∈ W) (4,3) ∈ R1, tetapi (3,4) ∉ R1. R2 Simetris, sebab (∀2,3∈W) (2,3)∈R2 → (3, 2) ∈R2 (2, 2)∈R2 → (2,2) ∈R2 R3 tidak simetris, sebab (∀ 1, 3 ∈ W ) (1, 3) ∈ R3 .∧. (3, 1) ∉ R3 (b) Transitif: R dikatakan transitif jika dan hanya jika (∀ a, b, c ∈ W )

(a, b)∈ R ∧

(b, c) ∈R → (a, c)∈ R R1 tidak transitif, sebab (∃ 1, 3, 4 ∈ W )

(4, 3)∈ R1 ∧ (3, 1) ∈R1 →

(4, 1)∉ R1 R2 tidak transitif, sebab

(∃ 2, 3 ∈ W )

(3, 2) ∈ R2 ∧ (2, 3) ∈ R2 →

(3, 3) ∉ R2 R3 tidak transitif, sebab R3 hanya mempunyai satu unsur yaitu (1, 3) ∈ R3



9.

Suatu relasi R = {(1,1), (2, 3), (3, 2)} pada X = {1, 2, 3}. Tentukan apakah R mempunyai sifat

(a) refleksif (b) Simetris, ataukah (c) transitif.

Jawab: (a) R tidak refeksif, sebab 2 ∈ X, tetapi (2, 2) ∈ R (b) R Simetris, sebab R-1 = {(1, 1), (3, 2), (2, 3)} = R (c) R tidak transitif, sebab (3, 2) ∈ R dan (2, 3) ∈ R , tetapi (3,) ∉ R 10. Misalkan R adalah suatu relasi dari himpunan E = {2, 3, 4, 5} ke himpunan F = {3, 6, 7, 10} yang didefinisikan oleh kalimat terbuka "y habis dibagi oleh x". (a) Tuliskan R sebagai himpunan pasangan-pasangan terurut, yaitu carilah himpunan jawab dari R. (b) Buatlah sketsa dari R pada diagrain koordinat E x F. Jawab: (a)

Pandang keenam belas elemen dalam E x F dan pilihlah pasanganpasangan terurut dimana elemen keduanya habis dibagi oleh elemen pertamanya; maka R = {(2, 6), (2, 10), (3, 3), (3, 6), (5, 10) E

10

(b). Sketsa dari R pada diagram koordinat E x F diperlihatkan

7

pada tabel berikut 6 3

2

3

4

5

11. Diketahui M = {a, b, c, d} dan relasi R pada M didefinisikan sebagai himpunan titik-titik yang diperlihatkan pada diagram koordinat M x M dibawah ini. (a) Nyatakan apakah masing-masing berikut ini benar atau salah: (a) c R b, (b) d R a, (c) a R c, (d) b R b


R E L A S I

(b) Carilah {x / (x,b)∈R}, yaitu semua elemen-elemen dalam M yang berelasi dengan b. (c) Carilah {x | (d, x) ∈ R}, yaitu semua elemen-elemen dalam M yang berelasi dengan d.

M d c b a a

b

c

d

M

Jawab: (1) Perhatikan bahwa x R y benar jika dan hanya jika (x, y) termasuk dalam R. (a) Salah, karena (c, b) ∉ R.

(c) Benar, karena (a, c) ∉ R

(b) Salah, karena (d, a) ∈ R.

(d) Salah, karena (b, b) ∈ R.

(2) Garis horizontal yang melalui b memuat semua titik dari R di mana b muncul sebagai elemen kedua; ia memuat pasangan-pasangan terurut (a, b), (b, b) dan (d, b) dari R. Oleh karena itu {x | (x, b)∈ R} = {a, b, d} (3) Garis vertikal yang melalui d memuat semua titik dari R dengan d muncul sebagai elemen pertama; yaitu titik-titik (d, a) dan (d, b) dari R. x) ∈ R} =

Jadi {x | (d,

{a, b}.

12. Masing-masing kalimat terbuka berikut ini mendefinisikan suatu relasi dalam bilangan-bilangan riil.

Buatlah sketsa dari masing-masing relasi pada suatu

diagram koordinat dari R# x R# . (1) y = x2

(4)

y ≥ sin x

(2) y ≤ x2

(5)

y ≥ x3

(3) y < 3 – x

(6)

y > x3

Jawab:



Untuk

membuat sketsa

suatu

relasi pada

bilangan-bilangan

riil

yang

didefinisikan oleh kalimat terbuka berbentuk (a)

y = f(x)

(b)

y > f(x)

(c)

y ≥ f(x)

(d)

y < f(x)

(e)

(e) y ≤ f(x)

Pertama-tama gambarkan kurva y = f(x). Maka relasinya, akan terdiri atas titiktitik. (a)

pada y = f(x)

(b)

di atas y = f(x)

(c)

di atas dan pada y = f(x)

(d)

di bawah y = f(x)

(e)

di bawah dan pada y = f(x)

(f) Jadi gambar-gambar berikut ini adalah sketsa-sketsa dari relasi-relasi di atas: 5

5

-5

-5

(1) y = x

2

(2) y ≤ x2

(3) y < x2 - x

1

-1

(4) y ≥ sin x

(5) y ≥ x3

(6) y > x3 x3


R E L A S I

Perhatikan bahwa, kurva y = f(x) digambarkan dengan garis terputus-putus jika titik-titik pada y = f(x) tidak termasuk dalam relasi.

13. Masing-masing kalimat terbuka berikut ini mendefinisikan suatu relasi dalam bilangan-bilangan riil. Buat sketsa masing-masing relasi pada di koordinat R x R Jawab: Untuk membuat sketsa suatu relasi dalam bilangan-bilangan riil yang didefinisikan oleh kalimat terbuka berbentuk f (x, y) < 0 (atau ≤, >, ≥), maka gambarkan f (x, y) = 0. Kurva f (x, y) = 0, akan membagi bidang dalam berbagai daerah-daerah.

Relasi ini akan terdiri dari semua titik-titik dalam satu atau

mungkin lebih daerah-daerah. Ujilah satu atau lebih titik-titik dalam tiap-tiap daerah untuk menentukan apakah semua titik dalam daerah itu termasuk dalam relasi atau tidak. Sketsa dari masing-masing relasi di atas hasilnya adalah sebagai berikut

4 -3 -4

-4

2 x - 4y – 9 ≤ 0 2

1 x + y – 16 < 0 2

3

4

2

4 -4

2

-3

3

4

-4

4 x - 4y2 < 9 2

x2 + y2 ≥ 16



14. Pandang relasi R = {(1, 5), (4, 5), (1, 4), (4, 6), (3, 7), (7, 6)}. Carilah (1) Domain dari R, (2) Jangkauan dari R, (3) invers dari R. Jawab : (1) Domain dari R terdiri atas himpunan dari elemen-elernen pertama dalam R; oleh karena itu domain dari R adalah {1, 4, 3, 7} (2) Jangkauan dari R terdiri dari himpunan dari elemen-elemen kedua dalam R; oleh karena itu domain dari R adalah {5, 4, 6, 7} (3) Invers dari R terdiri dari pasangan elemen dalam R dengan urutannya di balik. Jadi R

−1

= {(5, 1), (5, 4), (4, 1), (6, 4), (7, 3), (6, 7)}

15. Misalkan T = {l, 2, 3, 4, 5} dan R suatu relasi dalam T merupakan himpunan titik-titik yang diperlihatkan dalam diagram koordinat T x T berikut ini:

(1) Carilah domain dari R (2) Tentukan jangkauan dari R (3) Cari invers dari R. (4) Buatlah sketsa R −1 pada diagram koordinat T x T. Jawab: T

(1) Elemen x ∈ T berada dalam domain R jika dan hanya jika garis vertikal

5

yang melalui x memuat sebuah titik

4

dari R. Jadi domain dari R adalah

3

himpunan 2

karena

garis

vertikal yang melalui tiap-tiap elemen

1

ini dan hanyalah elemen-elemen ini 1

(2)

{2,4,5};

2

3

Elemen x ∈ T

4

5

T

yang mengandung titik-titik dalam R.

berada dalam jangkauan R jika dan hanya jika garis

horizontal yang melalui x memuat sebuah titik dari R. Jadi jangkauan dari R adalah himpunan

{1, 2, 4}, karena garis horizontal yang melalui tiap-


R E L A S I

tiap elemen ini, dan hanyalah elemen-elemen ini yang memuat sekurangkurangnya satu titik dari R. Karena R = {(2, 1), (2, 4), (4, 2), (4, 4), (5, 2)} (3)

R −1 = {(1, 2), (4, 2), (2, 4), (4, 4), (2, 5)}

(4)

R −1 diperlihatkan pada diagram koordinat T x T sebagai berikut: T 5 4 3 2 1 1

16.

2

3

4

5

T

Misalkan R = {(x, y} | x ∈ R#, y ∈ R#, 4x2 + gy2 = 36}. Sketsa dari R pada diagram koordinat

R# x R# adalah sebagai berikut:

2

Carilah: (1) Domain dari R,

-3

3

(2) jangkauan dari R, (3) R −1

-2

Jawab: (1) Domain dari R adalah selang [-3, 3] karena garis vertikal yang melalui tiaptiap bilangan ini dan hanyalah bilangan-bilangan ini, yang memuat sekurang-kurangnya satu titik dari R. (2) Jangkauan dari R adalah selang [-2, 2], karena garis horizontal yang melalui tiap-tiap elemen dan hanyalah elemen-elemen ini, yang memuat sekurang-kurangnya satu titik dari R.



−1

(3) Menurut definisi invers dari R diperoleh R dengan mempertukarkan x dan y dalam kalimat terbuka yang mendefinisikan R; yaitu:

R −1 = {(x, y)  x ∈ R#, y ∈ R#, 9x2+ 4y2 = 36} 17. Apakah ada hubungan antara domain-jangkauan dari suatu relasi R , dan domain-jangkauan dari R

−1

?

Jawab: Karena R −1 terdiri dari pasangan-pasangan yang sama seperti dalam R kecuali dalam urutan terbalik maka tiap-tiap elemen pertama dalam R akan menjadi −1

elemen kedua dalam R dan tiap-tiap elemen kedua dalam R akan menjadi elemen pertama dalam R −1 . Maka domain R adalah jangkauan R −1 dan −1

jangkauan dari R adalah domain R . 18. Misalkan R adalah relasi dalam bilangan-bilangan asli N = {1, 2,3,…} yang didefinisikan oleh kalimat terbuka “2x + y = 10”, yaitu R = {(x, y)  x ∈ N, y ∈ N, 2x + y = 10}; Carilah : (1) domain dari R,

(2) jangkauan dari R,

(3) R −1

Jawab: Pertama perhatikan bahwa himpunan jawaban dari 2x + y = 10 adalah R = {(1, 8), (2, 6), (3, 4), (4, 2)} meskipun terdapat tak-berhingga elemenelemen dalam N. (1) Domain dari R yang terdiri dari elemen-elemen pertama dari R adalah {l, 2, 3, 4}. (2) Jangkauan dari R yang terdiri dari elemen-elemen kedua dari R adalah {8, 6, 4, 2). (3)

R −1 diperoleh dengan mempertukarkan x dan y dalam kalimat terbuka yang mendefinisikan R; jadi R −1 = {(x, y) | x ∈ N, y ∈ N, x + 2y = 10} Juga karena R

−1

terdiri dari pasangan-pasangan yang sama dalam R

kecuali dalam urutan terbalik, maka R-1 dapat didefinisikan sebagai:

R −1 = {(8, l), (6, 2), (4, 3), (2, 4)}


R E L A S I

19. Misalkan W = {1, 2, 3, 4} dan relasi R = {(1, 1), (1, 3), (2, 2), (3, 1), (4, 4)}. Apakah R refleksif ? Jawab: R tidak refleksif karena 3 ∈ W dan (3,3) ∉ R.

20.

Misalkan E = {1, 2, 3}. Pandang relasi-relasi berikut dalam E. R1 = {(1, 2),(3, 2),(2, 2),(2, 3)}

R4 = {(l, 2)}

R2 = {(1, 2),(2, 3),(1, 3)}

R5 = E x E

R3 = {(l, 1), (2, 2), (2, 3), (3, 2), (3, 3)} Nyatakan apakah masing-masing relasi berikut adalah refleksif atau tidak. Jawab: Jika suatu relasi dalam E adalah refleksif maka (1, 1), (2, 2) dan (3, 3) harus termasuk relasi R. Dengan demikian R3 dan R5 bersifat refleksif. 21.

Misalkan V = {1, 2, 3, 4) dan relasi R pada V yang didefinisikan sebagai R = {(1,2), (3, 4), (2, 1), (3, 3)}. Apakah R simetris? Jawab: R tidaklah simetris, karena 3∈ V, 4∈ V, (3,4)∈R dan (4, 3)∉ R.

22. Misalkan E = {1, 2, 3}. Pandang relasi-relasi berikut dalam E: R1 = {(l, 1), (2, 1), (2,2), (3,2), (2,3)}

R2 = {(l, 1)}

R3 = {(l, 2)}

R4 = {(l, 1), (3, 2), (2, 3)}

R5 = E x E Nyatakan apakah relasi-relasi ini simetris atau tidak? Jawab: (1) R1 tidaklah simetris karena (2, 1) ∈ R1 tetapi (1, 2)∉ R1 (2) R2 simetris. (3) R3 tidaklah simetris karena (1, 2) ∈ R3 tetapi (2, 1) ∈ R3 (4) R4 Simetris



(5) R5 Simetris 23. Bilamana suatu relasi R dalam himpunan A tidak anti-simetris? Jawab: R tidaklah anti-simetris jika terdapat elemen-elemen a ∈ A, b ∈ A, a ≠ b sehingga (a, b) ∈ R dan (b, a) ∈ R.

24. Misalkan W = {1, 2, 3, 4} dan R = {(1, 2), (3, 4), (2, 2), (3, 3), (2, 1)}. Apakah R anti-simetris? Jawab: R tidaklah anti-simeteris karena 1∈ W, 2 ∈ W, 1 ≠ 2, (1, 2) ∈ R dan (2, 1) ∈ R. 25. Misalkan E = {1, 2, 3}. Pandang relasi-relasi berikut dalam E : R1 = {(1,1), (2,1), (2,2), (3,2), (2,3)} R2 = {(l, 1)} R3 = {(l, 2)} R4 = {(1,1), (2,3), (3,2)} R5 = E x E Nyatakan apakah masing-masing relasi ini anti-simetris atau tidak. Jawab: (1) R1 tidaklah anti-simetris karena (3,2) ∈ R, dan (2,3) ∈ R1 . (2) R2 anti-simetris (3) R3 anti-simetris. (4) R4 tidaklah anti-simetris karena (2.3) ∈ R4 dan (3, 2) ∈ R4 (5) R5 tidak anti-simetris berdasarkan alasan yang sama sebagaimana untuk R4

26.

Misalkan E = {1, 2,3}. Berikan sebuah contoh dari suatu relasi R dalam E di mana R tidaklah simetris dan anti-simetris.


R E L A S I

Jawab: Relasi R = {(1,2),(2,1),(2,3)} tidak simetris karena (2,3) ∈ R tetapi (3,2)∉ R. R juga tidak anti-simetris karena (1, 2) ∈ R dan (2, 1) ∈ R. 27. Misalkan himpunan W = {1, 2, 3, 4} dan relasi R = {(l, 2), (4, 3), (2, 2), (2, 1), (3, 1)}. Apakah R transitif ? Jawab: R tidaklah transitif karena (4, 3) ∈ R , (3, 1) ∈ R tetapi (4, 1) ∉ R. 28. Misalkan W = {1, 2, 3, 4} dan R = {(2, 2), (2, 3), (1, 4), (3, 2)}. Apakah R transitif? Jawab: R tidaklah transitif karena (3,2)∈ R, (2,3)∈ R tetapi. (3,3) ∉ R. 29.

Misalkan E = { 1, 2, 3}. Pandang relasi-relasi berikut dalam E : R1 = {(1, 2), (2, 2)}

R4 = {(1, 1)}

R2 = {(1, 2), (2, 3), (1, 3), (2, 1), (1, 1)}

R5 = E x E

R3 = {(1,2)} Nyatakan apakah relasi-relasi ini transitif atau tidak. Jawab: Masing-masing relasi ini transitif kecuali R2 , R2 tidak transitif karena (2,1) ∈ R2, (1,2) ∈ R2 , tetapi (2,2)∉ R2

30.Masing-masing kalimat terbuka berikut mendefinisikan suatu relasi R data bilangan-bilangan asli N. Nyatakan apakah masing-masingnya adalah suatu relasi refleksif atau tidak (1) lebih kecil atau sama dengan y (2) “y habis dibagi oleh x (3) " z + y = 10" (4) " x dan y secara relatif bilangan prima".



Jawab: (1) Karena a ≤ a untuk setiap a ∈ N maka (a, a) ∈ R. Oleh karena itu R adalah refieksif. (2) Karena setiap bilangan habis dibagi oleh dirinya sendiri maka relasi ini refleksif. (3) Karena 3 + 3 ≠ 10 maka 3 tidaklah berhubungan dengan dirinya sendiri. Oleh karena itu R tidaklah refleksif. (4) Pembagi terbesar untuk 5 dan 5 adalah 5; jadi (6, 5) ∈ f R. Oleh karena itu R tidaklah retleksif. 31.

Masing-masing kalimat terbuka berikut mendefinisikan suatu relasi R dalam bilangan-bilangan asli A. Nyatakan apakah masing-masingnya adalah relasi simetris atau tidak. (1) “x lebih kecil daripada atau sama dengan y” (2) “x habis dibagi oleh y” (3) “x + y = 10” (4) "x + 2y = 10” Jawab: (1) Karena 3 ≤ 5 tetapi 5 ≤ 3, maka (3,5) ∈ R dan (5,3)∉ R. Jadi R tidaklah simetris. (2) Karena 4 habis dibagi oleh 2 tetapi 2 tidak habis dibagi oleh 4, maka (2,4)∈ R dan (4,2) ∉ R. Oleh karena itu R tidaklah simetris. (3) Jika a + b = 10 maka b + a = 10; atau dengan perkataan lain, jika (a, b)∈ R maka (b, a) ∈ R. Oleh karena itu R adalah simetris. (4) Perhatikan bahwa (2, 4)∈ R , tetapi (4, 2) ∉ R , yakni 2 + 2(4) = 10 tetapi 4 + 2(2) ≠10. Jadi R tidaklah simetris.

32. Buktikan: Misalkan R dan S adalah relasi-relasi simetris dalam himpunan A; maka R ∩ S adalah suatu relasi simetris dalam A. Jawab:


R E L A S I

Pertama perhatikan bahwa R dan S adalah subhimpunan dari A x A; oleh karena itu

R ∩ S adalah juga subhimpunan dari A x A dan dengan demikian

adalah suatu relasi dalam A. Misalkan (a, b) termasuk R ∩ S. Maka (a, b)∈ R. dan (a, b)∈ S. Karena R dan S adalah simetris, maka (b, a) juga termasuk R dan (b, a) juga termasuk S ; oleh karena itu (b, a) ∈ R ∩ S. Dengan memperlihatkan bahwa jika (a, b) ∈ R ∩ S maka (b, a)∈ R ∩ S. oleh karena itu R ∩ S adalah simetris.

33. Masing-masing kalimat terbuka berikut mendefinisikan suatu relasi R dalam bilangan-bilangan asli N. Nyatakan apakah masing-masing relasi ini antisimetris atau tidak. (1) "x lebih kecil daripada atau sama dengan y " (2) "x lebih kecil daripada y” (3) "x + 2y = 10" (4) "x habis dibagi oleh y" Jawab: (1) Karena a ≤ b dan b ≤ a menyatakan bahwa a = b, maka R anti-simetris. (2) Jika a ≠ b, maka a < b atau b < a; oleh karena itu R anti-simetris. (3) Himpunan jawab adalah R = {(2,4), (4,3), (6,2), (8,1)}. Perhatikan bahwa R ∩ R −1 = ∅, yang mana adalah subhimpunan dari "garis diagonal" N x N. Oleh karena itu R anti-simetris. (4) Karena b habis dibagi oleh a dan a habis dibagi oleh b menyatakan bahwa a = b, maka R anti-simetris.

34. Masing-masing kalimat terbuka berikut mendefinisikan suatu relasi R dalam bilangan-bilangan asli N. Nyatakan apakah masing-masing relasi ini transitif atau tidak. (1) "x lebih kecil daripada atau sama dengan y” (2) "y habis dibagi oleh x”



(3)

“x + y = 10”

(4)

“x + 2y = 5”

Jawab: (1) Karena a ≤ b dan b ≤ c menyatakan bahwa a ≤ c, maka relasi ini transitif. (2) Jika y habis dibagi oleh x dan z habis dibagi oleh y, maka z habis dibagi oleh x, yaitu; (x, y) ∈ R , (y, z) ∈ R menyatakan bahwa (x, z) ∈ R. Oleh karena itu R transitif (3) Perhatikan bahwa 2 + 8 = 10, 8 + 2 = 10 dan 2 +2 ≠10; Yaitu, (2,8) ∈ R , (8,2) ∈ R tetapi (2,2)∉ R Oleh karena itu R tidak transitif. (4) R tidak transitif, karena (3, 1)∈ R , (1, 2) ∈ R tetapi (3,2) ∉ R; Yaitu, 3 + 2(l) = 5, 1 + 2(2) = 5 tetapi 3 + 2(2) ≠ 5

35.

Buktikan jika suatu relasi R transitif, maka relasi invers R

−1

juga transitif

Jawab: Misalkan (a,b) dan (b,c) termasuk R

−1

; maka (c,b)∈ R dan (b,a)∈ R. Karena

transitif maka (c,a) juga termasuk R; oleh karena itu (a,c) ∈ R Kita telah memperlihatkan bahwa jika (a,b)∈ R

−1

−1

, (b,c) ∈ R

. −1

maka (a,c)∈

R −1 ; oleh karena itu R −1 transitif.

36. Misalkan R adalah relasi dalam bilangan-bilangan asli N yang didefinisikan oleh kalimat terbuka "(x - y) dapat dibagi oleh 5"; yaitu misalkan R = {(x, y) | x ∈ N, y ∈ N, (x - y) dapat dibagi oleh 5} Buktikan bahwa R suatu relasi ekivalen. Jawab: Misalkan a ∈ N; maka (a - a) = 0 dapat dibagi oleh 5, dan oleh karena itu (a, a) ∈ R.

Jadi R refleksif.


R E L A S I

Misalkan (a, b) ∈ R ; maka (a - b) dapat dibagi oleh 5, dan oleh karena itu (b a) = -(a - b) juga dapat dibagi oleh 5. Jadi (b, a) termasuk R. Karena jika (a, b) ∈ R maka (b, a) ∈ R . Jadi R simetris, Misalkan (a, b)∈ R dan (b, c)∈ R; maka (a - b) dan (b - c) masing-masing dapat dibagi oleh 5. Oleh karena itu (a - c) - (a - b) + (b - c) juga dapat dibagi oleh 5, yang berarti (a, c) termasuk R. Karena jika, (a, b) ∈ R dan (b, c) ∈ R maka (a, c) ∈ R . Jadi R adalah transitif. Karena R refleksif, simetris dan transitif maka menurut definisi R suatu relasi ekivalen. 37. Misalkan R dan S adalah relasi-relasi dalam himpunan A. Buktikan kedua pernyataan berikut: (1) Jika R dan S simetris maka R ∪ S simetris. (2) Jika R refleksif dan S sebarang relasi maka R ∪ S refleksif. Jawab: (1) Jika (a, b) ∈ R ∪ S , maka (a, b) termasuk R atau S, yang mana adalah simetris. Oleh karena itu (b,a) juga termasuk R atau S. Maka (b, a) ∈ R ∪ S dan dengan demikian R ∪ S simetris. (2) R refleksif jika dan hanya jika R memuat "garis diagonal" D dari A x A. Tetapi D ⊂ R dan R ⊂ R ∪ S maka D ⊂ R ∪ S. Dengan demikian R ∪ S refleksif.

38. Misalkan R dan S adalah relasi-relasi dalam himpunan A. Perlihatkan bahwa masing-masing

pernyataan

berikut

salah

dengan

memberikan

contoh

berlawanannya yaitu suatu contoh di mana pernyataan ini tidak benar. (1) Jika R anti-simetris dan S anti-simetris maka R ∪ S anti-simetris, (2) Jika R transitif dan S transitif maka R ∪ S transitif. Jawab:

(1) R = {(l, 2)} dan S = {(2, 1)} masing-masingnya anti-simetris ; tetapi R ∪ S = {(1, 2), (2, 1)} tidak anti-simetris.



(2) R = {(1, 2)} dan S = {(2, 3)} masing-masingnya transitif; tetapi R ∪ S = {(1, 2), (2, 3)} tidak transitif. 39.

Misalkan dua relasi R dan S yang didefinisikan sebagai R = {(x, y)|x ∈ R#, y # 2 # # ∈ R , y ≥ x ), dan S = {(x,y) | x ∈ R , y ∈ R , y ≤ x + 2)

Perhatikan bahwa R dan S kedua-duanya adalah relasi dalam bilanganbilangan riil. (1) Buatlah sketsa relasi R ∩ S pada diagram koordinat R# x R# (2) Carilah domain R ∩ S. (3) Carilah jangkauan R ∩ S. Jawab: (1) Buatlah sketsa R pada diagram koordinat R# x R#, berikan R arsiran dengan garis-garis miring yang condong ke kanan (////); dan pada diagram koordinat yang sama, buatlah sketsa S dengan garis-garis miring yang condong ke kiri (\\\\), seperti diperlihatkan dalam Gambar 1. bergaris silang adalah R ∩ S.

Maka daerah

Jadi R ∩ S adalah yang diperlihatkan dalam

Gambar 2. (2, 4)

(-1,1)

R dan S yang disketsa Gambar 1

(2)

(2, 4)

(-1,1)

Gambar 2

Domain dari R ∩ S adalah [-1, 2], karena sebuah garis vertikal yang melalui tiap-tiap titik dalam selang ini dan hanyalah titik-titik ini, akan memuat sebuah titik dari R ∩ S.

(3)

Jangkauan dari R ∩ S adalah [0, 4], karena sebuah garis horizontal yang melalui tiap-tiap titik dalam selang ini dan hanyalah titik-titik ini, akan memuat sekurang-kurangnya satu titik dari R ∩ S.


R E L A S I

40.

Buktikan jika S, T, dan para R i ( untuk semua i berjalan pada himpunan index I ) adalah relasi relasi pada A, maka berlaku (a)

(ST) −1 = T −1 S− 1

(b)

( I i R i ) −1 = I i R i − 1

(c)

( U i R i ) −1 = U i R i − 1

Jawab: Menggunakan definisi relasi sehingga diperoleh: (a).

(a, b) ∈ (ST) −1 jika dan hanya jika (b, a) ∈ ST ↔

(∃c ∈ A) dengan (b, c) ∈ S ∧ (c, a) ∈ T

↔

(∃c ∈ A) dengan (c, b) ∈ S−1 ∧ (a, c) ∈ T−1

↔

(∃c ∈ A)dengan (a, c) ∈ T −1 ∧ (c, b) ∈ S−1

↔

(a, b) ∈ T−1S−1

Jadi (ST) −1 = T −1 S−1 (b).

Ambil index set I = α , β , γ ,......

(a, b) ∈ (I i R i )−1 jika dan hanya jika (b, a) ∈ I i R i ↔

(b, a) ∈ Rα ∧ (b, a) ∈ R β ∧ (b, a) ∈ Rγ ∧ ......

↔ (a, b) ∈ R −1α ∧ (a, b) ∈ R−1β ∧ (a, b) ∈ R−1γ ∧ ...... ↔ (a, b) ∈ I i R −1i Jadi ( I i Ri )−1 = I i R i−1 (c). Ambil index set I = α , β , γ ,......

(a,b) ∈ (U i Ri )−1 jika dan hanya jika (b,a) ∈ U i Ri ↔ (b,a) ∈Rα ∨ (b,a) ∈ Rβ ∨ (b,a) ∈ Rγ ∨ ...... ↔

(a,b) ∈R−1α ∨ (a,b) ∈ R−1β ∨ (a,b) ∈ R−1γ ∨ ......



↔ (a,b) ∈ U i R −1i −1

Jadi ( U i Ri )

= U i Ri−1

SOAL SOAL LATIHAN 1.

Misalkan R relasi pada A = {2, 3, 4, 5} di definisikan oleh “x dan y” relatif prima” yaitu pembagi bersama dari x dan y hanyalah bilangan “satu” (a) Tuliskan R sebagai himpunan pasangan terurut. (b) Gambarkan R pada diagram koordinat A x A (c) Tentukan R

2.

−1

.

Misalkan N = {1, 2, 3, …..} dan R relasi di N yang didefinisikan sebagai x + 2y R = {(x, y) / x, y ∈ N, x + 2y = 8}

= 8, yakni

(a) Tulis R sebagai himpunan pasangan terurut. (b) Tentukan R 3.

−1

.

Misalkan W = {1, 2, 3, 4}. Perhatikan relasi-relasi dalam W berikut ini : R1 = {(1,1), (1,2)} R2 = {(1,1), (2,3), (4,1)} R3 = {(1,2), (2,4)} R4 = {(1,1), (2,2), (3,3)} R5 = W x W R6 = ∅ Selidiki apakah masing-masing relasi diatas bersifat (a) refleksif (b) simetris (c) transitif

4.

Misalkan R relasi tegak lurus pada himpunan garis pada bidang. Tentukan apakah R : (i) refleksif (ii) Simetris (iii) transitif atau (iv) ekivalensi.

5.

Misalkan W = {1, 2, 3, 4, 5, 6}. Tentukan apakah masing-masing berikut ini merupakan partisi pada W atau bukan:


R E L A S I

(a) [{1,3,5}, {2,4}, {3,6}] (b)

(c). [{1,5}, {2}, {4}, {1,5}, {3,6}]

[{1,5}, {2}, {3,6}]

(d). [ {1,2,3,4,5,6}]

6.

Tentukan semua partisi dari A = {1,2,3}

7.

Misalkan R adalah relasi dalam B = {2, 3, 4, 5, 6} yang didefinisikan oleh kalimat terbuka "| x - y | dapat dibagi oleh 3” Tuliskan R sebagai himpunan dari pasangan-pasangan terurut.

8.

Misalkan C = {1, 2, 3, 4, 5}, dan relasi R dalam C adalah himpunan titik-titik yang diperlihatkan dalam diagram koordinat C x C berikut. C 5 4 3 2 1 1

2

3

4

5

C

(a) Nyatakan apakah masing-masing pernyataan benar atau salah: (a) 1 R 4, (b) 2 R 5, (c) 3 R 1, (d) 5 R 3. (b) Tuliskan masing-masing subhimpunan C berikut dalam bentuk pendaftaran: {x | 3 R x} {x | (4, x) ∈ R} {x | (x, 2) ∉ R} {x | x R 5) (c) Carilah domain dari R, (d) Tentukan jangkauan R, (e) 9.

Definisikan R

−1

Diketahui R = {(x, y) | x ∈ R# , y ∈ R#, x2+ 4y2 ≤ 16}. (a) Buatlah sketsa R pada diagram koordinat R# x R#.



(b) Carilah ranah dari R, (c) Tentukan jangkauan R. 10.

Jika R = {(x, y) | x ∈ R#, y ∈ R#, x2 – y2 ≤ 4}, maka: (a) Buatlah sketsa R pada diagram koordinat R# x R#. (b) Carilah ranah dari R, (c) Tentukan jangkauan dariR. (d) Definisikan R-1.

11.

Suatu relasi R pada bilangan-bilangan asli N yang didefinisikan oleh kalimat terbuka

"x + 3y = 12" dinyatakan sebagai :

R = {(x, y) | x ∈ N, y ∈ N, x + 3y = 12} (a) Tuliskan R sebagai himpunan pasangan-pasangan terurut. (b) Carilah ranah dari R, (c). Tentukan jangkauan dari R, (d) Definisikan R 12.

−1

Misalkan R suatu relasi dalam bilangan-bilangan asli N yang didefinisikan sebagai

“2x + 4y = 15”.

(a) Tuliskan R sebagai himpumn pasangan-pasangan terurut. (b) Carilah ranah dari R, (c) Tentukan jangkauan dariR, (d) 13.

Definisikan relasi invers R −1

Nyatakan masing-msing pernyataan berikut benar atau salah. Anggaplah R dan S adalah relasi-relasi dalam himpunan A. (a) Jika R simetris maka R

−1

simetris.

(b) Jika R anti-simetris, maka R

−1

anti-simetris.

(c) Jika R refleksif, maka R ∩ R

−1

≠ ∅.

(d) Jika R simetris, maka R ∩ R

−1

≠ ∅.

(e) Jika R transitif dan S transitif, maka R ∪ S transitif. (f)

Jika R transitif dan S transitif, maka R ∩ S transitif.


R E L A S I

(g) Jika R anti-simetris dan S anti-simetris maka R ∪ S anti-simetris. (h) Jika R anti-simetris dan S anti-simetris maka R ∩ S anti-simetris.

14.

(i)

Jika R refleksif dan S refleksif, maka R ∪ S refleksif.

(j)

Jika R refleksif dan S refleksif, maka R ∩ S refleksif.

Misalkan L adalah himpunan dari garis-garis dalam bidang Euclid dan R adalah relasi dalam L yang didefinisikan oleh "x sejajar y". Nyatakan apakah relasi R (1) refleksif, (2) simetris, (3) anti-simetris, (4) transitif, ataukah tidak. (Anggap sebuah garis sejajar dirinya sendiri).

15.

Misalkan L himpunan dari garis-garis dalam bidang Euclid dan R adalah relasi dalam L yang didefinisikan oleh "x tegak lurus y".

Nyatakan apakah R (1)

refleksif, (2) simetris, (3) anti-simetris, (4) transitif. 16.

Misalkan A keluarga himpunan-himpunan dan R adalah relasi dalam A yang didefinisikan oleh "x terpisah dari y".

Nyatakan apakah R (1) refleksif, (2)

simetris, (3) anti-simetris, (4) transitif, ataukah tidak. 17.

Masing-masing kalimat terbuka berikut mendefinisikan suatu relasi dalam bilangan-bilangan

asli N.

(a) “x lebih besar daripada y” (b) "x adalah kelipatan y" (c) “x kali y adalah kuadrat dari sebuah bilangan”. (d) "x + 3y = 12" Nyatakan apakah masing-masing relasi tersebut (a) refleksif, (b) simetris, (c) anti-simetris, (d) transitif, ataukah tidak. 18.

Pandang relasi-relasi dalam bilangan-bilangan riil berikut ini: R = {(x, y) | x ∈ R#, y ∈ R#, x2 + y# ≤ 25} S = {(x, y) | x ∈ R#, y ∈ R#, y ≥ 4x2/9} (a) Buatlah sketsa relasi R ∩ R' pada diagram koordinat R# x R#. (b) Carilah ranah dari R ∩ S (c) Tentukan jangkauan dari R ∩ S.



19.

Pandang masing-masing himpunan dari pasangan-pasangan bilangan riil berikut merupakan relasi-relasi dalam R# . (a) {(x, y) | x2 + y2 ≤ 25} ∩ {(x, y) | y ≥ 3x / 4} (b) {(x, y) | x2 + y2 ≥ 25} ∩ {(x, y) | y ≥ 4x2 / 9} (c) {(x, y) | x2 + y2 ≤ 25} ∪ {(x, y) | y ≥ 4x2 / 9} (d) {(x, y) | x2 + y2 < 25} ∩ {{x, y) | y < 3x/4} Buatlah sketsa masing-masing relasi diatas pada diagram koordinat R# x R# dan nyatakan ranah dan jangkauannya.

20.

Misalkan A adalah himpunan orang-orang. Setiap kalimat terbuka di bawah ini mendefinisikan suatu relasi dalam A. Untuk masing-masing relasi dibawah ini, carilah

suatu

kalimat

terbuka

yang

disebut

"kalimat

invers",

yang

mendefinisikan relasi invers. (a) "x suami dari y"

(d) "x lebih kaya daripada y"

(b) "x, lebih tua daripada y"

(e). "x lebih cerdas daripada y"

(c) "x lebih tinggi daripada y" 21.

Misalkan N bilangan-bilangan asli. Masing-masing kalimat terbuka di bawah ini mendefinisikan suatu relasi dalam N. Carilah suatu kalimat terbuka yang mana mendefinisikan relasi invers untuk masing-masing relasi ini. (a) "x lebih besar daripada y" (b) "x lebih berat daripada atau sama dengan y" (c) "x adalah kelipatan y" (d) "2x + 3y = 30"

22.

Matriks M berikut menyatakan relasi R pada I = {1, 2, 3, 4, 5, 6}

1 1  0 M= 0 0  0

0 1 0 0 0 1

0 0 1 0 0 1

1 0 1 0 0 0

0 0 0 0 0 0

1 1 1  0 0  0


R E L A S I

a). Tulis R sebagai pasagan terurut b). Tentukan domain, range dan relasi invers dari R 23.

Buatlah graf untuk R pada soal no 22


3SKS

Recommend Documents