JIMT Vol. 13 No. 2 Desember 2016 (Hal 17 - 24) Jurnal Ilmiah Matematika dan Terapan ISSN
: 2450 β 766X
PELABELAN TOTAL TRINGULAR PADA BEBERAPA KELAS GRAF POHON I. Yesi1, I W. Sudarsana2, dan S. Musdalifah3 1,2,3
Program Studi Matematika Jurusan Matematika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Tadulako Jalan Sukarno-Hatta Km. 9 Palu 94118, Indonesia
[email protected],
[email protected],
[email protected]
ABSTRACT Let πΊ = (π, πΈ) be a graph with π vertices and π edges. A triangular sum labeling on graph πΊ is an injective function
π: π β π, where π is the set of all non-negative integers, that induces a bijection π + : πΈ(πΊ) β
{π1 , π2 , β¦ , ππ } defined by π + (π’π£) = π(π’) + π(π£), for each edge π = π’π£ on πΊ. The graph πΊ which admits such Μ
π for π β₯ 1 and π β₯ labeling is called a triangular sum graph. In this research we showed that the graphs πΎ1,π β¨ πΎ 1, homogeneous banana tree π΅(π; π) for π β₯ 1 and π β₯ 1, and homogeneous firecracker πΉ(π; π) for π β₯ 1 and π β‘ 0 πππ 5 are triangular sum graphs. Keywords
: Corona, Homogeneous Banana Tree Graph, Homogeneous Firecracker Graph, Triangular Sum Labeling.
ABSTRAK Misalkan πΊ = (π, πΈ) adalah sebuah graf dengan π titik dan π sisi. Pelabelan total triangular dari graf πΊ adalah fungsi injektif π: π β π dengan π adalah himpunan bilang bulat non negatif, yang menginduksi fungsi bijektif π + : πΈ(πΊ) β {π1 , π2 , β¦ , ππ } yang didefinisikan sebagai π + (π’π£) = π(π’) + π(π£), untuk setiap sisi π = π’π£ di graf πΊ. Graf πΊ yang dapat dilabeli secara total triangular disebut graf total triangular. Pada penelitian ini telah berhasil Μ
π untuk π β₯ 1, dan π β₯ 1, graf pohon pisang homogen π΅(π; π) untuk π β₯ 1, dan ditunjukkan bahwa graf πΎ1,π β¨ πΎ π β₯ 1, dan graf kembang api homogen πΉ(π; π) untuk π β₯ 1, dan π β‘ 0 πππ 5 adalah graf total triangular. Kata Kunci
: Graf Pohon Pisang Homogen , Graf Triangular.
Kembang Api Homogen, Korona,Pelabelan Total
I.
PENDAHULUAN Teori graf adalah salah satu cabang matematika diskrit yang penting dan banyak manfaatnya,
di antaranya dalam komunikasi, transportasi, sistem antrian dan penjadwalan. Dalam teori graf ada yang disebut dengan pelabelan graf. (Dalam Gallian, 2013) pelabelan graf pertama kali diperkenalkan oleh SadlΓ Δk (1964) mengenai pelabelan ajaib, kemudian Stewart (1966) mengenai pelabelan sisi titik ajaib, Kotzig dan Rosa (1970) dalam jurnalnya magic vauation of finite graph. Hingga saat ini pemanfaatan teori pelabelan graf sangat dirasakan peranannya, terutama pada sektor sistem komunikasi dan transportasi, navigasi geografis, radar, penyimpanan data komputer, teori koding, pemancar frekuensi radio, desain integrated circuit pada komponen elektronik dan riset operasi (Baskoro, 2007). Hasil penelitian oleh Vaidya dkk (2009) menunjukkan beberapa kelas graf yang tidak Μ
π , graf ππ + πΎ Μ
π , graf roda, memenuhi pelabelan total triangular diantaranya graf helm, graf ππ + πΎ graf kincir, dan graf bunga. Juga menunjukkan bahwa siklus, siklus dengan tepat satu kord, dan siklus dengan tepat dua akord yang membentuk segitiga dengan sisi siklus. Beberapa temuan terkait
pelabelan total triangular adalah Hegde dan Shankaran (2008) menunjukkan graf lintasan dan graf bintang adalah graf total triangular. Sementara itu, Seoud dan Salim (2012) membuktikan graf ππ βͺ Μ
π adalah graf total triangular. Survey dalam Gallian (2013) ππ dengan π β₯ 4, dan graf ππ β¨πΎ diperoleh bahwa pelabelan total triangular terhadap graf bintang korona komplemen graf lengkap, graf pohon pisang homogen, dan graf kembang api homogen masih merupakan masalah terbuka. Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dicari pelabelan total triangular pada graf bintang korona komplemen graf lengkap, graf pohon pisang homogen, dan graf kembang api homogen. II.
Metode Penelitian 2.1.
Lokasi dan Tempat Penelitian Lokasi dan tempat penelitian bertempat di Laboratorium Terapan Jurusan Matematika
FMIPA Universitas Tadulako. 2.2.
Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sebuah laptop dengan
software pemrograman Microsoft Office Visio versi 2007 serta alat tulis menulis. 2.3.
Jenis dan Sumber Data Jenis data yang digunakan pada penelitian ini adalah data kualitatif yaitu data yang
berupa graf yang bersumber dari beberapa buku, artikel, dan jurnal yang berkaitan dengan
pelabelan total triangular.
18
2.4.
Teknik Analisa Data Teknik yang digunakan adalah studi literatur, yaitu mengumpulkan informasi dari
beberapa buku, artikel dan jurnal yang berkaitan dengan pelabelan total triangular. 2.5.
Prosedur Penelitian Penelitian dilakukan sesuai dengan prosedur dibawah ini :
1.
Memulai penelitian.
2.
Studi literatur.
3.
Menotasikan titik dan sisi pada graf bintang korona komplemen graf lengkap, graf pohon pisang homogen, dan graf kembang api homogen.
4.
Memberikan label pada titik dan sisi pada graf bintang korona komplemen graf lengkap, graf pohon pisang homogen, dan graf kembang api homogen.
5.
Membuat formula pelabelan total triangular pada graf bintang korona komplemen graf lengkap, graf pohon pisang homogen, dan graf kembang api homogen.
III.
6.
Hasil.
7.
Selesai.
Hasil 3.1.
Pelabelan Total Triangular pada Graf Sebelum ditunjukkan bahwa graf bintang korona komplemen graf lengkap, graf pohon
pisang homogen, dan graf kembang api homogen adalah graf total triangular, pada bagian ini terlebih dahulu akan diberikan beberapa definisi yang berkaitan dengan pelabelan total triangular pada ketiga graf tersebut. Definisi 1:
Bilangan triangular adalah bilangan yang diperoleh dari penjumlahan semua bilangan bulat positif yang lebih dari atau sama dengan suatu bilangan bulat positif π. Untuk bilangan triangular ke-π dinotasikan dengan ππ yang 1
diformulasikan dengan ππ = π(π + 1) (Vaidya et al., 2009). 2
Definisi 2 :
Pelabelan Total Triangular dari graf πΊ adalah suatu fungsi satu-satu π: π β π dengan π adalah himpunan bilangan bulat non negatif, yang menginduksi fungsi bijektif π + : πΈ(πΊ) β {π1 , π2 , β¦ , ππ } yang didefinisikan sebagai π + (π’π£) = π(π’) + π(π£), untuk setiap sisi π = π’π£ di graf πΊ. Graf yang dapat dilabeli secara total triangular disebut graf total triangular (Vaidya et al., 2009).
Definisi 3:
Graf πΊ β¨ π» dibentuk dari graf πΊ dan graf |πΊ| rangkap graf π», sebut π»1 , π» 2 , β¦ , π» |πΊ| dengan cara menghubungkan setiap titik di π» π ke titik π₯π di πΊ. π = 1, 2, β¦ , |πΊ|.
19
Komplemen dari suatu graf πΊ = (π, πΈ) adalah graf πΊΜ
= (π, πΈΜ
), dimana sisi-sisi di
Definisi 4:
πΊΜ
adalah sisi-sisi yang tidak ada di πΊ. Μ
π Graf Bintang Korona Komplemen Graf Lengkap π²π,π β¨ π²
3.2.
Μ
π adalah graf yang dibentuk dari graf πΎ1,π dan graf π + 1 rangkap graf Graf πΎ1,π β¨ πΎ Μ
π , sebut πΎ Μ
π 1 , πΎ Μ
π 2 , β¦ , πΎ Μ
π π+1 dengan cara menghubungkan setiap titik di πΎ Μ
π π ke suatu titik π£π πΎ Μ
π seperti pada di graf πΎ1,π , π = 1, 2, β¦ , π + 1.. Penotasian titik dan sisi pada graf πΎ1,π β¨ πΎ Gambar 1. v3,3 v2,3
v3,2
e2,3
e2,1
e3,2
v2,4
e2,2
v2,2
e3,3
v3,4
e2,4 v2
e3,1
v3,1
e2,m
e3,4 v3
v2,m
e3,m
v2,1
v3,m
e3 e2 v0,3
v1,4
vn,2 v1,m
e1,4 v1,3
vn,1
en,1
v0
e1
e0,1
e1,1 v0,1
v1,2
en,2
v0,4
e0,4
e0,2
v0,2
v1 e1,2
e0,3
e1,m
e1,3
v0,m
en,3
Vn
en
vn,3
en,m
e0,m vn,m
en,4
v1,1
vn,4
Μ
π Gambar 1. Penotasian Titik dan Sisi pada Graf πΎ1,π β¨ πΎ Μ
π dapat dinotasikan dengan himpunan titik Berdasarkan gambar diatas, graf πΎ1,π β¨ πΎ dan sisi sebagai berikut : Μ
π ) = {π£π |0 β€ π β€ π} βͺ {π£π,π |0 β€ π β€ π, 1 β€ π β€ π}.......................................... (1) π(πΎ1,π β¨ πΎ Μ
π ) = {ππ |1 β€ π β€ π} βͺ {ππ,π |0 β€ π β€ π, 1 β€ π β€ π} .......................................... (2) πΈ(πΎ1,π β¨ πΎ Dengan ππ = π£0 π£π
; 1 β€ π β€ π,
ππ,π = π£π π£π,π ; 1 β€ π β€ π, 1 β€ π β€ π
Μ
π adalah total triangular Teorema 1 : Graf bintang korona komplemen graf lengkap πΎ1,π β¨ πΎ untuk π β₯ 1, dan π β₯ 1. Bukti: Μ
π ) β π dengan π adalah himpunan bilangan bulat non Fungsi satu-satu π: π(πΎ1,π β¨ πΎ negatif, yang menginduksi fungsi bijektif π + : πΈ(πΊ) β {π1 , π2 , β¦ , ππ } sebagai berikut: π(π£0 ) = 0 π(π£π ) = ππ ; π = 1 ,2, β¦ . , π π(π£π,π ) = π(π+1)π+π β π(π£π ) ; π = 0, 1, 2, β¦ , π ; π = 1, 2, β¦ , π
20
Μ
π ) β {π1 , π2 , β¦ , ππ } Berdasarkan fungsi titik tersebut diperoleh fungsi bijektif π + : πΈ(πΎ1,π β¨ πΎ dengan π = π + π(π + 1), yang didefinisikan sebagai berikut: π + (ππ ) = π(π£0 ) + π(π£π ) = ππ ; 1β€πβ€π π + (ππ,π ) = π(π£π ) + π(π£π,π ) = π(π+1)π+π ; 0 β€ π β€ π ; 1β€πβ€π Dengan demikian diperoleh: π + (πΈ) = {π + (ππ )|1 β€ π β€ π } βͺ {π + (ππ,π )| 0 β€ π β€ π, 1 β€ π β€ π} {π |1 } = π β€ π β€ π βͺ {π(π+1)π+π |0 β€ π β€ π ; 1 β€ π β€ π} = {π1 , π2 , π3 , β¦ , ππ } βͺ {ππ+1 , β¦ , ππ } = {π1 , π2 , π3 , β¦ , ππ } ππππππ π = π + π(π + 1) Diperoleh bahwa penjumlahan dua label titik pada graf bintang korona komplemen Μ
π , yang terhubung oleh sisi menghasilkan label sisi berupa bilangan graf lengkap, πΎ1,π β¨ πΎ
triangular. Dengan demikian terbukti bahwa graf bintang korona komplemen graf lengkap Μ
π adalah graf total triangular untuk π β₯ 1, dan π β₯ 1. πΎ1,π β¨ πΎ 3.3.
Graf Pohon Pisang Homogen π©(π, π) Sebuah graf pohon pisang (banana tree) π΅(π; π) adalah sebuah graf yang diperoleh
dengan menghubungkan satu simpul anting dari setiap π buah kopi graf bintang πΎ1,π ke sebuah simpul baru yang disebut simpul akar π. Oleh karena graf bintang yang menyusun graf π΅(π; π) mempunyai order yang sama, graf π΅(π; π) disebut graf pohon pisang homogen. Penotasian titik dan sisi pada graf pohon pisang homogen π΅(π, π) seperti pada Gambar 2.
a1,2
a1,3 ea1,2
a1,1 ea1,1
c1
a2,2
ea1,3 ea1,n-1
a2,3 ea2,2
a1,n-1
a2,1
ec1
ea2,3 c2
ea2,1
ea2,n-1
a2,n-1
a3,1
ea3,1
ec2
ea3,2
ea3,3
c3
ea3,n-1
am,2
am,3 eam,2
a3,n-1
am,1
eam,1
eam,3 cm
e3
am,n-1
vm
v3
e2
eam,n-1
ecm
ec3
v2
v1
a3,3
a3,2
em
e1 r
Gambar 2. Penotasian Titik dan Sisi Pada Graf Pohon Pisang Homogen π΅(π, π) Berdasarkan gambar diatas, graf π΅(π; π) dapat dinotasikan dengan himpunan titik dan sisi sebagai berikut : π(π΅(π; π)) = {ππ |1 β€ π β€ π} βͺ {ππ,π |1 β€ π β€ π, 1 β€ π β€ π β 1} βͺ {π£π |1 β€ π β€ π} βͺ {π} ......... (3)
21
πΈ(π΅(π; π)) = {ππ |1 β€ π β€ π} βͺ {πππ |1 β€ π β€ π} βͺ {πππ,π |1 β€ π β€ π, 1 β€ π β€ π β 1}............... (4) Dengan ππ
= ππ£π ; 1 β€ π β€ π,
πππ = π£π ππ ; 1 β€ π β€ π, πππ,π = ππ ππ,π ; 1 β€ π β€ π, 1 β€ π β€ π β 1
Teorema 2: Graf pohon pisang homogen, π΅(π; π) adalah total triangularuntuk π β₯ 1, dan π β₯ 1. Bukti : Fungsi satu-satu π: π(π΅(π; π)) β π dengan π adalah himpunan bilangan bulat non negatif, yang menginduksi fungsi bijektif π + : πΈ(π΅(π; π)) β {π1 , π2 , β¦ , ππ } sebagai berikut: π(π) = 0 π(π£π ) = π(π+1)πβπ
;1β€πβ€π
π(ππ ) = π(π+1)πβ(πβ1) β π(π£π )
;1β€πβ€π
π(ππ,π ) = π(π+1)πβ(πβ(π+1)) β π(ππ ) ; 1 β€ π β€ π ; 1 β€ π β€ π β 1 Berdasarkan fungsi titik tersebut diperoleh fungsi bijektif π + : πΈ(π΅(π; π)) β {π1 , π2 , β¦ , ππ } dengan π = π + ππ, yang didefinisikan sebagai berikut: π + (ππ ) = π(π) + π(π£π ) = π(π+1)πβπ ;1 β€ π β€ π ;π β₯ 1 π + (πππ ) = π(π£π ) + π(ππ ) = π(π+1)πβ(πβ1) ; 1 β€ π β€ π ;π β₯ 1 π + (πππ,π ) = π(ππ ) + π(ππ,π ) = π(π+1)πβ(πβ(π+1)) ;1 β€ π β€ π ;π β₯ 1
;1 β€ π β€ π β 1
Dengan demikian diperoleh: π + (πΈ) = {π + (ππ )|1 β€ π β€ π } βͺ {π + (πππ )| 1 β€ π β€ π} βͺ {π + (πππ,π )| ; 1 β€ π β€ π πππ 1 β€ π β€ π β 1 } = {π(π+1)πβπ |1 β€ π β€ π ; π β₯ 1} βͺ {π(π+1)πβ(πβ1) |1 β€ π β€ π ; π β₯ 1} βͺ {π(π+1)πβ(πβ(π+1)) | 1 β€ π β€ π ; π β₯ 1 ; 1 β€ π β€ π β 1} = {π1 , π2 , π3 , β¦ , ππ }
ππππππ
π = π + ππ
Diperoleh bahwa penjumlahan dua label titik pada graf pohon pisang homogen, π΅(π; π), yang terhubung oleh sisi menghasilkan label sisi berupa bilangan triangular. Dengan demikian terbukti bahwa graf pohon pisang homogen,π΅(π; π), adalah graf total triangular untuk π β₯ 1, dan π β₯ 1. 3.4.
Graf Kembang Api Homogen π(π, π) Graf kembang api (firecracker) adalah sebuah graf yang diperoleh dengan
menghubungkan π buah graf bintang πΎ1,ππ dengan cara menghubungkan satu simpul anting dari setiap graf bintang πΎ1,ππ dengan 1 β€ π β€ π dan dinotasikan dengan πΉ(π; π1 , π2 , β¦ , ππ ). Jika π1 = π2 = β― = ππ = π, graf kembang api disebut graf kembang api homogen dan
22
dinotasikan dengan πΉ(π; π). Penotasian titik dan sisi pada graf kembang api homogen πΉ(π, π) seperti pada Gambar 3. a1,2
am,2
a2,2
a2,n-1
a1,n-1 a1,1
a2,1
ea1,2 ea1,1
ea1,n-1
ea2,2 ea2,1
c1
am,1
eam,2
ea2,n-1 eam,1
cm
c2
ecm
ec2
ec1 v1
v2
e1
am,n-1
em-1
vm
Gambar 3. Penotasian titik dan sisi Pada Graf Kembang Api Hmogen πΉ(π, π) Berdasarkan gambar diatas, graf kembang api homogen πΉ(π; π) dapat dinotasikan dengan himpunan titik dan sisi sebagai berikut : π(π΅(π; π)) = {π£π |1 β€ π β€ π} βͺ {ππ |1 β€ π β€ π} βͺ {ππ,π |1 β€ π β€ π, 1 β€ π β€ π β 1} ................. (5) πΈ(π΅(π; π)) = {ππ |1 β€ π β€ π β 1} βͺ {πππ |1 β€ π β€ π} βͺ {πππ,π |1 β€ π β€ π, 1 β€ π β€ π β 1 } ...... (6) Dengan ππ
= π£π π£π+1 ; 1 β€ π β€ π β 1, πππ = π£π ππ ; 1 β€ π β€ π,
πππ,π = ππ ππ,π ; 1 β€ π β€ π, 1 β€ π β€ π β 1 Teorema 3: Graf Kembang Api Homogen, πΉ(π; π) adalah total triangularuntuk π β₯ 1, dan π β‘ 0 πππ 5 . Bukti: Fungsi satu-satu π: π(πΉ(π; π)) β π dengan π adalah himpunan bilangan bulat non negatif, yang menginduksi fungsi bijektif π + : πΈ(πΉ(π; π)) β {π1 , π2 , β¦ , ππ } sebagai berikut : π(π£1 ) = 0 π(π£π ) = π(π+1)πβ(π+1) β π(π£πβ1 )
; 2 β€ π β€ π,
π β‘ 0 πππ 5
π(ππ ) = π(π+1)πβ π β π(π₯π )
;1β€πβ€π
π β‘ 0 πππ 5
π(ππ,π ) = π(π+1)πβ(πβπ) β π(ππ );1 β€ π β€ π,
π β‘ 0 πππ 5
; 1β€π β€πβ1
Berdasarkan fungsi titik tersebut diperoleh fungsi bijektif π + : πΈ(πΉ(π; π)) β {π1 , π2 , β¦ , ππ } dengan π = π + π(π β 1) + 1, yang didefinisikan sebagai berikut: π + (ππ ) = π(π£π ) + π(π£π+1 ) = π(π+1)π+1β(π+1) ;1 β€ π β€ π β 1 π + (πππ ) = π(π£π ) + π(ππ ) = π(π+1)πβ π ;1 β€ π β€ π π + (πππ,π ) = π(ππ ) + π(ππ,π ) = π(π+1)πβ(πβπ) ;1 β€ π β€ π β€πβ1
π β‘ 0 πππ 5 π β‘ 0 πππ 5 π β‘ 0 πππ 5 ; 1 β€ π
23
Dengan demikian diperoleh: π + (πΈ) = {π + (ππ )|1 β€ π β€ π β 1 ; π β‘ 0 πππ 5} βͺ {π + (πππ )| 1 β€ π β€ π ; π β‘ 0 πππ 5} βͺ {π + (πππ,π )| ; 1 β€ π β€ π ; π β‘ 0 πππ 5 ; 1 β€ π β€ π β 1 } = {π(π+1)π+1β(π+1) |1 β€ π β€ π β 1 ; π β‘ 0 πππ 5} βͺ {π(π+1)πβ π |1 β€ π β€ π ; π β‘ 0 πππ 5} βͺ {π(π+1)πβ(πβπ) |1 β€ π β€ π ; π β‘ 0 πππ 5 ; 1 β€ π β€ π β 1} π + (πΈ) = {π1 , π2 , π3 , π4 , π5 β¦ , ππ }
; π = π + π(π β 1) + 1
Diperoleh bahwa penjumlahan dua label titik pada graf kembang api homogen πΉ(π; π), yang terhubung oleh sisi menghasilkan label sisi berupa bilangan triangular. Dengan demikian terbukti bahwa graf kembang api homogen πΉ(π; π) adalah graf total triangular untuk π β₯ 1, dan π β‘ 0 πππ 5. IV.
Kesimpulan Berdasarkan bukti-bukti pada Teorema 1, Teorema 2, dan Teorema 3 diperoleh bahwa graf
Μ
π , graf pohon pisang homogen π΅(π; π), dan graf bintang korona komplemen graf lengkap, πΎ1,π β¨ πΎ kembang api homogen πΉ(π; π) adalah graf total triangular. Khusus graf kembang api homogen πΉ(π; π) yang diperoleh hanya untuk π β‘ 0 πππ 5. Sementara itu, untuk π β’ 0 πππ 5 masih menjadi masalah terbuka, sehingga peneliti lain dapat melanjutkannya untuk mengkaji pelabelan total triangular untuk graf kembang api homogen πΉ(π; π) dengan π β’ 0 πππ 5. DAFTAR PUSTAKA
[1].
Baskoro, E. T, Miller, M, Slamin, and Wallis, W. D, Mengenalkan Indonesia Melalui Teori
Graf, Institut Teknologi Bandung, 2007, Bandung. [2].
Gallian, A., A Dynamic Survey of Graph Labeling, The Electronic Journal of Combinatorics, Edisi 16, 2013 ( http://www.combinatorics.org/ojs/index.php/eljc/article/view/DS6/pdf, diakses 29 Desember 2014 ).
[3].
Hegde, S. M and Shankaran, P, On triangular sum labelings of graphs, in Labeling of Discrete Structures and Applications, Narosa Publishing House, New Delhi, 2008, 109-115.
[4].
Seoud, M. A and Salim,M. A, Further results on triangular sum graphs, International Math.
Forum, 7, 2012, no 48, 2393-2405. http//www.m-hikari.com/imf/imf-2012/45-482012/seoudIMF45-48-2012.pdf. [5].
Vaidya, S.K, Prajapati, U.M, and Vihol, P.L,Some Important Results on Triangular Sum Graphs, Applied Mathematical Sciences, 3, 2009, 1763-1772.
24