MATRIKS

· Matriks adalah susunan bilangan dalam suatu persegi panjang yang diatur berdasarkan baris dan kolom.

· Ordo atau ukuran dari suatu matriks adalah banyak baris dan kolom dari suatu matriks

· Susunan horizontal disebut dengan baris

· Susunan vertical disebut dengan kolom

TRANSPOSE (Baris à Kolom)

Transpose Matriks A adalah sebuah matriks baru yang disusun dengan cara menuliskan baris pertama matriks A menjadi kolom pertama matriks baru, baris kedua matriks A menjadi kolom kedua matriks baru, dan seterusnya. Transpose matriks A dinotasikan dengan A^T. Jika matriks A berordo m x n, maka A^T berordo n x m.

KESAMAAN DUA MATRIKS

Matriks A dan matrik B dikatakan sama (A = B), jika dan hanya jika :

1. Ordo kedua matriks sama
2. Semua elemen yang seletak (bersesuaian) mempunyai nilai yang sama

PENJUMLAHAN DAN PENGURANGAN DUA MATRIKS

Jika matriks A dan matriks B berordo sama, maka penjumlahan (atau pengurangan) matriks A dengan matrik B adalah sebuah matriks baru yang diperoleh dengan cara menjumlahkan setiap elemen matriks A dengan elemen matriks B yang seletak (bersesuaian).

Sifat Penjumlahan matrik

1. Dua matriks dapat dijumlahkan jika ordonya sama
2. Penjumlahan matriks bersifat komutatif, yakni A + B = B + A
3. Penjumlahan matriks bersifat asosiatif, yakni (A + B) + C = A + (B + C)
4. Ada unsur identitas, yakni matriks O (matriks yang semua elemennya nol), yang bersifat A + O = O + A = A
5. Semua matriks A mempunyai lawan atau negatif (invers penjumlahan), yaitu – A yang bersifat A + ( - A ) = O

Jika matriks A dan matriks B berordo sama, maka pengurangan matriks A dengan matriks B adalah sebuah matrik baru yang diperoleh dengan cara mengurangkan setiap elemen matriks A dengan elemen matriks B yang seletak

PERKALIAN MATRIK

Perkalian Matrik dengan Skalar

Apabila A adalah sebuah matriks berordo m x n dan k adalah suatu bilangan real, maka kA adalah matriks baru berordo m x n yang diperoleh dari hasil perkalian k dengan elemen elemen matriks A

Perkalian Dua Matriks

Matriks A dapat dikalian dengan matriks B jika banyak kolom matriks A sama dengan banyak baris matriks B. Dengan kata lain Apabila A adalah matriks berordo m x n dan matriks B berordo n x p, hasil perkalian matriks A dengan matriks B adalah matriks baru (missal matriks C) yang berordo m x p. Hasil perkalian matriks A dengan matriks B yang sepadan diperoleh dengan cara mengalikan masing masing baris matriks A dengan masing masing kolom matriks B, kemudian menjumlahkannya.

Sifat Perkalian dua Matriks atau lebih yang sepadan

1. Perkalian matriks pada umumnya tidak komutatif

A. B ≠ B. A (kecuali untuk matrik matrik khusus)

2. Perkalian matriks bersifat asosiatif

(A. B) C = A. (B. C)

3. Perkalian matriks bersifat distributif

Distributif Kiri : A. (B + C) = A.B + A. C

Distributif Kanan : (B + C). A = B. A + C. A

4. Dalam perkalian matriks yang hanya memuat matriks-matriks persegi dengan ordo yang sama, terdapat sebuah matrik identitas, yaitu matrik satuan I, yang bersifat : I . A = A . I
5. Jika A . B = O, belum tentu A = O atau B = O

Jika A. B = A. C, belum tentu B = C

6. Jika p dan q adalah bilangan bilangan real, serta A dan B adalah matrik matriks, maka berlaku hubungan

(pA) (qB) = (pq) (A.B)

7. Jika A^t dan B^t berturut-turut adalah transpose dari matriks A dan matriks B maka :

(A. B)^t = B^t. A^t

INVERS MATRIKS

Apabila A dan B masing-masing adalah matriks persegi berordo sama dan berlaku hubungan :

Maka A adalah invers B atau B adalah invers A atau A dan B merupakan dua matriks yang saling invers.

Matriks A adalah invers matrik B ditulis A = B^-1 dan matrik B adalah invers matriks A ditulis B= A^-1

Invers Matrik ordo 2 x 2

Misal A = dengan Determinan matriks A = det A = ad – bc, maka invers matrik A diperoleh dengan

Dengan sifat

Penyelesaian Persamaan Matriks

Apabila A, B, dan X adalah matriks-matriks persegi berodo 2 dan A memiliki invers, maka

a. Penyelesaian persamaan matriks AX = B ditentukan oleh : X = A^-1 B

b. Sistem Persamaan liniear dua peubah :

dapat dinyatakan dalam bentuk matrik :

Himpunan penyelesaiannya dapat ditentukan oleh :

Invers Matriks ordo 3 x 3

Misalkan matriks A adalah matriks persegi berodo 3 yang berbentuk A =

Berdasarkan kaidah Sarrus, nilai determinan matriks A ditentukan oleh :

Det A =

Penyelesaian Sistem Persamaan Liniear Tiga Variabel (Aturan Cramer)

ditentukan oleh untuk D ≠ 0, dengan

Algoritma

Diagram Alur sering digunakan untuk menggambarkan sebuah algoritma.

Dalam matematika dan komputasi, algoritma merupakan kumpulan perintah untuk menyelesaikan suatu masalah. Perintah-perintah ini dapat diterjemahkan secara bertahap dari awal hingga akhir. Masalah tersebut dapat berupa apa saja, dengan catatan untuk setiap masalah, ada kriteria kondisi awal yang harus dipenuhi sebelum menjalankan algoritma. Algoritma akan dapat selalu berakhir untuk semua kondisi awal yang memenuhi kriteria, dalam hal ini berbeda dengan heuristik. Algoritma sering mempunyai langkah pengulangan (iterasi) atau memerlukan keputusan (logika Boolean dan perbandingan) sampai tugasnya selesai.

Desain dan analisis algoritma adalah suatu cabang khusus dalam ilmu komputer yang mempelajari karakteristik dan performa dari suatu algoritma dalam menyelesaikan masalah, terlepas dari implementasi algoritma tersebut. Dalam cabang disiplin ini algoritma dipelajari secara abstrak, terlepas dari sistem komputer atau bahasa pemrograman yang digunakan. Algoritma yang berbeda dapat diterapkan pada suatu masalah dengan kriteria yang sama.

Kompleksitas dari suatu algoritma merupakan ukuran seberapa banyak komputasi yang dibutuhkan algoritma tersebut untuk menyelesaikan masalah. Secara informal, algoritma yang dapat menyelesaikan suatu permasalahan dalam waktu yang singkat memiliki kompleksitas yang rendah, sementara algoritma yang membutuhkan waktu lama untuk menyelesaikan masalahnya mempunyai kompleksitas yang tinggi.

Sejarah istilah "algoritma"

Kata algoritma berasal dari latinisasi nama seorang ahli matematika dari Uzbekistan Al Khawārizmi (hidup sekitar abad ke-9), sebagaimana tercantum pada terjemahan karyanya dalam bahasa latin dari abad ke-12 "Algorithmi de numero Indorum". Pada awalnya kata algorisma adalah istilah yang merujuk kepada aturan-aturan aritmetis untuk menyelesaikan persoalan dengan menggunakan bilangan numerik arab (sebenarnya dari India, seperti tertulis pada judul di atas). Pada abad ke-18, istilah ini berkembang menjadi algoritma, yang mencakup semua prosedur atau urutan langkah yang jelas dan diperlukan untuk menyelesaikan suatu permasalahan.

Algortima adalah jantung ilmu computer atau informatika. Banyak cabang dari ilmu komputer yang diacu dalan terminologi algoritma,misalnya algoritma perutean (routing) pesan di dalam jaringan komputer, algoritma berensenham untuk menggambar garis lurus (bidang grafik kumputer), algoritma Knuth-Morris-Pratt untuk mencari suatu pola di dalam teks (bidang information retrievel), dan sebagainya.

Ditinjau dari asal usul kata, kata “algoritma” sendiri mempunyai sejarah yang cukup aneh. Kata ini tidak muncul di dalam kamus Webster sampai akhir tahun 1957. Orang hanya menemukan kata algorism yang berarti proses menghitung dengan angka Arab. Anda dikatakan algorist jika Anda menggunakan angka Arab. Para ahli bahasa berusaha menemukan asal kata algorism ini, namun hasilnya kurang memuaskan. Akhirnya para ahli sejarah matematika menemukan asal mula kata tersebut. Kata algorism berasal dari nama penulis buku arab yang terkenal, yaitu Abu Ja’afarMuhammad Ibnu Musa al-Khuwarizmi (al-Khuwarizmi dibaca orang barat menjadi algorism).Al-Khuwarizmi menulis buku yang berjudul Kital al jabar wal-muqabala, yang artinya “Buku pemugaran dan pengurangan” (The book of restoration and reduction). Dari judul buku ini kita juga memperoleh akar kata “aljabar” (algebra). Perubahan dari kata algorism menjadi algoritm muncul karena kata algorism sering dikelirukan dengan arithmetic, sehingga akhiran –sm beubah menjadi –thm. Karena perhitungan dengan angka Arab sudah menjadi hal yang biasa/lumrah, maka lambat laun kata algorithm berangsur-angsur dipakai sebagai metode perhitungan (komputasi) secara umum, sehingga kehilangan makna aslinya. Dalam bahasa Indonesia, kata algorithm diserap menjadi “algoritma”.

Pada tahun 1950, kata algoritma perama kali digunakan pada “algoritma Euclidean” (Euclid’s algorithm). Euclid, seorang matematikawan Yunani (lahir pada tahun 350 M), dalam bukunya yang berjudul Element menuliskan langkah-langkah untuk menemukan pembagi bersama terbesar (common greatest divisor atau gcd), dari dua buah bilangan bulat, m dan n (tapi Euclid tidak menyebut metodenya itu sebagai algoritma, baru abad modernlah ornag-orang menybut metodenya itu sebagai “algoritma Euclidean”), Pembagi terbesar dari dua buah bilangan bulat tak-negatif adalah bilangan bulat positif terbesar yang habis membagi kedua bilangan tersebut.
Misalnya, m=80 dan n=12.
Semua factor pembagi adalah
1, 2, 4, 5, 8, 10, 16, 20, 40, 80
Dan semua factor pembagi 12 adalah
1, 2, 3, 4, 6, 12
Maka gcd(80,12)=4
Langkah-langkah mencari gcd(80,12) dengan algoritma Euclidean sebagai berikut :
80 dibagi 12 hasilnya = 6, sisa = 8 (atau: 80 = 6.12 +
12 dibagi 8 hasilnya = 1, sisa = 4 (atau: 12 = 1.8 + 4)
8 dibagi 4 hasilnya = 2, sisa = 0 (atau: 8 = 4.2 + 0)

Karena pembagian yang terakhir menghasilkan 0, maka sisa pembagian terakhir sebelum 0, yaitu 4, menjadi gcd(80,12). Jadi, gcd(80,12) = gcd(12,8) = gcd(4,0) = 4.

Contoh-contoh algoritma yang sudah dijelaskan di atas memberi dua pesan penting. Pertama, sebuah algoritma harus benar. Kedua, algoritma harus berhenti, dan setelah berhenti,algoritma membri hasil yang benar. Menurut Donald E. Knuth dalam bukunya yang berjudul The art of Computer Programming, sebuah algoritma harus mempunyai lima ciri penting:
1. Algoritma harus berhenti setelah mengerjakan sejumlah langkah trbatas.
2. Setiap langkah harus didefinisikan dengan tepat dan tidak brarti-dua (ambiguous). Misalnya, pernyataan “bagilah p dengan sejumlah beberapa bilangan bulat positif”,pernyataan ini dapat bermakna ganda. Berapakah yang dimaksud dengan “beberapa”? Algoritma menjadi jelas jika langkah tersebut ditulis “bagilah p dengan 10 buah bilangan bulat positif”.
3. Algoritma memiliki nol atau lebih masukan (input). Maukan ialah besaran yang diberikan kepada algoritma untuk diproses. Algoritma Euclidean mempunyai dua buah masukan, m dan n.
4. Algortima mempunyai nol atau lebih keluaran (output). Keluaran dapat berupa pesan atau besaran yang memiliki hubungan dengan masukan.
5. Algoritma harus sangkil (effective). Setiap langkah harus sederhana shingga dapat dikerjakan dalam sejumlah waktu yang masuk akal.

Jenis-jenis Algoritma

Terdapat beragam klasifikasi algoritma dan setiap klasifikasi mempunyai alasan tersendiri. Salah satu cara untuk melakukan klasifikasi jenis-jenis algoritma adalah dengan memperhatikan paradigma dan metode yang digunakan untuk mendesain algoritma tersebut. Beberapa paradigma yang digunakan dalam menyusun suatu algoritma akan dipaparkan dibagian ini. Masing-masing paradigma dapat digunakan dalam banyak algoritma yang berbeda.

• Divide and Conquer, paradigma untuk membagi suatu permasalahan besar menjadi permasalahan-permasalahan yang lebih kecil. Pembagian masalah ini dilakukan terus menerus sampai ditemukan bagian masalah kecil yang mudah untuk dipecahkan. Singkatnya menyelesaikan keseluruhan masalah dengan membagi masalah besar dan kemudian memecahkan permasalahan-permasalahan kecil yang terbentuk.

• Dynamic programming, paradigma pemrograman dinamik akan sesuai jika digunakan pada suatu masalah yang mengandung sub-struktur yang optimal (, dan mengandung beberapa bagian permasalahan yang tumpang tindih . Paradigma ini sekilas terlihat mirip dengan paradigma Divide and Conquer, sama-sama mencoba untuk membagi permasalahan menjadi sub permasalahan yang lebih kecil, tapi secara intrinsik ada perbedaan dari karakter permasalahan yang dihadapi.

• Metode serakah. Sebuah algoritma serakah mirip dengan sebuah Pemrograman dinamik, bedanya jawaban dari submasalah tidak perlu diketahui dalam setiap tahap; dan menggunakan pilihan "serakah" apa yang dilihat terbaik pada saat itu.