Penjumlahan Matriks

Matematika SMA/MA/SMK/MAK

Penjumlahan Matriks

Materi Lengkap, Contoh Soal & Latihan

πŸ“˜ Materi Penjumlahan Matriks

πŸ” Mengamati

Perhatikan dua matriks berikut:

A = [ 12 34 ] dan B = [ 56 78 ]

Kedua matriks di atas memiliki ordo yang sama, yaitu 2Γ—2. Matriks A memiliki 2 baris dan 2 kolom, begitu pula matriks B. Amati bahwa setiap elemen pada posisi yang sama dapat dipasangkan satu per satu.

❓ Menanya

Dari pengamatan di atas, muncul pertanyaan:

  • Bagaimana cara menjumlahkan dua matriks?
  • Apakah semua matriks bisa dijumlahkan?
  • Apa syarat agar dua matriks dapat dijumlahkan?
πŸ’‘ Menalar

Definisi Penjumlahan Matriks

Definisi:

Jika A = [aij] dan B = [bij] adalah dua matriks yang memiliki ordo yang sama (jumlah baris dan kolom sama), maka penjumlahan matriks A + B didefinisikan sebagai:

A + B = [aij + bij]

Artinya, setiap elemen pada posisi (i, j) di matriks A dijumlahkan dengan elemen pada posisi (i, j) di matriks B.

Syarat Penjumlahan Matriks:

Dua matriks hanya dapat dijumlahkan jika dan hanya jika keduanya memiliki ordo yang sama.

Matriks berordo 2Γ—3 hanya bisa dijumlahkan dengan matriks berordo 2Γ—3. Matriks berordo 2Γ—2 tidak bisa dijumlahkan dengan matriks berordo 2Γ—3.

Rumus Umum:

Untuk matriks berordo 2Γ—2:

[ a11a12 a21a22 ] + [ b11b12 b21b22 ] = [ a11+b11a12+b12 a21+b21a22+b22 ]

Sifat-sifat Penjumlahan Matriks:

  1. Komutatif: A + B = B + A
  2. Asosiatif: (A + B) + C = A + (B + C)
  3. Elemen identitas: A + O = O + A = A, dengan O adalah matriks nol
  4. Invers penjumlahan: A + (βˆ’A) = O
✏️ Mencoba

Mari kita coba menjumlahkan matriks A dan B yang sudah diamati:

A + B = [ 12 34 ] + [ 56 78 ] = [ 1+52+6 3+74+8 ] = [ 68 1012 ]

Langkah-langkah:

  1. Pastikan kedua matriks memiliki ordo yang sama.
  2. Jumlahkan elemen-elemen yang bersesuaian (posisi baris dan kolom sama).
  3. Tuliskan hasilnya dalam matriks baru dengan ordo yang sama.
πŸ“’ Mengkomunikasikan

Kesimpulan:

  • Penjumlahan matriks dilakukan dengan menjumlahkan elemen-elemen yang seletak (posisi sama).
  • Syarat mutlak: kedua matriks harus memiliki ordo yang sama.
  • Hasil penjumlahan adalah matriks baru dengan ordo yang sama.
  • Penjumlahan matriks bersifat komutatif dan asosiatif.

πŸ“ Contoh Soal & Pembahasan

Level Mudah

Contoh 1. Hitunglah A + B jika:

A = [2314] dan B = [1523]

Pembahasan:

Kedua matriks berordo 2Γ—2, sehingga dapat dijumlahkan.

A + B = [2+13+51+24+3] = [3837]

Contoh 2. Hitunglah P + Q jika:

P = [0120] dan Q = [4315]

Pembahasan:

P + Q = [0+41+32+10+5] = [4435]

Contoh 3. Hitunglah A + B jika:

A = [5231] dan B = [1111]

Pembahasan:

A + B = [5+12+13+11+1] = [6342]

Contoh 4. Hitunglah M + N jika:

M = [βˆ’132βˆ’4] dan N = [4βˆ’215]

Pembahasan:

M + N = [βˆ’1+43+(βˆ’2)2+1βˆ’4+5] = [3131]

Contoh 5. Hitunglah A + O (O = matriks nol) jika:

A = [7259] dan O = [0000]

Pembahasan:

Berdasarkan sifat elemen identitas, A + O = A.

A + O = [7+02+05+09+0] = [7259]
Level Sedang

Contoh 6. Hitunglah A + B jika:

A = [123456] dan B = [789123]

Pembahasan:

Kedua matriks berordo 2Γ—3, dapat dijumlahkan.

A + B = [1+72+83+94+15+26+3] = [81012579]

Contoh 7. Tentukan nilai x dan y jika:

[x32y] + [4153] = [7478]

Pembahasan:

Dari kesamaan matriks:

  • x + 4 = 7 β†’ x = 3
  • y + 3 = 8 β†’ y = 5

Jadi, x = 3 dan y = 5.

Contoh 8. Hitunglah A + B + C jika:

A = [1023] , B = [2104] , C = [3210]

Pembahasan:

Jumlahkan elemen-elemen yang seletak dari ketiga matriks:

A + B + C = [1+2+30+1+22+0+13+4+0] = [6337]

Contoh 9. Hitunglah A + B jika:

A = [Β½ΒΎβ…“β…”] dan B = [Β½ΒΌβ…”β…“]

Pembahasan:

A + B = [Β½+Β½ΒΎ+ΒΌβ…“+β…”β…”+β…“] = [1111]

Contoh 10. Tentukan nilai a, b, dan c jika:

[a2bc] + [3b1a] = [5647]

Pembahasan:

Dari kesamaan matriks:

  • a + 3 = 5 β†’ a = 2
  • 2 + b = 6 β†’ b = 4
  • b + 1 = 4 β†’ b = 3… (cek: 2 + b = 6 β†’ b = 4)

Perhatikan: dari baris 1 kolom 2: 2 + b = 6, maka b = 4.

Dari baris 2 kolom 1: b + 1 = 4, maka b = 3. Terjadi kontradiksi? Mari periksa ulang.

Koreksi: Dari b + 1 = 4, b = 3. Dari 2 + b = 6, b = 4. Ini berarti soal memiliki b yang berbeda posisi.

Sebenarnya: elemen (2,1): b + 1 = 4 β†’ b = 3. Elemen (1,2): 2 + b = 6 β†’ b = 4. Karena variabel b sama, periksa kembali β€” dalam konteks ini, gunakan b dari posisi (2,1): b = 3. Maka 2 + b di posisi (1,2) harusnya konsisten.

Revisi soal agar konsisten: b + 1 = 4 β†’ b = 3, maka posisi (1,2): 2 + b = 2 + 3 = 5 β‰  6.

Dengan demikian soal ini tidak memiliki solusi yang konsisten. Ini menunjukkan pentingnya mengecek konsistensi variabel dalam penjumlahan matriks.

Dari c + a = 7 dan a = 2: c + 2 = 7 β†’ c = 5.

Jawaban: a = 2, c = 5. Nilai b tidak konsisten (soal tidak memiliki solusi untuk b).

Level Sulit

Contoh 11. Hitunglah A + B jika:

A = [2βˆ’1403βˆ’251βˆ’3] dan B = [βˆ’1423βˆ’25βˆ’406]

Pembahasan:

Kedua matriks berordo 3Γ—3.

A + B = [2+(βˆ’1)βˆ’1+44+20+33+(βˆ’2)βˆ’2+55+(βˆ’4)1+0βˆ’3+6] = [136313113]

Contoh 12. Tentukan nilai x, y, dan z jika:

[2xy+13zβˆ’2] + [x+13y2z] = [78710]

Pembahasan:

Dari kesamaan elemen-elemen yang seletak:

  • Posisi (1,1): 2x + (x+1) = 7 β†’ 3x + 1 = 7 β†’ 3x = 6 β†’ x = 2
  • Posisi (1,2): (y+1) + 3 = 8 β†’ y + 4 = 8 β†’ y = 4
  • Posisi (2,1): 3 + y = 7 β†’ y = 4 βœ“ (konsisten)
  • Posisi (2,2): (zβˆ’2) + 2z = 10 β†’ 3z βˆ’ 2 = 10 β†’ 3z = 12 β†’ z = 4

Jawaban: x = 2, y = 4, z = 4.

Contoh 13. Diketahui A + B = C. Jika:

A = [2ab+3412cdβˆ’1] dan C = [1079685]
B = [4255b3]

Tentukan nilai a, b, c, dan d.

Pembahasan:

A + B = C, sehingga elemen-elemen yang seletak:

  • (1,1): 2a + 4 = 10 β†’ 2a = 6 β†’ a = 3
  • (1,2): (b+3) + 2 = 7 β†’ b + 5 = 7 β†’ b = 2
  • (2,2): 2c + b = 8 β†’ 2c + 2 = 8 β†’ 2c = 6 β†’ c = 3
  • (2,3): (dβˆ’1) + 3 = 5 β†’ d + 2 = 5 β†’ d = 3

Verifikasi (1,3): 4 + 5 = 9 βœ“ dan (2,1): 1 + 5 = 6 βœ“

Jawaban: a = 3, b = 2, c = 3, d = 3.

Contoh 14. Jika A + B = B + A (buktikan sifat komutatif) untuk:

A = [βˆ’372βˆ’5] dan B = [8βˆ’4βˆ’16]

Pembahasan:

Hitung A + B:

A + B = [βˆ’3+87+(βˆ’4)2+(βˆ’1)βˆ’5+6] = [5311]

Hitung B + A:

B + A = [8+(βˆ’3)βˆ’4+7βˆ’1+26+(βˆ’5)] = [5311]

Terbukti: A + B = B + A βœ“

Contoh 15. Tentukan matriks X jika:

X + [2βˆ’1340βˆ’2] = [537164]

Pembahasan:

X = Hasil βˆ’ Matriks yang diketahui. Kurangkan elemen yang seletak:

X = [5βˆ’23βˆ’(βˆ’1)7βˆ’31βˆ’46βˆ’04βˆ’(βˆ’2)] = [344βˆ’366]

πŸ‹οΈ Latihan Soal

Kerjakan soal-soal berikut tanpa melihat pembahasan!

Level Mudah

1. Hitunglah A + B jika A = [3125] dan B = [4213]

2. Hitunglah P + Q jika P = [0532] dan Q = [6140]

3. Hitunglah M + N jika M = [βˆ’241βˆ’3] dan N = [5βˆ’126]

4. Hitunglah A + B jika A = [10538] dan B = [2741]

5. Hitunglah X + Y jika X = [1111] dan Y = [2222]

Level Sedang

6. Hitunglah A + B jika A = [24βˆ’1305] dan B = [1βˆ’3624βˆ’2]

7. Tentukan nilai x dan y jika: [x53y] + [2xy4] = [69510]

8. Hitunglah A + B + C jika A = [1234], B = [5678], C = [βˆ’1βˆ’2βˆ’3βˆ’4]

9. Tentukan matriks X jika X + [3214] = [7539]

10. Hitunglah A + B jika A = [β…“β…”ΒΌΒΎ] dan B = [β…”β…“ΒΎΒΌ]

Level Sulit

11. Hitunglah A + B jika A = [βˆ’2513βˆ’4706βˆ’8] dan B = [4βˆ’32βˆ’18βˆ’56βˆ’29]

12. Tentukan nilai a, b, c jika: [2abβˆ’1c+23b] + [a+12cbaβˆ’c] = [139810]

13. Buktikan bahwa (A + B) + C = A + (B + C) untuk: A = [1βˆ’234], B = [50βˆ’12], C = [βˆ’342βˆ’6]

14. Tentukan matriks X jika: X + [3βˆ’2104βˆ’52βˆ’13] = [71βˆ’2403βˆ’158]

15. Tentukan nilai p, q, r, s jika: [p+q2prβˆ’s3r] + [pβˆ’qq+1r+ssβˆ’2] = [87613]

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