UNIVERSITAS INDONESIA
GRUP DARI SIMETRI PADA POLYHEX CARBON NANOTORUS ARMCHAIR DAN ZIG-ZAG
SKRIPSI
HENDRY TANUWIJAYA 0806452186
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI SARJANA MATEMATIKA DEPOK JULI 2012
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
UNIVERSITAS INDONESIA
GRUP DARI SIMETRI PADA POLYHEX CARBON NANOTORUS ARMCHAIR DAN ZIG-ZAG
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana sains
HENDRY TANUWIJAYA 0806452186
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI SARJANA MATEMATIKA DEPOK JULI 2012
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua
sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.
Nama
: Hendry Tanuwijaya
NPM
: 0806452186
Tanda Tangan
:
Tanggal
: Juni 2012
iii
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi ini diajukan oleh Nama NPM Program Studi Judul Skripsi
: : Hendry Tanuwijaya : 0806452186 : Matematika : Grup dari Simetri pada Polyhex Carbon Nanotorus dan Zig-zag Armchair
Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Program Studi Matematika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia
DEWAN PENGUJI
Pembimbing
: Dra. Nora Hariadi, M.Si.
(
)
Pembimbing
: Dra. Suarsih Utama, M.Si.
(
)
Penguji
: Dr. Kiki Ariyanti S, M.Si.
(
)
Penguji
: Drs. Frederik M P, M.Kom.
(
)
Ditetapkan di Tanggal
: Depok : Juni 2012
iv
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas
berkat dan rahmat-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Sains Jurusan Matematika pada Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Indonesia. Penulis menyadari bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan skripsi ini, sangatlah sulit bagi penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak antara lain: (1) Tuhan Yesus Kristus yang telah memberi penulis kekuatan dan juga atas rahmat yang diberikan-Nya sehingga penulis bisa menyelesaikan tugas akhir ini. (2) Pembimbing tugas akhir penulis, Dra. Nora Hariadi, M.Si, dan Dra. Suarsih Utama, M.Si yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan serta membimbing penulis dalam penyusunan skripsi ini. Terima kasih juga untuk kesabaran, nasehat, doa, dan dukungan yang telah diberikan selama penyusunan skripsi ini. (3) Dra. Saskya Mary S., M.Si, selaku pembimbing akademik penulis yang telah memberikan masukan dan dukungan selama 4 tahun masa perkuliahan penulis. (4) Dr. Yudi Satria dan Rahmi Rusin, M.ScTech, selaku ketua dan sekretaris
Departemen Matematika, atas segala bantuan dan dukungan yang telah diberikan.
(5) Keluarga penulis yaitu kedua orang tua penulis dan kedua adik penulis, yang telah memberikan bantuan material maupun dukungan selama penulis menjalani masa perkuliahan. Terima kasih atas segala doa, perhatian, kasih sayang, kesabaran, dan berbagai nasehat yang telah diberikan kepada penulis. (6) Teman-teman Matematika angkatan 2008 yang telah memotivasi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. v
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
(7) Resti, Agy, Luthfir, Ines, Sita, dan May yang telah meminjamkan laptop kepada penulis untuk mengerjakan skripsi maupun presentasi.
(8) Seluruh staf Tata Usaha, staf Perpustakaan, serta karyawan Departemen bantuannya. Matematika, terima kasih atas segala
(9) Teman-teman penulis lainnya baik yang di depatemen Matematika, MIPA, maupun UI yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah mendoakan penulis.
Akhir kata, penulis berharap Tuhan Yang Maha Esa berkenan membalas segala kebaikan semua pihak yang telah membantu. Semoga skripsi ini membawa manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Penulis 2012
vi
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, penulis yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama NPM Program Studi Departemen Fakultas Jenis karya
: Hendry Tanuwijaya : 0806452186 : Sarjana : Matematika : MIPA (Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam) : Skripsi
demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive Royalty Free Right) atas karya ilmiah penulis yang berjudul : Grup dari Simetri pada Poyhex Carbon Nanotorus Armchair dan Zig-zag beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Noneksklusif ini Universitas Indonesia berhak menyimpan, mengalihmedia/format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan memublikasikan tugas akhir penulis selama tetap mencantumkan nama penulis sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini penulis buat dengan sebenarnya. Dibuat di : Depok Pada tanggal : Juni 2012 Yang menyatakan
(Hendry Tanuwijaya)
vii
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
ABSTRAK
Nama : Hendry Tanuwijaya Program Studi : Matematika Judul : Grup dari Simetri pada Poyhex Carbon Nanotorus Armchair dan Zig-zag
Carbon nanotorus adalah struktur yang diperoleh dengan menekuk sebuah carbon nanotube hingga kedua ujungnya bertemu. Jika yang ditekuk adalah armchair nanotube, maka yang terbentuk adalah armchair nanotorus. Jika yang ditekuk adalah zig-zag nanotube, maka yang terbentuk adalah zig-zag nanotorus. Operasi simetri pada nanotorus adalah rotasi dan refleksi. Operasi-operasi simetri dari armchair atau zig-zag nanotorus, dapat dinyatakan dalam bentuk permutasi, membentuk sebuah grup yang disebut grup dari simetri pada nanotorus armchair atau zig-zag. Pada skripsi ini, dibuktikan bahwa grup ini isomorfik dengan semidirect product dari grup dihedral dengan grup . Kata Kunci
: polyhex carbon nanotorus armchair, polyhex carbon nanotorus zig-zag, grup dari simetri, grup dihedral xi+46 halaman ; 19 gambar Daftar Pustaka : 12 (1974-2012)
viii Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
Universitas Indonesia
ABSTRACT
Name : Hendry Tanuwijaya Program Study : Mathematics Title : The Group of Symmetries on Polyhex Carbon Nanotorus Armchair and Zig-zag obtained by bending a carbon nanotube A carbon nanotorus is a structure that is untl both ends meet. If the bended nanotube is an armchair one, it become an armchair nanotorus. If the bended nanotube is a zig-zag one, it become zig-zag nanotorus. There are two types of symmetrical operations on nanotorus, which are rotation and reflection types. The operations, that can be expressed by permutations, form a group called group of symmetry on armchair or zig-zag nanotorus. In this skripsi it is proved that this group is isomorphic to the semidirect product of dihedral group and group .
Keywords xi+46 pages Bibliography
: polyhex carbon nanotorus armchair, polyhex carbon nanotorus zig-zag, group of symmetries, dihedral group. ; 19 pictures : 12 (1974-2012)
ix Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
Universitas Indonesia
DAFTAR ISI
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN............................................................................... iv KATA PENGANTAR ............................................................................................ v
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR ............................................................. vii UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ABSTRAK ........................................................................................................... viii ABSTRACT ........................................................................................................... ix DAFTAR ISI ........................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii 1. PENDAHULUAN .............................................................................................. 1 1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1 1.2 Rumusan Masalah dan Ruang Lingkup ................................................... 5 1.3 Tujuan Penelitian ..................................................................................... 5 1.4 Metode Penelitian..................................................................................... 5 2. LANDASAN TEORI......................................................................................... 6 2.1 Grup ......................................................................................................... 6 2.1.1 Pendahuluan grup ............................................................................ 6 2.1.2 Grup simetri .................................................................................... 8 2.1.3 Homomorfisma grup ..................................................................... 10 2.1.4 Faktorisasi grup ............................................................................. 11 2.2 Grup Dihedral......................................................................................... 15 3. PEMBAHASAN .............................................................................................. 23 3.1 Simetri pada Polyhex Carbon Nanotorus Armchair dan Zig-zag. ......... 23 3.2 Grup dari simetri pada Polyhex Carbon Nanotorus Armchair dan Zigzag .......................................................................................................... 34 4. KESIMPULAN ................................................................................................ 45 DAFTAR REFERENSI ........................................................................................ 46
x Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
Universitas Indonesia
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Gambar 1.2 Gambar 1.3 Gambar 1.4 Gambar 1.5 Gambar 1.6 Gambar 1.7 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 3.9 Gambar 3.10 Gambar 3.11 Gambar 3.12 Gambar 3.13 Gambar 3.14
jam pada segitiga .................................... 1 Rotasi searah jarum Molekul dan .................................................................... 2 Lembaran grafit .............................................................................. 2 Zig-zag nanotube ............................................................................. 3 Armchair nanotube .......................................................................... 3 Chiral nanotube ............................................................................... 3 Zig-zag nanotorus ............................................................................ 4 Penomoran pada lembaran nanotorus zig-zag ................................ 24 Penomoran pada lembaran nanotorus armchair............................. 25 Lembaran nanotorus zig-zag dengan sumbu refleksi m ................ 26 Lembaran nanotorus armchair dengan sumbu refleksi m ............. 26 Lembaran nanotorus zig-zag dengan sumbu refleksi l .................. 27 Lembaran nanotorus armchair dengan sumbu refleksi l............... 28 Lembaran awal nanotorus ............................................................. 35 Lembaran nanotorus setelah dikenakan ..................................... 36 Lembaran nanotorus setelah dikenakan ......................... 36 Lembaran nanotorus setelah dikenakan yang seharusnya ………………………………………………………………..…..37 Lembaran nanotorus setelah dikenakan ....................... 38 Lembaran awal nanotorus ............................................................. 39 Lembaran nanotorus setelah dikenakan ..................................... 49 Lembaran nanotorus setelah dikenakan ................................... 40
xi Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
Universitas Indonesia
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Suatu obyek dikatakan simetris jika suatu pergerakan atau operasi mengakibatkan obyek tersebut berada pada posisi yang tidak dapat dibedakan
dengan posisi asal. Pergerakan atau operasi tersebut dinamakan simetri. Contohnya adalah suatu segitiga sama sisi yang dirotasi sejauh
searah jarum
jam. Dari Gambar 1.1 dapat dilihat bahwa posisi pada segitiga setelah dirotasi tidak dapat dibedakan dengan posisi segitiga sebelum dirotasi. Sehingga rotasi merupakan simetri pada segitiga sama sisi.
Gambar 1.1 Rotasi
searah jarum jam pada segitiga
Kesimetrisan dari suatu benda banyak digunakan dalam aplikasi. Salah satu aplikasi dari kesimetrisan yang banyak digunakan adalah kesimetrisan dari suatu molekul. Kesimetrisan pada molekul dan zat padat adalah salah satu cara untuk memahami sifat-sifat ikatan dan sifat fisis yang selanjutnya akan digunakan untuk memprediksi sifat dari orbital molekul. Ahli kimia dan fisika
mengklasifikasikan molekul berdasarkan kesimetrisan molekul tersebut. Molekulmolekul yang memiliki bentuk yang sama akan memiliki sifat-sifat yang sama (Yavari & Ashrafi, 2009). Sebagai contoh molekul air, dioksida,
, dan molekul sulfur
, yang memiliki simetri yang sama dan kedua molekul tersebut juga
memiliki 3 jenis vibration yang sama dimana ketiganya IR active dan Raman active. (Housecroft, 2008)
1 Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
Universitas Indonesia
2
[Sumber : “Science Fair Water” dan “Sulfur Dioxide (Department of
Environment and Resource Managament)”] Gambar 1.2 Molekul
dan molekul
Salah satu materi yang banyak digunakan adalah carbon nanotube. Carbon nanotube merupakan materi yang mempunyai daya renggang yang besar dan ringan.Sehingga nanotube banyak digunakan untuk kegiatan di luar angkasa. Selain itu, nanotube juga bisa bersifat semikonduktor ataupun bersifat metalik tergantung dari strukturnya. Nanotube dapat digunakan sebagai bahan untuk membuat alat-alat berukuran nano, tapi hingga saat ini pembuatannya belum bisa dilakukan. Namun saat ini nanotube sudah digunakan untuk mikroskop dan alat pendeteksi. Carbon nanotube adalah suatu lembaran grafit yang digulung dengan arah tertentu. Jika nanotube ini ditekuk hingga ujung-ujungnya tersambung, maka terbentuk suatu nanotorus. (“Nanotorus nets giant magnetic moment”). Arah penggulungan, atau chiral vector, biasa dinyatakan sebagai dimana ,
bilangan bulat nonnegatif dan
,
adalah vektor seperti pada
Gambar 1.1 di bawah ini. Chiral vector biasa ditulis sebagai
.
Universitas Indonesia
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
3
[Sumber : “Carbon Nanotubes”] Gambar 1.3 Lembaran nanotorus Jika chiral vector adalah
, maka lembaran grafit digulung sehingga
verteks dengan label
berada tepat di atas verteks dengan label
. Jika
chiral vector adalah
, maka yang terbentuk adalah zig-zag nanotube. Contoh
zig-zag nanotube dapat dilihat pada Gambar 1.4 di bawah ini.
[Sumber : “Type of Nanotubes”] Gambar 1.4 Zig-zag nanotube Jika chiral vector adalah
, maka yang terbentuk adalah armchair
nanotube. Contoh armchair nanotube dapat dilihat pada Gambar 1.5 di bawah ini.
[Sumber : “Type of Nanotubes”] Gambar 1.5 Armchair nanotube
Universitas Indonesia
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
4
Selain dari cara penggulungan di atas, maka yang terbentuk adalah chiral chiral nanotube dapat dilihat pada nanotube (“Carbon Nanotubes”). Contoh
Gambar 1.6 di bawah ini.
[Sumber : “Type of Nanotubes”] Gambar 1.6 Chiral nanotube Ketiga nanotube di atas, yaitu zig-zag nanotube, armchair nanotube, dan chiral nanotube, memiliki arah penggulungan yang berbeda-beda. Jika nanotube ini ditekuk hingga ujung-ujungnya tersambung, maka terbentuk suatu nanotorus. Nanotorus yang terbentuk tergantung dari jenis nanotube yang ditekuk. Sebagai contoh, gambar di bawah ini adalah gambar zig-zag nanotorus yang diperoleh dari zig-zag nanotube yang ditekuk.
[Sumber : “(IUCr) Full Symmetry of Nanotori”]
Gambar 1.7 Zig-zag nanotorus
Simetri dari nanotorus dapat diperoleh dengan merotasi nanotorus ataupun merefleksi nanotorus terhadap sumbu tertentu. Kumpulan simetri dari suatu molekul membentuk grup dari simetri molekul tersebut. (Faghani & Ashrafi, 2009) Sehingga kumpulan simetri dari nanotorus juga akan membentuk grup. Pada skripsi ini akan dibahas mengenai grup dari simetri pada nanotorus armchair dan zig-zag. Universitas Indonesia
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
5
1.2
Rumusan Masalah dan Ruang Lingkup dirumuskan masalah sebagai berikut: Dari latar belakang di atas, dapat
1.2.1 Bagaimanakah mengkonstruksi grup dari simetri pada polyhex carbon nanotorus armchair dan grup dari simetri pada polyhex
carbon nanotorus zig-zag? 1.2.2 Grup apakah yang isomorfik dengan grup dari simetri pada polyhex carbon nanotorus armchair dan grup dari simetri pada polyhex
carbon nanotorus zig-zag? Ruang lingkup dari penelitian ini hanya membahas mengenai struktur aljabar grup dari simetri pada polyhex carbon nanotorus armchair dan zig-zag namun tidak membahas mengenai sifat-sifat fisis dari polyhex carbon nanotorus armchair maupun zig-zag.
1.3
Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan skripsi ini adalah sebagai
berikut: 1.3.1 Menunjukkan cara mengkonstruksi grup dari simetri pada polyhex carbon nanotorus armchair dan grup dari simetri pada polyhex carbon nanotorus zig-zag. 1.3.2 Menentukan grup yang isomorfik dengan grup dari simetri pada polyhex carbon nanotorus armchair dan grup dari simetri pada polyhex carbon nanotorus zig-zag.
1.4
Metode Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah studi literatur.
Universitas Indonesia
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
BAB 2 LANDASAN TEORI
Skripsi ini membahas grup dari simetri pada nanotorus. Oleh karena itu diperlukan pembahasan mengenai grup dan teori-teorinya terlebih dahulu yang dibahas di Bab 2 ini. Pada Subbab 2.1 terlebih dahulu dibahas mengenai grup abstrak. Setelah itu pada Subbab 2.2 akan dibahas mengenai grup yang lebih spesifik, yaitu grup dihedral. 2.1
Grup Subbab 2.1 dibagi menjadi 4 bagian. Definisi grup, subgrup, dan subgrup
normal yang dibahas pada Subbab 2.1.1. Pada Subbab 2.1.2 dibahas mengenai grup permutasi dan pada Subbab 2.1.3 dibahas mengenai homomorfisma. Subbab 2.1.4 membahas mengenai pemfaktoran grup. 2.1.1
Pendahuluan grup Pertama-tama diberikan definisi grup.
Definisi 2.1 Suatu himpunan tak kosong
disebut grup jika di
terdefinisi suatu
operasi, disebut perkalian dan dilambangkan dengan , dimana 1.
Untuk setiap
2.
Untuk setiap
dan
anggota , maka
anggota
(sifat tertutup)
dan anggota , maka
(sifat
asosiatif) 3.
Ada
anggota
dimana
untuk setiap
anggota
(keberadaan elemen identitas di ) 4.
Untuk setiap
anggota , ada
anggota
dimana
(keberadaan invers di ) (Herstein, 1996)
6 Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
Universitas Indonesia
7
Untuk mempersingkat penulisan Berikut diberikan contoh grup.
akan ditulis sebagai
saja.
Beberapa contoh sederhana, misalnya, himpunan bilangan real tanpa nol membentuk grup terhadap perkalian. Kemudian himpunan bilangan bulat terhadap
penjumlahan juga merupakan grup. Contoh lainnya, misalkan himpunan semua pemetaan bijekif dari himpunan
adalah
ke , maka
ini
membentuk grup terhadap operasi komposisi.
Apabila banyaknya elemen pada grup adalah hingga, maka grup tersebut disebut grup hingga. Banyaknya elemen pada grup hingga . Suatu grup setiap
disebut order dari
dikatakan komutatif apabila memenuhi sifat
untuk
. Jika
adalah
, maka
, seperti contoh sebelumnya, disebut
grup simetri dengan operasi komposisi dan dinyatakan dengan elemen
adalah hingga. Grup
.
Banyaknya
akan dibahas lebih lanjut pada Subbab 2.1.2.
Contoh grup hingga lain adalah himpunan bilangan bulat modulo , dengan n adalah bilangan bulat. Operasi pada
,
adalah penjumlahan modulo .
adalah grup hingga karena banyak anggotanya hingga. Selain itu, grup
terhadap operasi penjumlahan dan grup
penjumlahan modulo
terhadap operasi
adalah grup komutatif.
Subhimpunan tak kosong dari suatu grup
juga dapat membentuk grup
terhadap operasi yang sama dengan . Subhimpunan yang demikian disebut dengan subgrup. Berikut diberikan definisi dari subgrup.
Definisi 2.2 Himpunan tak kosong jika
dari suatu grup
disebut subgrup dari
membentuk grup terhadap operasi yang sama di . (Herstein, hal 51) Salah satu contoh dari subgrup adalah himpunan bilangan genap yang
membentuk subgrup dari . Ini karena himpunan bilangan genap membentuk grup dengan operasi yang sama dengan operasi di
yaitu penjumlahan.
Untuk menunjukkan bahwa suatu himpunan bagian dari grup membentuk subgrup dapat digunakan Lemma berikut. Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
8
Lemma 2.3 Himpunan bagian tidak kosong jika dan hanya jika invers di
dari grup
operasi di tertutup terhadap
adalah subgrup di
dan tiap anggota
memiliki
. (Herstein, 1996)
Dari cara pembentukkan subgrup, dikenal suatu subgrup yang disebut
subgrup siklik. Misal
, maka himpunan
membentuk grup terhadap operasi di dan disebut sebagai subgrup siklik. Elemen
disebut sebagai generator dari
. Contoh subgrup siklik adalah
himpunan bilangan genap dengan operasi penjumlahan. Himpunan ini merupakan subgrup siklik dari
karena semua elemennya dapat ditulis sebagai
sebanyak Suatu grup Misalkan
kali. (Herstein, 1996) juga dapat dibangkitkan oleh lebih dari satu generator.
adalah subhimpunan dari .
disebut membangkitkan
hipunan generator untuk , jika setiap , dimana dinotasikan
atau
dapat dinyatakan dalam bentuk
atau
. Jika
dibangkitkan oleh
maka
. (Lang, 2002)
Berikut ini akan diberikan definisi dari suatu subgrup yang lebih khusus yaitu subgrup normal.
Definisi 2.4 Suatu subgrup setiap
, maka Misalkan
normal di
dari grup
disebut subgrup normal jika untuk
. (Herstein, 1996)
adalah himpunan bilangan genap.
karena untuk setiap bilangan genap
berlaku
Karena
merupakan subgrup
dan bilangan bulat adalah anggota
selalu
, maka
subgrup normal di . 2.1.2
Grup simetri Permutasi dari suatu himpunan
adalah suatu pemetaan bijektif dari
ke
dirinya sendiri. Definisi formal dari permutasi adalah sebagai berikut. Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
9
Definisi 2.5 Permutasi dari himpunan dirinya sendiri. (Rotman, 2002)
adalah pemetaan bijektif dari
Pada skripsi ini hanya dikaji permutasi pada himpunan
Jika
, maka permutasi
berikut
ke
pada
yang hingga.
didefinisikan sebagai
dengan
. Permutasi ini biasa ditulis sebagai
Himpunan permutasi pada
yang dilengkapi dengan operasi komposisi
membentuk suatu grup yang disebut grup permutasi. Pada skripsi ini, komposisi dilakukan dari kanan ke kiri. Sehingga
.
Sebagai contoh, misalkan
dimana Permutasi
Misalkan pula Komposisi dari
pada
adalah
adalah permutasi lain pada .
dan , yaitu
dapat diperoleh dengan cara sebagai berikut.
Sehingga,
Dengan cara yang serupa didapat juga bahwa
Dapat dilihat bahwa
.
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
10
Pada contoh di Subbab 2.1.1 telah dibahas mengenai grup himpunan semua pemetaan bijektif dari
ke . Jika
yaitu , maka
akan membentuk grup yang disebut grup simetri dan ditulis sebagai
.
Berdasarkan definisi dari permutasi di atas maka masing-masing anggota dari disebut sebagai permutasi. Masing-masing permutasi adalah pemetaan yang
mengubah urutan dari himpunan permutasi yang terjadi adalah Misalkan Permutasi dari
sehingga banyak kemungkinan
. , maka
adalah himpunan semua permutasi dari .
adalah sebagai berikut.
Identitas pada
adalah
yaitu permutasi identitas atau
identitas dapat juga ditulis sebagai
. Pada contoh
. Permutasi
di atas, jumlah anggotanya
adalah 2.1.3
Homomorfisma grup Jika diketahui dua buah grup
pemetaan
dari
maka pemetaan
ke
. Jika
dan
, maka dapat didefinisikan untuk setiap
,
tersebut disebut homomorfisma grup. Selanjutnya akan disebut
homomorfisma saja. Berikut diberikan definisi formal dari homomorfisma.
Definisi 2.7 Misalkan
dan
disebut homorfisma jika . Jika
adalah bijeksi maka
isomorfik, dinotasikan dengan
adalah grup, maka fungsi untuk setiap disebut isomorfisma. Grup
dan dan
anggota disebut
jika terdapat isomorfisma dari
ke
.
(Rotman, 2002)
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
11
Jika
adalah homomorfisma satu-satu, maka
disebut monomorfisma.
(Herstein, 1996) Relasi isomorfik membentuk relasi ekivalen, sehingga jika
isomorfik dengan
maka
isomorfik dengan
juga.
Contoh dari homomorfisma, misalkan
dengan
.
karena Pemetaan ini merupakan homomorfisma,
.
Contoh isomorfisma adalah sebagai berikut. Misalkan a adalah anggota dari suatu grup
dimana
yang dibangkitkan oleh
tapi
yaitu
. Sehingga didapatkan subgrup siklik Misalkan
dimana
. Dapat dilihat bahwa . Sehingga
adalah homomorfisma. Lebih lanjut pemetaan
pemetaan1-1 karena jika
, maka
adalah
. Akibatnya
untuk suatu bilangan bulat . Sehingga
Pemetaan didapatkan
juga pemetaan pada, karena untuk setiap dimana
bijektif, maka
. Karena
, bisa
merupakan homorfisma yang
merupakan isomorfisma. Oleh karena itu
.
Beberapa sifat yang dimiliki oleh homomorfisma grup adalah sebagai berikut.
Lemma 2.8 Jika φ adalah homomorfisma dari 1.
ke
, maka
, identitas di
2. (Herstein, 1996) 2.1.4
Faktorisasi grup Dari grup yang sudah ada, dapat dibentuk grup baru. Salah satu cara
pembentukannya akan dijelaskan sebagai berikut. Dari dua buah grup
dan
,
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
12
dapat dibentuk grup yang baru yaitu grup . Pembentukan ini dapat dilakukan yaitu dengan menggunakan Cartesian product, dengan perkaliannya didefinisikan sebagai perkalian antar komponen yaitu
.
Selain cara pembentukan di atas, suatu grup menjadi perkalian dua buah subgrup
dan
sebagai product dari dua buah subgrup
dapat juga difaktorkan
dari . Grup
dan
seperti ini disebut
atau
Product yang dikenal adalah semidirect product dan direct product. Di bawah ini akan diberikan definisi dari semidirect product.
Definisi 2.9 Misalkan
grup,
subgrup di , dan
disebut semidirect product dari
subgrup normal di .
dan
jika
dan
.
dan
biasa dinotasikan dengan
(Algebra; Lang, hal 76) Semidirect product
dari
juga subgrup normal di , maka product dinotasikan dengan
disebut direct product dari
dan
. Jika . Direct
.
Seperti disebutkan di atas, salah satu cara pembentukan grup dari dua buah grup adalah dengan menggunakan Cartesian product. Lemma di bawah ini menyatakan bahwa jika Lemma 2.10 Jika
dan
, maka
isomorfik dengan , dan
.
isomorfik dengan , maka
isomorfik dengan Bukti. Diketahui maka ada isomorfisma
, maka ada isomorfisma dari
dari
ke . Karena
ke . Misalkan
dengan
dimana . Akan dibuktikan bahwa
pemetaan ini merupakan isomorfisma. Pertama-tama akan ditunjukkan bahwa dimana
adalah fungsi. Misalkan . Karena itu
dan
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
13
. Berdasarkan definisi pemetaan
diperoleh
. Karena
dan
dan
fungsi, maka
. Dengan cara yang serupa didapat juga bahwa
. Oleh karena
itu terbukti bahwa pemetaan
. Sehingga
merupakan fungsi.
Selanjutnya akan ditunjukkan bahwa pemetaan
homomorfisma. Misalkan
merupakan
, maka
. Jadi
Terbukti bahwa
untuk setiap . Sehingga
adalah homomorfisma dari
ke
. Sekarang akan dibuktikan bahwa
adalah fungsi 1-1. Misalkan
dimana
. Karena
, , maka
, dan dan
fungsi 1-1, maka
dan
. Karena
dan
. Sehingga
, maka
adalah . Karena jika
, terbukti bahwa
adalah
fungsi 1-1.
Berikutnya akan dibuktikan bahwa . Akan dicari dan
dimana
adalah fungsi pada, maka ada . Dengan memilih
adalah fungsi pada. Misalkan
dan
Maka
dimana
dan
, maka didapatkan bahwa . Terbukti bahwa
Sehingga terbukti bahwa
. Karena
adalah fungsi pada.
merupakan isomorfisma dari
ke
.
.■ Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
14
Lemma berikutnya menyatakan bahwa jika dari
dengan
dan
dimana
subgrup
, maka Cartesian product
dari dua buah subgrup tersebut,
, isomorfik dengan product dari dua buah
grup,
, yaitu
.
Lemma 2.11 Misalkan dan
grup,
subgrup
untuk setiap
dimana
. Pemetaan
dengan
adalah isomorfisma. (Lang, 2002) Bukti. Akan dibuktikan bahwa pemetaan Misalkan
dengan maka
dari kiri dan
. Karena
. Dengan mengalikan kedua ruas ini dengan
dari kanan, maka diperoleh
Akibatnya
.
.
Karena
dan
juga dengan
adalah elemen di
, maka
elemen
adalah elemen . Karena
juga. Tapi, karena . Sehingga dari bahwa
adalah pemetaan 1-1.
dan
, maka
didapat bahwa
. Karena itu
. Karena
dan
. Terbukti bahwa
didapat adalah pemetaan 1-1.
adalah pemetaan pada. Misalkan
maka terdapat
dicari
, maka
dan dari
Berikutnya akan dibuktikan bahwa
juga. Begitu
dan
sehingga
sehingga
. Pilih
dan
dan
. Akan , maka
. Terbukti bahwa
adalah pemetaan pada. Selanjutnya akan dibuktikan bahwa bahwa
untuk setiap
maka
adalah homomorfisma. Diketahui
. Misalkan
,
. Berdasarkan definisi pemetaan , maka dengan , untuk setiap
, maka
dan
. Karena
. Sehingga
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
15
Terbukti bahwa
adalah homomorfisma. Karena sudah diketahui bahwa
adalah pemetaan bijektif dari ke
atau
ke
, maka
adalah isomorfisma dari
.■
2.2
Grup Dihedral
Pada subbab ini dibahas mengenai grup yang dibangun dari simetri suatu
benda dan grup dihedral.
Seperti pada pembahasan di Subbab 2.1.2 mengenai grup , maka
dapat dinyatakan sebagai
adalah permutasi dari . Operasi pada
, jika
dengan anggotanya
adalah komposisi dan bersifat tidak
komutatif. Salah satu permutasi di
adalah (2.1)
dan (2.2) Lemma di bawah ini akan menyatakan sifat dari
Lemma 2.12 Misalkan
dan .
dan , maka
dan
. (Hungerford,
1974)
Dari a dan
ini, dapat dibentuk suatu grup yang disebut grup dihedral.
Berikut definisi dari grup dihedral.
Definisi 2.13 Misalkan
atau
.
disebut sebagai grup dihedral derajat n. (Hungerford, 1974)
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
16
Grup dihedral
isomorfik dengan suatu grup yang dibentuk oleh dua
elemen yang memiliki sifat yang sama dengan
dan
seperti pada Lemma 2.12.
Lemma 2.14 Misalkan maka
dimana
dan
isomorfik dengan
,
. (Hungerford, 1974)
Bukti. Definisikan pemetaan
dimana
Pertama-tama
akan dibuktikan bahwa pemetaan ini adalah suatu fungsi. Ambil
dibangkitkan oleh
dan
, maka ada bilangan bulat
. Misalkan
Karena sehingga
maka
dan
. Sehingga
. Karena untuk didapatkan
maka
adalah fungsi.
Selanjutnya akan ditunjukkan bahwa pemetaan ini adalah homomorfisma. Misalkan
Ada bilangan bulat
. Karena
sehingga
, maka nilai yang mungkin adalah
atau .
dan
. Akan
dibuktikan bahwa Kasus 1 (
. Ada 2 kasus untuk nilai j yaitu 0 atau 1.
)
Jika
, maka
Maka
Sehingga terbukti bahwa untuk Kasus 2 ( Jika
,
merupakan homomorfisma.
) maka
berdasarkan sifat yang dimiliki oleh
dan
. Maka Universitas Indonesia
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
17
Terbukti bahwa untuk
,
merupakan homomorfisma.
Karena untuk kedua kasus nilai terbukti bahwa Berikutnya akan ditunjukkan bahwa untuk sembarang . Karena
dan
dan
, maka ada bilangan bulat
Karena
dan , maka
persamaan ini, dapat disimpulkan bahwa
. Dari
. Karena itu
adalah pemetaan 1-1.
Akan ditunjukkan bahwa Karena
.
adalah fungsi 1-1. Misalkan
. Maka
. Terbukti bahwa
ke
anggota , akan ditunjukkan bahwa
dibangkitkan oleh
sehingga
homomorfisma dari
adalah fungsi bersifat pada. Misalkan
.
dibangkitkan oleh a dan b, maka ada bilangan bulat i dan j sehingga Akan dicari
sehingga
. Karena x dibangun oleh Karena untuk sebarang , maka
anggota
Misal dan
dapat dicari
maka , maka
anggota
anggota .
sehingga
adalah fungsi pada.
Karena terbukti bahwa adalah isomorfisma dari
ke
adalah homomorfisma yang bijektif, maka . Sehingga terbukti bahwa
isomorfik dengan
.■ Selanjutnya akan dilihat bahwa grup dihedral dari simetri pada poligon
isomorfik dengan grup
. Suatu pemetaan disebut simetri jika pemetaan
tersebut mempertahankan jarak verteks dan sifat kebertetanggan antar verteks. Pada poligon
, verteks adalah titik sudut. Verteks
dan
pada
bertetangga jika ada sisi yang kedua titik ujungnya adalah verteks
dikatakan dan .
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
18
Definisi 2.15 Misalkan adalah bijeksi
adalah poligon beraturan sisi-n. Simetri pada yang mempertahankan jarak antar verteks dan memetakan
verteks yang bertetangga pada verteks yang bertetangga juga. (Hungerford,
1974)
Salah satu simetri dari persegi adalah rotasi sejauh 90 o searah jarum jam. Rotasi ini akan mempertahankan jarak antar verteks pada segiempat dan juga sifat
kebertetanggan dari verteks-verteks tersebut. Semua simetri pada
membentuk suatu himpunan yang dinyatakan oleh
. Apabila pada himpunan ini didefinisikan operasi komposisi maka akan membentuk grup seperti dinyatakan pada Lemma 2.17.
Definisi 2.16
adalah himpunan semua simetri dari Pn. (Hungerford, 2002)
Lemma 2.17
dengan operasi komposisi adalah grup. (Hungerford, 2002)
Bukti. Untuk membuktikan bahwa
adalah grup, maka perlu dibuktikan bahwa
bukan himpunan kosong, memenuhi sifat tertutup terhadap operasi komposisi, operasinya memenuhi sifat asosiatif, memiliki identitas, dan setiap anggotanya memiliki invers di dalam
.
Pemetaan identitas, id, adalah pemetaan bijektif dan merupakan simetri untuk
. Karena itu
. Terbukti bahwa
Berikutnya akan ditunjukkan bahwa ditunjukkan bahwa
. Karena
tidak kosong. tertutup. Misalkan
adalah pemetaan bijektif, maka
juga pemetaan bijektif. Selanjutnya, misalkan verteks x dan y. Karena
dan
, akan
menyatakan jarak antara
mempertahankan jarak antar verteks maka
Maka
untuk x, y sembarang verteks di
. Terbukti bahwa
mempertahankan jarak
antar verteks.
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
19
Sekarang akan ditunjukkan bahwa kebertetanggan verteks pada
mempertahankan sifat
. Telah diketahui bahwa
dan
mempertahankan
sifat kebertetanggan verteks. Misalkan x bertetangga dengan y, maka Begitu juga dengan
bertetangga dengan bertetangga dengan
, maka
Karena
dan
juga bertetangga dengan
. Karena
juga akan bertetangga dengan
, maka didapatkan bahwa jika
maka
akan
. Sehingga
.
bertetangga dengan , mempertahankan sifat
kebertetanggan verteks. Karena
merupakan pemetaan bijektif yang mempertahankan jarak antar
verteks, dan mempertahankan sifat kebertetanggan verteks, maka
juga simetri
pada
didapat
atau
. Karena untuk sembarang
, maka terbukti
yaitu
anggota
tertutup terhadap operasi komposisi.
Pemetaan identitas, juga merupakan anggota
dan
, adalah identitas terhadap operasi komposisi. . Sehingga terbukti bahwa
mempunyai identitas
. Berikutnya akan ditunjukkan bahwa untuk setiap anggota
invers di
. Ambil
. Karena
bijektif, maka sudah dijamin bahwa ada
yang bijektif sedemikian sehingga ditunjukkan bahwa
memiliki
. Misal
. Berikutnya akan dan
adalah fungsi pada, maka ada verteks
dan
. Sehingga didapat
adalah verteks pada di
. Karena
sehingga
dan
dan
. Karena
mempertahankan jarak, maka
Karena
dan
adalah sembarang verteks pada
, maka
merupakan
pemetaan yang mempertahankan jarak. Selanjutnya akan ditunjukkan bahwa juga mempertahankan sifat kebertetanggaan. Misal x dan y adalah verteks pada, maka ada verteks
dan
di
yang bertetangga. Karena sehingga
adalah fungsi
dan
. Karena
adalah pemetaan yang mempertahankan sifat kebertetanggan verteks, maka bertetangga juga dengan . Karena didapatkan jika x dan y adalah verteks
dan
, maka
yang bertetangga, maka Universitas Indonesia
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
20
bertetangga juga dengan
. Jadi
verteks.
mempertahankan sifat kebertetanggan
Karena
pemetaan bijektif yang mempertahankan jarak antar verteks
dan juga sifat kebertetanggaan verteks, maka untuk sembarang
, terdapat
. Sehingga terbukti bahwa sehingga
.
Operasi komposisi adalah operasi yang memenuhi sifat asosiatif. Karena terbukti
memenuhi kriteria grup, maka
adalah grup terhadap operasi
komposisi. ■
Lemma berikut memberikan hubungan antara Lemma 2.18 Untuk setiap f anggota pemetaan
dengan
.
terdapat
yang tunggal dan
mendefinisikan monomorfisma
. (Hungerford,
1974) Bukti. Misalkan
anggota
himpunan verteks
.
adalah fungsi bijektif yang memetakan
ke dirinya sendiri. Karena himpunan verteks pada
himpunan hingga yaitu hanya terdiri dari tersebut dapat dinyatakan sebagai sebagai permutasi Misalkan
adalah
verteks, maka himpunan verteks . Karena itu
, yang merupakan anggota
dapat dinyatakan
dan
.
adalah permutasi yang lain bagi . Karena
untuk setiap Relasi
maka dimana
untuk masing-masing , diperoleh
. Dengan kata lain
merupakan suatu fungsi. Ini karena yang tunggal.
Akan dibuktikan bahwa pemetaan homomorfisma. Ambil
maka
, maka itu
tunggal.
dimana dan
adalah . Karena
untuk setiap . Terbukti bahwa
. Karena adalah suatu
homomorfisma. Berikutnya akan ditunjukkan bahwa dimana
merupakan monomorfisma. Ambil
. Maka didapat bahwa
. Karena
,
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
21
maka
untuk setiap . Terbukti bahwa
. Sehingga didapat
adalah monomorfisma.■
Dari Lemma 2.18 di atas terlihat bahwa semua anggota dinyatakan sebagai permutasi yang merupakan anggota di
menyatakan bahwa semua simetri dari suatu poligon
dapat
. Lemma 2.19 berikut
hanya dapat diperoleh
dengan melakukan refleksi dengan sumbu simetri adalah garis yang melalui
verteks 1 dan titik pusat poligon
, rotasi sejauh
searah jarum jam, atau
komposisi dari keduanya.
Lemma 2.19
dibangkitkan oleh
derajat verteks
searah jarum jam dan dan pusat
dan , dimana
adalah rotasi dengan
adalah refleksi pada sumbu yang melalui
. (Hungerford, 1974)
Berikut ini diberikan ilustrasi Lemma 2.19 untuk simetri-simetri pada segitiga sama sisi atau
. Dalam hal ini
adalah rotasi sejauh
dan
refleksi dengan sumbu refleksi adalah garis l yang melalui verteks
adalah
dan pusat
segitiga sama sisi.
Rotasi searah jarum jam
2 kali rotasi searah jarum jam
3 kali rotasi searah jarum jam
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
22
Pencerminan pada sumbu l
l
Pencerminan pada sumbu l
Rotasi searah jarum jam
l
Pencerminan pada sumbu l
2 kali rotasi searah jarum jam
l
Rotasi dan refleksi yang disebutkan di Lemma 2.19 dapat dinyatakan sebagai permutasi
dan
seperti pada persamaan (2.1) dan (2.2), yaitu
dan
. Sehingga
dan
. Karena
dibangkitkan oleh rotasi dan refleksi yang memiliki sifat yang sama dengan dan
pada
, maka menurut Lemma 2.14
Teorema 2.20
dan
,
isomorfik dengan
, dan
.
. (Algebra;
Hungerford, hal 52) Bukti. Setiap anggota
, menurut Lemma 2.18, dapat dinyatakan sebagai
permutasi. Rotasi yang disebut pada Lemma 2.19, yaitu , jika dinyatakan sebagai permutasi diperoleh bahwa
. Refleksi yang disebut pada Lemma 2.20,
yaitu , jika dinyatakan sebagai suatu permutasi diperoleh dibangkitkan oleh permutasi adalah lain
dan , dan juga karena representasi dan , maka
. Karena
dibangkitkan oleh
. Karena dan
sebagai
dan . Dengan kata
, maka pemetaan
adalah
pemetaan yang pada. Berdasarkan Lemma 2.18, pemetaan ini juga monomorfisma. Sehingga pemetaan ini merupakan isomorfisma dari
ke
.■
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
BAB 3 GRUP DARI SIMETRI PADA POLYHEX CARBON NANOTORUS ARMCHAIR DAN ZIG-ZAG
Pada bab ini dibahas mengenai grup dari simetri pada polyhex carbon nanotorus armchair dan zig-zag. Pada Subbab 3.1 dibahas mengenai konstruksi dari simetri pada nanotorus armchair dan zig-zag, yaitu rotasi dan refleksi. Pada
Subbab 3.2 dibahas mengenai grup dari simetri pada polyhex carbon nanotorus armchair dan zig-zag. 3.1
Simetri-simetri dari Polyhex Carbon Nanotorus Armchair dan Zig-zag
Suatu nanotorus armchair atau zig-zag dapat dikembalikan menjadi nanotube armchair atau zig-zag. Nanotube tersebut juga dapat dikembalikan menjadi lembaran grafit. Misalkan
adalah banyak kolom pada lembaran dan
adalah banyak baris pada lembaran, maka
dan
haruslah bilangan genap. Ini
dikarenakan jika salah satu ganjil maka, saat lembaran digulung, ada verteks yang berimpitan verteks lain. Berdasarkan Definisi 2.15, simetri adalah pemetaan bijektif yang mempertahankan jarak antar verteks dan memetakan verteks yang bertetangga pada verteks yang bertetangga juga. Pada nanotorus, verteks yang dimaksud adalah atom karbon pada nanotorus. Himpunan simetri-simetri dari nanotorus armchair atau zig-zag akan membentuk grup Misalkan
dengan operasi komposisi.
adalah simetri pada nanotorus. Jika nanotorus tersebut dikembalikan
menjadi lembaran, maka
akan memetakan verteks-verteks pada lembaran
nanotorus ke verteks pada lembaran tersebut juga. Karena setiap simetri adalah pemetaan bijektif antar verteks, maka simetri bisa dinyatakan sebagai permutasi antar verteks. Sehingga
dapat dinyatakan sebagai permutasi antar verteks pada
lembaran nanotorus. Namun, karena
juga harus mengawetkan jarak antar
verteks dan juga sifat kebertetanggaan pada verteks di nanotorus, maka
dapat
dipandang sebagai permutasi antar heksagon pada lembaran nanotorus. Misalkan menyatakan heksagon pada baris ke- dan kolom ke- dengan 23 Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
Universitas Indonesia
24
dan
. Penomoran pada lembaran nanotorus dapat dilihat pada
Gambar 3.2 untuk nanotorus armchair Gambar 3.1 untuk nanotorus zig-zag dan
dengan
genap.
11
12
1j
21
22
2j
q/4 1
q/42
q/4 j
q/4+1 1
q/4+12
q/4+1j
q/2-11
q/2-12
q/2-1 j
q/2 1
q/22
q/2 j
m
1 j+1
1 p/2-1
1 p/2
2 j+1
2 p/2-1
2 p/2
q/4j+1
q/4p/2-1
q/4p/2
q/4+1j+1
q/4+1 p/2-1
q/4+1p/2
q/2-1j+1
q/2-1p/2-1
q/2-1p/2
q/2 j+1
q/2 p/2-1
q/2 p/2
Gambar 3.1 Penomoran pada lembaran nanotorus zig-zag
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
25
11
12
1j
1 j+1
1 p/2-1
1 p/2
2 j+1
2 p/2-1
2 p/2
21
22
2j
q/2-11 q/2-1 2
q/2 1
q/2 2
q/2-1 j q/2-1j+1
q/2 j
q/2j+1
q/2-1 q/2-1 p/2-1
p/2
q/2p/2-1 q/2 p/2
Gambar 3.2 Penomoran pada lembaran nanotorus armchair Salah satu simetri pada nanotorus zig-zag atau armchair dapat diperoleh dengan cara melakukan rotasi sejauh
searah jarum jam pada nanotorus.
Dengan cara seperti ini, maka pada baris pertama, heksagon heksagon heksagon
, heksagon
akan berpindah ke heksagon
berpindah ke heksagon
akan berpindah ke heksagon
, dan seterusnya hingga
. Sedangkan pada baris kedua, heksagon
, heksagon
dan seterusnya hingga heksagon
akan berpindah ke
akan berpindah ke heksagon
berpindah ke heksagon
heksagon
akan berpindah ke heksagon
, heksagon
heksagon
, dan seterusnya hingga heksagon
,
. Pada baris ke- ,
akan berpindah ke
berpindah ke heksagon
Dapat dilihat bahwa heksagon pada masing-masing baris di lembaran akan
.
berpindah ke heksagon di sebelah kanannya. Jika rotasi ini dinyatakan sebagai permutasi, misalkan sebagai , maka (3.1) Selanjutnya perhatikan Gambar 3.3 dan Gambar 3.4 di bawah ini untuk refleksi lembar grafit pada sumbu horizontal m.
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
26
11
12
1j
1 j+1
1 p/2-1
1 p/2
21
22
2j
2 j+1
2 p/2-1
2 p/2
q/4j+1
q/4p/2-1
q/4p/2
q/4+1j+1
q/4+1 p/2-1
q/4+1p/2
q/2-1j+1
q/2-1p/2-1
q/2-1p/2
q/2 j+1
q/2 p/2-1
q/2 p/2
q/4 1
q/42
q/4 j
q/4+1 1
q/4+12
q/4+1j
q/2-11
q/2-12
q/2-1 j
q/2 1
q/22
q/2 j
m
m Gambar 3.3 Lembaran nanotorus zig-zag dengan sumbu refleksi m
11
12
1j
1 j+1
1 p/2-1
1 p/2
21
22
2j
2 j+1
2 p/2-1
2 p/2
q/2-11 q/2-1 2
q/2 1
q/2 2
q/2-1 j q/2-1j+1
q/2 j
q/2j+1
q/2-1 q/2-1 p/2-1
p/2
q/2p/2-1 q/2 p/2
m Gambar 3.4 Lembaran nanotorus armchair dengan sumbu refleksi m
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
27
Apabila dilakukan refleksi pada lembaran nanotorus dengan sumbu refleksi adalah garis m, yaitu garis vertikal yang melalui kolom 1, seperti pada
Gambar 3.3 dan 3.4 di atas, maka dapat diperoleh simetri pada nanotorus. Setelah dilakukan refleksi tersebut, maka pada baris pertama, heksagon berpindah tempat, heksagon
bertukar tempat dengan
bertukar tempat dengan heksagon heksagon
, heksagon
, dan seterusnya. Pada baris kedua,
tidak akan berpindah tempat, heksagon
, heksagon
bertukar tempat dengan
bertukar tempat dengan heksagon
Pada baris ke- , heksagon tempat dengan
tidak akan
, dan seterusnya.
tidak akan berpindah tempat, heksagon
, heksagon
bertukar
bertukar tempat dengan heksagon
, dan
seterusnya. Jika refleksi terhadap garis m ini dinyatakan sebagai permutasi, misalkan , maka (3.2) Selanjutnya perhatikan Gambar 3.5 dan 3.6 di bawah ini untuk refleksi pada lembar grafit terhadap sumbu horizontal l.
11
12
1j
1 j+1
1 p/2-1
1 p/2
21
22
2j
2 j+1
2 p/2-1
2 p/2
q/42
q/4 j
q/4j+1
q/4p/2-1
q/4p/2
q/4+1j+1
q/4+1 p/2-1
q/4+1p/2
q/2-1j+1
q/2-1p/2-1
q/2-1p/2
q/2 j+1
q/2 p/2-1
q/2 p/2
q/4 1 q/4+1 1
q/4+12
q/4+1j
q/2-11
q/2-12
q/2-1 j
q/2 1
q/22
q/2 j
m
l
Gambar 3.5 Lembaran nanotorus zig-zag dengan sumbu refleksi l Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
28
11
12
1j
1 j+1
1 p/2-1
1 p/2
2 j+1
2 p/2-1
2 p/2
21
22
2j
l
q/2-11 q/2-1 2
q/2 1
q/2-1 j q/2-1j+1
q/2 2
q/2 j
q/2j+1
q/2-1 q/2-1 p/2-1
p/2
q/2p/2-1 q/2 p/2
Gambar 3.6 Lembaran nanotorus armchair dengan sumbu refleksi l Dengan melakukan refleksi pada lembaran nanotorus dengan sumbu refleksi adalah garis l, yaitu garis yang melewati tengah lembaran nanotorus, seperti pada Gambar 3.5 dan 3.6, maka diperoleh simetri lainnya dari nanotorus. Setelah dilakukan refleksi tersebut, maka pada kolom pertama, heksagon bertukar tempat dengan
, heksagon
bertukar tempat dengan heksagon
, dan seterusnya. Pada kolom kedua, heksagon dengan
, heksagon
heksagon
akan bertukar tempat
bertukar tempat dengan heksagon
seterusnya. Pada kolom ke- , heksagon
akan
, dan
akan bertukar tempat dengan
bertukar tempat dengan heksagon
,
, dan seterusnya. Jika
refleksi ini dinyatakan sebagai permutasi, misalkan , maka
(3.3) Untuk lembaran nanotorus armchair dan nanotorus zig-zag dengan yang sama maka permutasi permutasi dan
dan
dan
dan pada nanotorus armchair sama dengan
pada nanotorus zig-zag. Dapat ditunjukkan bahwa permutasi
memenuhi sifat berikut,
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
29
(3.4a)
(3.4b) (3.4c)
adalah grup dari simetri pada nanotorus armchair atau zig-zag. Misalkan
adalah himpunan bagian dari
dapat ditulis
yang dibangkitkan oleh . Karena
dan , atau
adalah
permutasi yang dilakukan pada masing-masing kolom lembaran dan anggota merupakan permutasi yang dilakukan pada masing-masing baris lembaran, maka . Lebih lanjut
membentuk subgrup dari . Ini dibuktikan pada lemma di
bawah ini. Lemma 3.1 Jika
adalah himpunan yang dibangkitkan oleh
dan
dengan
, maka
adalah
dan
atau dapat ditulis subgrup dari . (Yavari & Faghani, 2009) Bukti. Untuk membuktikan
subgrup di , maka cukup dibuktikan
kosong, tertutup, dan setiap anggota a.
.
tidak kosong dan
b.
mempunyai invers di
tidak
adalah anggota
, maka
tidak kosong.
tertutup terhadap operasi komposisi Misalkan sembarang terdapat bilangan bulat , dimana
. Karena
dibangun dari
dan
sedemikian sehingga dan
maka dan
atau . Maka
. Terdapat 2 kasus untuk nilai , yaitu
dan
.
Kasus 1 Misal
, maka Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
30
maka
Karena maka
Jika
. Sedangkan jika
,
, maka
. Sehingga dengan sifat pada persamaan (3.4a)
dimana diperoleh
Karena
maka diperoleh
. Sehingga
dan
untuk
, maka
dibangun dari
.
Kasus 2 Misal
, maka
Menurut sifat pada persamaan (3.4b), maka persamaan di atas menjadi
, maka –
Karena
. Jika . Sedangkan untuk –
, maka
,
maka dengan sifat pada persamaan (3.4a) diperoleh
Karena
maka . Karena untuk nilai
. Sehingga dibangun dari
dan , maka
. Karena untuk kedua kasus didapat
, maka
tertutup terhadap
operasi komposisi. c. Setiap anggota Misalkan
mempunyai invers di , maka ada bilangan bulat
dan
, sehingga
dimana
atau .
Kasus 1 Misal
, maka
. Dengan memisalkan dan
. Sehingga
, didapat adalah invers
dari . Dengan sifat dari persamaan (3.4a) diperoleh bahwa Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
31
Untuk
, maka
Oleh karena itu
untuk
. Sedangkan untuk
maka
. Sehingga diperoleh
dan
untuk kasus
.
Kasus 2
Misal
, maka
. Misalkan
, maka
, dan Sehingga
adalah invers dari . Berdasarkan sifat pada persamaan
(3.4b) maka
.
Terbukti bahwa invers dari sembarang Karena itu terbukti bahwa Diketahui dari
.
anggota
ada di
juga.
subgrup dari . ■
berdasarkan persamaan (3.4c), maka himpunan bagian
yang dibangkitkan oleh
yaitu
. Himpunan
membentuk
subgroup dari . Ini dibuktikan pada teorema di bawah ini. Diketahui sebelumnya bahwa
, maka
Lemma 3.2 Jika
maka
.
adalah himpunan yang dibangkitkan oleh dengan
subgrup dari . (Herstein, 1996)
Bukti. Untuk membuktikan bahwa ditunjukkan bahwa invers di dalam a.
tidak kosong, tertutup, dan setiap anggotanya mempunyai juga.
tidak kosong karena
b.
adalah subgrup di , maka cukup
dan berada di
.
tertutup terhadap operasi komposisi Semua kemungkinan operasi yang dapat dilakukan dengan anggota , hanya
,
,dan
adalah
. Dapat dilihat bahwa hasil operasinya
dan c yang merupakan anggota
juga. Maka
tertutup Universitas Indonesia
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
32
c. Tiap anggota
mempunyai invers di
Dari pembahasan pada (b), dapat dilihat bahwa
sendiri dan invers dari
dan
. Sehingga
invers dari
adalah
hanya ada
dan , maka invers dari masing-masing anggotanya ada di dalam
.
adalah . Karena anggota
Terbukti bahwa
adalah subgrup di . ■
Lemma di bawah ini menunjukkan hubungan antara permutasi dan permutasi
dan ,
dan .
Lemma 3.3 Dengan
dan dengan
dan
maka
dan
.
Bukti. Pertama-tama akan ditunjukkan bahwa
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
33
Sehingga terbukti bahwa
.
Berikutnya akan ditunjukkan bahwa
Terbukti bahwa
.■
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
34
3.2
Grup dari Simetri pada Polyhex Carbon Nanotorus Armchair dan Zig-zag
Dari pembahasan di atas, diperoleh bahwa rotasi nanotorus sejauh
searah jarum jam yang dilambangkan dengan , refleksi terhadap garis vertikal m yang dilambangkan dengan , dan refleksi terhadap garis horizontal l yang dilambangkan dengan
simetri pada nanotorus. Grup dari merupakan
simetri pada nanotorus armchair atau zig-zag dikonstruksi dari simetri
dan
tersebut. Teorema 3.4 Jika maka
adalah grup dari simetri pada nanotorus dan
,
. (Yavari & Faghani, 2009)
Bukti. Untuk menunjukkan bahwa dan
, akan ditunjukkan bahwa
. Pertama-tama akan ditunjukkan bahwa
sembarang
. Karena
dan
Karena untuk sembarang
. Misalkan
adalah subgrup di , maka
didapatkan bahwa
.
, maka
. Akan dibuktikan juga bahwa ditunjukkan bahwa
. Misalkan
merupakan hasil komposisi dari anggota-anggota di
. Ini dapat ditunjukkan dengan mencari mencari elemen di
dimana
atau
juga, maka
. Ini artinya
.
, maka
. Karena
dan
.
Misalkan
dan
. Karena lagi. Artinya
dan
yang mengembalikan nanotorus ke posisi semula.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa Jika
. Akan
dan
, maka heksagon
. Berikutnya karena
dipindahkan ke kolom-1 lagi. Artinya
memindahkan heksagon
ke . Maka
tidak akan dipindahkan ke baris-1 , maka heksagon . Karena
tidak akan
adalah permutasi simetri
yang dan mempertahankan sifat kebertetanggan pada verteks, maka atau
.
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
35
Kasus 1 Misalkan
lembaran awal nanotorus sebelum . Pandang
dilakukan permutasi. 11
12
1j
21
22
2j
i1
i2
ij
i+11
i+12
i+1j
q/2-11
q/2-12
q/2-1 j
q/2 1
q/22
q/2 j
1 j+1
1 p/2-1
1 p/2
2 j+1
2 p/2-1
2 p/2
i
i p/2-1
i p/2
i+1j+1
i+1p/2-1
i+1p/2
q/2-1j+1
q/2-1p/2-1
q/2-1p/2
q/2 j+1
q/2 p/2-1
q/2 p/2
m
j+1
Gambar 3.7 Lembaran awal nanotorus Heksagon
dan
diberi tanda untuk memperlihatkan pergerakan dari
heksagon tersebut. Jika dari lembaran awal tersebut dilakukan permutasi , dihasilkan lembaran seperti di bawah ini.
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
36 11
12
1j
21
22
2j
1 j+1
1 p/2-1
1 p/2
2 j+1
2 p/2-1
2 p/2
i
i p/2-1
i p/2
i+1j+1
i+1p/2-1
i+1p/2
q/2-1j+1
q/2-1p/2-1
q/2-1p/2
q/2 j+1
q/2 p/2-1
q/2 p/2
i1
i2
ij
i+11
i+12
i+1j
m
j+1
q/2-11
q/2-12
q/2-1 j
q/2 1
q/22
q/2 j
Gambar 3.8 Lembaran nanotorus setelah dikenakan
Dari lembaran tersebut, jika dilakukan permutasi berlawana arah jarum jam yang membawa heksagon
, yaitu rotasi
ke heksagon
, maka
didapatkan lembaran sebagai berikut.
11
12
1j
1 j+1
1 p/2-1
1 p/2
21
22
2j
2 j+1
2 p/2-1
2 p/2
i1
i2
ij
i
i p/2-1
i p/2
i+11
i+12
i+1j
i+1j+1
i+1p/2-1
i+1p/2
q/2-11
q/2-12
q/2-1 j
q/2-1j+1
q/2-1p/2-1
q/2-1p/2
q/2 1
q/22
q/2 j
q/2 j+1
q/2 p/2-1
q/2 p/2
m
j+1
Gambar 3.9 Lembaran nanotorus setelah dikenakan
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
37
Sehingga didapat dan
dan
. Karena
. Karena
grup maka
suatu simetri, maka
jarak antar heksagon dipertahankan, yaitu
Tapi karena heksagon
dan
berada pada lingkaran luar dari nanotorus, maka
hanya terpenuhi jika
, maka haruslah
atau
. Namun karena
lembaran tersebut seharusnya berbentuk . Sehinggaa
seperti berikut.
11
12
1j
1 j+1
1 p/2-1
1 p/2
21
22
2j
2 j+1
2 p/2-1
2 p/2
i1
i2
ij
i
i p/2-1
i p/2
i+11
i+12
i+1j
i+1j+1
i+1p/2-1
i+1p/2
q/2-11
q/2-12
q/2-1 j
q/2-1j+1
q/2-1p/2-1
q/2-1p/2
q/2 1
q/22
q/2 j
q/2 j+1
q/2 p/2-1
q/2 p/2
m
j+1
Gambar 3.10 Lembaran nanotorus setelah dikenakan
yang seharusnya
Untuk mengembalikan heksagon ke posisi awal, yaitu mengembalikan heksagon
ke heksagon
maka dilakukanlah permutasi
terhadap lembaran
tersebut. Sehingga didapat lembaran sebagai berikut yaitu latice yang sama dengan posisi awal sebelum dilakukan permutasi.
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
38 11
12
1j
21
22
2j
1 j+1
1 p/2-1
1 p/2
2 j+1
2 p/2-1
2 p/2
i
i p/2-1
i p/2
i+1j+1
i+1p/2-1
i+1p/2
q/2-1j+1
q/2-1p/2-1
q/2-1p/2
q/2 j+1
q/2 p/2-1
q/2 p/2
i1
i2
ij
i+11
i+12
i+1j
m
j+1
q/2-11
q/2-12
q/2-1 j
q/2 1
q/22
q/2 j
Gambar 3.11 Lembaran nanotorus setelah dikenakan Komposisi dari permutasi-permutasi ini dapat dituliskan sebagai atau dengan kata lain
Karena
dan
, maka
.
Kasus 2 Misalkan
. Seperti pembuktian di atas, pandang lembaran
awal sebelum dilakukan permutasi.
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
39 11
12
1j
21
22
2j
1 j+1
1 p/2-1
1 p/2
2 j+1
2 p/2-1
2 p/2
i
i p/2-1
i p/2
i+1j+1
i+1p/2-1
i+1p/2
q/2-1j+1
q/2-1p/2-1
q/2-1p/2
q/2 j+1
q/2 p/2-1
q/2 p/2
i1
i2
ij
i+11
i+12
i+1j
m
j+1
q/2-11
q/2-12
q/2-1 j
q/2 1
q/22
q/2 j
Gambar 3.12 Lembaran awal nanotorus Setelah dilakukan permutasi
terhadap lembaran tersebut, dihasilkan lembaran
seperti di bawah ini.
11
12
1j-1
1
j
1 p/2-1
1 p/2
21
22
2 j-1
2
j
2 p/2-1
2 p/2
i1
i2
i j-1
i
i p/2-1
i p/2
i+11
i+12
i+1 j-1
i+1p/2-1
i+1p/2
q/2-11
q/2-12
q/2-1j-1
q/2-1
q/2 1
q/22
q/2j-1
q/2 j
m
j
i+1
j
j
q/2-1p/2-1
q/2-1p/2
q/2 p/2-1
q/2 p/2
Gambar 3.13 Lembaran nanotorus setelah dikenakan Pada lembaran awal, dapat dilihat bahwa dari
adalah tetangga sebelah kanan
. Sedangkan setelah dilakukan permutasi , dapat dilihat bahwa heksagon Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
40
adalah tetangga sebelah kiri dari
. Untuk mengembalikan
urutan kebertetanggan dari kedua heksagon tersebut, maka dilakukan permutasi
(pencerminan pada lembaran terhadap sumbu m) pada lembaran tersebut.
Sehingga didapatkan
dan
untuk
suatu bilangan asli . Sehingga akan didapatkan lembaran seperti berikut. 11
12
1k
21
22
2
i1
1k+1
1 p/2-1
1 p/2
k
2 k+1
2 p/2-1
2 p/2
i2
ik
i k+1
i p/2-1
i p/2
i+11
i+12
i+1 k
i+1k+1
i+1p/2-1
i+1p/2
q/2-11
q/2-12
q/2-1k
q/2-1k+1
q/2-1p/2-1
q/2-1p/2
q/2 1
q/22
q/2 k
q/2k+1
q/2 p/2-1
q/2 p/2
m
Gambar 3.14 Lembaran nanotorus setelah dikenakan Dengan memisalkan
, didapatkan bahwa
dan
. Berdasarkan kasus 1 di atas, maka
dengan
. Maka berdasarkan Lemma 3.3 dan sifat pada persamaan (3.4b), . Karena
dan
, maka
. Karena untuk kedua kasus terbukti bahwa jika maka terbukti bahwa Karena
maka
,
.
dan
maka terbukti bahwa
Dari Teorema 3.4, maka
dikonstruksi oleh
.■ dan , atau dapat ditulis
. Untuk lembaran nanotorus armchair dan nanotorus zig-zag dengan banyak verteks kolom, yaitu , dan banyak verteks baris, yaitu , yang sama maka permutasi
dan pada Universitas Indonesia
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
41
nanotorus armchair sama dengan permutasi
dan
pada nanotorus zig-zag.
Sehingga grup dari simetri pada nanotorus armchair sama dengan grup dari
simetri pada nanotorus zig-zag. Setelah didapatkan bahwa , dan , berikutnya akan dibuktikan bahwa
dikonstruksi oleh ,
adalah subgrup normal di .
Lemma 3.5 dari . (Yavari & Faghani, 2009) Bukti. Misalkan
dan
terdapat bilangan bulat dibangun oleh
Karena
adalah subgrup normal
. Karena
menurut Teorema 3.4, maka
sehingga
. Karena
dan , maka terdapat bilangan bulat
dan
, maka nilai
beberapa kasus untuk nilai
dan
dan
sehingga
adalah
.
atau . Terdapat
dan .
Kasus 1 Misalkan
, maka
adalah anggota
. Karena
, maka
. Kasus 2 Misalkan
maka berdasarkan sifat (3.4b) dan Lemma 3.3 diperoleh
Karena
, maka
maka
. Untuk
. Untuk
,
, maka , dengan
.
Sehingga diperoleh Sedangkan untuk
, maka Universitas Indonesia
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
42
Sehingga diperoleh
dengan
Terbukti
untuk
.
Kasus 3
Misalkan
dan dan
. Maka
. Sehingga
karena
subgrup di .
Kasus 4 Misalkan
, maka berdasarkan sifat (3.4b) dan Lemma 3.3 diperoleh
Karena
, maka
. Untuk
, maka dengan sifat pada persamaan (3.4a) diperoleh
Karena
, maka
. Sehingga
Untuk Untuk
, maka , maka
dimana
. Sehingga
Sehingga diperoleh
untuk kasus
Terbukti untuk setiap kasus nilai dan . Sehingga
. yang mungkin, didapat bahwa
adalah subgrup normal di . ■
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
43
Dari Lemma 3.1 dan Lemma 3.2, diperoleh bahwa subgrup dari . Dari Lemma 3.5 diketahui bahwa
Diketahui juga bahwa
adalah
subgrup normal dari .
. Sehingga berdasarkan Definisi 2.9, maka dan , atau dapat ditulis
adalah semidirect product dari & Faghani, 2009)
. (Yavari
Selanjutnya akan ditunjukkan untuk dibuktikan pada Lemma berikut.
Bukti. Karena
, maka
maka
dan
dibangun oleh
. Karena
. Sifat ini
.
dan , maka terdapat
, maka
. Sehingga Sedangkan untuk
di
Lemma 3.6 Untuk setiap
sehingga
dan
atau
. Untuk
.
, maka
. Berdasarkan Lemma
3.3 diperoleh
. Sehingga
Terbukti bahwa
, maka
untuk setiap
.
■
Sifat pada Lemma 3.6 akan digunakan untuk membuktikan Teorema 3.7 yang menyatakan Teorema 3.7
isomorfis dengan
isomorfik dengan
Bukti Menurut Lemma 3.1, Teorema 3.2, dan Teorema 3.5 didapatkan bahwa dan
subgrup di
dan
. Karena
, maka
Teorema 3.6, didapat
. Misalkan
. Berdasarkan Teorema 2. 11, ke . Maka
isomorfik dengan
Setelah diketahui bahwa akan dibuktikan bahwa
Lemma 3.8
dimana
adalah isomorfisma dari
.■ isomorfik dengan
isomorfik dengan
isomorfik dengan
Bukti Misalkan
. Dari
dimana
, maka berikutnya .
. dan
. Karena
, Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
44
,
,
dan
adalah homomorfisma. Karena
dan
di memiliki prapeta
maka setiap anggota
, maka pemetaan serta
. Sehingga
adalah pemetaan
pada. Lebih lanjut lagi, karena untuk masing-masing anggota
memiliki hasil pemetaan yang berbeda, maka isomorfisma dari Lemma 3.9 Bukti
ke
. Maka
,
yang berbeda
pemetaan 1-1. Sehingga
isomorfik dengan
.■
isomorfik dengan
dibangun oleh
dan
yang memiliki sifat
. Berdasarkan Lemma 2.14, maka Teorema 3.10
isomorfik dengan
dan
isomorfik dengan
(Yavari & Faghani, 2009)
Bukti Berdasarkan Lemma 3.8 dan Lemma 3.9, berdasarkan Lemma 2.10, diketahui bahwa
.■
dan
, maka
. Karena dari Teorema 3.7 , maka
.■
Dari pembahasan di atas pada Teorema 3.4, diperoleh bahwa dikonstruksi oleh Grup
dan
yang diberikan oleh persamaan (3.1), (3.2), dan (3.3).
tersebut isomorfik dengan
menurut Teorema 3.10.
Universitas Indonesia Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
BAB 4 PENUTUP armchair atau zig-zag dibentuk dari Suatu polyhex carbon nanotorus
lembaran grafit dengan
verteks kolom dan
verteks baris. Operasi-operasi
simetri pada nanotorus adalah rotasi sejauh
, yang dilambangkan oleh
, refleksi terhadap sumbu refleksi vertikal m, yang dilambangkan oleh , dan
refleksi terhadap sumbu refleksi horizontal l, yang dilambangkan oleh . Himpunan
yang terdiri dari semua simetri pada polyhex carbon nanotorus
armchair atau zig-zag ini membentuk grup yang disebut sebagai grup dari simetri pada polyhex carbon nanotorus armchair atau zig-zag. Himpunan rotasi dan refleksi terhadap garis vertikal membentuk subgrup dari
yaitu
(Lemma 3.1) dan himpunan refleksi terhadap sumbu horizontal juga membentuk subgrup
yaitu
(Lemma 3.2). Menurut Teorema 3.4, grup
simetri-simetri pada nanotorus merupakan product dari Lebih lanjut,
adalah semidirect product dari
Menurut Teorema 3.7, isomorfik dengan
dan
isomorfik dengan
(Lemma 3.8), dan
yang terdiri dari
dan
, yaitu
.
. . Lebih lanjut, karena
isomorfik dengan
(Lemma
3.9), maka menurut Teorema 3.10 grup dari simetri pada nanotorus armchair dan zig-zag, yaitu
isomorfik dengan semidirect product
.
45
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
Universitas Indonesia
DAFTAR REFERENSI
Faghani, M., & Ashrafi, A. R. (2009). The Symmetry Group of Nanotubes. Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, Vol. 4, No 3, 593-596. Herstein, I. N. (1996). Abstract Algebra 3rd edition, Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall, Inc.
Housecroft, Catherine E., & Alan G. Sharpe. (2008). Inorganic Chemistry, third edition, London: Pearson Education Limited. Hungerford, Thomas W., (1974). Algebra, New York: Springer-Verlag New York, Inc. Lang, Serge., (2002). Algebra Revised 3rd edition, New York: Springer-Verlag New York, Inc. Rotman, Joseph J., (2002). Advanced Modern Algebra, Upper Saddle River, New Jersey: Pearson, Inc. Yavari, M., & Ashrafi, A. R. (2009). On the Symmetry Group of a Zig-zag and an Armchair Polyhex Carbon Nanotorus. Symmetry, 145-152. “(IUCr) Full Symmetry of Nanotori”, http://journals.iucr.org/a/issues/2009/03/00/pz5061/pz5061fig1.html, (diakses tanggal 29 Februari 2012) “Science Fair Water”, http://sciencefairwater.com/ (diakses tanggal 24 Mei 2012) “Sulfur Dioxide (Department of Environment and Resource Managament)”, http://www.derm.qld.gov.au/air/pollution/pollutants/sulfur-dioxide.html (diakses tanggal 24 Mei 2012) “Type of Nanotubes”, http://www.ncnr.nist.gov/staff/taner/nanotube/types.html, (diakses tanggal 23 Januari 2012) “Carbon Nanotubes”, http://www.personal.reading.ac.uk/~scsharip/tubes.htm, (diakses tanggal 23 Januari 2012)
46
Grup dari..., Hendry Tanuwijaya, FMIPA UI, 2012
Universitas Indonesia