Menghitung Determinan dan Invers Matriks 4×4 – Bag 2

Postingan yang lalu kita menghitung matriks 4×4 dengan metode sarrus yang sedikit ribet. Sekarang kita coba dengan menggunakan metode operasi baris dan kolom yang sedikit “logis”. Kita terapkan metode ini untuk matriks 4×4 setelah pada postingan yang lalu kita gunakan untuk matriks 2×2 dan 3×3. Buat M-File baru, cara gampangnya ketik aja di Command Window “edit segitiga” yang akan membuka editor di M-File editor dengan nama segitiga.m, dan jangan khawatir jika Matlab menanyakan bahwa Script segitiga tidak ada (karena memang ingin kita buat), lanjutkan saja dengan menekan OK.

Baris kedua membuat matriks berangkai yang tadinya 4×4 menjadi 4×8 karena kita akan menggunakan prinsip x = [I][inv(x)]. Pada line 4 sampai 9 kode di atas adalah membuat segitiga atas, dilanjutkan dengan segitiga bawah. Segitiga atas menghasilkan nol di bawah diagonal, sebaliknya segitiga bawah menhasilkan nol di atas diagonal. Hasilnya adalah nol selain di diagonal yang kemudian pada line 18 hingga 21 menghailkan matriks diagonal satuan (seluruh diagonal bernilai satu). Uji coba dengan command window dengan memasukan bilangan random 4×4 yang akan dicari inversnya.

Dilanjutkan dengan menjalankan M-file yang baru saja kita buat.

Cek dengan menggunakan fungsi INV di Matlab apakah sama dengan hasil di atas? Jika sama berarti kode Anda benar, Oiya, gunakan kondisi jika kebetulan Matriks yang akan dicari inversnya tidak memiliki invers (determinannya nol) .. Selamat Mencoba!

Iklan

UAS Aljabar Linear

Aljabar Linear. 03.01.2013. Teknik Komputer

Akhirnya kita sampai pada pertemuan terakhir, yaitu membahas materi yang akan diujikan pada Ujian Akhir Semester (UAS) nanti. Karena ada pemisahan kelas menjadi dua kelas (kelas selasa dan kamis), dan ada perbedaan jumlah nilai tugas harian akibat banyaknya libur di hari selasa, untuk menyamakan dengan kelas Kamis, maka untuk kelas SELASA, saat UAS nanti diharapkan mengumpulkan tugas perkalian matriks dengan Java Script. Tugas merupakan tugas satu kelas, tetapi jika ada siswa yang merasa tidak puas dengan jawaban kelas dapat mengumpulkan tugas sendiri atau berkelompok. Tugas perkalian matriks dikerjakan dengan mencontoh tulisan saya sebelumnya tentang penjumlahan matriks (Membuat Matriks dengan Java Script) dengan mengganti bagian penjumlahan dengan perkalian. Sementara itu, algoritma untuk perkalian dapat kalian perhatikan tulisan Mengalikan Matriks 3 x 3 dengan mengurangi bagian I,j, dan c dari 3 menjadi 2.

Soal UAS berkisar seputar mencari invers matriks dengan menggunakan manipulasi baris yang dikenal dengan nama eliminasi Gauss. Perhatikan tulisan Mencari Invers dengan Operasi Baris dan coba latihan dengan angka yang lain, uji jawabannya dengan Matlab lewat fungsi INV. Jangan lupa syarat suatu matriks dapat dicari inversnya adalah determinannya nol. Tiap siswa kemungkinan besar berbeda matriks yang ada pada soal karena soal berdasarkan NIM masing-masing. Sifat ujian buku terbuka, bawa perlengkapan seperlunya seperti pulpen (jangan pensil ya, nggak jelas), kalkulator, dan lain-lain, juga tidak perlu acara bakar ban J.

Membuat Matriks dengan Java Script

Aljabar Linear. 31.12.2012. Teknik Komputer

Untuk materi UAS nanti berikut ini teknik membuat matriks dengan Java Script setelah pada pertemuan yang lalu membuat vektor. Berbeda dengan vektor, Matriks masuk dalam kategori array multi dimensi. Kode berikut ini menunjukkan penjumlahan matriks A dan B yang berukuran 2×2 menjadi Matriks C.

<HTML>

<HEAD>

<TITLE>Membuat Matriks

</TITLE>

<SCRIPT LANGUAGE = “JavaScript”>

</SCRIPT>

</HEAD>

<BODY>

<SCRIPT LANGUAGE = “JavaScript”>

document.writeln(“Membuat MATRIKS”)

document.writeln(“<PRE>”)

document.writeln(“</PRE>”)

document.writeln(” A = “)

var a = new Array (2);

a[0]=new Array(2);

a[1]=new Array(2);

a[0][0]=1;a[0][1]=2;a[1][0]=3;a[1][1]=4;

document.writeln(“<PRE>”)

document.writeln(“</PRE>”)

document.writeln(a[0][0])

document.writeln(a[0][1])

document.writeln(“<PRE>”)

document.writeln(“</PRE>”)

document.writeln(a[1][0])

document.writeln(a[1][1])

document.writeln(“<PRE>”)

document.writeln(“</PRE>”)

var b = new Array (2);

b[0]=new Array(2);

b[1]=new Array(2);

b[0][0]=5;b[0][1]=6;b[1][0]=7;b[1][1]=8;

document.writeln(” B = “)

document.writeln(“<PRE>”)

document.writeln(“</PRE>”)

document.writeln(b[0][0])

document.writeln(b[0][1])

document.writeln(“<PRE>”)

document.writeln(“</PRE>”)

document.writeln(b[1][0])

document.writeln(b[1][1])

document.writeln(“<PRE>”)

document.writeln(“</PRE>”)

document.writeln(” C = “)

document.writeln(“<PRE>”)

document.writeln(“</PRE>”)

var c = new Array (2);

c[0]=new Array(2);

c[1]=new Array(2);

for (var i=0; i<2; i++)

    for (var j=0; j<2; j++)

    c[i][j]=a[i][j]+b[i][j];

document.writeln(c[0][0])

document.writeln(c[0][1])

document.writeln(“<PRE>”)

document.writeln(“</PRE>”)

document.writeln(c[1][0])

document.writeln(c[1][1])

</SCRIPT>

</BODY>

</HTML>

Simpan dengan ekstensi .htm pada notepad atau text editor lainnya. Coba buat perkalian matriks dengant teknik seperti pada bahasa pemrograman C/C++. NOTE: ketik ulang tanda petik “” jika co-pas dari blog ini.

Membuat Vektor dengan Java Script

Aljabar Linear. 27.12.2012. Tek Komputer

Java Script merupakan salah satu bahasa berbasis web yang banyak digunakan oleh programmer. Oleh karena itu kita coba membuat vektor dengan Java Script. Metode yang kita gunakan adalah dengan membuat variabel array. Misal kita akan membuat vektor a dengan isi 1,2, dan 3. Gunakan listing berikut:

<HTML>

<HEAD>

<TITLE>Membuat Vektor

</TITLE>

<SCRIPT LANGUAGE = “JavaScript”>

</SCRIPT>

</HEAD>

<BODY>

<SCRIPT LANGUAGE = “JavaScript”>

document.writeln(“Membuat Vektor”)

document.writeln(“<PRE>”);

document.writeln(” A = “)

var a = new Array (1,2,3);

    for (var i = 0; i < 3; i++)

    document.writeln(a[i])

</SCRIPT>

</BODY>

</HTML>

Buat dengan notepad, jangan lupa ketika menyimpan ekstensinya beri nama .htm. Jika sudah berjalan normal, coba buat matriks. Matriks merupakan array multidimensi (lebih dari satu dimensi). Untuk input data secara interaktif, gunakan prompt pada kode programnya.

<HTML>

<HEAD>

<TITLE>Membuat Vektor

</TITLE>

<SCRIPT LANGUAGE = “JavaScript”>

</SCRIPT>

</HEAD>

<BODY>

<SCRIPT LANGUAGE = “JavaScript”>

document.writeln(“Membuat Vektor”)

document.writeln(” A = [“)

var a = new Array (10);

    for (var i = 0; i < 10; i++)

        a[i]=prompt(“Masukan Vektor”)

    for (var i = 0; i < 10; i++)

        document.writeln(a[i])

    document.writeln(” ]”)

</SCRIPT>

</BODY>

</HTML>

Jika disimpan dan dijalankan menghasilkan hasil sebagai berikut. Pertama-tama Anda diminta mengisi vektornya:

Pada kode, tertulis vector yang dimasukan sebanyak 10 buah, sehingga ketika dijalankan browser (saya menggunakan internet explorer 8) akan menampilkan form isian (tiap browser menampilkan bentuk yang berbeda – sepertinya yg paling bagus menurut saya sih Mozilla).

Membuat Inversi matriks 2×2 dan 3×3 dengan Matlab

Aljabar Linear. 18.12.2012. T. Komputer

Berikut ini listing dengan m-file mencari inversi matriks dengan metode operasi baris pada matriks untuk matriks 2×2 dan 3×3. Buka command window dan ketik, misalkan kita ingin memberi nama fungsi tersebut dengan nama fungsi inversi. Ketik kode berikut:

  • function y=inversi(x)
  • %mencari invers matriks 2×2 dengan
  • %operasi baris pada matriks
  • %eliminasi gauss
  • x=[x eye(2,2)]
  • x(2,:)=x(2,:)-((x(2,1)/x(1,1)*x(1,:)));
  • x(1,:)=x(1,:)-((x(1,2)/x(2,2)*x(2,:)));
  • x(1,:)=x(1,:)/x(1,1);
  • x(2,:)=x(2,:)/x(2,2);
  • y=[x(:,3) x(:,4)];

>> x=[2 5;6 8]

inversi(x)

x =

2 5 1 0

6 8 0 1

ans =

-0.5714 0.3571

0.4286 -0.1429

Sedangkan untuk matriks 3×3, misalkan kita akan membuat fungsi dengan nama inversi33. Ketik di command window edit inversi33. Ketik kode berikut (sengaja dalam bentuk gambar supaya ngetik sendiri).

Uji di command window dan bandingkan dengan fungsi bawaan Matlab, inv. Bagaimana untuk matriks 4×4 atau yang di atasnya? caranya gampang, gunakan prinsip di atas, atau lihat postingan berikutnya.

Mencari Invers dengan Operasi Baris

Mat. Diskrit. 18.12.2012. Tek. Komputer

Selain dengan Determinan dan Cofactor, mencari invers dapat dilakukan dengan operasi baris pada matriks antara lain:

  1. Merubah posisi dua baris dalam suatu matriks
  2. Mengalikan seluruh baris dengan suatu konstanta
  3. Menambahkan/mengurangkan kelipatan suatu baris terhadap baris lainnya

Berikut ini ilustrasi pengerjaannya dengan contoh suatu matriks:

Sebelumnya, kita hitung dulu determinannya, Det = 22 dan karena tidak sama dengan nol, maka matriks M tersebut memiliki invers. Jejerkan dengan matriks identitas:

Tugas kita adalah melakukan eliminasi gauss agar dihasilkan matriks kiri menjadi matriks identitas. Pertama-tama kalikan baris pertama dengan ½.

Tambahkan tiga kali baris pertama dengan baris kedua sehingga dihasilkan:

Tugas berikutnya adalah membuat elemen baris pertama kolom kedua menjadi nol dengan mengalikan baris kedua dengan 2/11 yang dilanjutkan dengan mengurangi dengan baris pertama sehingga dihasilkan:

Akhirnya, kalikan baris kedua dengan 1/11 agar dihasilkan matriks identitas di bagian kiri:

Setelah matriks sebelah kiri menjadi matriks identitas, maka Matrks inversnya adalah yang di sebelah kanan yakni:

Berikut ini cara mengerjakan dengan Aplikasi Matlab:

>> M=[2 4;-3 5];

>> M=[M eye(2,2)]

 

M =

 

2 4 1 0

-3 5 0 1

 

>> M(1,:)=M(1,:)*1/2

 

M =

 

1.0000 2.0000 0.5000 0

-3.0000 5.0000 0 1.0000

 

>> M(2,:)=3*M(1,:)+M(2,:)

 

M =

 

1.0000 2.0000 0.5000 0

0 11.0000 1.5000 1.0000

 

>> M(2,:)=M(2,:)*1/11

 

M =

 

1.0000 2.0000 0.5000 0

0 1.0000 0.1364 0.0909

 

>> M(1,:)=M(1,:)-2*M(2,:)

 

M =

 

1.0000 0 0.2273 -0.1818

0 1.0000 0.1364 0.0909

 

>> InvM=[M(:,3) M(:,4)]

 

InvM =

 

0.2273 -0.1818

0.1364 0.0909

Sumber: Krantz(2009) “Descrete Mathematic Demystified