Menentukan Matriks X dari Persamaan AX=B dan XA=B

Matematika SMA/MA/SMK/MAK

Menentukan Matriks X dari Persamaan AX = B dan XA = B

📖 Mengamati

Pendahuluan

Dalam aljabar matriks, kita sering menemui persamaan yang melibatkan matriks yang tidak diketahui. Dua bentuk persamaan yang paling umum adalah:

  • AX = B → matriks X berada di sebelah kanan matriks A
  • XA = B → matriks X berada di sebelah kiri matriks A

Tujuan kita adalah menentukan matriks X yang memenuhi persamaan tersebut.

⚠️ Penting!

Perkalian matriks tidak komutatif, artinya AB ≠ BA pada umumnya. Oleh karena itu, cara menyelesaikan AX = B berbeda dengan XA = B.

🧠 Menalar

Konsep Dasar: Menggunakan Invers Matriks

Untuk menyelesaikan persamaan matriks, kita memerlukan invers matriks. Jika A adalah matriks persegi berordo n×n dan det(A) ≠ 0, maka A memiliki invers yang dilambangkan A−1.

Invers Matriks 2×2

Jika A = abcd, maka:

A−1 = 1/(ad−bc) × d−b−ca

dengan syarat det(A) = ad − bc ≠ 0

Sifat Invers:

  • A × A−1 = I (matriks identitas)
  • A−1 × A = I (matriks identitas)
🧠 Menalar

Bentuk I: Menentukan X dari AX = B

Langkah Penyelesaian:

Diketahui: AX = B

Langkah 1: Kalikan kedua ruas dari kiri dengan A−1

A−1 × AX = A−1 × B

Langkah 2: Karena A−1A = I, maka:

IX = A−1B

X = A−1B

🔑 Rumus: X = A−1 × B

Mengalikan dari KIRI dengan invers A

🧠 Menalar

Bentuk II: Menentukan X dari XA = B

Langkah Penyelesaian:

Diketahui: XA = B

Langkah 1: Kalikan kedua ruas dari kanan dengan A−1

XA × A−1 = B × A−1

Langkah 2: Karena AA−1 = I, maka:

XI = BA−1

X = BA−1

🔑 Rumus: X = B × A−1

Mengalikan dari KANAN dengan invers A

💬 Mengkomunikasikan

Perbandingan Kedua Bentuk

Aspek AX = B XA = B
Posisi X Di kanan A Di kiri A
Cara menyelesaikan Kali kiri dengan A−1 Kali kanan dengan A−1
Hasil X = A−1B X = BA−1
❓ Menanya

Pertanyaan Kritis

  1. Mengapa pada AX = B kita mengalikan dari kiri, bukan dari kanan?
    → Karena A berada di kiri X, sehingga invers A harus ditempatkan di kiri agar A−1A = I.
  2. Apa yang terjadi jika det(A) = 0?
    → Matriks A tidak memiliki invers, sehingga persamaan tidak dapat diselesaikan dengan metode invers.
  3. Apakah A−1B selalu sama dengan BA−1?
    → Tidak! Perkalian matriks tidak komutatif, sehingga hasilnya umumnya berbeda.
✏️ Mencoba

Contoh Soal: Bentuk AX = B

● Tingkat Mudah

Contoh 1:

Tentukan matriks X jika AX = B, dengan:

A = 2111 dan B = 5332

Pembahasan:

Langkah 1: Hitung det(A) = (2)(1) − (1)(1) = 2 − 1 = 1

Langkah 2: Hitung A−1 = 1/1 × 1−1−12 = 1−1−12

Langkah 3: X = A−1B = 1−1−12 × 5332

= (1)(5)+(−1)(3)(1)(3)+(−1)(2)(−1)(5)+(2)(3)(−1)(3)+(2)(2)

= 2111

Jadi, X = 2111

Contoh 2:

Tentukan matriks X jika AX = B, dengan:

A = 1203 dan B = 7496

Pembahasan:

Langkah 1: det(A) = (1)(3) − (2)(0) = 3

Langkah 2: A−1 = 1/3 × 3−201 = 1−2/301/3

Langkah 3: X = A−1B = 1−2/301/3 × 7496

= 7−64−40+30+2 = 1032

Jadi, X = 1032

Contoh 3:

Tentukan matriks X jika AX = B, dengan:

A = 3002 dan B = 6948

Pembahasan:

Langkah 1: det(A) = (3)(2) − (0)(0) = 6

Langkah 2: A−1 = 1/6 × 2003 = 1/3001/2

Langkah 3: X = A−1B = 1/3001/2 × 6948

= 2324

Jadi, X = 2324

Contoh 4:

Tentukan matriks X jika AX = B, dengan:

A = 1021 dan B = 3185

Pembahasan:

Langkah 1: det(A) = (1)(1) − (0)(2) = 1

Langkah 2: A−1 = 10−21

Langkah 3: X = A−1B = 10−21 × 3185

= 3123

Jadi, X = 3123

Contoh 5:

Tentukan matriks X jika AX = B, dengan:

A = 4131 dan B = 5241

Pembahasan:

Langkah 1: det(A) = (4)(1) − (1)(3) = 4 − 3 = 1

Langkah 2: A−1 = 1−1−34

Langkah 3: X = A−1B = 1−1−34 × 5241

= 5−42−1−15+16−6+4 = 111−2

Jadi, X = 111−2

● Tingkat Sedang

Contoh 6:

Tentukan matriks X jika AX = B, dengan:

A = 2312 dan B = 11774

Pembahasan:

Langkah 1: det(A) = (2)(2) − (3)(1) = 4 − 3 = 1

Langkah 2: A−1 = 2−3−12

Langkah 3: X = 2−3−12 × 11774

= 22−2114−12−11+14−7+8 = 1231

Jadi, X = 1231

Contoh 7:

Tentukan matriks X jika AX = B, dengan:

A = 5231 dan B = −1805

Pembahasan:

Langkah 1: det(A) = (5)(1) − (2)(3) = 5 − 6 = −1

Langkah 2: A−1 = 1/(−1) × 1−2−35 = −123−5

Langkah 3: X = −123−5 × −1805

= 1+0−8+10−3+024−25 = 12−3−1

Jadi, X = 12−3−1

Contoh 8:

Tentukan matriks X jika AX = B, dengan:

A = 3423 dan B = 1−21−1

Pembahasan:

Langkah 1: det(A) = 9 − 8 = 1

Langkah 2: A−1 = 3−4−23

Langkah 3: X = 3−4−23 × 1−21−1

= 3−4−6+4−2+34−3 = −1−211

Jadi, X = −1−211

Contoh 9:

Tentukan matriks X jika AX = B, dengan:

A = 1−123 dan B = 4−3131

Pembahasan:

Langkah 1: det(A) = (1)(3) − (−1)(2) = 3 + 2 = 5

Langkah 2: A−1 = 1/5 × 31−21 = 3/51/5−2/51/5

Langkah 3: X = 3/51/5−2/51/5 × 4−3131

= 12/5+13/5−9/5+1/5−8/5+13/56/5+1/5 = 5−8/517/5

Jadi, X = 5−8/517/5

Contoh 10:

Tentukan matriks X jika AX = B, dengan:

A = 2−143 dan B = 351610

Pembahasan:

Langkah 1: det(A) = 6 − (−4) = 10

Langkah 2: A−1 = 1/10 × 31−42 = 3/101/10−4/102/10

Langkah 3: X = 3/101/10−2/51/5 × 351610

= 9/10+16/1015/10+10/10−6/5+16/5−10/5+10/5 = 5/25/220

Jadi, X = 5/25/220

● Tingkat Sulit

Contoh 11:

Tentukan matriks X jika 2AX + B = 3I, dengan:

A = 1213 dan B = 1001

Pembahasan:

Langkah 1: Ubah ke bentuk AX = …

2AX = 3I − B = 3003 − 1001 = 2002

AX = 1/2 × 2002 = 1001 = I

Langkah 2: det(A) = 3 − 2 = 1, A−1 = 3−2−11

Langkah 3: X = A−1 × I = A−1 = 3−2−11

Jadi, X = 3−2−11

Contoh 12:

Tentukan matriks X jika AX − 2B = A, dengan:

A = 3152 dan B = 1021

Pembahasan:

Langkah 1: AX = A + 2B = 3152 + 2042 = 5194

Langkah 2: det(A) = 6 − 5 = 1, A−1 = 2−1−53

Langkah 3: X = A−1(A+2B) = 2−1−53 × 5194

= 10−92−4−25+27−5+12 = 1−227

Jadi, X = 1−227

Contoh 13:

Tentukan matriks X jika A(X + I) = B, dengan:

A = 2132 dan B = 5385

Pembahasan:

Langkah 1: det(A) = 4 − 3 = 1, A−1 = 2−1−32

Langkah 2: X + I = A−1B = 2−1−32 × 5385 = 2111

Langkah 3: X = 2111 − 1001 = 1110

Jadi, X = 1110

Contoh 14:

Tentukan matriks X jika AXA = B, dengan:

A = 1101 dan B = 3512

Pembahasan:

Langkah 1: det(A) = 1 − 0 = 1, A−1 = 1−101

Langkah 2: Dari AXA = B, kalikan kiri dengan A−1: XA = A−1B

A−1B = 1−101 × 3512 = 2312

Langkah 3: Kalikan kanan dengan A−1: X = A−1B × A−1

= 2312 × 1−101 = 2111

Jadi, X = 2111

Contoh 15:

Tentukan matriks X jika A²X = B, dengan:

A = 1101 dan B = 3411

Pembahasan:

Langkah 1: Hitung A² = A × A = 1101 × 1101 = 1201

Langkah 2: det(A²) = 1 − 0 = 1, (A²)−1 = 1−201

Langkah 3: X = (A²)−1B = 1−201 × 3411

= 3−24−20+10+1 = 1211

Jadi, X = 1211

✏️ Mencoba

Contoh Soal: Bentuk XA = B

● Tingkat Mudah

Contoh 1:

Tentukan matriks X jika XA = B, dengan:

A = 2111 dan B = 5332

Pembahasan:

Langkah 1: det(A) = 2 − 1 = 1, A−1 = 1−1−12

Langkah 2: X = B × A−1 = 5332 × 1−1−12

= 5−3−5+63−2−3+4 = 2111

Jadi, X = 2111

Contoh 2:

Tentukan matriks X jika XA = B, dengan:

A = 1021 dan B = 4365

Pembahasan:

Langkah 1: det(A) = 1, A−1 = 10−21

Langkah 2: X = BA−1 = 4365 × 10−21

= 4−60+36−100+5 = −23−45

Jadi, X = −23−45

Contoh 3:

Tentukan matriks X jika XA = B, dengan:

A = 3002 dan B = 6498

Pembahasan:

Langkah 1: det(A) = 6, A−1 = 1/3001/2

Langkah 2: X = BA−1 = 6498 × 1/3001/2 = 2234

Jadi, X = 2234

Contoh 4:

Tentukan matriks X jika XA = B, dengan:

A = 1301 dan B = 2714

Pembahasan:

Langkah 1: det(A) = 1, A−1 = 1−301

Langkah 2: X = BA−1 = 2714 × 1−301

= 2−6+71−3+4 = 2111

Jadi, X = 2111

Contoh 5:

Tentukan matriks X jika XA = B, dengan:

A = 4311 dan B = 7554

Pembahasan:

Langkah 1: det(A) = 4 − 3 = 1, A−1 = 1−3−14

Langkah 2: X = BA−1 = 7554 × 1−3−14

= 7−5−21+205−4−15+16 = 2−111

Jadi, X = 2−111

● Tingkat Sedang

Contoh 6:

Tentukan matriks X jika XA = B, dengan:

A = 2312 dan B = 81157

Pembahasan:

det(A) = 4 − 3 = 1, A−1 = 2−3−12

X = BA−1 = 81157 × 2−3−12

= 16−11−24+2210−7−15+14 = 5−23−1

Jadi, X = 5−23−1

Contoh 7:

Tentukan matriks X jika XA = B, dengan:

A = 5231 dan B = 4173

Pembahasan:

det(A) = 5 − 6 = −1, A−1 = −123−5

X = BA−1 = 4173 × −123−5

= −4+38−5−7+914−15 = −132−1

Jadi, X = −132−1

Contoh 8:

Tentukan matriks X jika XA = B, dengan:

A = 1−231 dan B = −504−3

Pembahasan:

det(A) = 1+6 = 7, A−1 = 1/7 × 12−31

X = BA−1 = −504−3 × 1/7 × 12−31

= 1/7 × −5−10135 = −5/7−10/713/75/7

Jadi, X = −5/7−10/713/75/7

Contoh 9:

Tentukan matriks X jika XA = B, dengan:

A = 3423 dan B = −1−256

Pembahasan:

det(A) = 9−8 = 1, A−1 = 3−4−23

X = BA−1 = −1−256 × 3−4−23

= −3+44−615−12−20+18 = 1−23−2

Jadi, X = 1−23−2

Contoh 10:

Tentukan matriks X jika XA = B, dengan:

A = 2−143 dan B = 05107

Pembahasan:

det(A) = 6+4 = 10, A−1 = 1/10 × 31−42

X = BA−1 = 05107 × 1/10 × 31−42

= 1/10 × −2010224 = −211/512/5

Jadi, X = −211/512/5

● Tingkat Sulit

Contoh 11:

Tentukan matriks X jika XA + B = 2I, dengan:

A = 1213 dan B = 0−21−1

Pembahasan:

Langkah 1: XA = 2I − B = 2002 − 0−21−1 = 22−13

Langkah 2: det(A) = 3−2 = 1, A−1 = 3−2−11

Langkah 3: X = (2I−B)A−1 = 22−13 × 3−2−11

= 6−2−4+2−3−32+3 = 4−2−65

Jadi, X = 4−2−65

Contoh 12:

Tentukan matriks X jika XA − A = B, dengan:

A = 2111 dan B = 3211

Pembahasan:

Langkah 1: XA = B + A = 5322

Langkah 2: det(A) = 1, A−1 = 1−1−12

Langkah 3: X = (B+A)A−1 = 5322 × 1−1−12

= 5−3−5+62−2−2+4 = 2102

Jadi, X = 2102

Contoh 13:

Tentukan matriks X jika (X−I)A = B, dengan:

A = 3121 dan B = 4162

Pembahasan:

Langkah 1: det(A) = 3−2 = 1, A−1 = 1−1−23

Langkah 2: X − I = BA−1 = 4162 × 1−1−23 = 2−120

Langkah 3: X = 2−120 + I = 3−121

Jadi, X = 3−121

Contoh 14:

Tentukan matriks X jika AXA = B, dengan:

A = 2111 dan B = 7443

Pembahasan:

det(A) = 1, A−1 = 1−1−12

X = A−1BA−1

A−1B = 1−1−12 × 7443 = 3112

X = 3112 × 1−1−12 = 2−1−13

Jadi, X = 2−1−13

Contoh 15:

Tentukan matriks X jika XA² = B, dengan:

A = 1101 dan B = 2513

Pembahasan:

A² = 1201, det(A²) = 1, (A²)−1 = 1−201

X = B(A²)−1 = 2513 × 1−201

= 2−4+51−2+3 = 2111

Jadi, X = 2111

🎯 Mencoba

Latihan Soal: Bentuk AX = B

● Tingkat Mudah

1.

Tentukan X jika AX = B, A = 1102, B = 4362

2.

Tentukan X jika AX = B, A = 2003, B = 8496

3.

Tentukan X jika AX = B, A = 1301, B = 7521

4.

Tentukan X jika AX = B, A = 3121, B = 4534

5.

Tentukan X jika AX = B, A = 1213, B = 5487

● Tingkat Sedang

6.

Tentukan X jika AX = B, A = 4332, B = −1504

7.

Tentukan X jika AX = B, A = 1−132, B = 3−4112

8.

Tentukan X jika AX = B, A = 2513, B = 9754

9.

Tentukan X jika AX = B, A = 3−251, B = 7085

10.

Tentukan X jika AX = B, A = −1234, B = 6−2210

● Tingkat Sulit

11.

Tentukan X jika 3AX − I = B, A = 2111, B = 5332

12.

Tentukan X jika A(2X − I) = B, A = 3211, B = 7432

13.

Tentukan X jika AXA = B, A = 2132, B = 1071511

14.

Tentukan X jika A²X = B + A, A = 1201, B = 0123

15.

Tentukan X jika AX + XA = 2B, A = 1002, B = 3246

🎯 Mencoba

Latihan Soal: Bentuk XA = B

● Tingkat Mudah

1.

Tentukan X jika XA = B, A = 1201, B = 3524

2.

Tentukan X jika XA = B, A = 2004, B = 68412

3.

Tentukan X jika XA = B, A = 1031, B = 7251

4.

Tentukan X jika XA = B, A = 3211, B = 5343

5.

Tentukan X jika XA = B, A = 2132, B = 74116

● Tingkat Sedang

6.

Tentukan X jika XA = B, A = 5321, B = −1032

7.

Tentukan X jika XA = B, A = 1−324, B = 7−251

8.

Tentukan X jika XA = B, A = 3152, B = −1073

9.

Tentukan X jika XA = B, A = 4−123, B = 1058−1

10.

Tentukan X jika XA = B, A = 2312, B = −1437

● Tingkat Sulit

11.

Tentukan X jika 2XA + I = B, A = 1102, B = 5735

12.

Tentukan X jika (X+I)A = B, A = 2132, B = 95106

13.

Tentukan X jika XA² = B, A = 1102, B = 17210

14.

Tentukan X jika AXA = B, A = 1213, B = 58813

15.

Tentukan X jika XA + AX = 2B, A = 2001, B = 4323

💬 Mengkomunikasikan

Rangkuman

  1. AX = B → X = A−1B (kalikan kedua ruas dari KIRI dengan A−1)
  2. XA = B → X = BA−1 (kalikan kedua ruas dari KANAN dengan A−1)
  3. Syarat: matriks A harus memiliki invers (det(A) ≠ 0)
  4. Perkalian matriks tidak komutatif, jadi posisi perkalian (kiri/kanan) sangat penting
  5. Untuk persamaan yang lebih kompleks, sederhanakan terlebih dahulu ke bentuk dasar AX = C atau XA = C

Materi Matematika – Epres.web.id & Ngelumath.com

By admin

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

You cannot copy content of this page