MATRIKS ATASALJABAR MAX-MIN INTERVAL

Prosiding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains VIII, Fakultas Sains dan Matematika, UKSW Salatiga, 15 Juni 2013, Vol 4, No.1, ISSN:2087-0922

MATRIKS ATASALJABAR MAX-MIN INTERVAL M. Andy Rudhito Program Studi Pendidikan Matematika FKIP Universitas Sanata Dharma Kampus III USD Paingan Maguwoharjo Yogyakarta email: [email protected]

ABSTRAK Makalah ini membahas aljabar matriks atas aljabar max-min interval (matriks interval) dan suatu cara untuk mempermudah pengoperasian matriks interval melalui interval matriksnya. Aljabar matriks ini merupakan perluasan aljabar matriks atas aljabar max-min dan dapat menjadi dasar pembahasan aljabar matriks max-min bilangan kabur. Dapat ditunjukkan bahwa himpunan semua matriks interval yang dilengkapi dengan operasi perkalian skalar max-min dan penjumlahan max-min merupakan semimodul. Himpunan semua matriks persegi atas aljabar max-min interval yang dilengkapi dengan operasi penjumlahan max-min dan perkalian max-min merupakan semiring idempoten. Sebagai jaminan dapat dilakukan pengoperasian matriks interval melalui interval matriksnya, ditunjukkan bahwa semimodul himpunan semua matriks interval isomorfis dengan semimodul himpunan interval matriks yang bersesuaian, dan semiring himpunan semua matriks interval persegi isomorfis dengan semiring himpunan interval matriks persegi yang bersesuaian. Kata-kata kunci:aljabar matriks, aljabar max-min, interval,semiring, semimodul.

PENDAHULUAN Aljabar max-min, yaitu himpunan semua bilangan real Rdilengkapi dengan operasi max (maksimum) dan min (minimum), telah dapat digunakan dengan baik untuk memodelkan dan menganalisis masalah lintasan kapasitas maksimum ([2]).

telah diketahui pendekatan penyelesaian masalah jaringan dengan menggunakan aljabar max-min dapat memberikan hasil analitis dan lebih mempermudah dalam komputasinya.

Dalam masalah pemodelan dan analisa suatu jaringan kadang-kadang kapasitasnya belum diketahui, misalkan karena masih pada tahap perancangan, data-data mengenai kapasitas belum diketahui secara pasti maupun distribusinya. Kapasitas-kapasitas ini dapat diperkirakan berdasarkan pengalaman maupun pendapat dari para ahli maupun operator jaringan tersebut. Dalam hal ini kapasitas jaringan dapat dimodelkan dengan suatu interval bilangan real, yang selanjutnya disebut dengan interval.

Pendekatan aljabar max-min untuk menyelesaikan masalah lintasan kapasitas maksimum juga menggunakan konsep-konsep dasar dalam aljabar max-min, seperti matriks atas aljabar max-min dan sistem persamaan linear max-min, seperti yang telah dibahas dalam [1] dan [2]. Dengan demikian, untuk menyelesaikan masalah lintasan kapasitas interval maksimum, dengan pendekatan aljabar max-min, terlebih dahulu matriks atas aljabar max-min perlu digeneralisasi ke dalam matriks atas aljabar max-min interval. Untuk itu dalam makalah ini akan dibahas generalisasi matriks atas aljabar max-min perlu digeneralisasi ke dalam matriks atas aljabar max-min interval.

Pemodelan dan analisa pada masalah lintasan kapasitas maksimum dengan kapasitas yang berupa interval, sejauh peneliti ketahui, belum ada yang membahas, terlebih dengan menggunakan pendekatan aljabar max-min seperti halnya yang telah dilakukan untuk model deterministik dan probabilistik. Seperti

BAHAN DAN METODE Penelitian ini merupakan penelitian yang didasarkan pada studi literatur yang meliputi kajian-kajian secara teoritis. Terlebih dahulu diperhatikan kembali hasil-hasil dalam aljabar max-min [2] dan aljabar max-min interval [5]. Dengan memperhatikan dan membandingkan

149


pembahasan matriks atas aljabar max-min [2], matriks atas aljabar max-plus [1], [4] dan matriks atas aljabar max-plus interval [4], akan dikonstruksikan dan dibahas sifat-sifat dan teknis perhitungan matriks atas aljabar maxplus interval. Hasil-hasil pembahasan akan disajikan dalam definisi, teorema dan contoh. HASIL DAN DISKUSI Terlebih dahulu akan ditinjau beberapa konsep dasar dalam semiring dan semimodul [5] , [6], aljabar max-min dan aljabar max-min interval, yang selengkapnya dapat dilihat dalam [5]. Suatusemiring (S, ∗ ,•) adalah suatu himpunan takkosong Syang dilengkapi dengan dua operasi biner ∗ dan •, yang memenuhi aksioma berikut i) (S, ∗ ) adalah semigrup komutatif dengan elemen netral0,yaituberlaku (a ∗ b) ∗ c = a ∗ (b ∗ c) , a∗b = b∗a , a ∗ 0 = a , untuk setiap a, b, c∈S. ii) (S, •) adalahsemigrup dengan elemen satuan1, yaituberlaku (a•b) •c = a • (b•c), a•1 = 1•a = a,untuk setiap a, b, c∈S. iii) Elemen netral0merupakan elemen penyerap terhadap operasi•,yaituberlaku a•0 = 0•a = 0,untuk setiap a∈S. iv) Operasi ∗ distributif terhadap• , yaituberlaku(a ∗ b) •c = (a •c) ∗ (b•c), a• ( b ∗ c ) = (a •b) ∗ (a•c) untuk setiap a, b, c∈S. Semiring (S, ∗ , •) dikatakanidempotenjika operasi ∗ bersifat idempoten, yaitu berlaku a ∗ a = a untuk setiap a∈S, dan dikatakankomutatif jika operasi•bersifat komutatif. Dapat ditunjukkan bahwa jika (S, ∗ ) merupakan semigrup komutatif idempoten maka relasi “p” yang didefinisikanpadaSdenganx p y⇔x ∗ y = ymerupakan urutan parsial padaS. Operasi ∗ dan × dikatakan konsisten terhadap urutan “ p ” dalam S bila dan hanya bila jika x p y, maka x ∗ z p y ∗ z dan x×z p y×z untuk setiapx, y, z ∈S. Dalam semiring idempoten (S, ∗ , •) operasi ∗ dan • konsisten terhadap urutan p dalam S. Semiring (S, ∗ , •) dengan elemen netral 0dikatakan tidak memuat pembagi nol bila dan

hanya bila, jika x •y = 0maka x = 0atau y = 0 untuk setiap x, y ∈S. Diberikan S dan T adalah semiring. Fungsi f : S →T disebut homomorfisma semiring jika berlaku f (a ∗ b) = f (a) ∗ f (b) dan f (a •b) = f (a) • f (b) untuk setiap a, b∈S. Jika homomorfisma semiring f bersifat bijektif, maka f disebut isomorfisma semiring dan dikatakan bahwa semiring S isomorfis dengan semiring T. Diberikan semiring komutatif (S, ∗ ,•) dengan elemen netral0dan elemenidentitas1. SemimodulMatasSadalah semigrup komutatif (M, ∗ ) yang dilengkapi operasi perkalian skalar♦ :S×M→M, yang dituliskan (α , x) sedemikian hingga memenuhi a α•x, aksioma berikut: i) α♦(x ∗ y) = α♦x ∗ α♦y, ii) (α ∗ β) ♦x = α♦x ∗ β♦x, iii) α♦(β♦x) = (α♦β) ♦x, iv) 1♦x = x, v) 0♦x = 0. untuk setiap α , β∈Sdan untuk setiap x,y∈M.Elemen-elemen dalam semimodul disebut vektor. Diberikan semimodul M atas semiring S dengan operasi penjumlahan + dan perkalian skalar •. Dapat ditunjukkan bahwa jika (M, + ) merupakan semigrup komutatif idempoten, maka operasi + dan •konsisten terhadap urutan p m dalam semimodul M , yaitu untuk setiap

x,y,z∈M dan untuk setiap α∈S , jika x p m y ,

maka x + z p m y + z dan α•x p m α•y . Diberikan M dan N adalah semimodul atas semiring komutatif S. Fungsi f : M →N disebut homomorfisma semimodul jika f (α•x) = α•f (x) danf (x+ y) = f (x) + f (y) untuk setiap x, y∈M dan untuk setiap α∈S. Jika homomorfisma semimodul f bersifat bijektif, maka f disebut isomorfisma semimodul dan dikatakan bahwa semimodul M isomorfis dengan semimodul N. + + Diberikan R ε+ := R ∪{ε} dengan R adalah

himpunan semua bilangan real nonnegatip dan ε : = +∞. Pada R ε+ didefinisikan operasi

150


a⊕b := max(a, b) dana⊗b : = min(a, b)∀a,b ∈ R ε+ .Dapat ditunjukkan ( R ε+ , ⊕, ⊗) merupakan semiring idempoten komutatif dengan elemen netral 0 = 0 dan elemen satuan ε= +∞. Kemudian ( R ε+ , ⊕, ⊗) disebut dengan aljabar max-min, yang selanjutnya cukup dituliskan dengan R ε+ . Operasi ⊕ dan ⊗ pada R ε+ dapat diperluas + m× n

untuk operasi-operasi matriks dalam R ε

:=

+

{A = (Aij)⏐Aij∈ R ε , untuk i = 1, 2, ..., m dan j = 1,

2,

...,

+ m× n

n}.

Untuk

α∈ R ε+ ,

dan

A,

didefinisikan α⊗A, dengan (α⊗A)ij =

B∈ R ε

Definisi 1 + DidefinisikanI( R ) εm ×n :

2, ..., n}. Matriks + m ×n anggotaI( R ) ε disebutmatriks interval maxmin.

Definisi 2 + Matriks A, B∈I( R ) εm ×n dikatakan samajikaAij = Bij.

Definisi 3 + i) Diketahuiα∈I( R )ε,

dikatakan samajikaAij = Bijuntuk B∈ R ε setiapidanj.

A ⊕ Badalah matriks yang unsur ke-ij-nya: (A ⊕ B)ij = Aij ⊕ Bijuntuki = 1, 2, ..., mdanj =1, 2, ..., n. + + ii) Diketahui A∈I( R ) εm × p ,B∈I( R ) εp × n .

Interval dalam R ε+ berbentuk

Didefinisikan operasi ⊗ denganA ⊗ Badalah matriks = yang unsur ke-ij-nya:(A ⊗ B)ij

+

x= [ x , x ] = { x ∈ R ε | x pm x pm x }. Didefinisikan I( R + )ε = {x= [ x , x ] | x , x ∈ R + , +

p

⊕A

ε p m x pm x }∪ {[ε, ε]}.

ik

⊗ Bkj untuki = 1, 2, ..., mdan j =1, 2,

k =1

..., n.

Pada I( R )ε didefinisikan operasi ⊕ dan ⊗ : x ⊕ y= [ x ⊕ y , x ⊕ y ] dan

Didefinisikan

matriks

+

E∈I( R ) εn × n ,dengan

⎧0 , jika i = j . Didefinisikan pula ⎩ ε , jika i ≠ j

x ⊗ y= [ x ⊗ y , x ⊗ y ]

(E)ij : = ⎨

+

untuk setiap x, y∈I( R )ε. +

ε∈I( R + ) εn × n ,dengan: (ε)ij

Dapat ditunjukkan bahwa (I( R )ε, ⊕ , ⊗ )

matriks

merupakan semiring idempoten komutatif. + Selanjutnya (I( R )ε, ⊕ , ⊗ ) disebut aljabar

setiap i dan j .

:= ε untuk

Contoh 1 + Perhatikan bahwa I( R ) εm ×n tertutup terhadap

+

max-min interval dan cukup dituliskan I( R )ε. +

Selanjutnya operasi ⊕ dan ⊗ pada I( R )ε.di atas dapat diperluas untuk operasi-operasi + matriks dalam I( R ) εm ×n seperti dalam definisi berikut.

operasi ⊕ dengan

α ⊗ Aij,dan

A,

+ m× n

+

A, B∈I( R ) εm ×n .

Didefinisikan operasi perkalian skalar ⊗ denganα ⊗ A adalah matriks yang unsur ke-ij-nya: (α ⊗ A)ij =

p

Aik ⊗ Bkj .Matriks ⊕ k =1

{A=

(Aij)⏐Aij∈I( R )ε.,untuki = 1, 2, ..., m , j = 1,

α⊗Aij dan A⊕B, dengan (A⊕B)ij = Aij⊕Bij untuk i = 1, 2, ..., m dan j = 1, 2, ..., n. Untuk A∈ R ε+ m× p , B∈ R ε+ p × n didefinisikan A⊗B, dengan (A⊗B)ij =

=

+

operasi ⊕ , hal ini akibat dari sifat ketertutupan + operasi ⊕ pada I( R )ε. Selanjutnya dapat +

ditunjukkan(I( R ) εm ×n , ⊕ ) merupakan semigrup idempotent komutatif, sehingga relasi “ p Im ”

151

yang

didefinisikan

pada

Prosiding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains VIII, Fakultas Sains dan Matematika, UKSW Salatiga, 15 Juni 2013, Vol 4, No.1, ISSN:2087-0922 +

I( R ) εm ×n dengan

⊕B

A p Im B⇔A

=

Bmerupakan urutanparsial. Perhatikan bahwa = B⇔Aij ⊕ Bij = Bij⇔Aij A⊕B p Im Bij⇔ Aij p m Bij dan Aij p m Bij untuk setiap i dan j. Lebih lanjut I( R + ) εm ×n merupakan +

⊗ ) merupakan semiring idempoten

dengan elemen netral adalah matriks ε dan elemen satuan adalah matriks E. Perhatikan + bahwa (I( R ) εn × n , ⊕ , ⊗ ) bukan semiring komutatif , hal ini sebagai akibat dari R ε+ n× n yang bukan merupakan semiring komutatif. + Mengingat (I( R ) εm ×n , ⊕ ) merupakan semi-

grup idempoten, maka operasi ⊕ konsisten terhadap urutan

p Im

dalam I( R

jika A p Im B, makaA ⊕ C p Im A, B, C ∈I( R

setiap (I( R

+

) εm ×n ,

⊕,

⊗)

+

+

) εm ×n ,

yaitu

B ⊕ Cuntuk

) εm ×n .

Mengingat

merupakan

p Im

jikaA p Im B,

dalam maka

+

I( R ) εn × n ,

yaitu

A ⊗ C p Im B ⊗ Cuntuk +

A, B, C ∈I( R ) εn × n . Untuk A,

setiap +

+

B∈I( R ) εm × p , dan C∈I( R ) εp ×n ,berdasarkan

sifat distributif, berlaku: jika A

p Im B maka A

⊕ B = B⇔ (A ⊕ B) ⊗ C = B ⊗ C ⇔(A ⊗ C) ⊕ (B ⊗ C) = B ⊗ C ⇔A ⊗ C p Im B ⊗ C. +

Pangkat k darimatriks A∈I( R ) εn × n , dalam aljabar max-min interval didefinisikan dengan: 0

k

∈ R ε+ m× n dan A = ( Aij ) ∈ R ε+ m× n ,berturut-turut disebut matriks batas bawah dan matriks batas atas matriks intervalA.

A ⊗ = En dan A ⊗ = A ⊗ A ⊗ 2, ... .

k −1

Contoh 2. Diberikan matriks interval

⎡ [1, 2] [0, 0] [6, 9]⎤ ⎥ , maka ⎣[ε , ε ] [0, 3] [2, 2]⎦ ⎡ 1 0 6⎤ ⎡ 2 0 9⎤ A= ⎢ dan A = ⎢ ⎥ ⎥. ⎣ε 0 2⎦ ⎣ε 3 2⎦

A= ⎢

Definisi 5 Diberikan

matriks

intervalA∈I( R + ) εm ×n ,

dengan A dan A berturut-turut adalah matriks batas bawah dan matriks batas atasnya. Didefinisikan interval matriks dariA, yaitu[ A , A ] = {A∈ R ε+ m× n ⎜ A p m A p m A } danI( R ε+ m× n )b = { [ A , A ] |A∈I( R + ) εm ×n }.

semiring

idempoten, maka operasi ⊗ konsisten terhadap urutan

( Aij )

matriks A =

didefinisikan

+

semimodul atas I( R )ε., sedangkan I( R ) εn × n ,

⊕,

+

Untuk setiap matriks intervalA∈I( R ) εm ×n .

untuk k = 1,

Untuk mempermudah dalam melakukan operasi matriks interval berikut dibahas konsep mengenai interval matriks dari suatu matriks interval.

Contoh 3

Diberikan matriks interval

⎡ [1, 2] [0, 0] [6, 9]⎤ ⎥. ⎣[ε , ε ] [0, 3] [2, 2]⎦

A= ⎢

Interval matriks dari A adalah

⎡ ⎡ 1 0 6⎤ ⎡ 2 0 9 ⎤ ⎤ ⎥ ⎥. ⎥, ⎢ ⎣ ⎣ε 0 2⎦ ⎣ε 3 2⎦ ⎦

[A ,A ] = ⎢ ⎢

Definisi 6 Interval ×n )bdikatakan [ A , A ],[ B , B ]∈I( R mmax

matriks

samajika A = B dan A = B .

Berdasarkan sifat kekonsistenan relasi urutan p m dalam matriks, didefinisikan operasioperasi interval matriks berikut. + i) Diketahuiα∈I( R )ε, [ A , A ], [ B , B ]∈I( R ε+ m× n )b.Didefinisikan

α ⊗ [ A , A ] := [ α ⊗ A , α ⊗ A ]dan

Definisi 4

[ A , A ] ⊕ [ B , B ]:= [ A ⊕ B , A ⊕ B ]

152


ii) Diketahui[ A , A ]∈I( R ε+ m× p )b,

[B,B]

∈I( R ε+ p × n )b.Didefinisikan

[ α ⊗ Aij , α ⊗ Aij ], maka α ⊗ A ij= α ⊗ Aij

[ A , A ] ⊗ [ B , B ]:= [ A ⊗ B , A ⊗ B ]. Untuk setiap [ A , A ], [ B , B ] ∈I( R ε+ m× n )b dan +

α∈I( R )εberlaku

A pm A ,

B

p m B dan

α p m α . Mengingat operasi ⊕ dan operasi

perkalian skalar ⊗ pada semimodul R ε+ m× n atas

R ε+ konsisten terhadap urutan“ p m ”,

dan

α ⊗ A p m α ⊗ A . Jadi [ A ⊕ B , A ⊕ B ] dan

[ α ⊗ A , α ⊗ A ] merupakan interval-interval matriks.

Dengan

m× n )btertutup demikianI( R max

terhadap operasi ⊕ dan perkalian skalar ⊗ seperti yang didefinisikan di atas. Selanjutnya sesuai dengan definisi operasi pada interval matriks di atas,dapat ditunjukkanI( R ε+ m× n )b +

merupakan semimodul atas I( R )ε. Untuk

setiap

∈I( R ε+ n× n )bberlaku A

[ A , A ],

[B,B]

pm A

pm B .

dan B

Mengingat operasi perkalian ⊗ pada semiring R ε+ n× n konsisten terhadap urutan “ p m ”, maka

A ⊗B

pm A ⊗ B

. Jadi [ A ⊕ B , A ⊕ B ] merupakan interval matriks. Jadi + n× n )btertutup terhadap operasi perkalian I( R ε

⊗ seperti yang didefinisikan di atas. Dapat ⊗) ditunjukkan bahwa (I( R ε+ n× n )b, ⊕ , merupakan semiring idempotendengan elemen

netral adalah interval matriks [ε, ε] dan elemen satuan adalah interval matriks [E, E]. Berikut diberikan Lemma 1 yang akan digunakan untuk membuktikan Teorema 3. Lemma 1 + Untuk setiapA dan B∈I( R ) εm ×n , berlaku i) α ⊗ A = α ⊗ A dan α ⊗ A = α ⊗ A , ii) A ⊕ B = A ⊕ B dan A ⊕ B = A ⊕ B .

Bukti:

dan α ⊗ A ij = α ⊗ A ij untuk setiap i dan j, sehingga α ⊗ A

dan α ⊗ A =

= α⊗A

α ⊗A. ii) Karena (A ⊕ B)ij = Aij ⊕ Bij = [ A ij , Aij ]

⊕ [ Bij , Bij ] = [ Aij ⊕ Bij , Aij ⊕ Bij ], maka

maka

A ⊕ B pm A ⊕ B

berlaku

i) Karena (α ⊗ A)ij = [ α , α ] ⊗ [ Aij , Aij ] =

(A ⊕ B)ij =

(A ⊕ B)ij

Aij ⊕ Bij dan

=

Aij ⊕ Bij untuk setiap i dan j, sehingga A ⊕ B = A ⊕ B dan A ⊕ B = A ⊕ B . ■ Berikut diberikan Lemma 2 yang akan digunakan untuk membuktikan Teorema 4. Lemma 2 Untuk setiapA

+

B∈I( R ) εn × n ,

dan

berlaku A ⊗ B = A ⊗ B dan A ⊗ B = A ⊗ B . Bukti: Mengingat (A ⊗ B)ij =

n

⊕A

ij

⊗ Bij =

k =1

n

n

⊕

⊕

[ A ik , A ik ] ⊗ [ Bkj , Bkj ] =

k =1

k =1

[ A ik ⊗ Bkj , n

⊕A k =1 n

⊕

ik

n

A ik ⊗ Bkj ] = [ ⊕ A ik ⊗ Bkj , k =1

⊗ Bkj ],

(A ⊗ B)ij =

maka

A ik ⊗ Bkj dan (A ⊗ B)ij =

k =1

n

A ⊕ k =1

ik

⊗ Bkj ,

untuk setiap i dan j, sehingga A ⊗ B = A ⊗ B dan A ⊗ B = A ⊗ B . ■

Teorema 3 + SemimodulI( R ) εm ×n atasI(R)maxisomorfis +

dengan semimodulI( R ε+ m× n )batasI( R )ε.

Bukti: Didefinisikan pemetaan f : + m ×n + m× n R I( ) ε →I( R ε )b, f (A) = [ A , A ] untuk setiap

153

+

A ∈( R ) εm ×n .Dari definisi pemetaan


tersebut jelas bahwa f merupakan pemetaan sembarangA dan bijektif. Ambil +

B∈I( R ) εm ×n dan

+

α∈I( R )ε.,

semba-rang

maka menurut Lemma 1. diperoleh f (α ⊗ A) = [α ⊗ A ,α ⊗ A ]

=

[α⊗A , α ⊗A ]

=

[ α , α ] ⊗ [ A , A ] = α ⊗ f(A) dan diperoleh

f(A ⊕ B)

=

[ (A⊕B) , A⊕B ]

=

[A ⊕B,

A ⊕ B ] = [ A , A ] ⊕ [ B , B ] = f (A) ⊕ f (B) . ■ Dari Teorema 3 di atasdapat disimpulkan untuk + setiap matriks interval A ∈I( R ) εm ×n selalu dapat ditentukan dengan tunggal interval matriks [ A , A ] ∈I( R ε+ m× n )b, dan sebaliknya. +

Jadi matriks interval A ∈I( R ) εm ×n dapat dipandang sebagai interval matriks [ A , A ]

∈I( R ε+ m× n )b. ∈I( R

+

Matriks

) εm ×n bersesuaian

interval

dengan

A interval

matriks [ A , A ] ∈I( R ε+ m× n )b, dan dituliskan ”A

≈[ A , A ]”.Dapat

≈[ α ⊗ A ,

disimpulkan

α⊗A

α ⊗ A ] dan A ⊕ B ≈[ A ⊕ B ,

A ⊕ B ]. Teorema 4 + Semiring (I( R ) εn × n ,

⊕,

⊗ ) isomorfis

Dari Teorema 4 di atasdapat disimpulkan untuk + A, B∈I( R ) εn × n berlaku A⊗B

≈ [A ⊗ B, A ⊗ B] . A∈I( R

pemetaan f merupakan pemetaan bijektif. + Ambil semba-rang A dan B∈I( R ) εn × n , maka seperti pada pembuktian pada Teorema 3 di atas diperoleh f(A ⊕ B) = f (A) ⊕ f (B). Selanjutnya menurut Lemma 2diperoleh bahwa [A ⊗B,

A ⊗ B ] = [ A , A ] ⊗ [ B , B ] = f (A) ⊗ f (B). Jadi terbukti f merupakan suatu isomorfisma + semiring. Jadi semiring I( R ) εn × n isomorfis dengan semiring I( R ε+ n× n )b.

danB∈I( R

+

matriks

) εp × n juga

interval berlaku

A ⊗ B ≈ [A ⊗ B, A ⊗ B] . Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut. Matriks interval + + A∈I( R ) εm × p danB∈I( R ) εp × n dapat diperbesar ukurannya dengan menambahkan sejumlah unsur ε sedemikian hingga membentuk matriks interval A# dan B# + ∈I( R ) εk × k , dengan k = max(m, p, n). Matriks A dan B berturut-turut merupakan submatriks A# dan B# yang letaknya di sebelah kiri atas, yaitu

⎡A ε ⎤ # ⎡B ε ⎤ ⎢ ⎥ , B = ⎢ ε ε ⎥ , sehingga ⎣ ε ε⎦ ⎣ ⎦ ⎡A ⊗ B ε ⎤ + ∈I( R ) εk × k , A# ⊗ B# = ⎢ ⎥ ε⎦ ⎣ ε A# =

+

di mana A ⊗ B ∈I( R ) εm× n .Karenasemiring +

I( R ) εk × k isomorfis dengan I( R ε+ k × k )b, maka # # # # A# ⊗ B#≈ [A ⊗ B , A ⊗ B ] ,

berakibat bahwa ≈ [A ⊗ B, A ⊗ B] ∈I( R ε+ m× n )b

⎡ [1, 2] [0, 0] [6, 9]⎤ ⎥ , dan ⎣[ε , ε ] [0, 3] [2, 2]⎦

A= ⎢

+

untuk setiap A ∈I( R ) εn × n . Jelas bahwa

[ (A ⊗ B) , A ⊗ B =

Untuk

Diberikan matriks interval

Bukti: Didefinisikan pemetaan f : + I( R ) εn × n →I( R ε+ n× n )b dengan f (A) = [ A , A ]

=

) εm× p

Contoh 4

dengan semiring (I( R ε+ n× n )b, ⊕ , ⊗ ).

f(A ⊗ B)

+

⎡[ε , ε ] [1,4] ⎤ B = ⎢[ 2, 6] [0, 2]⎥ , maka ⎢ ⎥ ⎢⎣ [1,2] [ 4, 5]⎥⎦

⎡ 1 0 6⎤ ⎥, A= ⎣ε 0 2⎦ ⎡ε 1 ⎤ ⎡ε ⎢ ⎥ B = ⎢ 2 0⎥ , B = ⎢⎢ 6 ⎢⎣1 4⎥⎦ ⎢⎣ 2 A= ⎢

■

154

⎡ 2 0 9⎤ ⎢ε 3 2⎥ dan ⎦ ⎣ 4⎤ 2⎥⎥ . 5⎥⎦

yang A⊗B


⎡ 1 4⎤ ⎡ 2 5⎤ , A⊗ B = ⎢ ⎥ ⎥. ⎣ε 2⎦ ⎣ε 4⎦ Perhatikan bahwa A ⊗ B ≈ [A ⊗ B, A ⊗ B] = ⎡ ⎡ 1 4⎤ ⎡ 2 5 ⎤ ⎤ ⎢⎢ ⎥, ⎢ε 4⎥ ⎥ , ε 2 ⎣ ⎦ ⎣ ⎦⎦ ⎣

DAFTAR PUSTAKA

A ⊗B = ⎢

[1] Baccelli, F., Cohen, G., Olsder, G.J. and Quadrat, J.P. 2001. Synchronization and Linearity. New York: John Wiley & Sons. [2] Gondran, M and Minoux, M. 2008. Graph, Dioids and Semirings. New York: Springer.

⎡ [1, 2] [4, 5]⎤ ⎥. ⎣[ε , ε ] [2, 4]⎦

sehinggaA ⊗ B = ⎢

KESIMPULAN Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa operasi-operasi pada matriks interval dapat dilakukan melalui matriks-matriks batas bawah dan batas bawahnya. Selanjutnya dapat diperoleh interval matriks yang bersesuaian dengan matriks interval hasil pengoperasian. Hasil pembahasan di atas selanjutnya dapat digunakan untuk membahas sistem persamaan linear max-min interval. Di samping itu hasilhasil di atas juga dapat digeneralisir ke dalam matriks atas aljabar max-min bilangan kabur (fuzzy), dengan terlebih dulu menggeneralisir aljabar max-min interval ke dalam aljabar maxmin bilangan kabur.

[3] Litvinov, G.L., Sobolevskii, A.N. 2001. Idempotent Interval Anaysis and Optimization Problems.Reliab.Comput., 7, 353 – 377; arXiv: math.SC/ 010180. [4]Rudhito, Andy. 2011. Aljabar Max-Plus Bilangan Kabur dan Penerapannya pada Masalah Penjadwalan dan Jaringan Antrian Kabur. Disertasi: Program Pascasarjana Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. [5]Rudhito, Andy. 2013. Aljabar Max-Min Interval. Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan , dan Penerapan MIPA, tanggal 18 Mei 2013, FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta.

[6] Schutter, B. De., 1996.

155

Max-Algebraic System Theory for Discrete Event Systems, PhD thesis Departement of Electrical Enginering Katholieke Universiteit Leuven, Leuven


Nama Penanya

: Panusunan Tampubolon

Instansi

: UNIMED

Pertanyaan

:

A= A= A= 1. Jika tanpa aljabar max – min, apakah hanya untuk menentukan batas atas dan bawah saja ? 2. Apa maksudnya Semiring idenpoten ? Jawaban

:

1. Makalah ini membahas jaminan matematis operasi matriks interval melalui interval matriks yang bersesuaian 2. Semiring : seperti ring tapi dengan aksioma yang lebih lemh, seperti grup menjadi semigrup Idenpoten : a + a = a

+

156

MATRIKS ATASALJABAR MAX-MIN INTERVAL

Recommend Documents