PELABELAN DAN PEMBENTUKAN GRAF MIDDLE PADA BEBERAPA GRAF KHUSUS skripsi disajikan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Program Studi Matematika oleh Meliana Deta Anggraeni 4111409019 JURUSAN MATEMATIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2013 1 ii PENGESAHAN Skripsi yang berjudul Pelabelan Khusus dan Pembentukan Graf Middle pada Beberapa Graf disusun oleh : Meliana Deta Anggraeni NIM. 4111409019 Telah dipertahankan di hadapan sidang Panitia Ujian Skripsi FMIPA UNNES pada tanggal 02 Agustus 2013. Panitia : Ketua Sekretaris Prof. Dr.Wiyanto, M.Si. NIP. 196310121988031001 Drs Arief Agoestanto, M.Si. NIP. 196807221993031005 Penguji Dr. Rochmad, M.Si NIP. 195711161987011001 Anggota Penguji / Anggota Penguji / Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping Dr. Mulyono, M.Si Drs. Amin Suyitno, M.Pd NIP. 19700902 199702 1 001 NIP. 19520604 197612 1 001 ii iii PERNYATAAN Saya menyatakan bahwa skripsi ini bebas plagiat, dan apabila di kemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam skripsi ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan perundang-undangan. Semarang, Agustus 2013 Meliana Deta Anggraeni NIM. 4111409019 iii iv MOTTO DAN PERSEMBAHAN MOTTO o Mengetahui kekurangan diri adalah tangga untuk menggapai citacita, berusaha terus untuk mengisi kekurangan adalah keberanian luar biasa. o Awali segala sesuatu dengan ‘BASMALLAH’. o Hanya dengan sabar, berusaha, dan berdoa, keberhasilan akan terwujud. PERSEMBAHAN Persembahan ini saya tujukan untuk : 1. Bapak dan Ibu, yang tak hentinya melantunkan bait-bait doanya untukku dan selalu menantikan keberhasilanku. Adik dan kekasih tersayang. Almamaterku. 2. 3. iv v KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “PELABELAN DAN PEMBENTUKAN GRAF MIDDLE PADA BEBERAPA GRAF KHUSUS” sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan jenjang studi sarjana pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Semarang. Penulis menyadari bahwa terselesainya penulisan skripsi ini berkat bimbingan, pengarahan, dan bantuan dari berbagai pihak baik berupa moral maupun materiil. Oleh karena itu pada kesempatan ini, penulis akan menyampaikan rasa hormat, serta terima kasih kepada : 1. Prof. Dr. Fathur Rokhman, M.Hum., Rektor Universitas Negeri Semarang, 2. Prof. Dr. Wiyanto, M.Si., Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, 3. Drs. Arief Agoestanto, M.Si., Ketua Jurusan Matematika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Semarang, 4. Dr. Mulyono, M.Si., dosen pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, masukan, motivasi, semangat dalam pembuatan skripsi ini, 5. Drs. Amin Suyitno, M.Pd., dosen pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, masukan, motivasi, semangat dalam pembuatan skripsi ini, 6. Seluruh Dosen Matematika yang telah membimbing dan memberikan ilmunya kepada penulis, v vi 7. Bapak, Ibu, dan adik tercinta yang telah memberikan dorongan, dukungan dan doa kepada penulis dalam penyusunan skripsi ini, 8. Teman-teman Matematika 2009, terima kasih atas kebersamaanya, 9. Semua pihak yang mendukung dan membantu proses terselesaikannya skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Semoga Allah SWT memberi rahmat serta hidayah-Nya pada kita semua baik di dunia maupun di akhirat. Penulis sadar bahwa kesempurnaan hanya milik Allah Yang Maha Kuasa, meskipun begitu penulis berharap skripsi ini dapat memberi manfaat bagi Almamater pada khususnya serta pembaca pada umumnya. Semarang, Penulis vi Agustus 2013 vii ABSTRAK Anggraeni, M. D. 2013. Pelabelan dan Pembentukan Graf Middle pada Beberapa Graf Khusus. Skripsi. Jurusan Matematika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Semarang. Pembimbing I: Dr. Mulyono, M.Si dan Pembimbing II: Drs. Amin Suyitno, M.Pd. Kata Kunci: Graf khusus; graf middle; pelabelan . Pelabelan dari suatu graf adalah suatu pemetaan yang membawa setiap elemen graf yaitu himpunan sisi (edge) atau himpunan titik (vertex) ke bilanganbilangan bulat positif, yang disebut label. Pelabelan adalah pelabelan di mana dalam suatu graf jika terdapat dua titik dengan jarak satu maka harus memiliki label dengan selisih minimal 3, jika terdapat dua titik dengan jarak dua maka harus memiliki label dengan selisih minimal 2, dan jika terdapat dua titik dengan jarak tiga maka harus memiliki label dengan selisih minimal 1. Permasalahan dalam skripsi ini adalah bagaimana menentukan pelabelan dan menentukan graf middle pada graf path , graf sikel , graf bintang . Penelitian ini merupakan penelitian studi pustaka dengan langkah sebagai berikut, yaitu (1) mempelajari dan mengkaji tentang pelabelan pada graf path , graf sikel , dan graf bintang . (2) Mempelajari dan mengkaji tentang pembentukan graf middle pada graf path , graf sikel , graf bintang dan pelabelan nya. Untuk menentukan hasil pelabelan pada graf path , graf sikel , dan graf bintang , terlebih dahulu membuktikan teorema-teorema yang ada. Penelitian ini memberikan hasil dan kesimpulan bahwa . . vii viii DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL.............................................................................................. i HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... ii PERNYATAAN................................................................................................... iii MOTTO DAN PERSEMBAHAN ....................................................................... iv KATA PENGANTAR .......................................................................................... v ABSTRAK .......................................................................................................... vii DAFTAR ISI ...................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ x DAFTAR SIMBOL............................................................................................ xiii BAB 1. PENDAHULUAN ................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ............................................................................................ 1 1.2 Rumusan Masalah ....................................................................................... 2 1.3 Batasan Masalah.......................................................................................... 2 1.4 Tujuan Penulisan ......................................................................................... 3 1.5 Manfaat Penulisan ...................................................................................... 3 1.6 Sistematika Penyusunan Skripsi ................................................................. 3 BAB 2. LANDASAN TEORI ............................................................................... 6 2.1 Graf ............................................................................................................. 6 2.2 Jenis-Jenis Graf ......................................................................................... 12 2.3 Fungsi (Pemetaan) ..................................................................................... 14 viii ix 2.4 Pelabelan Graf ........................................................................................... 15 BAB 3. METODE PENELITIAN....................................................................... 18 3.1 Menentukan Masalah ................................................................................ 18 3.2 Perumusan Masalah .................................................................................. 18 3.3 Metode Pengambilan Data........................................................................ 19 3.4 Analisis dan Pemecahan Masalah............................................................. 19 3.5 Penarikan Kesimpulan .............................................................................. 20 BAB 4. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ..................................... 21 4.1 Pelabelan .................................................................................. 21 4.2 Pelabelan pada Graf Khusus ..................................................... 23 4.2.1 Pelabelan pada Graf Path ........................................... 23 4.2.2 Pelabelan pada Graf Sikel .......................................... 29 4.2.3 Pelabelan pada Graf Bintang ..................................... 43 4.3 Graf Middle............................................................................................... 46 4.4 Pembentukan Graf Middle pada Graf Khusus .......................................... 47 4.4.1 Graf Middle dari Graf Path ......................................................... 47 4.4.2 Graf Middle dari Graf Sikel ........................................................ 56 4.4.3 Graf Middle dari Graf Bintang ................................................... 63 BAB 5. PENUTUP ............................................................................................. 68 5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 68 5.2 Saran .......................................................................................................... 69 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 70 ix x DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Graf dengan 5 titik dan 6 sisi ............................................................ 6 Gambar 2.2 Jalan , Jejak, Lintasan, dan Siklus dalam suatu Graf ........................ 9 Gambar 2.3 Graf bagian dari Gambar 2.4 Graf terhubung yang dibangun oleh dan Graf tidak terhubung Gambar 2.5 Graf tidak terhubung dengan ....... 10 ............................. 11 komponen, yaitu ........... 11 Gambar 2.6 Graf Path ..................................................................................... 12 Gambar 2.7 Graf Sikel ................................................................................... 12 Gambar 2.8 Graf Lengkap ............................................................................. 13 Gambar 2.9 Graf Bintang ............................................................................... 14 Gambar 2.10 Pelabelan Titik pada Graf .......................................................... 16 Gambar 2.11 Pelabelan Sisi pada Graf ............................................................ 16 Gambar 2.12 Pelabelan Total pada Graf ......................................................... 17 Gambar 4.1 Graf ............................................................................................ 23 Gambar 4.2 Graf ............................................................................................ 23 Gambar 4.3 Pelabelan pada Graf Path dengan ......................... 27 Gambar 4.4 Pelabelan pada Graf Path dengan ......................... 27 Gambar 4.5 Pelabelan pada Graf Path dengan ......................... 28 Gambar 4.6 Pelabelan pada Graf Path dengan ......................... 28 Gambar 4.7 Pelabelan pada Graf Path dengan ......................... 28 Gambar 4.8 Pelabelan pad Graf Path dengan ........................... 28 x xi Gambar 4.9 Pelabelan pada Graf Path dengan ......................... 29 Gambar 4.10 Pelabelan pada Graf Path ......................................... 29 Gambar 4.11 Pelabelan pada Graf Sikel dengan .............. 31 Gambar 4.12 Pelabelan pada Graf Sikel dengan .............. 33 Gambar 4.13 Pelabelan pada Graf Sikel dengan .............. 34 Gambar 4.14 Pelabelan pada Graf Sikel dengan ........... 35 Gambar 4.15 Pelabelan pada Graf Sikel dengan , jika maka .................................................................................... 41 Gambar 4.16 Pelabelan pada Graf Sikel dengan , jika maka ..................................................................................... 42 Gambar 4.17 Pelabelan pada Graf Sikel dengan maka , jika ............................................................................. 42 Gambar 4.18 Pelabelan pada Graf Sikel dengan maka , jika , ........................................................................... 43 Gambar 4.19 Pelabelan pada Graf Bipartit Lengkap Gambar 4.20 Graf Bintang dan pelabelan ................... 45 pada Graf Bintang ... 47 Gambar 4.21 Graf dan Graf ................................................................. 50 Gambar 4.22 Graf dan Graf ................................................................. 50 Gambar 4.23 Graf Gambar 4.24 Graf Gambar 4.25 Graf Gambar 4.26 Graf Gambar 4.27 Graf dan Pelabelan dan Graf pada Graf ................................................................. 51 dan Pelabelan dan Graf ................ 51 pada Graf ................ 51 ................................................................. 52 dan Pelabelan pada Graf xi ................. 52 xii Gambar 4.28 Graf dan Graf Gambar 4.29 Graf Gambar 4.30 Graf dan Pelabelan dan Graf Gambar 4.31 Pelabelan Gambar 4.32 Graf dan Graf Gambar 4.35 Graf Gambar 4.36 Graf Gambar 4.37 Pelabelan Gambar 4.38 Graf Gambar 4.39 Pelabelan Gambar 4.40 Graf Gambar 4.41 Pelabelan Gambar 4.42 Graf Gambar 4.43 Graf Gambar 4.44 Graf Gambar 4.45 Pelabelan .......................................... 59 .......................................... 61 .......................................... 62 .............................................................. 64 dan Pelabelan dan Graf ................ 58 ............................................................... 62 pada Graf dan Graf pada Graf ............................................................... 60 pada Graf dan Graf ........................................... 55 ................................................................ 59 pada Graf dan Graf ........................................... 54 ................................................................ 57 dan Pelabelan dan Graf ................ 53 ................................................................ 55 pada Graf dan Graf pada Graf ................................................................. 53 pada Graf Gambar 4.33 Pelabelan Gambar 4.34 Graf ................................................................. 53 pada Graf ................ 65 ................................................................ 66 pada Graf xii ........................................... 67 xiii DAFTAR SIMBOL : suatu graf : graf dengan himpunan titik dan himpunan sisi : himpunan titik dari graf : himpunan sisi dari graf : jumlah titik dari graf : jumlah sisi dari graf : titik ke : sisi ke : derajat dari titik : derajat minimum : derajat maksimum : anggota dari : sama dengan : tidak sama dengan : lebih besar sama dengan : lebih kecil sama dengan : lebih besar dari : lebih kecil dari : kongruen : himpunan bagian (subset) : label tertinggi dari suatu titik pada graf : graf lengkap dengan titik : graf bipartit lengkap dengan dan banyaknya titik di kedua partisi tersebut : graf bintang dengan titik : graf path dengan titik : graf sikel dengan titik : fungsi atau pemetaan : graf middle pada graf : himpunan titik graf middle pada graf : graf middle dari graf path dengan titik : graf middle dari graf sikel dengan titik : graf middle dari graf bintang dengan titik xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Banyaknya permasalahan dalam kehidupan sehari–hari mendorong manusia untuk mencari solusi yang secara tidak langsung permasalahan tersebut mendorong berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi. Matematika merupakan salah satu yang banyak memberikan alternatif dalam menyelesaikan permasalahan di segala bidang. Salah satu cabang matematika yang dapat menyelesaikan suatu permasalahan adalah teori graf (Clipperton dkk., 2008:1). Teori graf pertama kali diperkenalkan oleh Leonhard Euler pada tahun 1736 ketika mencoba membuktikan kemungkinan untuk melewati empat daerah yang terhubung dengan tujuh jembatan di atas sungai Pregel di Konigsberg, Rusia dalam sekali waktu. Pembuktian Euler tersebut ditulis dalam karya tulisnya yang berjudul Solution problematis ad geometrian situs pertinensi. Masalah jembatan Konigsberg tersebut dapat dinyatakan dengan istilah graf dalam menentukan keempat daerah itu sebagai titik (vertex) dan ketujuh jembatan sebagai sisi (edge) yang menghubungkan pasangan titik yang sesuai (Sutarno dkk., 2003: 58). Pelabelan dari suatu graf adalah suatu pemetaan yang membawa setiap elemen graf yaitu himpunan sisi (edge) atau himpunan titik (vertex) ke bilanganbilangan bulat positif, yang disebut label (Chang, 2000). Jika suatu pelabelan hanya menggunakan domain berupa titik maka disebut pelabelan titik, dan apabila 1 2 domainnya berupa himpunan sisi maka disebut pelabelan sisi. Jika domainnya berupa himpunan titik dan sisi maka disebut pelabelan total (total labeling). Pelabelan adalah pelabelan di mana dalam suatu graf jika terdapat dua titik dengan jarak satu maka harus memiliki label dengan selisih minimal 3, jika terdapat dua titik dengan jarak dua maka harus memiliki label dengan selisih minimal 2, dan jika terdapat dua titik dengan jarak tiga maka harus memiliki label dengan selisih minimal 1 (Lingsheit, 2009). Adapun graf khusus yang dibahas di sini antara lain yaitu graf path , dan graf bintang , graf sikel (Griggs, 1992: 586). 1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan uraikan di atas, maka permasalahan yang dapat dirumuskan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut. 1. Bagaimana menentukan pelabelan , dan graf bintang pada graf path ? 2. Bagaimana cara menentukan graf middle dari graf path graf bintang , graf sikel , dan pelabelan , graf sikel , nya? 1.3 Pembatasan Masalah 1. Pelabelan . 2. Graf khusus yang dibahas dalam penelitian ini meliputi graf path sikel , graf bintang , dan graf middle. , graf 3 1.4 Tujuan Penulisan Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut. 1. Mengetahui pelabelan bintang pada graf path , graf sikel , dan graf . 2. Mengetahui cara menentukan graf middle dari graf path graf bintang , dan pelabelan , graf sikel , nya . 1.5 Manfaat Penulisan Manfaat penelitian ini diantaranya adalah sebagai berikut. a. Bagi Penulis Memberikan pengalaman dan pengetahuan mengenai pelabelan dan pembentukan graf middle pada beberapa graf khusus. b. Bagi Pembaca Dapat dijadikan sumbang saran bagi pembaca yang akan melakukan penelitian pelabelan . c. Bagi Perpustakaan Jurusan Matematika Dapat dijadikan sebagai tambahan referensi, sehingga dapat menambah wawasan bagi mahasiswa. 1.6 Sistematika Penyusunan Skripsi Sistematika penulisan skripsi ini secara garis besar terbagi menjadi tiga bagian yaitu bagian awal, bagian isi, dan bagian akhir skripsi. 4 (1) Bagian awal skripsi meliputi halaman sampul, halaman judul, pernyataan keaslian tulisan, motto dan persembahan, kata pengantar, abstrak, daftar isi, daftar gambar, daftar tabel dan daftar lampiran. (2) Bagian isi skripsi secara garis besar terdiri dari lima bab, adalah sebagai berikut. BAB I : PENDAHULUAN Dikemukakan latar belakang, permasalahan, pembatasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penyusunan skripsi. BAB 2 : LANDASAN TEORI Dikemukakan konsep-konsep yang dijadikan landasan teori sebagai berikut: graf dan pelabelan graf. BAB 3 : METODE PENELITIAN Dikemukakan metode penelitian yang berisi langkah-langkah yang ditempuh untuk memecahkan masalah yaitu: menentukan masalah, perumusan masalah, metode pengambilan data, analisis dan pemecahan masalah, serta penarikan kesimpulan. BAB 4 : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Dikemukakan hasil penelitian dan pembahasan yang berisi pembahasan dari permasalahan yang berkaitan dengan pelabelan dan pembentukan graf middle pada graf khusus. 5 BAB 5 : PENUTUP Bagian penutup meliputi simpulan dan saran. Simpulan merupakan hasil pembahasan bab-bab sebelumnya yang mencerminkan hasil penlitian. Saran berupa anjuran atau rekomendasi. (3) Bagian akhir skripsi meliputi daftar pustaka dan lampiran-lampiran dari pembahasan yang telah dilakukan serta yang mendukung penulisan skripsi. BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Graf 2.1.1 Definisi Graf adalah pasangan , di mana berhingga titik-titik (vertices) yang tak kosong dan adalah himpunan adalah himpunan sisi (mungkin kosong), sedemikian sehingga setiap sisi (edge) di pasangan tak berurutan dari titik-titik di dengan . Himpunan titik dari , sedangkan himpunan sisi dinotasikan dengan adalah dinotasikan (Budayasa, 2007: 1). Jumlah titik dari graf disebut order graf sedangkan jumlah sisi dari graf dengan yang dinotasikan dengan disebut size graf yang dinotasikan . Gambar di bawah ini contoh graf dengan 5 titik dan 6 sisi. Contoh : Gambar 2.1 Graf dengan 5 titik dan 6 sisi 6 7 Dalam sebuah graf, seperti terlihat pada Gambar 2.1, dimungkinkan adanya suatu sisi yang dikaitkan dengan pasangan ujungnya sama disebut loop/gelang. Pada Gambar 2.1, sisi . Sisi yang dua titik merupakan sebuah loop. Dalam sebuah graf dimungkinkan adanya lebih dari satu sisi yang dikaitkan dengan sepasang titik. Pada Gambar 2.1, sisi pasangan titik dan sisi dikaitkan dengan . Menurut Sutarno dkk. (2003: 60), pasangan sisi semacam ini disebut sisi-sisi pararel/sejajar atau sisi rangkap. Sebuah graf yang tidak memiliki loop dan tidak memiliki sisi rangkap disebut graf sederhana. 2.1.2 Definisi Jika sebuah titik merupakan titik ujung dari suatu sisi disebut saling berinsidensi atau titik , maka dan terkait (incident) dengan sisi (Sutarno dkk., 2003: 60). Contoh : Pada Gambar 2.1 di atas, sisi dengan titik dan adalah sisi-sisi yang terkait . 2.1.3 Definisi Dua sisi yang tidak pararel disebut bertetangga (adjacent), bila kedua sisi tersebut terkait dengan titik yang sama. Selain itu, dua buah titik disebut bertetangga jika kedua titik tersebut merupakan titik-titik ujung dari sisi yang sama (Sutarno dkk., 2003: 60). 8 Contoh : dan dalam Gambar 2.1, merupakan dua sisi yang bertetangga. Dalam Gambar 2.1, titik dan dan adalah dua titik yang saling bertetangga, sedangkan merupakan dua titik yang tidak saling bertetangga. 2.1.4 Definisi Jumlah atau banyaknya sisi yang terkait dengan suatu titik (loop dihitung dua kali), disebut derajat (degree) dari titik tersebut dinotasikan . Derajat suatu titik sering juga disebut valensi dari titik tersebut. Derajat minimum dari graf dinotasikan dengan dengan (Siang, 2002: 205). dan derajat maksimumnya dinotasikan Contoh : Pada Gambar 2.1, terlihat bahwa untuk setiap titik adalah , dan , di , derajat titiknya . Sehingga . 2.1.5 Definisi Misalkan G adalah sebuah graf. Sebuah jalan (walk) di berhingga (tak kosong) yang suku-sukunya bergantian titik dan sisi, sedemikian sehingga . Titik dan Sedangkan titik-titik dan adalah titik-titik akhir sisi , untuk berturut-turut disebut titik awal dan titik akhir disebut titik-titik internal dari jalan adalah banyaknya sisi dalam jalan berbeda, maka dalam jalan adalah barisan . Jika semua sisi . . Panjang dari dalam disebut jejak (trail). Jika semua titik juga berbeda, maka disebut sebuah lintasan (path). Sebuah 9 jalan disebut tertutup, jika titik awal dan titik akhir dari sama. Jejak tertutup disebut sirkuit. Sirkuit yang titik awal dan titik internalnya berlainan disebut siklus (cycle). Siklus dengan titik dinotasikan dengan (Sutarno dkk., 2003: 65). Contoh : Gambar 2.2 Jalan, Jejak, Lintasan, dan Siklus dalam suatu Graf Jalan : Jalan tertutup : . Jejak : . Jejak tertutup : . Lintasan : . Siklus : . 2.1.6 Definisi Sebuah graf dan disebut graf bagian dari graf . Jika graf bagian rentang (spanning subgraf) dari dan , ditulis , maka (Budayasa, 2007: 5). , jika disebut 10 Contoh : Gambar 2.3 Graf Bagian dari Graf bagian dari yang dibangun oleh yang himpunan titiknya adalah sisi yang dibangun oleh yang dibangun oleh adalah adalah sebuah graf bagian dari Pada Gambar 2.3, graf adalah graf , sedangkan graf bagian dari adalah sebuah graf bagian dari yang himpunan sisinya dan himpunan titiknya beranggotakan semua titik Pada Gambar 2.3, graf . dan himpunan sisinya beranggotakan semua yang mempunyai titik-titik akhir di bagian dari graf sisi yang dibangun oleh adalah graf bagian dari graf yang terkait dengan yang dibangun oleh . 2.1.7 Definisi Sebuah graf dua titik dikatakan terhubung (connected graph) jika untuk setiap yang berbeda terdapat sebuah lintasan yang menghubungkan kedua titik tersebut. Sebaliknya graf (Rosen, 2003: 570). disebut tidak terhubung (disconnected graph) 11 Contoh : Gambar 2.4 Graf terhubung dan Graf tidak terhubung 2.1.8 Definisi Sebuah komponen graf (titik dan sisi) dari . Graf adalah sebuah graf bagian terhubung maksimal dikatakan graf bagian terhubung maksimal dari graf , jika tidak ada graf bagian lain dari yang terhubung dan memuat . Jadi setiap graf terhubung memiliki tepat satu komponen sedangkan graf tak terhubung memiliki paling sedikit dua komponen (Budayasa, 2007: 8). Contoh : Gambar 2.5 Graf tidak terhubung dengan komponen, yaitu 12 2.2 Jenis-jenis Graf 2.2.1 Definisi Graf path adalah graf sederhana yang terdiri dari lintasan tunggal. Graf path dengan titik dinotasikan dengan . memiliki sisi (Budayasa, 2007: 6). Contoh : Gambar 2.6 Graf Path 2.2.2 Definisi Graf sikel adalah graf sederhana yang terdiri dari sebuah sikel tunggal dan setiap titiknya berderajat dua. Graf sikel dengan Jika titik-titik pada titik dinotasikan dengan adalah , maka sisi-sisinya adalah . Dengan kata lain, ada sisi dari titik terakhir, ke titik pertama, (Rosen, 2003: 548). Contoh : Gambar 2.7 Graf Sikel 13 2.2.3 Definisi Misalkan adalah sebuah graf sederhana. Jika untuk setiap pasang titik maka dan di terdapat sebuah sisi yang menghubungkannya, disebut graf lengkap. Graf lengkap dengan titik dinotasikan dengan (Sutarno dkk, 2003: 82). Contoh : Gambar 2.8 Graf Lengkap 2.2.4 Definisi Graf Bintang bintang memiliki jika adalah graf bipartit lengkap yang berbentuk titik (Huda, 2012: 32). Sebuah graf (himpunan titik dari graf . Graf disebut graf bipartit ) dapat dipartisi menjadi dua himpunan bagian dan sedemikian sehingga setiap sisi dari titik di dan sebuah titik di . Dinotasikan menghubungkan sebuah bipartit dari (Sutarno dkk, 2003: 84). Apabila sederhana dan bipartit dengan partisi sehingga setiap titik di adjacent dengan setiap titik di , maka sedemikian disebut graf 14 bipartit lengkap, dinotasikan dengan dengan dan adalah banyaknya titik di kedua partisi tersebut. Contoh : Gambar 2.9 Graf Bintang 2.3 Fungsi (Pemetaan) 2.3.1 Definisi Misalkan dan merupakan himpunan tidak kosong, maka cross product dari dua buah himpunan dan himpunan semua pasangan terurut yang dinotasikan dengan dengan dan adalah yaitu Contoh : Diberikan dan , maka dan . Dari hasil dan didapat bahwa . 2.3.2 Definisi Misalkan dan adalah dua himpunan yang tidak kosong. Suatu cara atau aturan yang memasangkan setiap elemen dari himpunan dengan tepat satu 15 elemen di himpunan disebut pemetaan dari himpunan Pemetaan dari himpunan ke himpunan ke himpunan diberi notasi , yaitu . . Secara umum pemetaan digolongkan menjadi tiga golongan. 2.3.3 Definisi Pemetaan semua elemen di sehingga adalah pemetaan surjektif jika range dari , dengan kata lain jika untuk setiap adalah terdapat (Bartle & Sherbert, 1994:13). 2.3.4 Definisi Menurut Bartle & Sherbert (1994:13) sebuah pemetaan dikatakan injektif (one-one) jika dan hanya jika untuk semua maka , . 2.3.5 Definisi : Jika f merupakan pemetaan yang surjektif dan sekaligus injektif maka f disebut pemetaan bijektif (Bartle & Sherbert, 1994:13). 2.4 Pelabelan Graf 2.4.1 Definisi Hasil penelitian Budiasti (2010) mengatakan bahwa pelabelan pada suatu graf adalah pemetaan (fungsi) yang memasangkan unsur-unsur graf (titik atau sisi) dengan bilangan (biasanya bilangan bulat positif). Jika domain dari pemetaan 16 adalah titik, maka pelabelan disebut pelabelan titik (vertex labeling). Jika domainnya adalah sisi, maka disebut pelabelan sisi (edge labeling), dan jika domainnya titik dan sisi, maka disebut pelabelan total (total labeling). Contoh : Diberikan graf sebagai berikut. Didefinisikan Gambar 2.10 Pelabelan Titik pada Graf Contoh : Diberikan graf sebagai berikut. Didefinisikan . Gambar 2.11 Pelabelan Sisi pada Graf 17 Contoh : Diberikan graf sebagai berikut. Didefinisikan Gambar 2.12 Pelabelan Total pada Graf BAB III METODE PENELITIAN Pada penelitian ini metode atau langkah-langkah yang digunakan adalah sebagai berikut. 3.1 Menemukan Masalah Dalam tahap ini dicari sumber pustaka dan dipilih bagian dari sumber pustaka sebagai suatu masalah. Penulis mencari berbagai macam sumber pustaka yang berhubungan dengan pelabelan meliputi graf path , graf sikel , graf middle, dan graf khusus yang , dan graf bintang . Kemudian menyeleksi untuk ditetapkan sebagai suatu masalah yang harus diselesaikan. 3.2 Merumuskan Masalah Masalah yang ditemukan kemudian dirumuskan kedalam pertanyaan yang harus diselesaikan yaitu: (1) Bagaimana menentukan pelabelan , dan graf bintang (2) pada graf path . Bagaimana menentukan graf middle dari graf path bintang , graf sikel , dan pelabelan nya. 18 , graf sikel , graf 19 3.3 Metode Pengambilan Data Pada penelitian ini metode atau langkah-langkah yang digunakan adalah sebagai berikut. 1) Studi Pustaka Dalam langkah ini dilakukan kajian sumber-sumber pustaka tentang pelabelan , graf sikel , graf middle, dan graf khusus yang meliputi graf path , dan graf bintang dengan cara mencari referensi dari buku-buku dan jurnal yang berkaitan dengan pelabelan middle, dan graf khusus yang meliputi graf path bintang , graf , graf sikel , dan graf sehingga didapatkan suatu ide mengenai bahan dasar pemecahan masalah. 2) Dokumentasi Metode pengumpulan data dengan cara dokumentasi dilakukan penulis dengan mengambil atau melihat langsung data-data dari internet yang terupdate. Misalnya dengan cara mencarinya di situs www.google.com dengan menggunakan kata kunci pelabelan yang meliputi graf path , graf sikel , graf middle, dan graf khusus , dan graf bintang . 3.4 Analisis dan Pemecahan Masalah Dari berbagai sumber pustaka yang sudah menjadi bahan kajian, diperoleh suatu pemecahan masalah di atas. Selanjutnya dilakukan langkah-langkah pemecahan masalah sebagai berikut. 20 1. Memahami definisi pelabelan 2. Membuktikan Lemma dan Teorema yang ada pada graf path , dan graf bintang 3. pada graf path , graf sikel , dan graf . 4. Memahami definisi graf middle. 5. Membentuk graf middle dari graf path 6. Memberikan pelabelan path , graf sikel . Memberikan pelabelan bintang . , graf sikel , graf sikel , dan graf bintang . pada graf middle yang dibentuk dari graf , dan graf bintang . 3.5 Penarikan Kesimpulan Tahap ini merupakan tahap terakhir dalam metode penelitian. Penarikan kesimpulan dari permasalahan diperoleh dari hasil langkah pemecahan masalah yang dirumuskan berdasarkan studi pustaka dan pembahasannya. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pelabelan 4.1.1 Definisi Berdasarkan hasil penelitian Clipperton dkk., (2005:1) dan Chia, (2011: 2439) jika diketahui graf adalah fungsi . Maka pelabelan , dengan pada graf berlaku 4.1.2 Definisi Jika terdapat titik dan di dalam graf , maka jarak antara titik adalah banyaknya sisi yang dilewati dari titik pelabelan , disimbolkan sedemikian sehingga memiliki pelabelan maksimum. Sebuah pelabelan minimal dari , dari graf dari graf menuju titik dan . Bilangan adalah bilangan asli terkecil dengan sebagai label disebut pelabelan jika label tertinggi dari sembarang titik dalam pelabelan itu adalah (Yeh, 2006: 1218). Jika tidak digunakan sebagai label titik dalam suatu pelabelan dari sebuah graf, maka setiap label titik dapat diturunkan pelabelan dari sebuah graf. Jadi dalam pelabelan harus digunakan sebagai label titik. 18 untuk memperoleh minimal, 19 Gambar 4.1 Graf Pada gambar 4.1 dijelaskan tentang pelabelan . Pertama, beri label 1 pada suatu titik misalkan titik pada suatu graf . Karena titik dan berjarak satu maka harus diberikan label dengan selisih minimal tiga, misalkan titik diberi label . Sedangkan pada titik dan berjarak dua maka harus diberikan label dengan selisih minimal dua, misalkan titik karena pada titik dan minimal satu, maka titik graf adalah dan diberi label 7, berjarak tiga maka harus diberikan label dengan selisih diberi label . Sehingga diperoleh label terkecil pada . Gambar 4.2 Graf 20 Pada Gambar 4.2 dijelaskan tentang pelabelan . Pertama, beri label pada suatu titik misalkan titik pada suatu graf . Karena titik dan berjarak satu maka harus diberikan label dengan selisih minimal tiga, misalkan titik diberi label . Karena titik label . Sedangkan titik dan dan berjarak satu maka titik berjarak dua maka harus diberikan label dengan selisih minimal dua, misalkan titik diberi label berjarak dua maka titik . Sedangkan titik diberi label . Karena titik dan dan berjarak tiga maka harus diberikan label dengan selisih minimal satu, misalkan titik label dan karena titik dan berjarak satu maka titik Sehingga diperoleh label terkecil pada graf 4.2 Pelabelan diberi adalah diberi diberi label dan . . pada Graf Khusus 4.2.1 Pelabelan pada Graf Path Berikut ini akan dibahas Lemma 4.2.1.1 untuk membuktikan teorema 4.2.1.2. Lemma 4.2.1.1 Untuk setiap graf path pada , maka titik yang dinotasikan dengan , dengan . Bukti : Misalkan adalah pelabelan titik yang dinotasikan dengan dan andaikan minimal untuk graf path pada untuk . Misalkan merupakan titik dengan label . Di sana dimasukan subpath paling sedikit 21 titik dengan sebagai titik pertama. Misalkan merupakan graf path. Selanjutnya akan dihitung kemungkinan untuk Kasus I : Jika dimisalkan dan kontradiksi dengan yang diasumsikan bahwa , maka . Kasus II : Jika dimisalkan , maka kontradiksi dengan yang diasumsikan bahwa Kasus III : Jika dimisalkan diasumsikan bahwa , maka kontradiksi dengan yang . Kasus IV : Jika dimisalkan memberi atau . Keduanya mungkin untuk , yang mana kontradiksi dengan dengan Hal ini dapat dilihat bahwa jika diambil dan maka kontradiksi. Jika diambil dan maka kontradiksi juga. Oleh karena itu, dapat diambil kesimpulan bahwa jika Teorema 4.2.1.2 Untuk setiap graf path, yang dinotasikan dengan , maka , 22 Bukti : Misalkan merupakan himpunan dari titik pada sedemikian sehingga berdekatan dengan untuk Didefinisikan sedemikian sehingga jika dan (mod8). Menurut definisi dari untuk dan berdasarkan Lemma 4.2.1.1 maka . Untuk setiap dengan , maka akan diproses beberapa kasus dengan menggunakan pola pelabelan yang didefinisikan oleh setiap dan dapat dilihat bahwa merupakan subpath yang tereduksi dari dengan . Kasus I : Ini adalah kasus trivial. Kasus II : . Pola pelabelan menunjukkan bahwa karena tidak ada penyelesaian yang lebih baik dari pada itu. Kasus III : Akan ditunjukan bahwa pola pelabelan dari adalah Andaikan sehingga Jika sedemikian sehingga memiliki derajat Terdapat titik memiliki derajat , maka titik dan , misalkan . sedemikian dan ada sehingga kontradiksi. Jika , maka kemungkinan untuk dan . Dalam salah satu kasus, diketahui yang diasumsikan bahwa untuk adalah maka kontradiksi dengan 23 Kasus IV : Akan ditunjukkan bahwa pola pelabelan dari adalah . Andakain sehingga dan titik . Terdapat titik dan ada atau menghilangkan sifat umum, andaikan adalah dan untuk dan Jika dan Jika , maka satunya kemungkinan untuk , sehingga . Jika memiliki derajat memiliki derajat ada. Tanpa ada. Kemungkinan untuk kontradiksi dengan yang diasumsikan bahwa Selanjutnya, jika sedemikian maka titik adalah , maka dan maka ada dan ada. Satu- . Tetapi dengan memasukkan maka kontradiksi dengan yang diasumsikan bahwa Pada gambar berikut ini akan diberikan contoh pelabelan . pada graf path yang berdasarkan pada Lemma 4.2.1.1 dan Teorema 4.2.1.2. Contoh : Misalkan, suatu graf path dengan titik maka yang dinotasikan dengan . Gambar 4.3 Pelabelan pada Graf Path dengan Contoh : Misalkan, suatu graf path dengan titik maka yang dinotasikan dengan , 24 Gambar 4.4 Pelabelan pada Graf Path dengan Contoh : Misalkan, suatu graf path dengan titik dengan dan , maka atau yang dinotasikan dan 6 Gambar 4.5 Pelabelan pada Graf Path dengan 4 Gambar 4.6 Pelabelan pada Graf Path dengan Contoh : Misalkan, suatu graf path dengan titik dengan dan , maka atau yang dinotasikan dan 6 7 Gambar 4.7 Pelabelan pada Graf Path dengan 25 Gambar 4.8 Pelabelan pad Graf Path dengan 2 Gambar 4.9 Pelabelan pada Graf Path dengan Contoh : Misalkan terdapat graf path dengan titik maka , yang dinotasikan dengan Selanjutnya pada Gambar 4.10 dijelaskan tentang pelabelan pada graf path . Karena titik dan Pertama, beri label 1 pada suatu titik misalkan titik berjarak satu maka harus diberikan label dengan selisih minimal tiga, misalkan titik maka titik diberi label . Karena titik diberi label . Sedangkan pada titik dan dan berjarak dua maka harus diberikan label dengan selisih minimal dua, misalkan titik Karena titik dan dan berjarak satu maka titik berjarak satu maka titik berjarak dua maka titik karena pada titik . dan berjarak satu diberi label . diberi label . Karena titik diberi label . Sedangkan pada titik diberi label . Kemudian untuk titik berjarak satu. dan diberi label 26 7 Gambar 4.10 Pelabelan 4.2.2 Pelabelan pada Graf Path pada Graf Sikel Lemma 4.2.2.1 Misalkan adalah bilangan bulat ganjil, jika Misalkan adalah pelabelan maka . Bukti : bilangan ganjil dan mungkin dengan minimal dari . Andaikan di mana adalah Maka hanya pelabelan yang sebagai bilangan bulat maksimum adalah sebagai berikut: dan Dapat dilihat bahwa Dari pelabelan sisa sikel karena label dan dan adalah pelabelan untuk sikel genap. semua gagal sebagai pelabelan pada yang hilang harus lebih besar daripada yang diasumsikan . Oleh karena itu, tidak ada pelabelan pada dengan ganjil dan sedemikian sehingga minimal yang berada 27 Lemma 4.2.2.2 Untuk setiap graf sikel dengan maka . Bukti : Akan ditunjukkan bahwa pola pelabelan dari Kemudian, misalkan adalah pelabelan . Diberikan berdekatan dengan adalah minimal dari sedangkan dan . dan andaikan adalah dua titik yang . Maka kemungkinan untuk )} adalah . Kasus I : Jika misalkan bahwa maka kontradiksi dengan yang diasumsikan Jika diambil karena selisih label pada titik Kasus II : { maka tidak memenuhi definisi 4.1.1 dan atau Jika dimisalkan bahwa hanya 1. maka kontradiksi dengan yang diasumsikan Jika diambil karena selisih label pada titik maka tidak memenuhi definisi 4.1.1 dan hanya 1. Oleh karena itu Contoh : Gambar 4.11 Pelabelan pada Graf Sikel dengan . 28 Lemma 4.2.2.3 Untuk setiap graf sikel dengan maka Bukti : Dari teorema 4.2.1.2 dapat diketahui bahwa Misalkan adalah pelabelan Diberikan dengan minimal dari dan misalkan dan karena dan andaikan adalah dua titik yang berdekatan . Maka kemungkinan untuk adalah dan Kasus I : Jika dimisalkan maka kontradiksi dengan yang diasumsikan bahwa Kasus II : atau Jika dimisalkan : maka kontradiksi dengan yang diasumsikan bahwa Karena tidak mungkin terjadi, maka didapatkan Menurut Lemma 4.2.2.1 untuk sikel ganjil, dapat dilihat bahwa diperoleh Sehingga, pola pelabelan Oleh karena itu . Maka menunjukkan bahwa 29 Contoh : Gambar 4.12 Pelabelan pada Graf Sikel dengan Lemma 4.2.2.4 Untuk graf sikel dengan maka Bukti : Akan ditunjukkan bahwa pola pelabelan dari . Misalkan andaikan adalah pelabelan Diberikan titik yang berdekatan dengan , dan adalah minimal dari , dan misalkan dan . Maka kemungkinan untuk dan adalah dua adalah . Kasus I : Jika dimisalkan dan Untuk diketahui , maka kontradiksi dengan Kasus II : atau Jika dimisalkan bahwa Oleh karena itu maka kontradiksi dengan yang diasumsikan . 30 Contoh : Gambar 4.13 Pelabelan pada Graf Sikel dengan Lemma 4.2.2.5 Untuk graf sikel dengan maka Misalkan adalah himpunan titik dari Bukti : dan misalakan kemungkinan nilai pada adalah pelabelan nilai untuk minimal dari berada di dalam terbesar antara dua titik yang berada di dalam . Andaikan , maka Karena jarak adalah , tidak ada kemungkinan dapat diulangi. Serta, hanya sampai dua label berurutan yang mungkin dipergunakan. Jika mempergunakan tiga label berurutan itu tidak mungkin karena terdapat pembatas jarak pada pelabelan ada label yang dapat digunakan dari menjadi berlabel dengan nilai yang diasumsikan bahwa pelabelan . Maka paling banyak , seharusnya titik yang tak berlabel , sehigga kontradiksi dengan yang Dengan demikian menunjukkan bahwa Sehingga, pola Oleh karena itu, 31 Contoh : 1 Gambar 4.14 Pelabelan pada Graf Sikel dengan Selanjutnya, untuk membuktikan Teorema 4.2.2.9 bahwa setiap graf sikel dengan , jika genap maka atau jika ganjil maka , maka diperlukan Lemma 4.2.2.6 dan Lemma 4.2.2.7. Lemma 4.2.2.6 Misalkan adalah bilangan bulat genap. Jika bilangan bulat non negatif dan , maka terdapat sedemikian sehingga . Bukti : Misalkan genap. Maka Kasus I : dan (mod atau (mod adalah bilangan bulat . Andaikan bahwa (mod ) : Jika terdapat bilangan bulat Ini meliputi sedemikian sehingga di mana dan . Karena . Maka, . 32 Kasus II : (mod ) : Jika terdapat bilangan bulat meliputi . Karena Maka sedemikian sehingga dan (mod ), didapatkan Dari ini, terdapat bahwa dan Ini . di mana Maka, Oleh karena itu, jika adalah bilangan bulat genap dan terdapat bilangan bulat non negatif dan maka sedemikian sehingga Contoh : Misalkan genap. Jika dan adalah bilangan bulat , maka terdapat bilangan bulat non negatif dan sedemikian sehingga Sehingga diperoleh Lemma 4.2.2.7 Misalkan adalah bilangan bulat ganjil. Jika terdapat bilangan bulat non negatif dan dan sedemikian sehingga , maka 33 Bukti : Misalkan ganjil. Maka dan (mod ) atau Kasus I : adalah bilangan bulat (mod ). Andaikan dan . (mod ) : Jika terdapat bilangan bulat meliputi bahwa sedemikian sehingga . Karena mengimplikasikan bahwa didapatkan di mana dan . Ini Ini Maka, . Kasus II : (mod ) : Jika terdapat bilangan bulat sedemikian sehingga mengimplikasikan bahwa (mod Karena , didapatkan mana dan Oleh karena itu, jika dan maka Maka Ini dan Karena di maka adalah bilangan bulat ganjil sedemikian sehingga di mana dan bilangan bulat non negatif. Contoh : Misalkan ganjil. Jika dan dan sedemikian sehingga adalah bilangan bulat maka terdapat bilangan bulat non negatif dan 34 Sehingga diperoleh Sebelum membahas teorema 4.2.2.9 kita akan bahas terlebih dahulu teorema yang mendukung teorema 4.2.2.9. Teorema 4.2.2.8 Untuk setiap graf lengkap pada titik, maka . Bukti : Misalkan adalah suatu graf lengkap dengan dan untuk semua adalah pelabelan minimal dari . Kemudian, untuk setiap , sedemikian sehingga sedemikian sehingga adalah pelabelan dengan minimal dari dan Dengan demikian, untuk setiap dalam dengan dan maka Karena terdapat Begitu juga, karena , sedemikian sehingga untuk setiap Secara rekursif, maka akan diperoleh : di 35 . Oleh karena itu, Teorema 4.2.2.9 Untuk setiap graf sikel, dengan maka Bukti : Misalkan dan adalah titik dari sehingga untuk dan sedemikian adalah sisi dalam Kasus berikut ini menggambarkan semua kemungkinan pada Kasus I : Dapat dilihat bahwa adalah graf lengkap. Oleh karena itu, berdasarkan Teorema 4.2.2.8 untuk graf lengkap, maka Kasus II : genap : Diketahui menurut Lemma 4.2.2.2 dan menurut Lemma 4.2.2.4. Berdasarkan Teorema 4.2.1.2 pada graf path menunjukkan bahwa untuk . Maka untuk setiap graf sikel yang genap, Mengingat pelabelan yang digunakan untuk dan Lemma 4.2.2.4, secara berturut-turut yaitu: untuk dan untuk digunakan pada Lemma 4.2.2.2 dan digunakan Dapat dilihat bahwa 36 pelabelan yang digunakan untuk dengan dapat diulang secara tak terbatas untuk setiap perkalian dari . Demikian juga, pelabelan yang digunakan untuk dapat diulang secara tak terbatas untuk setiap itu, pelabelan dari dan dengan perkalian dari . Selain dapat digabung bersama menjadi label berikut : seperti Berdasarkan Lemma 4.2.2.6, dapat diketahui bahwa setiap bilangan bulat genap yang lebih besar dari atau sama dengan dapat dinyatakan sebagai kombinasi dari perkalian non negatif dari dan . Dari hal ini, jelas bahwa pelabelan dari setiap yang genap tersusun dari kombinasi yang berasal dari perkalian non negatif pada pola pelabelan Oleh karena itu, untuk setiap Kasus III : ganjil dan dan . genap. atau Berdasarkan Lemma 4.2.2.3 diketahui bahwa bardasarkan Teorema 4.2.1.2 untuk graf path diketahui bahwa karena kemudian untuk dan bardasarkan Lemma 4.2.2.1 diketahui bahwa untuk graf sikel ganjil. Ini mengimplikasikan bahwa untuk setiap graf sikel ganji . Dalam Lemma 4.2.2.3, Dapat dilihat bahwa pelabelan dari setiap dengan dapat diulang secara tak terbatas untuk perkalian dari . Serta dapat dikombinasikan pelabelan untuk dengan pelabelan untuk label dilabeli dengan seperti berikut : yang digunakan dalam Lemma 4.2.2.2 menjadi Berdasarkan Lemma 4.2.2.7 dapat diketahui bahwa setiap bilangan bulat ganjil yang lebih besar dari atau sama dengan , dengan pengecualian 11, dapat dinyatakan sebagai suatu kombinasi dari perkalian non negatif dari dan . Ini mengimplikasikan bahwa setiap , dengan 37 dan terdiri dari kombinasi yang berasal dari perkalian non negatif pada dan . Oleh sebab itu, karena setiap , dimana dan . Untuk diperoleh untuk dapat diketahui bahwa (berasal dari Lemma 4.2.2.2 dan Lemma 4.2.2.5). Didefinisikan sedemikian sehingga untuk . Karena max Kasus IV : Berdasarkan Lemma 4.2.2.5, maka diperroleh Contoh : Untuk setiap graf sikel yang dinotasikan dengan maka , dengan , jika . Gambar 4.15 Pelabelan pada Graf Sikel dengan , jika maka Contoh : Untuk setiap graf sikel yang dinotasikan dengan genap maka . Misalkan maka , dengan . , jika 38 Gambar 4.16 Pelabelan pada Graf Sikel dengan , jika maka Contoh : Untuk setiap graf sikel yang dinotasikan dengan ganjil dan atau maka Gambar 4.17 Pelabelan , dengan , jika maka pada Graf Sikel dengan maka , jika 39 Contoh : Misalkan untuk setiap graf sikel yang dinotasikan dengan , jika , dengan maka Selanjutnya pada Gambar 4.18 pelabelan pada graf sikel Pertama, beri label 1 pada suatu titik misalkan titik . Karena titik tiga, misalkan titik dan berjarak satu maka harus diberi label dengan selisih diberi label . Karena titik titik diberi label . Karena titik label . Sedangkan pada titik dan dan karena pada titik dan Gambar 4.18 Pelabelan berjarak satu maka berjarak satu maka titik diberi berjarak tiga maka harus diberi label dengan selisih minimal satu, misalkan titik berjarak tiga maka titik dan diberi label . Karena titik diberi label 5. Kemudian untuk titik dan diberi label berjarak tiga. pada Graf Sikel dengan maka , jika , 40 4.2.3 Pelabelan pada Graf Bintang Teorema 4.2.3.1 Untuk setiap graf bipartit lengkap , maka Bukti : Misalkan adalah suatu graf bipartit lengkap, yang dinotasikan dengan . Graf ini memiliki dan titik dan sisi. Misalkan . Akan dibuktikan bahwa titik label pada himpunan Teorema 4.2.3.1. Misalkan adalah pelabelan dan memenuhi minimal dari dan untuk setiap pasangan dari titik di dalam . Misalkan . dengan yaitu dengan . berdekatan dengan setiap . Sehingga diperlukan , maka . Kemudian, karena , maka Oleh karena itu, minimal sehingga diperoleh titik adalah . Pelabelan pada berikut sama dengan pelabelan pada titik maka diperlukan dengan menjadi ganjil karena adalah minimal. Dengan demikian, Karena setiap Jika maka sama halnya untuk untuk setiap maka tiap dengan yaitu : karena untuk menjadi genap. Dengan demikian, . Sehingga . Oleh karena itu diperoleh . 41 Contoh : Pada Gambar 4.19 berikut ini akan diberikan contoh pelabelan pada graf bipartit lengkap. Misalkan terdapat graf bipartit lengkap dengan titik dan yang dinotasikan dengan , maka . Selanjutnya akan dijelaskan tentang pelabelan lengkap dan pada graf bipartit . Pertama, beri label 1 pada suatu titik misalkan titik . Karena titik berjarak dua maka harus diberikan label dengan selisih minimal dua, misalkan titik diberi label . Karena titik dan berjarak dua maka titik diberi label . Karena titik dan Sedangkan pada titik berjarak satu maka harus diberikan label dengan dan berjark dua maka titik selisih minimal tiga, misalkan titik diberi label karena pada titik Gambar 4.19 Pelabelan diberi label dan diberi label . . Kemudian untuk titik berjarak dua. pada Graf Bipartit Lengkap 42 Akibat 4.2.3.2 Untuk graf bintang atau , maka . Bukti : Menurut definisi, graf bintang atau berbentuk . Oleh karena itu, adalah graf bipartit lengkap yang . Contoh : Pada gambar 4.20 berikut ini akan diberikan contoh pelabelan pada graf bintang. Misalkan terdapat graf bintang dengan titik dinotasikan dengan atau , maka dijelaskan tentang pelabelan pada suatu titik misalkan titik . Selanjutnya akan pada graf bintang . Karena titik dan . Pertama, beri label berjarak satu maka harus diberikan label dengan selisih minimal tiga, misalkan titik Sedangkan pada titik dan titik dan diberi label diberi label diberi label . Karena titik . Kemudian untuk titik berjarak dua. diberi label . berjarak dua maka harus diberikan label dengan selisih minimal dua, misalkan titik berjarak dua maka titik yang . Karena titik dan diberi label dan berjarak dua maka karena pada titik 43 Gambar 4.20 Graf Bintang 4.3 dan pelabelan pada Graf Bintang Graf Middle Definisi 4.3.1 Graf middle pada graf yang dinotasikan adalah graf yang himpunan titiknya adalah . Dua titik adjacent jika dan hanya jika: (i) adjacent dengan dan sisi (ii) incident pada titik yang sama di graf . adjacent dengan incident dengan titik 4.4 karena sisi karena sisi (Vaidya & Bantva, 2010:104). Pembentukan Graf Middle pada Graf Khusus 4.4.1 Graf Middle dari Graf Path Berikut akan diberikan contoh pembentukan graf middle dari graf path . 44 Contoh : Graf path mempunyai himpunan titik dan himpunan sisi . Graf middle dari graf graf yang mempunyai himpunan titik adalah adjacent di jadi himpunan titik { . adjacent dengan dan sisi titik karena sisi incident di titik adjacent dengan dan sisi karena sisi incident di titik adjacent dengan dan sisi karena sisi incident di titik adjacent dengan dan sisi (ii) Dua jika: (i) adalah karena sisi incident di titik adjacent dengan incident dengan titik karena sisi . adjacent dengan incident dengan titik karena sisi . adjacent dengan karena sisi incident dengan titik . adjacent dengan incident dengan titik karena sisi . adalah 45 adjacent dengan karena sisi incident dengan titik . adjacent dengan incident dengan titik karena sisi . adjacent dengan incident dengan titik karena sisi . adjacent dengan karena sisi incident dengan titik . adjacent dengan incident dengan titik karena sisi . adjacent dengan incident dengan titik karena sisi . Berikut adalah pembentukan graf middle dari graf path ditunjukkan pada Gambar 4.21. Gambar 4.21 Graf dan Graf yang 46 Pada gambar berikut ini akan diberikan contoh pelabelan pada graf middle yang dibentuk dari graf path berdasarkan definisi 4.3.1. Contoh : Misalkan, suatu graf path dengan titik yang dinotasikan dengan Berikut adalah pembentukan graf middle dari graf path . yang ditunjukkan pada Gambar 4.22. Gambar 4.22 Graf Pada Gambar 4.23 diberikan graf graf dan diperoleh Gambar 4.23 Graf Contoh : dan Graf , ditunjukkan pelabelan . dan Pelabelan pada Graf pada 47 Misalkan, suatu graf path dengan titik yang dinotasikan dengan Berikut adalah pembentukan graf middle dari graf path . yang ditunjukkan pada Gambar 4.24. Gambar 4.24 Graf dan Graf Pada Gambar 4.25 diberikan graf , ditunjukkan pelabelan graf . dan diperoleh Gambar 4.25 Graf dan Pelabelan pada pada Graf Contoh : Misalkan, suatu graf path dengan titik yang dinotasikan dengan Berikut adalah pembentukan graf middle dari graf path Gambar 4.26. . yang ditunjukkan pada 48 Gambar 4.26 Graf dan Graf Pada Gambar 4.27 diberikan graf , ditunjukkan pelabelan graf . dan diperoleh pada 7 12 Gambar 4.27 Graf dan Pelabelan pada Graf Contoh : Misalkan, suatu graf path dengan titik yang dinotasikan dengan Berikut adalah pembentukan graf middle dari graf path Gambar 4.28. Gambar 4.28 Graf dan Graf . yang ditunjukkan pada 49 Pada Gambar 4.29 diberikan graf , ditunjukkan pelabelan graf . dan diperoleh Gambar 4.29 Graf dan Pelabelan pada pada Graf Contoh : Misalkan, suatu graf path dengan titik yang dinotasikan dengan Berikut adalah pembentukan graf middle dari graf path . yang ditunjukkan pada Gambar 4.30. Gambar 4.30 Graf dan Graf Selanjutnya pada Gambar 4.31 dijelaskan tentang pelabelan graf middle dari graf dan diperoleh suatu titik misalkan titik . Karena titik . Pertama, beri label dan pada pada berjarak satu maka harus 50 diberikan label dengan selisih minimal tiga, misalkan titik Sedangkan titik dan diberi label . Karena titik maka titik diberi label . Karena titik diberi label . Karena titik dan dan berjarak dua berjarak dua maka titik berjarak satu maka titik diberi label . Karena titik diberi label . Karena titik diberi label . Karena titik Kemudian untuk titik dan dan diberi label . berjarak tiga maka harus diberikan label dengan selisih minimal satu, misalkan titik maka titik . berjarak dua maka harus diberikan label dengan selisih minimal dua, misalkan titik Sedangkan titik diberi label dan diberi label dan dan berjarak satu berjarak dua maka titik berjarak dua maka titik diberi label . karena pada titik berjarak dua. Gambar 4.31 Pelabelan dan pada Graf Contoh : Misalkan, suatu graf path dengan titik yang dinotasikan dengan Berikut adalah pembentukan graf middle dari graf path Gambar 4.32. . yang ditunjukkan pada 51 Gambar 4.32 Graf dan Graf Pada Gambar 4.33 ditunjukkan pelabelan diperoleh pada graf dan . Gambar 4.33 Pelabelan Pada pelabelan Gambar 4.33 di atas, label pada Graf digunakan dua kali dalam melabeli suatu titik sehingga pelabelan di atas bukan suatu fungsi (pemetaan) melainkan suatu fungsi surjektif. Sehingga pembentukan graf middle dari graf path hanya sampai . 52 4.4.2 Graf Middle dari Graf Sikel Berikut akan diberikan contoh pembentukan graf middle dari graf sikel . Contoh: Graf sikel mempunyai himpunan titik himpunan sisi dan . Graf middle dari graf mempunyai himpunan titik { jadi himpunan titik . Dua titik adalah adjacent di (i) adjacent dengan adalah jika: karena sisi dan sisi di titik adjacent dengan dan sisi karena sisi incident di titik adjacent dengan dan sisi (ii) adalah graf yang karena sisi incident di titik adjacent dengan incident dengan titik karena sisi . adjacent dengan karena sisi incident dengan titik . adjacent dengan incident dengan titik karena sisi . adjacent dengan incident dengan titik karena sisi . 53 adjacent dengan karena sisi incident dengan titik . adjacent dengan karena sisi incident dengan titik . Berikut adalah pembentukan graf middle dari graf sikel yang ditunjukkan pada Gambar 4.34. Gambar 4.34 Graf dan Graf Pada gambar berikut ini akan diberikan contoh pelabelan pada graf middle yang dibentuk dari graf sikel berdasarkan definisi 4.3.1. Contoh : Misalkan, suatu graf sikel dengan titik Pada Gambar 4.35 diberikan graf diperoleh . , pelabelan yang dinotasikan dengan pada graf . dan 54 1 Gambar 4.35 Graf dan Pelabelan pada Graf Contoh : Misalkan, suatu graf sikel dengan titik yang dinotasikan dengan Berikut adalah pembentukan graf middle dari graf path Gambar 4.36. Gambar 4.36 Graf dan Graf . yang ditunjukkan pada 55 Pada Gambar 4.37 ditunjukkan pelabelan diperoleh pada dan . Gambar 4.37 Pelabelan pada Graf Contoh : Misalkan, suatu graf sikel dengan titik yang dinotasikan dengan Berikut adalah pembentukan graf middle dari graf sikel Gambar 4.38. . yang ditunjukkan pada 56 Gambar 4.38 Graf dan Graf Selanjutnya pada gambar 4.39 dijelaskan tentang pelabelan graf middle dari graf dan diperoleh suatu titik misalkan titik . Karena titik . Pertama, beri label dan dan dan berjarak tiga maka titik berjarak tiga maka titik tiga maka titik diberi label diberi label . Karena titik diberi label . Sedangkan titik dan dan berjarak satu maka titik . diberi label . Karena titik dan dan diberi label berjarak berjarak satu maka harus diberikan label dengan selisih minimal tiga, misalkan titik Karena titik pada berjarak tiga maka harus diberikan label dengan selisih minimal satu, misalkan titik Karena titik pada diberi label . . Sedangkan titik berjarak dua maka harus diberikan label dengan selisih minimal dua, misalkan titik diberi label . Karena titik dan berjarak dua maka titik 57 diberi label . Kemudian untuk titik diberi label karena pada titik dan berjarak dua. Gambar 4.39 Pelabelan pada Graf Contoh: Misalkan, suatu graf sikel dengan titik yang dinotasikan dengan adalah pembentukan graf middle dari graf sikel 4.40. . Berikut yang ditunjukkan pada Gambar 58 Gambar 4.40 Graf dan Graf Pada Gambar 4.41 ditunjukkan pelabelan pada graf dan diperoleh 14 Gambar 4.41 Pelabelan Pada pelabelan Gambar 4.41 di atas, label pada Graf dan digunakan dua kali dalam melabeli suatu titik sehingga pelabelan di atas bukan suatu fungsi 59 (pemetaan) melainkan suatu fungsi surjektif. Sehingga pembentukan graf middle dari graf sikel hanya sampai . 4.4.3 Graf Middle dari Graf Bintang Berikut akan diberikan contoh pembentukan graf middle dari graf bintang. Karena graf bintang dan graf bintang pembentukan graf path dan graf path middle dari graf bintang dimulai dari sudah dijelaskan pada , maka contoh pembentukan graf . Contoh : Graf bintang mempunyai himpunan titik dan himpunan sisi . Graf middle dari graf yang mempunyai himpunan titik adalah { adalah graf jadi himpunan titik . Dua titik adalah adjacent di jika: (i) adjacent dengan dan sisi adjacent dengan dan sisi karena sisi incident di titik karena sisi incident di titik 60 adjacent dengan karena sisi dan sisi (ii) incident adjacent dengan di titik karena sisi incident dengan titik . adjacent dengan karena sisi incident dengan titik . adjacent dengan karena sisi incident dengan titik . Berikut adalah pembentukan graf middle dari graf bintang yang ditunjukkan pada Gambar 4.42. Gambar 4.42 Graf dan Graf Pada gambar berikut ini akan diberikan contoh pelabelan graf middle yang dibentuk dari graf bintang berdasarkan definisi 4.3.1. pada 61 Contoh : Misalkan, suatu graf bintang dengan titik dan diperoleh . Selanjutnya akan dijelaskan tentang pelabelan pada graf bintang titik yang dinotasikan dengan . Karena titik dan . Pertama, beri label pada suatu titik misalkan berjarak satu maka harus diberikan label dengan selisih minimal tiga, misalkan titik diberi label . Sedangkan titik dan berjarak dua maka harus diberikan label dengan selisih minimal dua, misalkan titik diberi label . Karena titik label . Karena titik Sedangkan titik dan dan dan berjarak satu maka titik berjarak satu maka titik diberi label diberi label . Kemudian titik berjarak tiga. Gambar 4.43 Graf diberi . berjarak tiga maka harus diberikan label dengan selisih minimal satu, misalkan titik karena titik dan dan Pelabelan pada Graf diberi label 62 Contoh: Misalkan, suatu graf bintang dengan titik yang dinotasikan dengan . Berikut adalah pembentukan graf middle dari graf bintang yang ditunjukkan pada 4.44. Gambar 4.44 Graf dan Graf Pada Gambar 4.45 ditunjukkan pelabelan diperoleh pada dan . Gambar 4.45 Pelabelan Pada pelabelan Gambar 4.45 di atas, label pada Graf dan digunakan dua kali dalam melabeli suatu titik sehingga pelabelan di atas bukan suatu fungsi 63 (pemetaan) melainkan suatu fungsi surjektif. Sehingga pembentukan graf middle dari graf bintang hanya sampai . BAB V PENUTUP 5.1 Simpulan Berdasarkan pembahasan dari bab sebelumnya mengenai pelabelan dan pembentukan graf middle pada beberapa graf khusus, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut. 5.1.1 Hasil pelabelan pada graf path , graf sikel , dan graf bintang adalah sebagai berikut. 1. Pelabelan pada graf path mempunyai mempunyai , , dan 2. Pelabelan , , mempunyai . untuk , , , mempunyai mempunyai mempunyai mempunyai mempunyai pada graf sikel mempunyai untuk mempunyai , mempunyai mempunyai , , mempunyai . 3. Pelabelan pada graf bintang untuk mempunyai . 5.1.2 Hasil pelabelan graf bintang pada graf middle dari graf path adalah sebagai berikut. 64 , graf sikel , 65 1. Pelabelan pada graf middle dari graf path mempunyai , mempunyai , mempunyai . 2. Pelabelan , mempunyai . 3. Pelabelan mempunyai mempunyai , mempunyai dan pada graf middle dari graf sikel mempunyai untuk mempunyai untuk dan pada graf middle dari graf bintang untuk . 5.2 Saran 1. Dalam penelitian ini pembahasan mengenai pelabelan pembentukan graf middle hanya meliputi graf path bintang , graf sikel dan , dan graf . Penulis berharap penulis lain dapat menemukan pelabelan dan pembentukan graf middle dari graf khusus lainnya. 2. Disarankan penulis lain dapat mengaplikasikan pelabelan kehidupan nyata. pada DAFTAR PUSTAKA Budayasa, I. K. 2007. Teori Graf dan Aplikasinya. Surabaya: Unesa University Press. Budiasti, H. 2010. Pelabelan Total Titik Tak Beraturan pada Graf Bipartisi Lengkap. Skripsi. Semarang: FMIPA Universitas Negeri Semarang. Chang, G. J. dkk. 2000. On 220: 57–66. )-labelings of Graphs. Discrete Mathematics, Chia, Ma-Lia. 2011. -Labeling of Graphs. Taiwanese Journal of Mathematics, 15(6): 2439-2457. Clipperton, J. dkk. 2005. Labeling of Simpel Graphs. REU Paper, Valparais Universit. Tersedia di http://www.valpo.edu/mcs/pdf/zslabeling.pdf [diakses 12-01-2012]. Clipperton, J. 2008. Labeling of Simple Graphs. Rose-Hulman Institute of Tecnology Undergraduate Math Journal, volume 9. Tersedia di http://www.rose-hulman.edu/mathjournal//archives/2008/vol9n2/paper2/v9n2-2pd.pdf [diakses 12-01-2012]. Griggs, J. R. & R. K. Yeh. 1992. Labeling Graphs with a Condition at Distance 2. SIAM J. DISC. MATH.,5(4): 586-595. Huda, N & Amri, Z. 2012. Pelabelan Graceful, Skolem Graceful dan Pelabelan pada Graf H-Bintang dan A-Bintang. Jurnal Matematika Murni dan Terapan, 6(1): 30-37. Rossen, K. H. 2003. Discrete Matematics and its Applications, fifth edition. New York: VAGA. Siang, J. J. 2002. Matematika Diskrit dan Aplikasinya pada Ilmu Komputer. Yogyakarta: ANDI Offset. Sugiarto. 2006. Pengantar Dasar Matematika. Semarang. Sutarno, H. dkk. 2003. Matematika Diskrit. Jakarta: JICA. 66 67 Vaidya, S. K. & D. D. Bantva, D. D. 2010. The L(2,1)-Labeling of Some Middle Graphs. Journal of Applied Computer Science & Mathematics, 9(4): 104107. Yeh, R. K. 2006. A survey on labeling graphs with a condition at distance two. Discrete Mathematics, 306: 1217-1231. Lingscheit, M., K. Ruff & Ward, J. 2009. Minimal and Surjective Graf Labeling. Rose-Hulman Mathjournal, volume 10. Tersedia di https://www.rose-hulman.edu/mathjournal/archives/2009/vol10n1/paper12/v10n1-12pd.pdf. [diakses 12-01-2012]. Bartle, G. R & D. R. Sherbert. 1994. Introduction to Real Analysis. Singapore: Jhon Wiley & Sons, INC.