Transcript A  B - Erwin Sitompul

Kuliah 3
2. HIMPUNAN
Matematika Diskrit
Dr.-Ing. Erwin Sitompul
http://zitompul.wordpress.com
Pekerjaan Rumah (PR 2)
No.1:
Diberikan pernyataan “Perlu memiliki password yang sah
agar Anda bisa log on ke server.”
a) Nyatakanlah pernyataan di atas dalam bentuk proposisi
“jika p maka q.”
b) Tentukanlah ingkaran, konversi, inversi, dan kontraposisi
dari pernyataan tersebut.
No.2:
Periksa kesahihan argumen berikut ini:
“Jika 5 lebih kecil dari 4, maka 5 bukan bilangan prima.”
“5 tidak lebih kecil dari 4.”
“5 adalah bilangan prima.”
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit
3/2
No.1:
Solusi Pekerjaan Rumah (PR 2)
Diberikan pernyataan “Perlu memiliki password yang sah agar
Anda bisa log on ke server.”
q syarat perlu untuk p
Solusi:
a) “Jika Anda bisa log on ke server, maka Anda memiliki
password yang sah.”
Ingkaran: ~(p  q)  p  ~q
b) Ingkaran:
“Anda bisa log on ke server dan (walaupun) Anda tidak
memiliki password yang sah.”
Konversi: q  p
Konversi:
“Jika Anda memiliki password yang sah, maka Anda bisa log
on ke server.”
Inversi: ~p  ~q
Inversi:
“Jika Anda tidak bisa log on ke server, maka Anda tidak
memiliki password yang sah.”
Kontraposisi: ~q  ~p
Kontraposisi:
“Jika Anda tidak memiliki password yang sah, maka Anda
tidak bisa log on ke server.”
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit
3/3
No.2:
Solusi Pekerjaan Rumah (PR 2)
Periksa kesahihan argumen berikut ini:
“Jika 5 lebih kecil dari 4, maka 5 bukan bilangan prima.”
“5 tidak lebih kecil dari 4.”
“5 adalah bilangan prima.”
Solusi:
Misalkan:
p : 5 lebih kecil dari 4.
q : 5 bukan bilangan prima.
Maka argumen di atas dapat dituliskan dengan:
pq
~p
~q
 Perhatikan baris 3.
 Konklusi ~q salah, walaupun
semua hipotesis benar.
 Jadi, argumen tersebut tidak
sahih atau p a l s u.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit
3/4
Terminologi Himpunan
Himpunan (set) adalah kumpulan obyek-obyek yang
berbeda.
Obyek di dalam himpunan disebut elemen, unsur,
atau anggota.
Contoh:
 HIPMI, HKTI, Paguyuban
Pasundan, dll, dimana tiap
anggota berbeda satu sama
lain.
 PSSI, APKASI, PBB.
 PUSU (President University
Student Union).
 Satu set huruf (besar dan
kecil).
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit
3/5
Cara Penulisan Himpunan
1. Enumerasi
Penulisan setiap anggota himpunan dilakukan secara rinci.
Contoh:
 Himpunan empat bilangan asli pertama: A = { 1, 2, 3, 4 }.
 Himpunan lima bilangan genap positif pertama:
B = { 2, 4, 6, 8, 10 }.
 C = { kucing, a, Amir, 10, paku }.
 R = { a, b, {a, b, c}, {a, c} }.
 C = { a, {a}, {{a}} }.
 K = { {} }, dimana {} adalah himpunan kosong.
 Himpunan 100 buah bilangan asli pertama: { 1, 2, ..., 100 }.
 Himpunan bilangan bulat ditulis sebagai:
{…, –2, –1, 0, 1, 2, …}.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit
3/6
Cara Penulisan Himpunan
Keanggotaan
x  A : x merupakan anggota himpunan A.
x  A : x bukan merupakan anggota himpunan A.
Contoh:
Misalkan A = { 1, 2, 3, 4 }, R = { a, b, {a, b, c}, {a, c} },
K ={ {} }, maka:
 3A
 { a, b, c }  R
 {c}R
 {}K
 {}R
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit
3/7
Cara Penulisan Himpunan
Contoh:
Jika P1 = { a, b },
P2 = { { a, b } },
P3 = { { { a, b } } },
maka
a  P1
a  P2
P1  P2
P1  P3
P2  P3
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit
3/8
Cara Penulisan Himpunan
2. Simbol-Simbol Baku
P
N
Z
Q
R
C
=
=
=
=
=
=
himpunan bilangan bulat positif = { 1, 2, 3, ... }.
himpunan bilangan asli = { 1, 2, ... }.
himpunan bilangan bulat = { ..., –2, –1, 0, 1, 2, ... }.
himpunan bilangan rasional (pecahan).
himpunan bilangan riil.
himpunan bilangan kompleks.
Himpunan yang universal disebut: semesta, dan
disimbolkan dengan U.
Contoh:
Misalkan U = { 1, 2, 3, 4, 5 }, maka A adalah himpunan
bagian dari U, dimana A = { 1, 3, 5 }.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit
3/9
Cara Penulisan Himpunan
3. Notasi Pembentuk Himpunan
Notasi: { x | syarat yang harus dipenuhi oleh x }.
Contoh:
a) A adalah himpunan bilangan bulat positif kecil dari 5.
A = { x | x bilangan bulat positif lebih kecil dari 5 }.
A = { x | x  P, x < 5 }.
A = { 1, 2, 3, 4 }.
b) M = { x | x adalah mahasiswa yang menghadiri kuliah
Matematika Diskrit hari ini}.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/10
Cara Penulisan Himpunan
4. Diagram Venn
Merupakan suatu cara untuk mengilustrasikan hubungan
antar himpunan secara grafis.
Contoh:
Misalkan U = { 1, 2, …, 7, 8 }, A = { 1, 2, 3, 5 }, dan
B = { 2, 5, 6, 8 }.
Diagram Venn:
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/11
Kardinalitas
Jumlah anggota di dalam himpunan A disebut
kardinal dari himpunan A.
Notasi: n(A) atauA.
Contoh:
a) B = { x | x merupakan bilangan prima lebih kecil dari 20 },
B = { 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19 },
maka B = 8.
b) T = { kucing, a, Amir, 10, paku },
maka T = 5.
c) A = { a, {a}, {{a}} },
maka A = 3.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/12
Himpunan Kosong (Null Set)
Himpunan dengan kardinal = 0 disebut himpunan
kosong (null set).
Notasi:  atau { }.
Contoh:
a) E = { x | x < x },
maka n(E) = 0  E =  atau E = { }.
b) P = { orang Indonesia yang pernah ke bulan },
maka n(P) = 0  P =  atau P = { }.
c) A = { x | x adalah akar riil dari persamaan kuadrat x2 + 1 = 0 },
maka n(A) = 0  A =  atau A = { }.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/13
Himpunan Kosong (Null Set)
 Himpunan { {} } dapat juga ditulis sebagai {}.
 Himpunan { {}, {{}} } dapat juga ditulis sebagai {, {}}.
 {} bukan himpunan kosong karena ia memuat satu anggota
yaitu himpunan kosong.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/14
Himpunan Bagian (Subset)
Himpunan A dikatakan himpunan bagian dari B jika
dan hanya jika setiap anggota A merupakan anggota
dari B. Dalam hal ini, B dikatakan superset dari A.
Notasi: A  B
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/15
Himpunan Bagian (Subset)
Contoh:
a) { 1, 2, 3 }  { 1, 2, 3, 4, 5 }.
b) { 1, 2, 3 }  { 1, 2, 3 }.
c) N  Z  R  C.
d) Jika A = { (x, y) | x + y < 4, x  0, y  0 } dan
B = { (x, y) | 2x + y < 4, x  0 dan y  0 },
maka B  A.
Teorema 1.
Untuk sembarang himpunan A berlaku hal-hal sebagai berikut:
a) A adalah himpunan bagian dari A itu sendiri (A  A).
b) Himpunan kosong adalah himpunan bagian dari A (  A).
c) Jika A  B dan B  C, maka A  C.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/16
Proper dan Improper Subset
Pada   A dan A  A, maka A disebut himpunan bagian tak
sebenarnya (improper subset) dari himpunan A.
Contoh:
Bila A = { 1, 2, 3 }, maka { 1, 2, 3 } dan  adalah improper
subset dari A.
 A  B berbeda dengan A  B.
 A  B : A adalah himpunan bagian dari B, tetapi tidak
dimungkinkan A = B (A adalah proper subset dari B).
 A  B : A adalah himpunan bagian dari B yang
memungkinkan A = B (A adalah improper subset dari B).
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/17
Proper dan Improper Subset
Contoh:
Misalkan A = { 1, 2, 3 } dan B = { 1, 2, 3, 4, 5 }.
Tentukan semua kemungkinan himpunan C sedemikian
sehingga A  C dan C  B, yaitu A adalah proper subset
dari C dan C adalah proper subset dari B.
Solusi:
C harus mengandung semua anggota A = { 1, 2, 3 } dan
sedikitnya satu anggota dari B yang bukan anggota A.
Dengan demikian, C = { 1, 2, 3, 4 } atau C = { 1, 2, 3, 5 }.
C tidak boleh memuat 4 dan 5 sekaligus karena C adalah
proper subset dari B.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/18
Himpunan Identik
 A = B (A identik B) jika dan hanya jika setiap anggota A
merupakan anggota B dan sebaliknya setiap anggota B
merupakan anggota A.
 A = B jika A adalah himpunan bagian dari B dan B adalah
himpunan bagian dari A. Jika tidak demikian, maka A  B.
 Notasi: A = B  A  B dan B  A
Contoh:
a) Jika A = { 0, 1 } dan B = { x | x(x – 1) = 0 },
maka A = B.
b) Jika A = { 3, 5, 8, 5 } dan B = { 5, 3, 8 },
maka A = B.
c) Jika A = { 3, 5, 8, 5 } dan B = { 3, 8 },
maka A  B.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/19
Himpunan Ekivalen
 Himpunan A dikatakan ekivalen dengan himpunan B jika dan
hanya jika kardinal dari kedua himpunan tersebut sama.
 Notasi: A ~ B  A = B
Contoh:
Misalkan A = { 1, 3, 5, 7 } dan B = { a, b, c, d },
maka A ~ B, sebab A = B = 4.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/20
Himpunan Saling Lepas
 Dua himpunan A dan B dikatakan saling lepas (disjoint)
jika keduanya tidak memiliki anggota yang sama.
 Notasi: A // B
Contoh:
Jika A = { x | x  P, x < 8 } dan B = { 10, 20, 30, ... },
maka A // B.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/21
Himpunan Kuasa
 Himpunan kuasa (power set) dari himpunan A adalah
suatu himpunan yang anggotanya merupakan semua
himpunan bagian dari A, termasuk himpunan kosong
dan himpunan A sendiri.
 Notasi : P(A) atau 2A
 Bila A= m, maka P(A)= 2m.
Contoh:
 Jika A = { 1, 2 },
maka P(A) = { , { 1 }, { 2 }, { 1, 2 }}.
 Jika T = {kucing, Amir, paku},
maka P(T) = { , {kucing}, {Amir}, {paku}, {kucing, Amir},
{kucing, paku}, {Amir, paku}, {kucing, Amir,
paku} }.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/22
Operasi Terhadap Himpunan
1. Irisan (Intersection)
Notasi: A  B = { x | x  A dan x  B }
Contoh:
 Jika A = { 2, 4, 6, 8, 10 } dan B = { 4, 10, 14, 18 },
maka A  B = { 4, 10 }.
 Jika A = { 3, 5, 9 } dan B = { –2, 6 },
maka A  B = , artinya A // B.
 A   = .
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/23
Operasi Terhadap Himpunan
2. Gabungan (Union)
Notasi: A  B = { x | x  A atau x  B }
Contoh:
 Jika A = { 2, 5, 8 } dan B = { 7, 5, 22 },
maka A  B = { 2, 5, 7, 8, 22 }.
 A   = A.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/24
Operasi Terhadap Himpunan
3. Komplemen (Complement)
Notasi: A = { x | x  U dan x  A }
Contoh:
 Misalkan U = { a, b, c, d, e, f, g, h, i, j }.
Jika A = { a, c, d, f, h, i },
maka A = { b, e, g, j }.
 Misalkan U = { x | x  P dan x < 9 }.
Jika B = { x | x/2  P dan x < 9 },
maka B = { 1, 3, 5, 7 }.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/25
Operasi Terhadap Himpunan
Contoh:
Misalkan:
A = Himpunan semua mobil buatan dalam negeri
B = Himpunan semua mobil impor
C = Himpunan semua mobil yang dibuat sebelum tahun 2005
D = Himpunan semua mobil yang nilai jualnya kurang dari
Rp 150 juta
E = Himpunan semua mobil milik mahasiswa PU
(EA)(EB)  E(AB)
Maka:
a) “Semua mobil milik mahasiswa PU yang diproduksi di
dalam negeri atau diimpor dari luar negeri.”
ACD
b) “Semua mobil produksi dalam negeri yang dibuat sebelum
tahun 2005 yang nilai jualnya kurang dari Rp.150 juta.”
c) “Semua mobil impor buatan setelah tahun 2005 yang
mempunyai nilai jual lebih dari Rp.150 juta.”
BCD
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/26
Operasi Terhadap Himpunan
4. Selisih (Difference)
Notasi: A – B = { x | x  A dan x  B } = A  B
Contoh:
 Jika A = { 1, 2, 3, ..., 10 } dan B = { 2, 4, 6, 8, 10 },
maka A – B = { 1, 3, 5, 7, 9 } dan B – A = .
 { 1, 3, 5 } – { 1, 2, 3 } = { 5 },
tetapi { 1, 2, 3 } – { 1, 3, 5 } = { 2 }.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/27
Operasi Terhadap Himpunan
5. Selisih Simetris (Symmetric Difference)
Notasi: A  B = (A  B) – (A  B) = (A – B)  (B – A)
Contoh:
Jika A = { 2, 4, 6 } dan B = { 2, 3, 5 },
maka A  B = { 3, 4, 5, 6 }.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/28
Operasi Terhadap Himpunan
Contoh:
Misalkan:
U = Himpunan mahasiswa
P = Himpunan mahasiswa dengan nilai UTS > 80
Q = Himpunan mahasiswa dengan nilai UAS > 80
Seorang mahasiswa mendapat nilai A jika nilai UTS dan nilai
UAS keduanya di atas 80, mendapat nilai B jika salah satu
ujian di atas 80, dan mendapat nilai C jika kedua ujian di
bawah 80.
Maka:
a)“Semua mahasiswa yang
PQ
mendapat nilai A.”
b)“Semua mahasiswa yang
mendapat nilai B.”
PQ
c) “Semua mahasiswa yang U–(PQ)
mendapat nilai C.”
PQ
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/29
Operasi Terhadap Himpunan
5. Perkalian Kartesian (Cartesian Product)
Notasi: A  B = { (a, b) | a  A atau b  B }
Contoh:
 Misalkan C = { 1, 2, 3 } dan D = { a, b },
maka C  D = { (1, a), (1, b), (2, a), (2, b), (3, a), (3, b) }.
 Misalkan
I = Himpunan semua bilangan riil pada sumbu x,
J = Himpunan semua bilangan riil pada sumbu y.
Maka I  J = Himpunan semua titik pada bidang datar xy.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/30
Operasi Terhadap Himpunan
Catatan:
1. Jika A dan B merupakan himpunan berhingga,
maka A  B = A.B.
2. (a, b)  (b, a).
3. A  B  B  A, dengan syarat A atau B tidak kosong.
4. Jika A =  atau B = , maka A  B = B  A = .
Contoh:
 Sebelumnya, C = { 1, 2, 3 } dan D = { a, b },
C  D = { (1, a), (1, b), (2, a), (2, b), (3, a), (3, b) }.
D  C = { (a, 1), (a, 2), (a, 3), (b, 1), (b, 2), (b, 3) }.
CDDC
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/31
Operasi Terhadap Himpunan
Contoh:
Misalkan
A = Himpunan makanan
= { s=soto, g=gado-gado, n=nasi goreng, m=mie rebus }
J = Himpunan minuman
= { c=coca-cola, t=teh, d=es dawet }
Berapa banyak kombinasi makanan dan minuman yang
dapat disusun dari kedua himpunan di atas?
Solusi:
A  B = AB = 43 = 12 kombinasi, yaitu:
{ (s, c), (s, t), (s, d), (g, c), (g, t), (g, d),
(n, c), (n, t), (n, d), (m, c), (m, t), (m, d) }.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/32
Hukum-Hukum Aljabar Himpunan
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/33
Hukum-Hukum Aljabar Himpunan
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/34
Latihan
Contoh:
Untuk diagram Venn berikut, yang
menampilkan himpunan A, B, dan C
di dalam himpunan semesta U,
tentukan nomor-nomor yang sesuai
dengan notasi simbolik aljabar
himpunan berikut:
3,4,6,7
h) A  B
a) A  B 1,2
i) (A – B) – C
b) B  C 1,3
c) A  C 1,2,3,4,5,7 j) A – (B – C)
k) (A  B)  C
d) B  A 4,7
l) A  (B  C)
e) A  B  C 1
f) (A  B)  C 2,6,7 m) (A  B) – C
g) (A  B) – C 2,6,7 n) (A  C) – B
Erwin Sitompul
7
1,4,7
1,5,6,7
1,5,6,7
3,4
4,8
Matematika Diskrit 3/35
Pekerjaan Rumah (PR 3)
Diberikan U = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 } sebagai sebuah
himpunan semesta dan diberikan pula:
A = { 1, 2, 3, 4, 5 },
B = { 4, 5, 6, 7 },
C = { 5, 6, 7, 8, 9 },
D = { 1, 3, 5, 7, 9 },
E = { 2, 4, 6, 8 },
F = { 1, 5, 9 }.
Tentukanlah:
a) A  C
b) A  B
c) A  F
d) (C  D)  E
e) (F – C) – A
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/36
Pekerjaan Rumah (PR 3)
New
No.1:
Untuk soal yang sama, tentukanlah:
f) (A  B)  (C  D)
i) (B –C)  F
g) (E  F) – A
j) (E – C) – A
h) B – (C  F)
No.2:
Dari 35 mahasiswa IE seangkatan, 15 orang mempertimbangkan memilih
konsentrasi Management, tetapi baru 6 orang yang memberi kepastian.
Sementara itu, 25 orang berpikir-pikir untuk memilih konsentrasi
Manufacturing dan baru 17 orang sudah memberi kepastian. Konsentrasi
Power Plant Management dipertimbangkan oleh 4 orang dan hanya 1 orang
yang belum memberi kepastian.
Bila tidak ada mahasiswa yang mempertimbangkan 3 konsentrasi sekaligus,
gambarlah diagram Venn dari keadaan tersebut di atas.
Erwin Sitompul
Matematika Diskrit 3/37