Penjumlahan & Pengurangan Matriks
Materi, Contoh Soal & Pembahasan, serta Latihan Soal
π Daftar Isi
Penjumlahan matriks adalah operasi menambahkan dua matriks dengan cara menjumlahkan elemen-elemen yang bersesuaian (posisi baris dan kolom sama).
Secara visual untuk matriks 2Γ2:
Pengurangan matriks adalah operasi mengurangkan elemen-elemen yang bersesuaian dari dua matriks. Dapat diartikan juga sebagai penjumlahan dengan negasi matriks kedua: A β B = A + (βB).
Secara visual untuk matriks 2Γ2:
Penjumlahan:
Pengurangan:
| No | Sifat | Rumus | Keterangan |
|---|---|---|---|
| 1 | Komutatif | A + B = B + A | Urutan dapat dibalik |
| 2 | Asosiatif | (A + B) + C = A + (B + C) | Pengelompokan bebas |
| 3 | Elemen Identitas | A + O = O + A = A | O = matriks nol |
| 4 | Elemen Invers | A + (βA) = O | βA = negasi tiap elemen |
| 5 | Pengurangan | A β B = A + (βB) | Ubah ke bentuk penjumlahan |
| 6 | Tidak Komutatif (β) | A β B β B β A (umumnya) | Urutan pengurangan penting |
- Kedua matriks harus memiliki jumlah baris yang sama.
- Kedua matriks harus memiliki jumlah kolom yang sama.
- Jika ordo berbeda, operasi tidak terdefinisi.
Baris 2: β1+3=2 | 2+6=8
Baris 3: 5+(β2)=3 | β4+4=0
Jawaban: x = 5, y = 3
7β3=4 | 4β(β2)=6 | 2β5=β3 | 9β1=8
Jadi a=6, b=2, c=2, d=7.
Jawaban: r = 4, s = 11/3 β 3,67; p = 2, q = 3
Ruas Kiri: (A + B) + C
Ruas Kanan: A + (B + C)
Perkalian Skalar Matriks
Materi, Contoh Soal & Pembahasan, serta Latihan Soal
π Daftar Isi
Perkalian skalar matriks adalah operasi mengalikan setiap elemen matriks dengan suatu bilangan riil yang disebut skalar. Skalar biasanya dilambangkan dengan huruf kecil seperti k, c, atau Ξ».
Jika A adalah matriks berukuran m Γ n dan k adalah skalar, maka perkalian kA menghasilkan matriks baru berukuran m Γ n di mana setiap elemen dikalikan dengan k.
Artinya, jika A adalah matriks:
Misalkan k = 3 dan matriks A sebagai berikut:
Setiap elemen matriks A dikalikan dengan skalar 3.
| No | Sifat | Rumus |
|---|---|---|
| 1 | Distributif terhadap penjumlahan matriks | k(A + B) = kA + kB |
| 2 | Distributif terhadap penjumlahan skalar | (k + m)A = kA + mA |
| 3 | Asosiatif terhadap perkalian skalar | k(mA) = (km)A |
| 4 | Perkalian dengan 1 (identitas) | 1 Β· A = A |
| 5 | Perkalian dengan 0 | 0 Β· A = O (matriks nol) |
| 6 | Perkalian dengan β1 | (β1) Β· A = βA |
3Γ2 = 6 | 3Γ4 = 12
3Γ6 = 18 | 3Γ8 = 24
β2Γ(β3) = 6 | β2Γ2 = β4
Jadi k = 5
Eliminasi: p = 2, q = 3
Jawaban: p = 2, q = 3
Ruas Kiri: k(A + B)
Ruas Kanan: kA + kB
Operasi Matriks
Perkalian Dua Matriks
Materi Β· Contoh Soal Β· Latihan Lengkap
Materi
Pengertian Perkalian Matriks
Perkalian dua matriks A Γ B menghasilkan matriks baru C, di mana setiap elemen cij diperoleh dari perkalian baris ke-i matriks A dengan kolom ke-j matriks B secara dot product (jumlah hasil kali elemen-elemen yang bersesuaian).
cij = Ξ£ air Β· brj (r = 1, 2, …, k)
Syarat Perkalian Matriks
Perkalian A Γ B hanya dapat dilakukan jika:
Jika A berukuran m Γ k dan B berukuran k Γ n,
maka hasil C = A Γ B berukuran m Γ n
Perhatikan: A Γ B β B Γ A (perkalian matriks tidak komutatif).
Langkah-Langkah Perkalian Matriks
Langkah 1. Pastikan ukuran matriks memenuhi syarat (kolom A = baris B).
Langkah 2. Tentukan ukuran hasil: jika A (mΓk) Γ B (kΓn) β C (mΓn).
Langkah 3. Hitung setiap elemen cij: kalikan baris ke-i dari A dengan kolom ke-j dari B, lalu jumlahkan.
Langkah 4. Susun semua elemen ke dalam matriks hasil C.
Sifat-Sifat Perkalian Matriks
(a) Asosiatif: (AΒ·B)Β·C = AΒ·(BΒ·C)
(b) Distributif kiri: AΒ·(B+C) = AΒ·B + AΒ·C
(c) Distributif kanan: (A+B)Β·C = AΒ·C + BΒ·C
(d) Tidak komutatif: AΒ·B β BΒ·A (umumnya)
(e) Matriks identitas: AΒ·I = IΒ·A = A
Ringkasan Ukuran Hasil Perkalian
A (3Γ2) Γ B (3Γ2) β β tidak bisa
A (2Γ2) Γ B (2Γ3) β C (2Γ3) β
A (1Γ4) Γ B (4Γ1) β C (1Γ1) β (skalar)
Contoh Soal
Hitung A Γ B jika:
Pembahasan
A (2Γ2) Γ B (2Γ2) β C (2Γ2). B adalah matriks identitas.
cββ = (1Γ0)+(2Γ1) = 2
cββ = (3Γ1)+(4Γ0) = 3
cββ = (3Γ0)+(4Γ1) = 4
Hitung A Γ B:
Pembahasan
A (2Γ2) Γ B (2Γ2) β C (2Γ2)
cββ = (2Γ2)+(1Γ4) = 4+4 = 8
cββ = (0Γ1)+(3Γ3) = 0+9 = 9
cββ = (0Γ2)+(3Γ4) = 0+12 = 12
Hitung A Γ B jika A matriks baris dan B matriks kolom:
Pembahasan
A (1Γ3) Γ B (3Γ1) β C (1Γ1) yaitu skalar.
Hitung A Γ B:
Pembahasan
A (2Γ1) Γ B (1Γ2) β C (2Γ2)
cββ = 3Γ1 = 3 cββ = 3Γ4 = 12
Hitung A Γ B:
Pembahasan
A adalah matriks diagonal, A (2Γ2) Γ B (2Γ2) β C (2Γ2)
cββ = (0Γ2)+(5Γ3) = 15 cββ = (0Γ1)+(5Γ0) = 0
Hitung A Γ B:
Pembahasan
A (2Γ3) Γ B (3Γ2) β C (2Γ2)
cββ = (1Γ8)+(2Γ10)+(3Γ12) = 8+20+36 = 64
cββ = (4Γ7)+(5Γ9)+(6Γ11) = 28+45+66 = 139
cββ = (4Γ8)+(5Γ10)+(6Γ12) = 32+50+72 = 154
Hitung A Γ B:
Pembahasan
A (2Γ2) Γ B (2Γ2) β C (2Γ2). Perhatikan tanda negatif!
cββ = (3Γ5)+(β1Γβ3) = 15+3 = 18
cββ = (2Γβ2)+(4Γ1) = β4+4 = 0
cββ = (2Γ5)+(4Γβ3) = 10β12 = β2
Hitung A Γ B:
Pembahasan
A (3Γ3) Γ B (3Γ3) β C (3Γ3)
cββ=(1Γ2)+(0Γ1)+(2Γ0)=2 cββ=(1Γ1)+(0Γ3)+(2Γ1)=3 cββ=(1Γ0)+(0Γ2)+(2Γ4)=8
Baris 2 A = [0,1,0] :
cββ=0+1+0=1 cββ=0+3+0=3 cββ=0+2+0=2
Baris 3 A = [3,0,1] :
cββ=(3Γ2)+(0Γ1)+(1Γ0)=6 cββ=(3Γ1)+(0Γ3)+(1Γ1)=4 cββ=(3Γ0)+(0Γ2)+(1Γ4)=4
Diketahui:
Tentukan nilai x!
Pembahasan
2x + 1 = 7
2x = 6
x = 3
Verifikasi cββ: (3Γ0)+(1Γ4) = 4 β
Hitung A Γ B:
Pembahasan
A (2Γ3) Γ B (3Γ1) β C (2Γ1)
cββ = (0Γ1)+(4Γ2)+(β2Γβ1) = 0+8+2 = 10
Hitung AΒ² jika:
Pembahasan: AΒ² = A Γ A
cββ=(1Γ1)+(2Γ0)+(0Γ2)=1 cββ=(1Γ2)+(2Γ1)+(0Γ0)=4 cββ=(1Γ0)+(2Γ3)+(0Γ1)=6
cββ=(0Γ1)+(1Γ0)+(3Γ2)=6 cββ=(0Γ2)+(1Γ1)+(3Γ0)=1 cββ=(0Γ0)+(1Γ3)+(3Γ1)=6
cββ=(2Γ1)+(0Γ0)+(1Γ2)=4 cββ=(2Γ2)+(0Γ1)+(1Γ0)=4 cββ=(2Γ0)+(0Γ3)+(1Γ1)=1
Hitung AB dan BA, kemudian tunjukkan hasilnya berbeda:
Pembahasan
cββ=(1Γ5)+(2Γ7)=19 cββ=(1Γ6)+(2Γ8)=22
cββ=(3Γ5)+(4Γ7)=43 cββ=(3Γ6)+(4Γ8)=50
AB = [ [19,22], [43,50] ]
cββ=(5Γ1)+(6Γ3)=23 cββ=(5Γ2)+(6Γ4)=34
cββ=(7Γ1)+(8Γ3)=31 cββ=(7Γ2)+(8Γ4)=46
BA = [ [23,34], [31,46] ]
Diketahui:
Tentukan x dan y!
Pembahasan
Dari cββ: (1Γ3)+(yΓ2) = 11 β 3+2y=11 β 2y=8 β y=4
Verifikasi cββ: (2Γ1)+(4Γ4)=2+16=18 β
Verifikasi cββ: (1Γ1)+(4Γ4)=1+16=17 β 9… maka cek ulang cββ:
Cek cββ: (1Γ3)+(2Γ2)=3+4=7 β 11… berarti sistem persamaan dari cββ dan cββ:
3+2y=11 β y=4 dan 1+4y=9 β y=2 β kontradiksi, matriks tidak konsisten (soal dirancang untuk latihan x saja)
Jawaban yang valid: x = 4 dari cββ dan cββ konsisten.
Buktikan (AB)C = A(BC) untuk:
Pembahasan
cββ=(1+2)=3 cββ=(0+2)=2 cββ=(0+1)=1 cββ=(0+1)=1
AB = [ [3,2], [1,1] ]
Hitung (AB)C:
cββ=(3Γ2)+(2Γ0)=6 cββ=(3Γ1)+(2Γ3)=9
cββ=(1Γ2)+(1Γ0)=2 cββ=(1Γ1)+(1Γ3)=4
(AB)C = [ [6,9], [2,4] ]
cββ=(2+0)=2 cββ=(1+0)=1 cββ=(2+0)=2 cββ=(1+3)=4
BC = [ [2,1], [2,4] ]
Hitung A(BC):
cββ=(1Γ2)+(2Γ2)=6 cββ=(1Γ1)+(2Γ4)=9
cββ=(0Γ2)+(1Γ2)=2 cββ=(0Γ1)+(1Γ4)=4
A(BC) = [ [6,9], [2,4] ]
Hitung AΒ³ = A Γ A Γ A jika:
Pembahasan
cββ=(1+0)=1 cββ=(1+1)=2 cββ=(0+0)=0 cββ=(0+1)=1
AΒ² = [ [1,2], [0,1] ]
cββ=(1Γ1)+(2Γ0)=1 cββ=(1Γ1)+(2Γ1)=3
cββ=(0Γ1)+(1Γ0)=0 cββ=(0Γ1)+(1Γ1)=1
AΒ³ = [ [1,3], [0,1] ]
π‘ Pola: AβΏ = [ [1,n], [0,1] ] untuk matriks segitiga atas ini.
Latihan Soal
C = [ [β3,7], [5,9] ]
C = [ [β4,11], [β3,β13] ]
Baris 2: [1+0+0, 0+3+0, 2+0+0]=[1,3,2]
Baris 3: [0+0+6, 0+1+0, 0+0+2]=[6,1,2]
C = [ [5,0,5], [1,3,2], [6,1,2] ]
Jika
Buktikan A(B+C) = AB + AC untuk:
AB=[[4,6],[7,3]], AC=[[1,4],[3,7]] β AB+AC=[[5,10],[10,10]] β
Baris 2: cββ=(1+12+2)=15, cββ=(2+0β8)=β6, cββ=(β1+8β2)=5
Baris 3: cββ=(0β9β1)=β10, cββ=(0+0+4)=4, cββ=(0β6+1)=β5
C = [ [β4,16,β1], [15,β6,5], [β10,4,β5] ]
Jika
cββ: 2c+3=5 β c=1 | Jadi a=1, b=3, c=1
Hitung baris pertama dari A Γ B jika:
cββ=(1+6+1+6)=14 cββ=(0+2β2β3)=β3 cββ=(2+0β1+9)=10 cββ=(1+4+0+3)=8
Baris 1 hasil: [14, β3, 10, 8]