Jurnal Matematika Murni dan Terapan Vol.6 No.2 Desember 2012 : 30 β 37
PELABELAN GRACEFUL, SKOLEM GRACEFUL DAN PELABELAN π PADA GRAF H-BINTANG DAN A-BINTANG Nurul Huda1, Zulfi Amri2 1
Staf Pengajar Prodi Matematika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam UNLAM, Banjarbaru 2 Peneliti P3SWOT Kementrian Pendidikan Nasional e-mail:
[email protected],
[email protected],
ABSTRAK Graf G = (V,E) adalah sepasang himpunan terurut dimana V adalah himpunan simpul tak kosong dan E adalah himpunan busur. Pelabelan pada graf G adalah penetapan nilai simpul dan busur atau keduanya dengan aturan tertentu. Pelabelan graceful adalah fungsi injektif πΌ dari himpunan simpul V ke himpunan bilangan 0,1,2, β¦ . πΈ yang menginduksi fungsi bijektif πΌβ dari himpunan busur E ke himpunan bilangan 1,2, β¦ . πΈ dimana setiap busur uv β E dengan simpul u,v β V berlaku πΌβ (uv) = πΌ(π’) β πΌ(π£) . Pelabelan skolem graceful adalah modifikasi dari pelabelan graceful yaitu fungsi injektif ΞΌ dari himpunan simpul V ke himpunan bilangan 1,2, β¦ . π yang menginduksi fungsi bijektif ΞΌβ dari himpunan busur E ke himpunan bilangan 1,2, β¦ . πΈ dimana setiap busur uv β E dengan simpul u,v β V berlaku ΞΌβ (uv) = π(π’) β π(π£) . Pelabelan π adalah modifikasi lain dari pelabelan graceful yaitu fungsi injektif Ξ³ dari himpunan simpul V ke himpunan bilangan 0,1,2, β¦ . πΈ + 1 yang menginduksi fungsi bijektif Ξ³β dari himpunan busur E ke himpunan bilangan 1,2, β¦ . πΈ dimana setiap busur uv β E dengan simpul u,v β V berlaku Ξ³β (uv) = πΎ(π’) β πΎ(π£) . Graf H-bintang dibentuk dari huruf H dan semua daunnya diberikan graf bintang ππ . Graf A-bintang dibentuk dari huruf A dan semua daunnya diberikan graf bintang ππ .Pada makalah ini diberikan konstruksi pelabelan graceful, skolem graceful dan pelabelan π untuk graf H-bintang dan A-bintang. Kata kunci : pelabelan graceful, pelabelan skolem graceful, pelabelan π, graf ilalang (Sn,3), graf H-bintang dan graf A-bintang. 1. PENDAHULUAN Graf G adalah sepasang himpunan (V,E) dimana V adalah suatu himpunan tak kosong dan E adalah suatu himpunan (mungkin kosong yang berisi pasangan-pasangan (tak terurut) dari anggota-anggota V= {π£1 , π£2 , π£3 , β¦ β¦} dan anggota-anggota E = {π1 , π2 , π3 , β¦ β¦} masing-masing disebut simpul dan busur dari graf G. Banyaknya anggota V dinyatakan dengan π dan banyaknya anggota E dinyatakan dengan πΈ . Graf yang digunakan dalam makalah ini adalah graf sederhana tak berarah. Pemilihan graf H-bintang dan A-bintang di latar belakangi dari graf (ππ , 3), jika graf bintang pada graf (ππ , 3) di hilangkan maka graf tersebut berbentuk seperti huruf Y kemudian muncul suatu pertanyaan bagaimana jika abjad diberikan graf bintang pada daun-daunnya sehingga mengkontruksi graf H-bintang dan Graf A-bintang. Sedangkan huruf I,L,M,N,V,W dan huruf Z akan membentuk graf kartefilan beserta dengan variasinya, sedangkan huruf K dan X akan membentuk graf (ππ , 4) serta hurup T dan huruf Y sendiri membentuk graf (ππ , 3). Berikut diberikan contoh graf H-bintang dan Graf A-bintang. 30
Jurnal Matematika Murni dan Terapan Vol.6 No.2 Desember 2012 : 30 β 37
Gambar 1.1 Graf H-Bintang dan Graf A-Bintang Pelabelan graceful pada graf G(V,E) adalah fungsi injektif πΌ dari himpunan simpul V ke himpunan bilangan 0,1,2, β¦ . πΈ yang menginduksi fungsi bijektif πΌβ dari himpunan busur E ke himpunan bilangan 1,2, β¦ . πΈ dimana setiap busur uv β E dengan simpul u,v β V berlaku πΌβ (uv) = πΌ(π’) β πΌ(π£) . Pelabelan skolem graceful adalah modifikasi dari pelabelan graceful yaitu fungsi injektif ΞΌ dari himpunan simpul V ke himpunan bilangan 1,2, β¦ . π yang menginduksi fungsi bijektif ΞΌβ dari himpunan busur E ke himpunan bilangan 1,2, β¦ . πΈ dimana setiap busur uv β E dengan simpul u,v β V berlaku ΞΌβ (uv) = π(π’) β π(π£) . Pelabelan π adalah modifikasi dari pelabelan graceful yaitu fungsi injektif Ξ³ dari himpunan simpul V ke himpunan bilangan 0,1,2, β¦ . πΈ + 1 yang menginduksi fungsi bijektif Ξ³β dari himpunan busur E ke himpunan bilangan 1,2, β¦ . πΈ dimana setiap busur uv β E dengan simpul u,v β V berlaku Ξ³β (uv) = πΎ(π’) β πΎ(π£) .[1,2,3]. Beberapa graf yang telah dibuktikan memiliki pelabelan graceful, skolem graceful dan atau Pelabelan π diantaranya adalah sebagai berikut : graf bintang ππ , graf sapu π΅4,π , graf cumi-cumi ππ4,π , graf carterpilar, graf cycle, graf super star graf (ππ , 3). Selain itu sevenhot juga membuktikan gabungan dari beberapa graf yakni, graf 2ππ , graf ππ βͺ ππ+1 , graf ππ βͺ π΅4,π , graf ππ βͺ ππ4,π [4]. Graf (πΊπ , π) adalah suatu graf yang dibangun dari 3 graf bintang ππ kemudian diberikan sebuah simpul c disebut dengan simpul pusat, dan diberikan busur yang menghubungkan setiap simpul pusat ππ dengan sebuah simpul c tersebut [1].
Gambar 1.2 Graf (ππ , 3) 31
Jurnal Matematika Murni dan Terapan Vol.6 No.2 Desember 2012 : 30 β 37
Graf bintang πΊπ adalah graf yang dibangun dari satu simpul pusat kemudian menambahkan sejumlah simpul daun pada simpul pusat tersebut. Graf bintang memiliki n+1 simpul dan n busur [2]
Gambar 1.3 Graf bintang π6 Graf H-Bintang adalah suatu graf yang dibangun dari bebapa graf bintang ππ kemudian diberikan suatu graf berbentuk huruf H besar dimana setiap simpul berderajat satu pada graf H merupakan pusat graf bintang. Berikut diberikan contoh graf H-bintang
π£31
π£21
π£11
π£41
π£π1
3 π£23 π£3
π£π1
π£43
π£13
π1
π5
π3 π£π2
π£42
π£π3
π4
π2
π£π2
π£π3
π£12
π£22
π£32
π6
π£π4 π£π4
π£44
π£34
π£24
π£14
Gambar 1.4 Penamaan Graf HGraf A-Bintang adalah suatu graf yangBintang dibangun dari graf yang berbentuk huruf A kemudian diberikan graf bintang ππ pada daun-daunnya. Berikut diberikan contoh graf ABintang. Graf H-Bintang adalah suatu graf yang dibangun dari bebapa graf bintang ππ kemudian diberikan graf berbentuk huruf A besar dimana setiap simpul berderajat satu pada graf A merupakan pusat graf bintang. Berikut diberikan contoh graf A-bintang π5 π3
π£π1
π4
π1
π2
π£π1 π£41 π£31 π£21
π£11
π£12 π£22 π£32
2 π£π2 π£π2 π£4
Gambar 1.5 Penamaan Graf ABintang
32
Jurnal Matematika Murni dan Terapan Vol.6 No.2 Desember 2012 : 30 β 37
2. PELABELAN PADA GRAF H-BINTANG Pada bagian ini akan diberikan konstruksi pelabelan graceful dan pelabelan skolem graceful dan pelabelan pada graf H-Bintang. Teorema 2.1 Graf H-Bintang memiliki pelabelan graceful Bukti. Misalkan notasi simpul graf H-Bintang diberikan pada Gambar 1.4 Pada Gambar 1.4 diatas terlihat bahwa himpunan simpul Graf H-Bintang adalah π1 , β¦ , π6 , π£11 , π£21 , . . , π£π1 , π£12 , π£22 , β¦ , π£π2 , π£13 , π£23 , β¦ , π£π3 , π£14 , . . . , π£π4 , dan himpunan busur Graf H-Bintang adalah 3 1 2 4 1 2 3 π1 π2 , π2 π3 , π2 π5 , π4 π5 , π5 π6 , π1 π£1 , β¦ , π1 π£π , π3 π£1 , β¦ , π3 π£π , π4 π£1 , β¦ , π4 π£π , π6 π£1 , β¦ , π6 π£π4 maka jelas bahwa π = 4n + 6 dan πΈ = 4n + 5. Didefinisikan pelabelan dengan menngunakan notasi πΌ (alpha) untuk simpul sebagai berikut : πΌ π1 = 0 (2.1) πΌ π2 = 3 π + 5 (2.2) πΌ π3 = 1 (2.3) πΌ π4 = 2π + 3 (2.4) πΌ π5 = π + 2 (2.5) πΌ π6 = 2π + 4 (2.6) πΌ π£π1 = 4π + 6 β π i = 1,2β¦.,n (2.7) 2 πΌ π£π = 3π + 5 β π i = 1,2β¦.,n (2.8) 3 πΌ π£π = π + 2 + π i = 1,2β¦.,n (2.9) πΌ π£π4 = π + 1 i = 1,2β¦.,n (2.10) Pelabelan πΌ yang didefinisikan pada persamaan (2.1)-(2.10), melabelkan anggota V H-Bintang adalah pemetaan injektif dari V ke himpunan 0, 1, β¦ , |πΈ| , π’, π£ β π. Setiap busur π’π£ β πΈ diberikan label dengan pelabelan busur Ξ±β² yang di induksikan oleh pelabelan πΌ β² π’π£ = πΌ π’ β πΌ(π£) pada H-Bintang yang dinyatakan sebagai berikut: πΌ β² π1 π2 = |πΌ π1 β πΌ π2 | = | (0) β (3 π + 5)| =|3π +5| (2.11) β² πΌ (π2 π3 ) = |πΌ π2 β πΌ π3 | = | (3 π + 5) β (1)| = | 3 π + 4| (2.12) πΌ β² (π2 π5 ) = |πΌ π2 β πΌ π5 | = | (3 π + 5) β (n+2)| = | 2n +3 | (2.13) β² πΌ (π4 π5 ) = |πΌ π4 β πΌ π5 | = | (2 n +3) β (n+2)| = | n +1 | (2.14) β² πΌ (π5 π6 ) = |πΌ π5 β πΌ π6 | = | (n+2) β (2π + 4)| = | n +2 | (2.15) πΌ β² π1 π£π1 = |πΌ π1 β πΌ π£π1 | = | (0) β (4π + 6 β π)| = | 4π + 6 β π | i =1,2...,n (2.16) 2 2 β² πΌ (π3 π£π ) = |πΌ π3 β πΌ π£π | 33
Jurnal Matematika Murni dan Terapan Vol.6 No.2 Desember 2012 : 30 β 37
πΌ
β²
= | (1) β (3π + 5 β π)| = | 3π + 4 β π | = |πΌ π4 β πΌ π£π3 | = | (2π + 3) β (π + 2 + π)| =|π+1βπ | = |πΌ π6 β πΌ π£π4 | = | (2π + 4) β (π + 1)| = | 2π + 3 β π |
(π4 π£π3 )
πΌ β² (π6 π£π4 )
i =1,2...,n
(2.17)
i = 1,2...,n.
(2.18)
i = 1,2...,n.
(2.19)
Berdasarkan pelabelan πΌ yang didefinisikan pada persamaan (2.1)-(2.10) setiap simpulnya memiliki label yang berbeda dan merupakan himpunan bilangan 0,1,2, β¦ , |πΈ| . Kemudian pelabelan πΌ β² yang diinduksi oleh pelabelan simpul πΌ, memberikan nilai yang berbeda pada masing-masing busur seperti pada persamaan (2.11)β(2.19) yang merupakan himpunan bilangan 1,2, β¦ , |πΈ| . Berdasarkan hal tersebut, maka πΌ merupakan pelabelan graceful untuk graf H-Bintang β Berikut ini diberikan contoh pelabelan graceful untuk graf H-Bintang. 26
27 28 29
28 27 29
25
26 25
24
9
24
12
11
10
6
3
5 4
15
0 7
15
23
8
22
8
16
1
14
16 17 18
18
14
2 1
23
17
13
19
20 19
20
21
22 21
9
7
10
6
5
2
13
11 12
4
3
Gambar 1.6 Pelabelan Graceful Pada Graf HBintang Untuk semua kelas graf graceful dengan π = πΈ + 1 merupakan graf skolem graceful dengan mendefinisikan π π£ = π₯(π£) + 1. Sehingga diperoleh akibat berikut: Akibat 2.2 Graf H-Bintang memiliki pelabelan Skolem graceful Bukti. Misalkan notasi vertek graf ππ , 3 diberikan seperti pada Gambar 1.4 Didefinisikan pelabelan π untuk simpul dengan menambahkan 1 pada setiap label simpulnya yang menggunakan pelabelan pada Teorema 2.1. Jadi π π₯ = π π₯ + 1 untuk setiap π₯ β π H-Bintang dengan π adalah pelabelan pada bukti Teorema 2.1. Pelabelan yang didefinisikan oleh π akan melabelkan anggota π H-Bintang dengan pelabelan π(π H-Bintang) adalah pemetaan injektif dari V ke himpunan 1,2, β¦ , |π| , π’, π£ β π. Sehingga setiap busur π’π£ β πΈ diberikan label dengan π β² π’π£ = π π’ β π(π£) pada H-Bintang yang menghasilkan sama seperti persamaan (2.11)β(2.19).
34
Jurnal Matematika Murni dan Terapan Vol.6 No.2 Desember 2012 : 30 β 37
Berdasarkan pelabelan π yang terdefinisikan dari bukti teorema 2.1 setiap simpulnya memiliki label yang berbeda dan merupakan himpunan bilangan 1,2, β¦ , |π| . Kemudian pelabelan π β² seperti persamaan 2.11 β (219) yang diinduksi oleh pelabelan simpul π seperti bukti Teorema (2.1), memberikan nilai yang berbeda pada masing-masing busur yang merupakan himpunan bilangan 1,2, β¦ , |πΈ| . Maka π merupakan pelabelan skolem graceful untuk graf H-Bintang.β Berikut ini diberikan contoh pelabelan skolem graceful untuk graf H-Bintang. 27
28 29 30
28 27 29
26
26 25
25
10
24
13
12
11
6
3
5 4
16
1 7 15
24
9
22
8
17
2
14
16 17 18
19
15
2 1
23
18
14
20
20 19
21
21
23 22
9
8
10
7
6
3
13
11 12
5
4
Gambar 1.7 Pelabelan Skolem Graceful Pada Graf H-Bintang Untuk semua kelas graf graceful dan graf skolem graceful dengan π = πΈ + 1 merupakan graf π dengan mendefinisikan Ξ³ π£ = π(π£) atau Ξ³ π£ = πΌ(π£). Sehingga diperoleh akibat berikut: Akibat 2.3 Graf H-Bintang memiliki pelabelan π Bukti. Misal graf H-Bintang ditunjukkan seperti pada Gambar 1.4 Menggunakan cara yang sama pada pembuktian graceful pada Teorema 2.1 dengan mendefinisikan pelabelan simpul Ξ³= πΌ seperti persamaan (2.1)β(2.10) dan pelabelan busur Ξ³β (uv) = Ξ³(π’) β Ξ³(π£) dimana uv β E dengan u,v β V diperoleh pelabelan simpul dari HBintang ke subhimpunan bilangan 0,1,2, β¦ , πΈ + 1 , dan pelabelan busur dari ππ , 3 ke himpunan bilangan 1,2, β¦ , |πΈ| . Jadi graf H-Bintang memiliki pelabelan π . β 3. PELABELAN PADA GRAF A-BINTANG Pada bagian ini akan diberikan konstruksi pelabelan graceful dan pelabelan π pada graf A-Bintang. Teorema 3.1 Graf A-Bintang memiliki pelabelan graceful Bukti. Misalkan notasi simpul graf A-Bintang diberikan pada Gambar 1.5 Pada Gambar 1.5 diatas terlihat bahwa himpunan simpul V A-Bintang adalah 2 π1 , β¦ , π5 , π£11 , π£21 , . . , π£π1 , π£12 , π£22 , β¦ , π£2π himpunan busur E A-Bintang adalah 1 1 π1 π3 , π3 π5 , π2 π4 , π4 π5 , π1 π£1 , β¦ , π1 π£π , π2 π£12 , β¦ , π2 π£π2 maka jelas bahwa π = 2n + 5 dan
35
Jurnal Matematika Murni dan Terapan Vol.6 No.2 Desember 2012 : 30 β 37
πΈ = 2n + 5. Didefinisikan pelabelan dengan menngunakan notasi πΌ (alpha) untuk simpul sebagai berikut : πΌ π1 = 0 (3.1) πΌ π2 = π + 4 (3.2) πΌ π3 = π + 5 (3.3) πΌ π4 = 2 (3.4) πΌ π5 = 1 (3.5) 1 πΌ π£π = 2π + 6 β π = 1,2β¦.,n (3.6) 2 πΌ π£π = π + 2 i = 1,2β¦.,n (3.7) Pelabelan πΌ yang didefinisikan pada persamaan (3.1)-(3.7), melabelkan anggota V A-Bintang adalah pemetaan injektif dari V ke himpunan 0, 1, β¦ , |πΈ| , π’, π£ β π. Setiap busur π’π£ β πΈ diberikan label dengan pelabelan busur Ξ±β² yang di induksikan oleh pelabelan πΌ β² π’π£ = πΌ π’ β πΌ(π£) pada A-Bintang yang dinyatakan sebagai berikut: πΌ β² π1 π3 = |πΌ π1 β πΌ π3 | = | (0) β (π + 5)| =|π +5| (3.8) β² πΌ (π3 π5 ) = |πΌ π3 β πΌ π5 | = | (π + 5) β (1)| = | π + 4| (3.9) β² πΌ (π2 π4 ) = |πΌ π2 β πΌ π4 | = | (π + 4) β (2)| = | n +2 | (3.10) πΌ β² (π4 π5 ) = |πΌ π4 β πΌ π5 | = | (2) β (1)| =|1| (3.11) 1 1 β² πΌ π1 π£π = |πΌ π1 β πΌ π£π | = | (0) β (2π + 6 β π)| = | 2π + 6 β π| i =1,2...,n (3.12) 2 2 β² πΌ (π2 π£π ) = |πΌ π2 β πΌ π£π | = | (π + 4 ) β (π + 2)| =|π+2βπ | i =1,2...,n (3.13) Berdasarkan pelabelan πΌ yang didefinisikan pada persamaan (3.1)-(3.7) setiap simpulnya memiliki label yang berbeda dan merupakan subhimpunan bilangan 0,1,2, β¦ , |πΈ| pada pelabelan simpul pada graf ini π + 3. Kemudian pelabelan πΌ β² yang diinduksi oleh pelabelan simpul πΌ, memberikan nilai yang berbeda pada masing-masing busur seperti pada persamaan (3.8)β(3.13) yang merupakan himpunan bilangan 1,2, β¦ , |πΈ| . Berdasarkan hal tersebut, maka πΌ merupakan pelabelan graceful untuk graf A-Bintang. β Berikut ini diberikan contoh pelabelan graceful untuk graf A-Bintang. 1
11
12
2
0
3
10
13
4 14 15 16
17
5 8
7
6
Gambar 1.8 Pelabelan Graceful Pada Graf ABintang
36
Jurnal Matematika Murni dan Terapan Vol.6 No.2 Desember 2012 : 30 β 37
Untuk semua kelas graf graceful dengan π = πΈ selalu tidak bisa mengkonstruksi pelabelan skolem graceful karena tidak akan bisa menunjukkan πππππ akan tetapi setiap pelabelan graceful bisa dikonstrusikan pelabelan π seperti akibat berikut: Akibat 3.2 Graf A-Bintang memiliki pelabelan π Bukti. Misal graf A-Bintang ditunjukkan seperti pada Gambar 1.1 Menggunakan cara yang sama pada pembuktian graceful pada Teorema 2.1 dengan mendefinisikan pelabelan simpul Ξ³= πΌ seperti persamaan (3.1)β(3.7) dan pelabelan busur Ξ³β (uv) = Ξ³(π’) β Ξ³(π£) dimana uv β E dengan u,v β V diperoleh pelabelan simpul dari ABintang ke subhimpunan bilangan 0,1,2, β¦ , πΈ + 1 , dan pelabelan busur dari ABintang ke himpunan bilangan 1,2, β¦ , |πΈ| . Jadi graf A-Bintang memiliki pelabelan π.β 4.
KESIMPULAN Pada makalah ini telah diberikan kontruksi pelabelan graceful, skolem graceful dan pelabelan π pada graf H-Bintang dan A-Bintang. 5. DAFTAR PUSTAKA [1] [2] [3] [4]
Amri,dkk. (2011). Pelabelan Graceful, Skolem Graceful dan Pelabelan π Pada Graf (Sn,3). Prosiding Seminar Nasional UNY,Yogjakarta, hal M 131- M 136. Choudum, S. A., & Kishore, S. P. (1996). All 5-star are Skolem graceful. Indian J. Pure and Appl. Math,27 , 1101-1105. Galian, J. A. (2010). Dynamic survey of graph Labeling. Electronic Journal of Combinatorics,17,#ds6 Sevenhot, Sugeng.K.A., Silaban, D.R., (2010). Pelabelan Skolem Graceful dan Pelabelan π Pada Gabungan Dua Graf. Prosiding Seminar Nasional UNPAR, Bandung, hal MS 183- MS 191
37