BAB I - repository stmik tasikmalaya

BAB II
HIMPUNAN
2.1 Definisi Himpunan
Definisi 2.1
Himpunan didefinisikan sebagai kumpulan objek-objek yang berbeda
yang tercakup dalam satu kesatuan. Atau himpunan objek dengan syarat
keanggotaan tertentu. Untuk menyatakan suatu himpunan, digunakan
huruf besar/KAPITAL seperti A, B, C, dsb. Sedangkan untuk menyatakan
anggota-anggotanya digunakan huruf kecil seperti a, b, c, dsb.
Misalkan,
S = {1,2,3,4,5}  S = {x 1  x  5 , x  N}
Jika suatu objek x merupakan anggota dari himpunan S, maka dituliskan x
 S dan dibaca : “x adalah anggota S”, atau “ x ada dalam S”, atau “x
adalah elemen S”. Sebaliknya jika x bukan anggota S, dituliskan x  S .
Himpunan yang tidak mempunyai anggota, disebut himpunan kosong
(empty set) dan dilambangkan dengan : Q = {}  himpunan kosong ( Ø )
Beberapa sifat himpunan kosong adalah sebagai berikut :
 Himpunan kosong adalah himpunan bagian semua himpunan. Jadi Ø  A
untuk semua himpunan A.
 Himpunan kosong adalah tunggal.
2.2 Penyajian Himpunan
Ada tiga cara untuk menyatakan himpunan :
a. List/mendaftar (enumerasi), yaitu menuliskan tiap-tiap anggota
himpunan di antara 2 kurung kurawal. Misalkan A adalah nama-nama
pasaran jawa, yaitu: pon, wage, kliwon, legi, pahing. Maka A ditulis
sebagai A = {pon, wage, kliwon, legi, pahing}
b. Dengan syarat keanggotaan, yaitu menuliskan sifat-sifat yang ada
pada semua anggota himpunan di antar 2 kurung kurawal. Misalkan A
adalah himpunan yang menyatakan nama-nama pasaran jawa, maka
dituliskan sebagai A = {x | x nama-nama pasaran jawa}
2.2 Penyajian Himpunan
c. Diagram Venn
Himpunan dinyatakan
secara grafis
Pada
diagram
Venn
himpunan
semesta
(U)
sebagai suatu segi empat
sedangkan himpunan lainnya
digambarkan
sebagai
lingkaran dalam segiempat
tersebut.
Kadang-kadang suatu himpunan
hanya dapat dinyatakan dengan
salah satu cara, tetapi kadangkadang juga dapat dinyatakan
dengan ketiganya.
U
A
d
a
B
b
c
Simbol-simbol Baku
Sejumlah simbol baku yang berbentuk huruf tebal:
P = himpunan bilangan bulat positif
N = himpunan bilangan asli
Z = himpunan bilangan bulat
Q = himpunan bilangan rasional
R = himpunan bilangan riil
C = himpunan bilangan kompleks
Kardinalitas
Definisi 2.2.
Sebuah himpunan dikatakan berhingga (finite set) jika
terdapat n elemen berbeda (distinct) yang dalam hal
ini n adalah bilangan bulat tak-negatif. Sebaliknya
himpunan tersebut dinamakn tak-berhingga (infinite
set).
Misalkan A merupakan himpunan berhingga, maka
jumlah elemen berbeda di dalam A disebut kardinal
dari himpunan A.
Notasi: n A atau A
Contoh Kardinalitas
Contoh Himpunan Berhingga:
a. 𝐴 = 𝑥 𝑥 merupakan bilangan prima yang lebih kecil dari 20 , maka
dengan elemen-elemen A adalah 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19.
𝐴 = 8,
b. 𝐵 = 𝑎, 𝑎 , 𝑎 , maka 𝐵 = 3, dengan elemen-elemen B (yang berbeda) adalah
𝑎, 𝑎 , 𝑎 .
Contoh Himpunan tidak Berhingga:
a. 𝑹 = ℎ𝑖𝑚𝑝𝑢𝑛𝑎𝑛 𝑏𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑟𝑖𝑖𝑙, maka 𝑹 = ∞
b. Himpunan garis yang melalui titik pusat koordinat.
2.3. Jenis-jenis Himpunan
1. Himpunan Kosong
Definisi 2.2.
Himpunan yang tidak memiliki satupun elemen atau
himpunan dengan kardinal = 0 disebut himpunan
kosong (empty set).
Notasi :
∅ 𝑎𝑡𝑎𝑢
Contoh:
𝐶 = 𝑥 𝑥 < 𝑥 , maka 𝐶 = 0
2.3. Jenis-jenis Himpunan
2. Himpunan Bagian (Subset)
a. Himpunan bagian  
Definisi 2.3.
Himpunan A dikatakan himpunan bagian (subset) dari himpunan B jika dan
hanya jika setiap elemen A merupakan elemen dari B . Dalam hal ini B
dikatakan superset dari A.
A  B jika dan hanya jika "x  A, x  B. Jika A adalah himpunan bagian B,
dikatakan juga bahwa B memuat A (simbol B  A ).
b. Himpunan bagian sejati  
P disebut himpunan bagian sejati (proper subset) dari Q jika P tidak sama
dengan Q, artinya setidaknya ada satu unsur di dalam Q yang tidak ada di
dalam P.
Misalkan, P = {a, b} merupakan himpunan bagian sejati dari himpunan Q = {y, x,
b, c, a}. Untuk menyatakan P adalah himpunan bagian sejati Q, dapat dituliskan
PQ.
Perbedaan antara  (simbol keanggotaan himpunan) dan  (simbol himpunan
bagian). x  A berarti bahwa elemen x adalah salah satu diantara elemen-elemen
A sedangkan A  B berarti bahwa setiap anggota A merupakan anggota B.
Contoh Himpunan Bagian
a.
b.
c.
d.
1, 2, 3 ⊂ 1, 2, 3, 4, 5
1, 2, 3 ⊆ 1, 2, 3,
𝑵⊂𝒁⊂𝑹⊂𝑪
𝑨 = 𝑝, 𝑞, 𝑟 bukan himpunan bagian dari 𝑩 = 𝑚, 𝑝, 𝑞, 𝑡, 𝑢 karena 𝑟 ∈ 𝑨 tetapi
𝑟 ∉ 𝑩.
U
A
B
2.3. Jenis-jenis Himpunan
TEOREMA 2.1.
Untuk sembarang himpunan A berlaku hal-hali berikut.
a. A adalah himpunan bagian dari A itu sendiri, yaitu 𝐴 ⊆ 𝐴.
b. Himpunan kosong merupakan himpunan bagian dari A, yaitu ∅ ⊆ 𝐴.
c. Jika 𝐴 ⊆ 𝐵 𝑑𝑎𝑛 𝐵 ⊆ 𝐶, 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝐴 ⊆ 𝐶.
2.3. Jenis-jenis Himpunan
3. Himpunan yang Sama
Definisi 2.4.
Himpunan A dikatakan sama dengan himpunan B jika dan
hanya jika keduanya mempunyai elemen yang sama. Dengan
kata lain, A sama dengan B jika A adalah himpunan bagian
dari B dan B adalah himpunan bagian dari A. Jika tidak
demikian, maka dikatakan A tidak sama dengan B.
Notasi: 𝑨 = 𝑩 ↔ 𝑨 ⊆ 𝑩 𝒅𝒂𝒏 𝑩 ⊆ 𝑨
Contoh:
a. Jika 𝐴 = 3, 5, 8 𝑑𝑎𝑛 𝐵 = 5, 3, 8 , maka 𝐴 = 𝐵
b. Jika 𝐴 = 3, 5, 8, 6 𝑑𝑎𝑛 𝐵 = 5, 3, 8 , maka 𝐴 ≠ 𝐵
c. 3, 5, 8 = 5, 3, 8, 5, 3
2.3. Jenis-jenis Himpunan
Aksioma Himpunan yang Sama.
Untuk tiga buah himpunan A, B, C berlaku:
a. A = A, B = B, dan C = C
b. Jika A = B, maka B = A
c. Jika A = B dan B = C, maka A = C
2.3. Jenis-jenis Himpunan
4. Himpunan yang Ekivalen
Definisi 2.5.
Himpunan A dikatakan ekivalen dengan himpunan B jika dan
hanya jika kardinal dari kedua himpunan tersebut sama.
Notasi: A ~ B  A = B
Contoh:
Jika 𝐴 = 1, 3, 5, 7 𝑑𝑎𝑛 𝐵 = 𝑎, 𝑏, 𝑐, 𝑑 , maka 𝐴~𝐵 sebab 𝐴 = 𝐵 = 4
2.3. Jenis-jenis Himpunan
4. Himpunan Saling Lepas
Definisi 2.6.
Dua himpunan A dan B dikatakan saling lepas jika keduanya
tidak memiliki elemen yang sama.
Notasi: A // B
U
A
Contoh:
Jika 𝐴 = 𝑥 𝑥 ∈ 𝑃,𝑥 < 8 𝑑𝑎𝑛 𝐵 = 10,20,30,… , maka 𝐴 ∕∕ 𝐵
B
2.3. Jenis-jenis Himpunan
5. Himpunan Kuasa
Definisi 2.7.
Himpunan kuasa (power set) dari himpunan A adalah suatu
himpunan yang elemennya merupakan semua himpunan
bagian dari A, termasuk himpunan kosong dan himpunan A
sendiri.
Notasi: 𝑷 𝑨 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝟐𝑨
Contoh:
Jika 𝐴 = 1, 2 , 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑃 𝐴 = ∅, 1 , 2 , 1, 2
2.4. Operasi Himpunan
1. Irisan / Intersection
Definisi 2.8
Irisan dari himpunan A dan B
(ditulis A  B ) adalah sebuah
himpunan
yang
semua
elemennya merupakan elemen
dari himpunan A dan himpunan B.
Notasi: A  B = {x | x  A dan x  B} .
Daerah yang diarsir menunjukkan
himpunan A  B .
U
A
B
Contoh
(i) Jika A = {2, 4, 6, 8, 10} dan B =
{4, 10, 14, 18},
maka A  B = {4, 10}
(ii) Jika A = { 3, 5, 9 } dan B = { -2,
6 }, maka A  B = .
jika A  B = {} , maka A dan B
adalah himpunan saling lepas
(disjoint) atau saling asing, yakni
keduanya tidak memiliki elemen
yang sama.
Dinotasikan dengan: A // B
2.4. Operasi Himpunan
2. Gabungan/Union
Contoh
Definisi 2.9
Gabungan dari himpunan A dan B
(ditulis A  B) adalah sebuah
himpunan
yang
semua
elemennya merupakan elemen
dari himpunan A atau himpunan
B.
(i) Jika A = { 2, 5, 8 } dan B = { 7, 5,
22 }, maka A  B = { 2, 5, 7, 8,
22 }
(ii) A  = A
Notasi: A  B = {x | x  A atau x  B} .
Daerah yang diarsir merupakan
himpunan A  B
U
A
B
2.4. Operasi Himpunan
3. Komplemen/Complement
Definisi 2.10
Komplemen dari suatu himpunan
A terhadap suatu himpunan
semesta
U
adalah
suatu
himpunan
yang
elemennya
merupakan elemn U yang bukan
elemen himpunan A.
Notasi: 𝑨 = 𝒙 𝒙 ∈ 𝑼 𝒅𝒂𝒏 𝒙 ∉ 𝑨
Daerah yang diarsir
himpunan 𝑨
U
A
merupakan
Contoh
Misalkan S = { 1, 2, 3, ..., 9 },
(i) jika A = {1, 3, 7, 9}, maka 𝐴 = {2, 4, 6, 8}
(ii) jika A = { x | x/2 P, x < 9 }, maka 𝐴 = { 1, 3, 5, 7, 9 }
2.4. Operasi Himpunan
4. Selisih/difference
Definisi 2.11
Selisih dari dua himpunan A dan
B adalah suatu himpunan yang
elemennya merupakan elemen
dari A tetapi bukan elemen dari B.
Selisih antara A dan B dapat juga
dikatakan sebagai komplemen
himpunan B relatif terhadap
himpunan A.
Notasi: 𝑨 − 𝑩 = 𝒙 𝒙 ∈ 𝑨 𝒅𝒂𝒏 𝒙 ∈ 𝑩 = 𝑨 ∩ 𝑩
Daerah yang diarsir merupakan
himpunan 𝑨 − 𝑩
U
A
B
Contoh
a. Jika 𝑨 = 𝟏, 𝟐, 𝟑, … , 𝟏𝟎 𝒅𝒂𝒏 𝑩 = 𝟐, 𝟒, 𝟔, 𝟖, 𝟏𝟎 ,
𝒎𝒂𝒌𝒂 𝑨 − 𝑩 = 𝟏,𝟑, 𝟓, 𝟕, 𝟗 𝒅𝒂𝒏 𝑩 − 𝑨 = ∅
b. 1, 3, 5 − 1, 2, 3 = 5 , 𝑡𝑒𝑡𝑎𝑝𝑖 1, 2, 3 − 1, 3, 5 = 2
2.4. Operasi Himpunan
5. Selisih Simetris/
Symmetric difference
Definisi 2.12
Selisih simetris dari himpunan A
dan B adalah suatu himpunan
yang elemennya ada pada
himpunan A atau B, tetapi tidak
pada keduanya.
Daerah yang diarsir merupakan
himpunan 𝐴 ⊕ 𝐵
U
A
B
Contoh
Notasi:
𝐴⊕𝐵 = 𝐴∪𝐵 − 𝐴∩𝐵 = 𝐴−𝐵 ∪ 𝐵−𝐴
Jika 𝑨 = 𝟐, 𝟒, 𝟔 𝒅𝒂𝒏 𝑩 = 𝟐, 𝟑, 𝟓 ,
𝒎𝒂𝒌𝒂 𝑨 ⊕ 𝑩 = 𝟑, 𝟒, 𝟓, 𝟔
2.4. Operasi Himpunan
5. Selisih Simetris/
Symmetric difference
Teorema 2.2
Selisih simetri memenuhi hukum-hukum berikut.
𝑨⊕𝑩 =𝑩⊕𝑨
(hukum komutatif)
𝑨⊕𝑩 ⊕𝑪= 𝑨⊕ 𝑩⊕𝑪
(hukum asosiatif)
2.4. Operasi Himpunan
6. Perkalian Kartesian/
Cartesian Product
Definisi 2.13
Perkalian kartesian dari himpunan
A dan B adalah himpunan yang
elemennya semua pasangan
berurutan (ordered pairs) yang
dibentuk dari komponen pertama
dari himpunan A dan komponen
kedua dari himpunan B.
Notasi:
𝐴 × 𝐵 = 𝑎,𝑏 𝑎 ∈ 𝐴 𝑑𝑎𝑛 𝑏 ∈ 𝐵
Contoh
Misalkan 𝐶 = 1,2,3 ,𝑑𝑎𝑛 𝐷 = 𝑎,𝑏 ,𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑝𝑒𝑟𝑘𝑎𝑙𝑎𝑖𝑎𝑛 𝑘𝑎𝑟𝑡𝑒𝑠𝑖𝑎𝑛 𝐶 𝑑𝑎𝑛 𝐷 𝑎𝑑𝑎𝑙𝑎ℎ
𝐶 ×𝐷 = 1,𝑎 , 1,𝑏 , 2,𝑎 , 2,𝑏 , 3,𝑎 , 3,𝑏
2.4. Operasi Himpunan
6. Perkalian Kartesian/Cartesian Product
Catatan:
a. Jika A dan B merupakan himpunan berhingga, maka: 𝐴 × 𝐵 = 𝐴 𝐵 .
b. Pasangan berurutan 𝑎, 𝑏 berbeda dengan 𝑏, 𝑎 , dengan kata lain 𝑎, 𝑏 ≠ 𝑏, 𝑎 .
c. Perkalian kartesian tidak komutatif, yaitu 𝐴 × 𝐵 ≠ 𝐵 × 𝐴 dengan syarat A atau B tidak kosong
d. Jika 𝐴 = ∅ 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝐵 = ∅, 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝐴 × 𝐵 = 𝐵 × 𝐴 = ∅
2.4. Operasi Himpunan
7. Perampatan Operasi Himpunan
Operasi himpunan dapat dilakukan terhadap 2 atau lebih himpunan.
Dalam hal ini kita melakukan perampatan (generalization) operasi
himpunan dengan menggunakan dasar perampatan yang ada pada
operasi aritmatika biasa.
𝑀𝑖𝑠𝑎𝑙𝑘𝑎𝑛 𝐴1 , 𝐴2 , 𝐴3 , … , 𝐴𝑛 𝑚𝑒𝑟𝑢𝑝𝑎𝑘𝑎𝑛 ℎ𝑖𝑚𝑝𝑢𝑛𝑎𝑛, 𝑚𝑎𝑘𝑎:
𝑛
𝐴1 ∩ 𝐴2 ∩ 𝐴3 ∩ … ∩ 𝐴𝑛 =
𝐴𝑖
𝑖 =1
𝑛
𝐴1 ∪ 𝐴2 ∪ 𝐴3 ∪ … ∪ 𝐴𝑛 =
𝐴𝑖
𝑖 =1
n
𝐴1 × 𝐴2 × 𝐴3 × … × 𝐴𝑛 = x
i =1
n
A
𝐴1 ⨁𝐴2 ⨁ 𝐴3 ⨁ … ⨁𝐴𝑛 =  Ai
i =1
i
2.4. Operasi Himpunan
7. Perampatan Operasi Himpunan
Notasi perampatan tersebut dapat mempermudah
penulisan ekspresi yang panjang, misalnya:
𝐴 ∩ 𝐵1 ∪ 𝐵2 ∪ …∪ 𝐵𝑛 = 𝐴 ∩ 𝐵1 ∪ 𝐴 ∩ 𝐵2 ∪ …∪ 𝐴 ∩ 𝐵𝑛
Menjadi:
𝑛
𝐴∩
𝑛
𝐵𝑖 =
𝑖=1
𝐵𝑖 𝐴 ∩ 𝐵𝑖
𝑖=1
2.4. Operasi Himpunan
7. Perampatan Operasi Himpunan
Contoh:
Misalkan:
𝐴1 = 0, 2, 3
𝐴2 = 1, 2, 3, 6
𝐴3 = −1, 0, 3, 9
maka,
3
3
𝐴𝑖 = 3 𝑑𝑎𝑛
𝑖=1
𝐴𝑖 = −1, 0, 1, 2, 3, 6, 9
𝑖=1
Latihan dan Tugas
Latihan
1. Misalkan:
A = himpunan semua mobil buatan dalam negeri
B = himpunan semua mobil impor
C = himpunan semua mobil yang dibuat sebelum tahun 1990
D = himpunan semua mobil yang nilai jualnya kurang dari Rp 100 juta
E = himpunan semua mobil milik mahasiswa universitas tertentu
Tuliskan kalimat matematika berikut ke dalam notasi ekspresi himpunan
a. “mobil
mahasiswa di universitas ini produksi dalam negeri atau diimpor dari luar
negeri”
b. “semua mobil produksi dalam negeri yang dibuat sebelum tahun 1990 yang nilai
jualnya kurang dari Rp 100 juta”
c. “semua mobil impor buatan setelah tahun 1990 mempunyai nilai jual lebih dari Rp
100 juta”
2. Jika A = {1, 2, 4, 8, 16}, B = {2, 4, 6, 8, 10}, dan C = {1, 3, 7, 15}
Tentukanlah:
a. A  B
b. A  B
c. A – C
d. A  ( B  C )
e. (A  B )  ( A  C )
f. C – (B – A)
g. A  B
h. A  B
i. P( A)
j. P(B)
k. P( A  B)
l. P( A  B)