SlideShare a Scribd company logo
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari, banyak permasalahan dari fenomena riil yang
dapat dijelaskan melalui pembentukan model matematika. Pada umumnya perumusan
model matematika ini berupa fungsi. Dalam banyak kasus, tidak semua model
matematika tersebut dapat diselesaikan secara mudah dengan menggunakan metode
analitik, sehingga digunakan analisis numeric untuk mencari penyelesaiannya.
Analisis numerik adalah teknik yang digunakan untuk memformulasikan
persoalanmatematik sehingga dapat dipecahkan dengan operasi perhitungan atau
aritmetik biasa (tambah, kurang,kali, dan bagi). Pada umumnya analisis numerik tidak
mengutamakan diperolehnya jawab yang eksak (tepat), tetapi mengusahakan perumusan
metode yang menghasilkan jawab pendekatan yang berbeda dari jawab yang eksak
sebesar suatu nilai yang merupakan galat dari metode yang digunakan. Namun
demikian, hasil perhitungan dengan analisis numerik cukup dapat memberikan solusi
pada persoalan yang dihadapi.
Salah satu penerapan dari analisis numerik ini yaitu dalam masalah nilai eigen
dan vektor eigen.Analisis numerik memberikan suatu cara alternatif yang digunakan
untuk menemukan nilai eigen danvektor eigen dari suatu matriks. Cara yang digunakan
dalam analisis numerik ini termasuk unik karenadalam penyelesaiannya hanya
diperlukan operasi-operasi aljabar biasa. Hanya saja, dalam penghitungannya tidak
cukup dilakukan sekali tetapi harus dilakukan berulang-ulang sampai ditemukan nilai
yang konvergen ke satu nilai yang merupakan nilai penyelesaiannya.
Salah satu metode dalam analisis numerik yang bisa digunakan untuk mencari
nilai eigen dan vektoreigen yaitu metode pangkat. Dengan metode pangkat ini, nilai
eigen yang berupa bilangan real danvektor eigennya dapat ditemukan secara bersamaan
menggunakan proses yang sama pula sehingga jika nilai eigen dari suatu matriks
ditemukan, maka secara otomatis vektor eigen dari matriks yang bersangkutan akan
diperoleh. Dalam mencari nilai eigen dan vektor eigen menggunakan metode pangkat,
2
akan memerlukan prosesiterasi yang sangat panjang untuk menemukan hasil yang
mendekati nilai yang sebenarnya. Semakin banyak iterasi yang dilakukan, maka
semakin baik hasil yang diperoleh.
1.2 Rumusan Masalah
1. Definisi nilai eigen dan vector eigen ?
2. Penyelesaian soal-soal nilai dan vector eigen ?
3. Penyelesaian masalah diagonalisasi ?
4. Penyelesaian masalah dioagonalisasi orthogonal ?
1.3 Tujuan
1. Bagaimana menjawab dan mengerjakan soal soal nilai dan vector eigen
2. Mengerti teorema teorema yang membentuk nilai dan vector eigen
3. Menyelesaikan permasalahan mendiagonalisasikan suatu matriks
4. Menyelesaikan permasalahan mendiagonalisasikan orthogonal suatu matriks
3
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Nilai Eigen Dan Vector Eigen
Mari perhatikan sebuah matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 dan sebuah vektor x
pada Rn dan biasanya secara umum tidak ada hubungan antara vektor x dengan
vektor Ax (Gambar 11. 1a). Namun, ada beberapa vektor x tak nol sehingga x dan
Ax merupakan penggandaan satu sama lainnya (Gambar 11. 1b).
x Ax
Ax
x
(a) (b)
Gambar 11. 1
Sekarang kita akan meninjau ulang beberapa konsep yang telah kita diskusikan
dalam pembelajran yang lalu untuk dikembangkan lebih lanjut.
Definisi: Misalkan A adalah matriks 𝑛 Γ— 𝑛, maka vektor x yang tidak nol di Rn
disebut vektor eigen (eigen vector) dari A jika Ax adalah kelipatan skalar dari
x, yaitu 𝐴π‘₯ = πœ†π‘₯ untuk suatu skalar Ξ». Skalar Ξ» dinamakan nilai eigen (eigen
value) dari A.
Jika A adalah matriks nxn, maka :
β€’ Vektor-vektor tidak nol pada Rn disebut vektor eigen
β€’ dari A jika Ax adalah suatu penggandaan skalar dari x yaitu 𝐴π‘₯ = πœ†π‘₯:, Untuk
semua skalar πœ†
4
β€’ Skalar πœ† disebut eigenvalue A,
β€’ x disebut juga eigenvector A bersepadanan dengan 𝝀
Contoh :
1. jika diketahui vector π‘₯ = [
1
2
] adalah suatu vector eigen 𝐴 = [
3 0
8 βˆ’1
] maka
tentukan nilai eigen dari vector tersebut ?
Jawab :
Ingat ! 𝐴π‘₯ = πœ†π‘₯
Maka [
3 0
8 βˆ’1
] [
1
2
] = πœ†π‘₯ jadi hasil kalinya adalaah, [
3
6
] π‘₯, lalu kita mendapatkan 3π‘₯ =
3 [
1
2
], maka, besar nilai eigennya adalah 3.
Apakah setiap matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 selalu mempunyai vektor eigen
dan nilai eigen? Berapa banyak vektor eigen dan nilai eigen yang dimiliki oleh
sebuah matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛? Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan
ini sekaligus memberikan penjelasan lebih lanjut dari contoh di atas, sehingga kita
dapat dengan cepat dan tepat memberikan jawabannya, perhatikanlah uraian berikut
dengan baik.
B. Persamaan Karakteristik
Untuk mencari nilai eigen dari matriks A yang berukuran n n, maka kita perlu
memperhatikan kembali definisi vektor eigen dan nilai eigen, yaitu Ax = Ξ»x. Bentuk ini
dapat kita tulis sebagai berikut :
5
Ax =
( I-A)x = 0 …………………………………. (1)
(A- I )x = 0 …………………………………. (2)
Supaya Ξ» menjadi nilai eigen, maka harus ada penyelesaian yang tidak nol dari
persamaan (1) ini. Menurut teorema dalam bahasan sebelumnya, maka persamaan (1)
akan mempunyai penyelesaian tak nol (mempunyai penyelesaian non trivial) jika dan
hanya jika:
det( πœ†πΌ βˆ’ 𝐴) π‘₯ = 0
Definisi Persamaan det( πœ†πΌ βˆ’ 𝐴) π‘₯ = 0 dengan Ξ» sebagai variabel disebut
persamaan karakteristik dari matriks A. Akar-akar atau skalar-skalar yang
memenuhi persamaan ini adalah nilai-nilai eigen (nilai-nilai karakteristik)
dari matriks A. det( πœ†πΌ βˆ’ 𝐴) π‘₯ ≑ 𝑓(πœ†) yaitu berupa polinom dalam Ξ» yang
dinamakan polinom karakteristik.
Dari pemahaman definisi di atas, jelas bahwa jika A adalah matriks 𝑛 Γ— 𝑛 maka
persamaan karakteristik dari matriks A mempunyai derajat n dengan bentuk :
det (Ξ» I – A) = f(Ξ») = a0 + a1x1 + a2x2 + … + an - 1xn - 1 + anxn = 0
Menurut teorema dasar aljabar kita dapatkan bahwa persamaan karakteristik
tersebut mempunyai paling banyak n penyelesaian yang berbeda (Ingat metode
Horner dan persamaan pangkat tinggi). Jadi, suatu matriks yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛
paling banyak mempunyai n-nilai eigen yang berbeda.
Contoh :
ο‚· Carilah nilai-nilai eigen dari matriks = [
3 2
βˆ’1 0
] ?
Jawab :
ο‚· Ingat ! det( πœ†πΌ βˆ’ 𝐴) π‘₯ = 0
det( πœ†πΌ βˆ’ 𝐴) π‘₯ = det πœ† [
1 0
0 1
] βˆ’ [
3 2
βˆ’1 0
] = 0
6
det [
πœ† βˆ’ 3 βˆ’2
1 πœ†
]= πœ†2
βˆ’ 3πœ† + 2
Sekarang kita perhatikan teorema berikut yang merupakan ikhtisar dari hasil-
hasil yang telah diperoleh melalui diskusi materi pembelajaran di atas :
Teorema : Jika A adalah suatu matriks 𝑛 Γ— 𝑛 dan Ξ» adalah suatu bilangan
real, maka pernyataan-pernyataan berikut ini adalah ekuivalen
ο‚· Ξ» adalah nilai-nilai eigen dari matriks A.
ο‚· Sistem persamaan (Ξ» I – A)x = 0 mempunyai penyelesaian tak trivial
(non trivial).
ο‚· Ada vektor x yang tidak nol dalam Rn sedemikian sehingga Ax = Ξ»x.
ο‚· Ξ» adalah suatu penyelesaian real dari persamaan karakteristik det (Ξ» I – A) = 0
Setelah kita memahami bagaimana mencari nilai-nilai eigen hubungannya
dengan persamaan karakteristik, maka sekarang akan beralih ke masalah untuk
mencari vektor eigen. Menurut definisi terdahulu bahwa vektor eigen dari matriks A
yang bersesuaian dengan nilai eigen Ξ» adalah vektor x yang tidak nol dan haruslah
memenuhi Ax = Ξ» x. Dengan kata lain, secara ekuivalen tentunya vektor eigen yang
bersesuaian dengan nilai eigen Ξ» adalah vektor yang tak nol dalam ruang
penyelesaian (Ξ»I – A) x = 0. Ruang penyelesaian ini kita namakan sebagau ruang
eigen (eigen space) dari matriks A yang bersesuaian dengan nilai eigen Ξ». Apakah
ruang eigen ini membentuk basis?.
Definisi Ruang penyelesaian dari sistem persamaan linear (Ξ» I – A) x = 0 atau
(A - Ξ»I) x = 0 dinamakan ruang eigendari matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛
Sekarang kita perhatikan beberapa contoh, bahwa vektor-vektor eigen suatu
matriks akan membentuk suatu basis untuk ruang eigen yang bersesuaian dengan nilai
eigen dari matriks tersebut.
7
Contoh :
Diketahui 𝐴 = [
0 0 βˆ’2
1 2 1
1 0 3
] carilah basis-basis ruang untuk eigen ?
Jawab :
Telah diselesaikan dalam Contoh di atas, bahwa dari persamaan karakteristik
det( πœ†πΌ βˆ’ 𝐴) π‘₯ = πœ†3
βˆ’ 5πœ†2
+ 8πœ† βˆ’ 4
didapat dua buah nilai eigen matriks A, yaitu :
πœ† = 1 π‘‘π‘Žπ‘› πœ† = 2
Sebagai konsekwensinya akan kita dapatkan tiga buah ruang eigen dari matriks A.
Menurut definisi,π‘₯ = [
π‘₯1
π‘₯2
π‘₯3
]
adalah vektor eigen dari matriks A yang bersesuaian dengan Ξ» jika dan hanya jika x
adalah suatu penyelesaian non trivial dari sistem persamaan linear homogeny. Maka
kita gunakan ( πœ†πΌ βˆ’ 𝐴) π‘₯ = 0
maka, [
πœ† 0 2
βˆ’1 πœ† βˆ’ 2 βˆ’1
βˆ’1 0 πœ† βˆ’ 3
] [
π‘₯1
π‘₯2
π‘₯3
] = [
0
0
0
]
lalu menentukan solusi dan basis untuk πœ† = 2
[
2 0 2
βˆ’1 0 βˆ’1
βˆ’1 βˆ’ βˆ’1
] [
π‘₯1
π‘₯2
π‘₯3
] = [
0
0
0
] maka di dapat X1= S X2= t X3= -S
[
βˆ’1
0
1
] π‘‘π‘Žπ‘› [
0
1
0
] adalah vector yang membentuk suatu basis untuk ruang eigen yang
berpadanan dengan πœ† = 2
Dengan cara yang sama padankan dengan πœ† = 1 maka akan mendapatkan vector
[
βˆ’2
1
1
] yang sepadan dengan πœ† = 1
8
2.2 Diagonalisasi
Pada bahasan pembelajaran berikut kita akan mendiskusikan masalah mencari
suatu baris untuk Rn yang terdiri dari vektor-vektor eigen dari suatu matriks A yang
diketahui berukuran n n. Basis-basis ini dapat dipakai untuk menelaah sifat-sifat
geometris dari matriks A dan sekaligus dipakai untuk menyederhanakan berbagai
perhitungan numerik yang melibatkan matriks A. Basis-basis sangat penting dalam
berbagai penerapan aljabar linear, dan beberapa diantaranya akan kita diskusikan
dalam bahasan pembelajaran modul berikutnya.
Seperti telah kita ketahui dalam bahasan modl-modul sebelumnya tentang
matriks, bahwa salah satu teoremanya adalah pengkombinasian banyak persamaan
menjadi satu. Cara penulisan sistem persamaan linear yang terdiri dari m persamaan
dengan n variabel menjadi sebuah persamaan matriks telah kita pelajari dalam Modul
2 (Sistem Persamaan Linear). Sedangkan cara menyelesaikan sistem persamaan
linear 𝐴π‘₯ = 𝑏 dengan A matriks berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 yang invertibel dapat dilakukan
dengan bantuan matriks A-1, sehingga terjadi pengkombinasian A-1AX = A-1b atau
X = A-1b.
Berdasarkan ide yang sama seperti di atas, maka dalam bagian ini kita akan
mengkombinasikan persamaan nilai eigen untuk beberapa vektor eigen yang
berlainan ke dalam persamaan matriks yang tunggal. Untuk lebih jelasnya kita
perhatikan penjelasan berikut ini.
Pandang matriks A berukuran n n dengan vektor-vektor eigen (yang bebas
linear) u1, u2, ... , uk yang bersesuaian dengan nilai-nilai eigen Ξ»1, Ξ»2, ... , Ξ»k. Sebagai
akibatnya maka :
Au1 = Ξ»1u1, Au2 = Ξ»2u2, ... , Auk = Ξ»kuk atau
Aur = Ξ»rur dengan r = 1, 2, ..., k.....................................(1)
Vektor-vektor ui dapat dikelompokkan menjadi bentuk matriks 𝑛 π‘₯ π‘˜, yang ditulis
sebagai matriks partisi P = (u1,u2,... uk)
9
Dengan ui adalah kolom ke-i dari P. Selanjutnya persamaan (1) dapat ditulis
menjadi bentuk:
AP = (Au1, Au2, ..., Auk)
= (u1,u2,..., uk) D
dengan D adalah matriks diagonal k k dengan unsur-unsurnya Ξ»1, Ξ»2, ... , Ξ»k. Jadi
kita dapatkan
AP = PD atau PD = AP ................................................ (2)
Bentuk ini merupakan bentuk yang ringkas dari persamaan nilai eigen
untuk k vector eigen. Sekarang misalkan matriks A yang berukuran n n
mempunyai n vector eigen, sehingga k = n.
Akibatnya matriks P menjadi berukuran 𝑛 Γ— 𝑛, dengan kolom-kolomnya
vektor-vektor eigen (yang bebas linear), dan P tentunya invertibel. Selanjutnya
dengan mengalikan persamaan (2) oleh P-1 dari sebelah kiri kita dapatkan:
D = P-1A P ....................................................................... (3)
Dengan demikian jika suatu matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 mempunyai
n vector eigen yang bebas linear, maka terdapat matriks P yang inverstibel dan
matriks diagonal D sehingga D dapat difaktorkan dalam bentuk persamaan (3).
Keadaan ini dinamakan A dapat didiagonalkan (diagonalizable).
Definisi Suatu matriks persegi (matriks bujursangkar) A dinamakan dapat
didiaginalkan (dapat didiagonalisasi) jika ada suatu matriks P yang invertibel
sedemikian rupa sehingga P-1 A P adalah suatu matriks diagonal, matriks P
dikatakan mendiagonalkan A (mendiagonalisasi) matriks A.
Dari penjelasan dan definisi di atas, jelaskah bahwa masalah diagonalisasi dari
suatu vektor A yang berukuran n n adalah ekuivalen dengan pertanyaan: ”Apakah
ada matriks P yang invertibel sehingga P-1 AP adalah matriks diagonal D?”. Prosedur
berikut menunjukkan bahwa masalah vektor-vektor eigen dan diaginalisasi adalah
setara. Dengan kata lain prosedur berikut adalah tahapan untuk mendiagonalkan
matriks yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛
Tahap 1 : Carilah n vektor eigen yang bebas linear dari matriks A yang
berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 Misalnya p1, p2, ... , pn
10
Tahap 2. Bentuklah matriks P yang mempunyai p1, p2, ... , pn sebagai vektor-
vektor kolomnya.
Tahap 3. Matriks D = P-1 A P adalah matriks diagonal dengan Ξ»1, Ξ»2, ... , Ξ»n
sebagai unsur-unsur diagonal yang berurutannya dan Ξ»i adalah nilai-
nilai eigen yang bersesuaian dengan pi untuk I = 1, 2, 3, …, n.
Contoh :
Kita mengambil contoh dari pencarian basis nilai eigen
[
βˆ’1
0
1
] π‘‘π‘Žπ‘› [
0
1
0
] adalah vector yang membentuk suatu basis untuk ruang eigen yang
berpadanan dengan πœ† = 2
Dengan cara yang sama padankan dengan πœ† = 1 maka akan mendapatkan vector
[
βˆ’2
1
1
] yang sepadan dengan πœ† = 1
Lalu, masukkan dalam bentuk matriks 𝑃 = [
βˆ’1 0 βˆ’2
0 1 1
1 0 1
],
Lalu masukan dalam persamaan π‘ƒβˆ’1
𝐴𝑃 = [
2 0 0
0 2 0
0 0 1
] = 𝐷
2.3 Diagonalisasi Ortogonal
Sekarang kita akan mendiskusikan bagaimana mencari suatu basis ortonormal
dengan hasil kali dalam Euclid yang terdiri dari vektor-vektor eigen dari suatu
matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛. Sedangkan untuk menunjang pembahasan materi
ini adalah pemahaman tentang matriks-matriks simetris dan pengertian ortogonal
yang telah kita pelajari dari modul sebelumnya.
Untuk lebih jelasnya kita perhatikan dua masalah berikut yang ekuivalen. 1.
Masalah vektor eigen ortonormal Jika diketahui suatu matriks A yang berukuran 𝑛 Γ—
11
𝑛, apakah ada suatu basis ortonormal untuk Rn dengan hasil kali dalam (Euclid) yang
terdiri dari vektor-vektor eigen dari matriks A?
Masalah diagonalisasi orthogonal adalah Jika diketahui suatu matriks A yang
berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 , apakah ada suatu matriks diagonal P sedemikian sehingga matriks D
= P-1 A P = Pt A P adalah matriks diagonal? Sebagai akibat dari permasalahan ini
mendorong kita untuk membuat definisi berikut.
Definisi. Matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 dinamakan dapat didiagonalisasi secara
ortogonal jika terdapat matriks P yang ortogonal, dan matriks P dikatakan
mendiagonalisasi A secara ortogonal.
Dari definisi dan dua permasalahan di atas ada dua pelajaran yang perlu mendapat
perhatian kita, yaitu
1. Matriks manakah yang dapat didiagonalisasi secara ortogonal?
2. Bagaimana kita mencari suatu matriks ortogonal untuk melakukan
diagonalisasi Sehubungan dengan pertanyaan-pertanyaan di atas, maka
tentunya tidak ada
harapan lagi bagi kita untuk mendiagonalisasi suatu matriks A, kecuali jika matriks
A adalah matriks simetris. (yaitu A = At). Untuk melihat mengapa hal tersebut
demikian adanya, misalkan
Pt A P = D ....................................................................... (1)
Dengan P adalah matriks ortogonal dan D adalah matriks diagonal. Karena P
ortogonal, maka
Pt P = Pt P = I
sehingga persamaan (1) bisa kita tulis dalam bentuk:
A = P D Pt ...................................................................... (2)
Karena D matriks diagonal, maka D = Dt, sehingga dengan mentranspos kedua ruas
dari persamaan (2) didapatkan
12
At = (P D Pt)t = (Pt)t Dt Pt = P D Pt = A
sehingga A pastilah merupakan matriks simetris. Sekarang kita perhatikan
teorema berikut merupakan alat utama untuk menentukan apakah sebuah matriks
dapat didiagonalisasi secara ortogonal. Teorema berikut juga menunjukkan bahwa
setiap matriks simetris, pada kenyataannya dapat didiagonalisasi secara ortogonal.
Perlu pula diketahui bahwa pada teorema ini dan teorema berikutnya dari bahasan
ini, pengertian ortogonal akan berarti ortogonal berkenaan dengan hasil kali dalam
Euclid. (Euclidean inner product).
Teorema Jika A adalah suatu matriks 𝑛 Γ— 𝑛, maka pernyataan berikut adalah
ekuivalen.
ο‚· A dapat didiagonalisasi secara ortogonal.
ο‚· A merupakan suatu himpunan n vector eigen yang ortonormal
ο‚· A adalah matriks simetrik.
Teorema Jika A adalah suatu matriks simetris, maka vektor-vektor eigen dari ruang
eigen yang berbeda akan ortogonal.
Prosedur mendiagonalkan secara ortogonal suatu matriks simetris:
β€’ Step 1. Cari basis untuk setiap ruang eigen dari A.
β€’ Step 2. Terapkan proses Gramm Schmidt pada setiap basis-basis ini untuk
mendapatkan suatu basis ortonormal untuk setiap ruang eigen.
β€’ Step 3. Bentuk matriks P yang kolom-kolomnya adalah vektor-vektor basis
yang disusun pada step-2, matriks ini mendiagonalkan A secara orthogonal.
13
Contoh :
Carilah matriks orthogonal P yang mendiagonalkan 𝐴 = [
4 2 2
2 4 2
2 2 4
]
Jawab :
Carilah persamaan nilai karakteristiknya sehingga mendapatkan nilai eigennya
det( πœ†πΌ βˆ’ 𝐴) π‘₯ = det [
πœ† βˆ’ 4 βˆ’2 βˆ’2
βˆ’2 πœ† βˆ’ 4 βˆ’2
βˆ’2 βˆ’2 πœ† βˆ’ 4
] = ( πœ† βˆ’ 2)2
(πœ† βˆ’ 8)
Maka didapatkan nilai πœ† = 2 π‘‘π‘Žπ‘› πœ† = 8
Lalu carilah basis ruangan pada matriks A, maka akan mendapatkan:
Basis ruang yang bersepadanan dengan πœ† = 2 adalah :
𝑒1= [
βˆ’1
1
0
] π‘‘π‘Žπ‘› 𝑒2= [
βˆ’1
0
1
]
Lalu, terapkan proses Gram Schmidt pada {u1 dan u2} agar dapar menghasilakn
vector eigen yang orthogonal berikut :
𝑣1 =
[
βˆ’1
√2
1
√2
0 ]
π‘‘π‘Žπ‘› 𝑣2 =
[
βˆ’1
√6
βˆ’1
√6
2
√6]
Sedangkan basis ruang yang bersepadanan dengan πœ† = 8 adalah 𝑒3 = [
1
1
1
]
Lalu, terapkan proses Gram Schmidt pada u3, didapat : 𝑣3 =
[
1
√3
1
√3
1
√3]
14
Sehingga = [ 𝑣1, 𝑣2, 𝑣3] =
[
βˆ’1
√2
βˆ’1
√6
1
√3
1
√2
βˆ’1
√6
1
√3
0
2
√6
1
√3]
, maka dapat dibuktikan bahwasanya
P mendiagonalkan A secara orthogonal.
15
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Jika A matriks 𝑛 Γ— 𝑛, maka vektor x yang tidak nol di Rn disebut vektor
eigen (eigen vector) dari A jika Ax adalah kelipatan skalar dari x, yaitu Ax = Ξ» x
untuk suatu skalar Ξ». Skalar Ξ» dinamakan nilai eigen (eigen value) dari A.
Persamaan det (Ξ» I – A) = 0 dengan Ξ» sebagai variabel disebut persamaan
karakteristik dari matriks A. Akar-akar atau skalar-skalar yang memenuhi persamaan
ini adalah nilai-nilai eigen (nilai-nilai karakteristik) dari matriks A. Det(Ξ» I – A) ≑ f(Ξ»)
yaitu berupa polinom dalam Ξ» yang dinamakan polinom karakteristik
Suatu matriks persegi (matriks bujursangkar) A dinamakan dapat didiaginalkan
(dapat didiagonalisasi) jika ada suatu matriks P yang invertibel sedemikian rupa
sehingga P-1 A P adalah suatu matriks diagonal, matriks P dikatakan mendiagonalkan A
(mendiagonalisasi) matriks A.
Untuk memeriksa bahwa P adalah matriks yang mendiagonalisasi matriks A
dapat dilakukan dengan menentukan matriks diagonal D = P-1AP dengan unsur-unsur
diagonal utamanya adalah nilai-nilai eigen dari matriks A yang urutannya adalah nilai-
nilai eigen dari matriks A yang urutannya sesuai urutan vektor-vektor kolom matriks P.
Matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 dikatakan dapat didiagonalisasi secara
ortogonal jika terdapat matriks P yang ortogonal, dan matriks Pdikatakan
mendiagonalisasi A secara orthogonal, Jika A adalah suatu matriks simetris, maka
vektor-vektor eigen dari ruang eigen yang berbeda akan orthogonal.
16
DAFTAR PUSTAKA
Anton Howard, (1987), Elementary Linear Algebra, 5th Edition New York:
John Wiley & Sons.
Larry Smith. (1998). Linear Algebra. Gottingen: Springer.
Raisinghania & Aggarwal, R.S, (1980), Matrices, New Delhi: S.Chan &
Company Ltd.
Roman Steven (1992). Advanced Linear Algebra, New York, Berlin,
Herdelberg, London, Paris, Tokyo, Hongkong, Barcelona, Budapest:
Springer-Velag.
Seymour Lipschutz. (1981). Linear Algebra, Singapore: Schaum’s Outline,
Mc-Graw Hill Book Company.

More Related Content

What's hot

Ruang Hasil kali Dalam ( Aljabar Linear Elementer )
Ruang Hasil kali Dalam ( Aljabar Linear Elementer )Ruang Hasil kali Dalam ( Aljabar Linear Elementer )
Ruang Hasil kali Dalam ( Aljabar Linear Elementer )
Kelinci Coklat
Β 
Contoh soal dan pembahasan subgrup
Contoh soal dan pembahasan subgrupContoh soal dan pembahasan subgrup
Contoh soal dan pembahasan subgrupKabhi Na Kehna
Β 
Grup siklik
Grup siklikGrup siklik
Grup siklik
Rahmawati Lestari
Β 
Geometri analitik ruang
Geometri analitik ruangGeometri analitik ruang
Geometri analitik ruang
Edhy Suadnyanayasa
Β 
Sub grup normal dan grup fakto
Sub grup normal dan grup faktoSub grup normal dan grup fakto
Sub grup normal dan grup fakto
Yadi Pura
Β 
Pertemuan 3 relasi & fungsi
Pertemuan 3 relasi & fungsiPertemuan 3 relasi & fungsi
Pertemuan 3 relasi & fungsiaansyahrial
Β 
Aljabar linear:Kebebasan Linear, Basis, dan Dimensi.ppt
Aljabar linear:Kebebasan Linear, Basis, dan Dimensi.pptAljabar linear:Kebebasan Linear, Basis, dan Dimensi.ppt
Aljabar linear:Kebebasan Linear, Basis, dan Dimensi.pptrahmawarni
Β 
Bab 2 Fungsi ( Kalkulus 1 )
Bab 2 Fungsi ( Kalkulus 1 )Bab 2 Fungsi ( Kalkulus 1 )
Bab 2 Fungsi ( Kalkulus 1 )
Kelinci Coklat
Β 
Analisis Real (Barisan Bilangan Real) Latihan bagian 2.2
Analisis Real (Barisan Bilangan Real) Latihan bagian 2.2Analisis Real (Barisan Bilangan Real) Latihan bagian 2.2
Analisis Real (Barisan Bilangan Real) Latihan bagian 2.2
Arvina Frida Karela
Β 
PERSAMAAN GARIS SINGGUNG PARABOLA GAD II
PERSAMAAN GARIS SINGGUNG PARABOLA GAD IIPERSAMAAN GARIS SINGGUNG PARABOLA GAD II
PERSAMAAN GARIS SINGGUNG PARABOLA GAD IIAYANAH SEPTIANITA
Β 
Analisis Real (Barisan Bilangan Real) Latihan bagian 2.3
Analisis Real (Barisan Bilangan Real) Latihan bagian 2.3Analisis Real (Barisan Bilangan Real) Latihan bagian 2.3
Analisis Real (Barisan Bilangan Real) Latihan bagian 2.3
Arvina Frida Karela
Β 
Metode numerik pada persamaan diferensial (new)
Metode numerik pada persamaan diferensial (new)Metode numerik pada persamaan diferensial (new)
Metode numerik pada persamaan diferensial (new)Khubab Basari
Β 
Turunan Fungsi Kompleks
Turunan Fungsi KompleksTurunan Fungsi Kompleks
Turunan Fungsi Kompleks
RochimatulLaili
Β 
Transformasi Peubah Acak dan Distribusinya
Transformasi Peubah Acak dan Distribusinya Transformasi Peubah Acak dan Distribusinya
Transformasi Peubah Acak dan Distribusinya
State University of Medan
Β 
Rangkuman materi Isometri
Rangkuman materi IsometriRangkuman materi Isometri
Rangkuman materi Isometri
Nia Matus
Β 
Integral Lipat Tiga
Integral Lipat TigaIntegral Lipat Tiga
Integral Lipat Tiga
Kelinci Coklat
Β 
Relasi dan Hasil Kali Cartesius
Relasi dan Hasil Kali CartesiusRelasi dan Hasil Kali Cartesius
Relasi dan Hasil Kali Cartesius
Eman Mendrofa
Β 
Bilangan kompleks lengkap
Bilangan kompleks lengkapBilangan kompleks lengkap
Bilangan kompleks lengkapagus_budiarto
Β 

What's hot (20)

Ruang Hasil kali Dalam ( Aljabar Linear Elementer )
Ruang Hasil kali Dalam ( Aljabar Linear Elementer )Ruang Hasil kali Dalam ( Aljabar Linear Elementer )
Ruang Hasil kali Dalam ( Aljabar Linear Elementer )
Β 
Contoh soal dan pembahasan subgrup
Contoh soal dan pembahasan subgrupContoh soal dan pembahasan subgrup
Contoh soal dan pembahasan subgrup
Β 
Grup siklik
Grup siklikGrup siklik
Grup siklik
Β 
Geometri analitik ruang
Geometri analitik ruangGeometri analitik ruang
Geometri analitik ruang
Β 
Sub grup normal dan grup fakto
Sub grup normal dan grup faktoSub grup normal dan grup fakto
Sub grup normal dan grup fakto
Β 
Pertemuan 3 relasi & fungsi
Pertemuan 3 relasi & fungsiPertemuan 3 relasi & fungsi
Pertemuan 3 relasi & fungsi
Β 
Grup permutasi
Grup permutasiGrup permutasi
Grup permutasi
Β 
Aljabar linear:Kebebasan Linear, Basis, dan Dimensi.ppt
Aljabar linear:Kebebasan Linear, Basis, dan Dimensi.pptAljabar linear:Kebebasan Linear, Basis, dan Dimensi.ppt
Aljabar linear:Kebebasan Linear, Basis, dan Dimensi.ppt
Β 
Bab 2 Fungsi ( Kalkulus 1 )
Bab 2 Fungsi ( Kalkulus 1 )Bab 2 Fungsi ( Kalkulus 1 )
Bab 2 Fungsi ( Kalkulus 1 )
Β 
Analisis Real (Barisan Bilangan Real) Latihan bagian 2.2
Analisis Real (Barisan Bilangan Real) Latihan bagian 2.2Analisis Real (Barisan Bilangan Real) Latihan bagian 2.2
Analisis Real (Barisan Bilangan Real) Latihan bagian 2.2
Β 
PERSAMAAN GARIS SINGGUNG PARABOLA GAD II
PERSAMAAN GARIS SINGGUNG PARABOLA GAD IIPERSAMAAN GARIS SINGGUNG PARABOLA GAD II
PERSAMAAN GARIS SINGGUNG PARABOLA GAD II
Β 
Analisis Real (Barisan Bilangan Real) Latihan bagian 2.3
Analisis Real (Barisan Bilangan Real) Latihan bagian 2.3Analisis Real (Barisan Bilangan Real) Latihan bagian 2.3
Analisis Real (Barisan Bilangan Real) Latihan bagian 2.3
Β 
Metode numerik pada persamaan diferensial (new)
Metode numerik pada persamaan diferensial (new)Metode numerik pada persamaan diferensial (new)
Metode numerik pada persamaan diferensial (new)
Β 
Turunan Fungsi Kompleks
Turunan Fungsi KompleksTurunan Fungsi Kompleks
Turunan Fungsi Kompleks
Β 
Transformasi Peubah Acak dan Distribusinya
Transformasi Peubah Acak dan Distribusinya Transformasi Peubah Acak dan Distribusinya
Transformasi Peubah Acak dan Distribusinya
Β 
Rangkuman materi Isometri
Rangkuman materi IsometriRangkuman materi Isometri
Rangkuman materi Isometri
Β 
Integral Lipat Tiga
Integral Lipat TigaIntegral Lipat Tiga
Integral Lipat Tiga
Β 
Relasi dan Hasil Kali Cartesius
Relasi dan Hasil Kali CartesiusRelasi dan Hasil Kali Cartesius
Relasi dan Hasil Kali Cartesius
Β 
Ring
RingRing
Ring
Β 
Bilangan kompleks lengkap
Bilangan kompleks lengkapBilangan kompleks lengkap
Bilangan kompleks lengkap
Β 

Similar to nilai eigen dan vektor eigen

Nilai eigen dan vektor eigen
Nilai eigen dan vektor eigenNilai eigen dan vektor eigen
Nilai eigen dan vektor eigen
State Medan University
Β 
LKM ALJABAR LINEAR
LKM ALJABAR LINEARLKM ALJABAR LINEAR
LKM ALJABAR LINEARDyas Arientiyya
Β 
10 matrik & determinan 3
10  matrik & determinan 310  matrik & determinan 3
10 matrik & determinan 3Hamzah Rizal
Β 
Vektor Eigen dari Matriks Simetris
Vektor Eigen dari Matriks SimetrisVektor Eigen dari Matriks Simetris
Vektor Eigen dari Matriks Simetrisbernypebo
Β 
Vektor Eigen Dari Matriks Simetris
Vektor Eigen Dari Matriks SimetrisVektor Eigen Dari Matriks Simetris
Vektor Eigen Dari Matriks Simetris
bernypebo
Β 
RPP SMA Matematika Peminatan Kelas XII
RPP SMA Matematika Peminatan Kelas XIIRPP SMA Matematika Peminatan Kelas XII
RPP SMA Matematika Peminatan Kelas XII
Diva Pendidikan
Β 
Nilai dan Vektor Eigen.ppt
Nilai dan Vektor Eigen.pptNilai dan Vektor Eigen.ppt
Nilai dan Vektor Eigen.ppt
DetraaFahreza
Β 
Software Matematika Sebagai Penunjang Proses Belajar
Software Matematika Sebagai Penunjang Proses BelajarSoftware Matematika Sebagai Penunjang Proses Belajar
Software Matematika Sebagai Penunjang Proses BelajarPrandita Sega
Β 
Topik 1 -_sistem_persamaan_linear
Topik 1 -_sistem_persamaan_linearTopik 1 -_sistem_persamaan_linear
Topik 1 -_sistem_persamaan_linear
Kanages Rethnam
Β 
Matematika 2 - Slide week 13 - Eigen
Matematika 2 - Slide week 13 - EigenMatematika 2 - Slide week 13 - Eigen
Matematika 2 - Slide week 13 - EigenBeny Nugraha
Β 
Persamaan linear dan matriks
Persamaan linear dan matriksPersamaan linear dan matriks
Persamaan linear dan matriks
yulika usman
Β 
Vektor Karakteristik
Vektor KarakteristikVektor Karakteristik
Vektor KarakteristikDyas Arientiyya
Β 
B ab 01 metode numerik secara umum
B ab  01 metode numerik secara umumB ab  01 metode numerik secara umum
B ab 01 metode numerik secara umum
alamsyah88
Β 
Sistem Persamaan Dua Variabel Kelas 8
Sistem Persamaan Dua Variabel Kelas 8Sistem Persamaan Dua Variabel Kelas 8
Sistem Persamaan Dua Variabel Kelas 8
KakavanAnjas
Β 
Determinan matriks hasil dekomposisi
Determinan matriks hasil dekomposisiDeterminan matriks hasil dekomposisi
Determinan matriks hasil dekomposisiBAIDILAH Baidilah
Β 
Aplikasi matriks
Aplikasi matriksAplikasi matriks
Aplikasi matriks
Neneng Khairani
Β 
BMP ESPA4222
BMP ESPA4222BMP ESPA4222
BMP ESPA4222
Mang Engkus
Β 
Tugas ppt media pembelajaran yakamuha apkhoza
Tugas ppt media pembelajaran yakamuha apkhozaTugas ppt media pembelajaran yakamuha apkhoza
Tugas ppt media pembelajaran yakamuha apkhoza
Yakamuha_24
Β 

Similar to nilai eigen dan vektor eigen (20)

Nilai eigen dan vektor eigen
Nilai eigen dan vektor eigenNilai eigen dan vektor eigen
Nilai eigen dan vektor eigen
Β 
LKM ALJABAR LINEAR
LKM ALJABAR LINEARLKM ALJABAR LINEAR
LKM ALJABAR LINEAR
Β 
10 matrik & determinan 3
10  matrik & determinan 310  matrik & determinan 3
10 matrik & determinan 3
Β 
Vektor Eigen dari Matriks Simetris
Vektor Eigen dari Matriks SimetrisVektor Eigen dari Matriks Simetris
Vektor Eigen dari Matriks Simetris
Β 
Vektor Eigen Dari Matriks Simetris
Vektor Eigen Dari Matriks SimetrisVektor Eigen Dari Matriks Simetris
Vektor Eigen Dari Matriks Simetris
Β 
RPP SMA Matematika Peminatan Kelas XII
RPP SMA Matematika Peminatan Kelas XIIRPP SMA Matematika Peminatan Kelas XII
RPP SMA Matematika Peminatan Kelas XII
Β 
Nilai dan Vektor Eigen.ppt
Nilai dan Vektor Eigen.pptNilai dan Vektor Eigen.ppt
Nilai dan Vektor Eigen.ppt
Β 
Software Matematika Sebagai Penunjang Proses Belajar
Software Matematika Sebagai Penunjang Proses BelajarSoftware Matematika Sebagai Penunjang Proses Belajar
Software Matematika Sebagai Penunjang Proses Belajar
Β 
Topik 1 -_sistem_persamaan_linear
Topik 1 -_sistem_persamaan_linearTopik 1 -_sistem_persamaan_linear
Topik 1 -_sistem_persamaan_linear
Β 
Matematika 2 - Slide week 13 - Eigen
Matematika 2 - Slide week 13 - EigenMatematika 2 - Slide week 13 - Eigen
Matematika 2 - Slide week 13 - Eigen
Β 
Matematika1bangrs
Matematika1bangrsMatematika1bangrs
Matematika1bangrs
Β 
R5 g kel 6 allin2 2
R5 g kel 6 allin2 2R5 g kel 6 allin2 2
R5 g kel 6 allin2 2
Β 
Persamaan linear dan matriks
Persamaan linear dan matriksPersamaan linear dan matriks
Persamaan linear dan matriks
Β 
Vektor Karakteristik
Vektor KarakteristikVektor Karakteristik
Vektor Karakteristik
Β 
B ab 01 metode numerik secara umum
B ab  01 metode numerik secara umumB ab  01 metode numerik secara umum
B ab 01 metode numerik secara umum
Β 
Sistem Persamaan Dua Variabel Kelas 8
Sistem Persamaan Dua Variabel Kelas 8Sistem Persamaan Dua Variabel Kelas 8
Sistem Persamaan Dua Variabel Kelas 8
Β 
Determinan matriks hasil dekomposisi
Determinan matriks hasil dekomposisiDeterminan matriks hasil dekomposisi
Determinan matriks hasil dekomposisi
Β 
Aplikasi matriks
Aplikasi matriksAplikasi matriks
Aplikasi matriks
Β 
BMP ESPA4222
BMP ESPA4222BMP ESPA4222
BMP ESPA4222
Β 
Tugas ppt media pembelajaran yakamuha apkhoza
Tugas ppt media pembelajaran yakamuha apkhozaTugas ppt media pembelajaran yakamuha apkhoza
Tugas ppt media pembelajaran yakamuha apkhoza
Β 

Recently uploaded

LAPORAN TUGAS TAMBAHAN PEMBINA PRAMUKA..
LAPORAN TUGAS TAMBAHAN PEMBINA PRAMUKA..LAPORAN TUGAS TAMBAHAN PEMBINA PRAMUKA..
LAPORAN TUGAS TAMBAHAN PEMBINA PRAMUKA..
widyakusuma99
Β 
LK 1 - 5T Keputusan Berdampak PERMATA BUNDA.pdf
LK 1 - 5T Keputusan Berdampak PERMATA BUNDA.pdfLK 1 - 5T Keputusan Berdampak PERMATA BUNDA.pdf
LK 1 - 5T Keputusan Berdampak PERMATA BUNDA.pdf
UditGheozi2
Β 
ppt landasan pendidikan Alat alat pendidikan PAI 9_
ppt landasan pendidikan Alat alat pendidikan PAI 9_ppt landasan pendidikan Alat alat pendidikan PAI 9_
ppt landasan pendidikan Alat alat pendidikan PAI 9_
setiatinambunan
Β 
Permainan Wiwi Wowo aksi nyata berkebhinekaan
Permainan Wiwi Wowo aksi nyata berkebhinekaanPermainan Wiwi Wowo aksi nyata berkebhinekaan
Permainan Wiwi Wowo aksi nyata berkebhinekaan
DEVI390643
Β 
Program Kerja Kepala Sekolah 2023-2024.pdf
Program Kerja Kepala Sekolah 2023-2024.pdfProgram Kerja Kepala Sekolah 2023-2024.pdf
Program Kerja Kepala Sekolah 2023-2024.pdf
erlita3
Β 
Seminar: Sekolah Alkitab Liburan (SAL) 2024
Seminar: Sekolah Alkitab Liburan (SAL) 2024Seminar: Sekolah Alkitab Liburan (SAL) 2024
Seminar: Sekolah Alkitab Liburan (SAL) 2024
SABDA
Β 
PI 2 - Ratna Haryanti, S. Pd..pptx Visi misi dan prakarsa perubahan pendidika...
PI 2 - Ratna Haryanti, S. Pd..pptx Visi misi dan prakarsa perubahan pendidika...PI 2 - Ratna Haryanti, S. Pd..pptx Visi misi dan prakarsa perubahan pendidika...
PI 2 - Ratna Haryanti, S. Pd..pptx Visi misi dan prakarsa perubahan pendidika...
agusmulyadi08
Β 
813 Modul Ajar KurMer Usaha, Energi, dan Pesawat Sederhana (2).docx
813 Modul Ajar KurMer Usaha, Energi, dan Pesawat Sederhana (2).docx813 Modul Ajar KurMer Usaha, Energi, dan Pesawat Sederhana (2).docx
813 Modul Ajar KurMer Usaha, Energi, dan Pesawat Sederhana (2).docx
RinawatiRinawati10
Β 
Pi-2 AGUS MULYADI. S.Pd (3).pptx visi giru penggerak dan prakrsa perubahan bagja
Pi-2 AGUS MULYADI. S.Pd (3).pptx visi giru penggerak dan prakrsa perubahan bagjaPi-2 AGUS MULYADI. S.Pd (3).pptx visi giru penggerak dan prakrsa perubahan bagja
Pi-2 AGUS MULYADI. S.Pd (3).pptx visi giru penggerak dan prakrsa perubahan bagja
agusmulyadi08
Β 
PPT Observasi Praktik Kinerja PMM SD pdf
PPT Observasi Praktik Kinerja PMM SD pdfPPT Observasi Praktik Kinerja PMM SD pdf
PPT Observasi Praktik Kinerja PMM SD pdf
safitriana935
Β 
Laporan wakil kepala sekolah bagian Kurikulum.pdf
Laporan wakil kepala sekolah bagian Kurikulum.pdfLaporan wakil kepala sekolah bagian Kurikulum.pdf
Laporan wakil kepala sekolah bagian Kurikulum.pdf
yuniarmadyawati361
Β 
SOSIALISASI PPDB TAHUN AJARAN 2024-2025.pptx
SOSIALISASI PPDB TAHUN AJARAN 2024-2025.pptxSOSIALISASI PPDB TAHUN AJARAN 2024-2025.pptx
SOSIALISASI PPDB TAHUN AJARAN 2024-2025.pptx
astridamalia20
Β 
tugas modul 1.4 Koneksi Antar Materi (1).pptx
tugas  modul 1.4 Koneksi Antar Materi (1).pptxtugas  modul 1.4 Koneksi Antar Materi (1).pptx
tugas modul 1.4 Koneksi Antar Materi (1).pptx
d2spdpnd9185
Β 
tugas pai kelas 10 rangkuman bab 10 smk madani bogor
tugas pai kelas 10 rangkuman bab 10 smk madani bogortugas pai kelas 10 rangkuman bab 10 smk madani bogor
tugas pai kelas 10 rangkuman bab 10 smk madani bogor
WILDANREYkun
Β 
PETUNJUK TEKNIS PPDB JATIM 2024-sign.pdf
PETUNJUK TEKNIS PPDB JATIM 2024-sign.pdfPETUNJUK TEKNIS PPDB JATIM 2024-sign.pdf
PETUNJUK TEKNIS PPDB JATIM 2024-sign.pdf
Hernowo Subiantoro
Β 
VISI MISI KOMUNITAS BELAJAR SDN 93 KOTA JAMBI
VISI MISI KOMUNITAS BELAJAR SDN 93 KOTA JAMBIVISI MISI KOMUNITAS BELAJAR SDN 93 KOTA JAMBI
VISI MISI KOMUNITAS BELAJAR SDN 93 KOTA JAMBI
gloriosaesy
Β 
PPT Aksi Nyata Diseminasi Modul 1.4.pptx
PPT Aksi Nyata Diseminasi Modul 1.4.pptxPPT Aksi Nyata Diseminasi Modul 1.4.pptx
PPT Aksi Nyata Diseminasi Modul 1.4.pptx
Kurnia Fajar
Β 
LAPORAN EKSTRAKURIKULER SEKOLAH DASAR NEGERI
LAPORAN EKSTRAKURIKULER SEKOLAH DASAR NEGERILAPORAN EKSTRAKURIKULER SEKOLAH DASAR NEGERI
LAPORAN EKSTRAKURIKULER SEKOLAH DASAR NEGERI
PURWANTOSDNWATES2
Β 
RHK Jabatan Kep Sekolah dan Bukti Dukung.pdf
RHK Jabatan Kep Sekolah dan Bukti Dukung.pdfRHK Jabatan Kep Sekolah dan Bukti Dukung.pdf
RHK Jabatan Kep Sekolah dan Bukti Dukung.pdf
asyi1
Β 
ppt-menghindari-marah-ghadab-membiasakan-kontrol-diri-dan-berani-membela-kebe...
ppt-menghindari-marah-ghadab-membiasakan-kontrol-diri-dan-berani-membela-kebe...ppt-menghindari-marah-ghadab-membiasakan-kontrol-diri-dan-berani-membela-kebe...
ppt-menghindari-marah-ghadab-membiasakan-kontrol-diri-dan-berani-membela-kebe...
AgusRahmat39
Β 

Recently uploaded (20)

LAPORAN TUGAS TAMBAHAN PEMBINA PRAMUKA..
LAPORAN TUGAS TAMBAHAN PEMBINA PRAMUKA..LAPORAN TUGAS TAMBAHAN PEMBINA PRAMUKA..
LAPORAN TUGAS TAMBAHAN PEMBINA PRAMUKA..
Β 
LK 1 - 5T Keputusan Berdampak PERMATA BUNDA.pdf
LK 1 - 5T Keputusan Berdampak PERMATA BUNDA.pdfLK 1 - 5T Keputusan Berdampak PERMATA BUNDA.pdf
LK 1 - 5T Keputusan Berdampak PERMATA BUNDA.pdf
Β 
ppt landasan pendidikan Alat alat pendidikan PAI 9_
ppt landasan pendidikan Alat alat pendidikan PAI 9_ppt landasan pendidikan Alat alat pendidikan PAI 9_
ppt landasan pendidikan Alat alat pendidikan PAI 9_
Β 
Permainan Wiwi Wowo aksi nyata berkebhinekaan
Permainan Wiwi Wowo aksi nyata berkebhinekaanPermainan Wiwi Wowo aksi nyata berkebhinekaan
Permainan Wiwi Wowo aksi nyata berkebhinekaan
Β 
Program Kerja Kepala Sekolah 2023-2024.pdf
Program Kerja Kepala Sekolah 2023-2024.pdfProgram Kerja Kepala Sekolah 2023-2024.pdf
Program Kerja Kepala Sekolah 2023-2024.pdf
Β 
Seminar: Sekolah Alkitab Liburan (SAL) 2024
Seminar: Sekolah Alkitab Liburan (SAL) 2024Seminar: Sekolah Alkitab Liburan (SAL) 2024
Seminar: Sekolah Alkitab Liburan (SAL) 2024
Β 
PI 2 - Ratna Haryanti, S. Pd..pptx Visi misi dan prakarsa perubahan pendidika...
PI 2 - Ratna Haryanti, S. Pd..pptx Visi misi dan prakarsa perubahan pendidika...PI 2 - Ratna Haryanti, S. Pd..pptx Visi misi dan prakarsa perubahan pendidika...
PI 2 - Ratna Haryanti, S. Pd..pptx Visi misi dan prakarsa perubahan pendidika...
Β 
813 Modul Ajar KurMer Usaha, Energi, dan Pesawat Sederhana (2).docx
813 Modul Ajar KurMer Usaha, Energi, dan Pesawat Sederhana (2).docx813 Modul Ajar KurMer Usaha, Energi, dan Pesawat Sederhana (2).docx
813 Modul Ajar KurMer Usaha, Energi, dan Pesawat Sederhana (2).docx
Β 
Pi-2 AGUS MULYADI. S.Pd (3).pptx visi giru penggerak dan prakrsa perubahan bagja
Pi-2 AGUS MULYADI. S.Pd (3).pptx visi giru penggerak dan prakrsa perubahan bagjaPi-2 AGUS MULYADI. S.Pd (3).pptx visi giru penggerak dan prakrsa perubahan bagja
Pi-2 AGUS MULYADI. S.Pd (3).pptx visi giru penggerak dan prakrsa perubahan bagja
Β 
PPT Observasi Praktik Kinerja PMM SD pdf
PPT Observasi Praktik Kinerja PMM SD pdfPPT Observasi Praktik Kinerja PMM SD pdf
PPT Observasi Praktik Kinerja PMM SD pdf
Β 
Laporan wakil kepala sekolah bagian Kurikulum.pdf
Laporan wakil kepala sekolah bagian Kurikulum.pdfLaporan wakil kepala sekolah bagian Kurikulum.pdf
Laporan wakil kepala sekolah bagian Kurikulum.pdf
Β 
SOSIALISASI PPDB TAHUN AJARAN 2024-2025.pptx
SOSIALISASI PPDB TAHUN AJARAN 2024-2025.pptxSOSIALISASI PPDB TAHUN AJARAN 2024-2025.pptx
SOSIALISASI PPDB TAHUN AJARAN 2024-2025.pptx
Β 
tugas modul 1.4 Koneksi Antar Materi (1).pptx
tugas  modul 1.4 Koneksi Antar Materi (1).pptxtugas  modul 1.4 Koneksi Antar Materi (1).pptx
tugas modul 1.4 Koneksi Antar Materi (1).pptx
Β 
tugas pai kelas 10 rangkuman bab 10 smk madani bogor
tugas pai kelas 10 rangkuman bab 10 smk madani bogortugas pai kelas 10 rangkuman bab 10 smk madani bogor
tugas pai kelas 10 rangkuman bab 10 smk madani bogor
Β 
PETUNJUK TEKNIS PPDB JATIM 2024-sign.pdf
PETUNJUK TEKNIS PPDB JATIM 2024-sign.pdfPETUNJUK TEKNIS PPDB JATIM 2024-sign.pdf
PETUNJUK TEKNIS PPDB JATIM 2024-sign.pdf
Β 
VISI MISI KOMUNITAS BELAJAR SDN 93 KOTA JAMBI
VISI MISI KOMUNITAS BELAJAR SDN 93 KOTA JAMBIVISI MISI KOMUNITAS BELAJAR SDN 93 KOTA JAMBI
VISI MISI KOMUNITAS BELAJAR SDN 93 KOTA JAMBI
Β 
PPT Aksi Nyata Diseminasi Modul 1.4.pptx
PPT Aksi Nyata Diseminasi Modul 1.4.pptxPPT Aksi Nyata Diseminasi Modul 1.4.pptx
PPT Aksi Nyata Diseminasi Modul 1.4.pptx
Β 
LAPORAN EKSTRAKURIKULER SEKOLAH DASAR NEGERI
LAPORAN EKSTRAKURIKULER SEKOLAH DASAR NEGERILAPORAN EKSTRAKURIKULER SEKOLAH DASAR NEGERI
LAPORAN EKSTRAKURIKULER SEKOLAH DASAR NEGERI
Β 
RHK Jabatan Kep Sekolah dan Bukti Dukung.pdf
RHK Jabatan Kep Sekolah dan Bukti Dukung.pdfRHK Jabatan Kep Sekolah dan Bukti Dukung.pdf
RHK Jabatan Kep Sekolah dan Bukti Dukung.pdf
Β 
ppt-menghindari-marah-ghadab-membiasakan-kontrol-diri-dan-berani-membela-kebe...
ppt-menghindari-marah-ghadab-membiasakan-kontrol-diri-dan-berani-membela-kebe...ppt-menghindari-marah-ghadab-membiasakan-kontrol-diri-dan-berani-membela-kebe...
ppt-menghindari-marah-ghadab-membiasakan-kontrol-diri-dan-berani-membela-kebe...
Β 

nilai eigen dan vektor eigen

  • 1. 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam kehidupan sehari-hari, banyak permasalahan dari fenomena riil yang dapat dijelaskan melalui pembentukan model matematika. Pada umumnya perumusan model matematika ini berupa fungsi. Dalam banyak kasus, tidak semua model matematika tersebut dapat diselesaikan secara mudah dengan menggunakan metode analitik, sehingga digunakan analisis numeric untuk mencari penyelesaiannya. Analisis numerik adalah teknik yang digunakan untuk memformulasikan persoalanmatematik sehingga dapat dipecahkan dengan operasi perhitungan atau aritmetik biasa (tambah, kurang,kali, dan bagi). Pada umumnya analisis numerik tidak mengutamakan diperolehnya jawab yang eksak (tepat), tetapi mengusahakan perumusan metode yang menghasilkan jawab pendekatan yang berbeda dari jawab yang eksak sebesar suatu nilai yang merupakan galat dari metode yang digunakan. Namun demikian, hasil perhitungan dengan analisis numerik cukup dapat memberikan solusi pada persoalan yang dihadapi. Salah satu penerapan dari analisis numerik ini yaitu dalam masalah nilai eigen dan vektor eigen.Analisis numerik memberikan suatu cara alternatif yang digunakan untuk menemukan nilai eigen danvektor eigen dari suatu matriks. Cara yang digunakan dalam analisis numerik ini termasuk unik karenadalam penyelesaiannya hanya diperlukan operasi-operasi aljabar biasa. Hanya saja, dalam penghitungannya tidak cukup dilakukan sekali tetapi harus dilakukan berulang-ulang sampai ditemukan nilai yang konvergen ke satu nilai yang merupakan nilai penyelesaiannya. Salah satu metode dalam analisis numerik yang bisa digunakan untuk mencari nilai eigen dan vektoreigen yaitu metode pangkat. Dengan metode pangkat ini, nilai eigen yang berupa bilangan real danvektor eigennya dapat ditemukan secara bersamaan menggunakan proses yang sama pula sehingga jika nilai eigen dari suatu matriks ditemukan, maka secara otomatis vektor eigen dari matriks yang bersangkutan akan diperoleh. Dalam mencari nilai eigen dan vektor eigen menggunakan metode pangkat,
  • 2. 2 akan memerlukan prosesiterasi yang sangat panjang untuk menemukan hasil yang mendekati nilai yang sebenarnya. Semakin banyak iterasi yang dilakukan, maka semakin baik hasil yang diperoleh. 1.2 Rumusan Masalah 1. Definisi nilai eigen dan vector eigen ? 2. Penyelesaian soal-soal nilai dan vector eigen ? 3. Penyelesaian masalah diagonalisasi ? 4. Penyelesaian masalah dioagonalisasi orthogonal ? 1.3 Tujuan 1. Bagaimana menjawab dan mengerjakan soal soal nilai dan vector eigen 2. Mengerti teorema teorema yang membentuk nilai dan vector eigen 3. Menyelesaikan permasalahan mendiagonalisasikan suatu matriks 4. Menyelesaikan permasalahan mendiagonalisasikan orthogonal suatu matriks
  • 3. 3 BAB II PEMBAHASAN 2.1 Nilai Eigen Dan Vector Eigen Mari perhatikan sebuah matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 dan sebuah vektor x pada Rn dan biasanya secara umum tidak ada hubungan antara vektor x dengan vektor Ax (Gambar 11. 1a). Namun, ada beberapa vektor x tak nol sehingga x dan Ax merupakan penggandaan satu sama lainnya (Gambar 11. 1b). x Ax Ax x (a) (b) Gambar 11. 1 Sekarang kita akan meninjau ulang beberapa konsep yang telah kita diskusikan dalam pembelajran yang lalu untuk dikembangkan lebih lanjut. Definisi: Misalkan A adalah matriks 𝑛 Γ— 𝑛, maka vektor x yang tidak nol di Rn disebut vektor eigen (eigen vector) dari A jika Ax adalah kelipatan skalar dari x, yaitu 𝐴π‘₯ = πœ†π‘₯ untuk suatu skalar Ξ». Skalar Ξ» dinamakan nilai eigen (eigen value) dari A. Jika A adalah matriks nxn, maka : β€’ Vektor-vektor tidak nol pada Rn disebut vektor eigen β€’ dari A jika Ax adalah suatu penggandaan skalar dari x yaitu 𝐴π‘₯ = πœ†π‘₯:, Untuk semua skalar πœ†
  • 4. 4 β€’ Skalar πœ† disebut eigenvalue A, β€’ x disebut juga eigenvector A bersepadanan dengan 𝝀 Contoh : 1. jika diketahui vector π‘₯ = [ 1 2 ] adalah suatu vector eigen 𝐴 = [ 3 0 8 βˆ’1 ] maka tentukan nilai eigen dari vector tersebut ? Jawab : Ingat ! 𝐴π‘₯ = πœ†π‘₯ Maka [ 3 0 8 βˆ’1 ] [ 1 2 ] = πœ†π‘₯ jadi hasil kalinya adalaah, [ 3 6 ] π‘₯, lalu kita mendapatkan 3π‘₯ = 3 [ 1 2 ], maka, besar nilai eigennya adalah 3. Apakah setiap matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 selalu mempunyai vektor eigen dan nilai eigen? Berapa banyak vektor eigen dan nilai eigen yang dimiliki oleh sebuah matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛? Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ini sekaligus memberikan penjelasan lebih lanjut dari contoh di atas, sehingga kita dapat dengan cepat dan tepat memberikan jawabannya, perhatikanlah uraian berikut dengan baik. B. Persamaan Karakteristik Untuk mencari nilai eigen dari matriks A yang berukuran n n, maka kita perlu memperhatikan kembali definisi vektor eigen dan nilai eigen, yaitu Ax = Ξ»x. Bentuk ini dapat kita tulis sebagai berikut :
  • 5. 5 Ax = ( I-A)x = 0 …………………………………. (1) (A- I )x = 0 …………………………………. (2) Supaya Ξ» menjadi nilai eigen, maka harus ada penyelesaian yang tidak nol dari persamaan (1) ini. Menurut teorema dalam bahasan sebelumnya, maka persamaan (1) akan mempunyai penyelesaian tak nol (mempunyai penyelesaian non trivial) jika dan hanya jika: det( πœ†πΌ βˆ’ 𝐴) π‘₯ = 0 Definisi Persamaan det( πœ†πΌ βˆ’ 𝐴) π‘₯ = 0 dengan Ξ» sebagai variabel disebut persamaan karakteristik dari matriks A. Akar-akar atau skalar-skalar yang memenuhi persamaan ini adalah nilai-nilai eigen (nilai-nilai karakteristik) dari matriks A. det( πœ†πΌ βˆ’ 𝐴) π‘₯ ≑ 𝑓(πœ†) yaitu berupa polinom dalam Ξ» yang dinamakan polinom karakteristik. Dari pemahaman definisi di atas, jelas bahwa jika A adalah matriks 𝑛 Γ— 𝑛 maka persamaan karakteristik dari matriks A mempunyai derajat n dengan bentuk : det (Ξ» I – A) = f(Ξ») = a0 + a1x1 + a2x2 + … + an - 1xn - 1 + anxn = 0 Menurut teorema dasar aljabar kita dapatkan bahwa persamaan karakteristik tersebut mempunyai paling banyak n penyelesaian yang berbeda (Ingat metode Horner dan persamaan pangkat tinggi). Jadi, suatu matriks yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 paling banyak mempunyai n-nilai eigen yang berbeda. Contoh : ο‚· Carilah nilai-nilai eigen dari matriks = [ 3 2 βˆ’1 0 ] ? Jawab : ο‚· Ingat ! det( πœ†πΌ βˆ’ 𝐴) π‘₯ = 0 det( πœ†πΌ βˆ’ 𝐴) π‘₯ = det πœ† [ 1 0 0 1 ] βˆ’ [ 3 2 βˆ’1 0 ] = 0
  • 6. 6 det [ πœ† βˆ’ 3 βˆ’2 1 πœ† ]= πœ†2 βˆ’ 3πœ† + 2 Sekarang kita perhatikan teorema berikut yang merupakan ikhtisar dari hasil- hasil yang telah diperoleh melalui diskusi materi pembelajaran di atas : Teorema : Jika A adalah suatu matriks 𝑛 Γ— 𝑛 dan Ξ» adalah suatu bilangan real, maka pernyataan-pernyataan berikut ini adalah ekuivalen ο‚· Ξ» adalah nilai-nilai eigen dari matriks A. ο‚· Sistem persamaan (Ξ» I – A)x = 0 mempunyai penyelesaian tak trivial (non trivial). ο‚· Ada vektor x yang tidak nol dalam Rn sedemikian sehingga Ax = Ξ»x. ο‚· Ξ» adalah suatu penyelesaian real dari persamaan karakteristik det (Ξ» I – A) = 0 Setelah kita memahami bagaimana mencari nilai-nilai eigen hubungannya dengan persamaan karakteristik, maka sekarang akan beralih ke masalah untuk mencari vektor eigen. Menurut definisi terdahulu bahwa vektor eigen dari matriks A yang bersesuaian dengan nilai eigen Ξ» adalah vektor x yang tidak nol dan haruslah memenuhi Ax = Ξ» x. Dengan kata lain, secara ekuivalen tentunya vektor eigen yang bersesuaian dengan nilai eigen Ξ» adalah vektor yang tak nol dalam ruang penyelesaian (Ξ»I – A) x = 0. Ruang penyelesaian ini kita namakan sebagau ruang eigen (eigen space) dari matriks A yang bersesuaian dengan nilai eigen Ξ». Apakah ruang eigen ini membentuk basis?. Definisi Ruang penyelesaian dari sistem persamaan linear (Ξ» I – A) x = 0 atau (A - Ξ»I) x = 0 dinamakan ruang eigendari matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 Sekarang kita perhatikan beberapa contoh, bahwa vektor-vektor eigen suatu matriks akan membentuk suatu basis untuk ruang eigen yang bersesuaian dengan nilai eigen dari matriks tersebut.
  • 7. 7 Contoh : Diketahui 𝐴 = [ 0 0 βˆ’2 1 2 1 1 0 3 ] carilah basis-basis ruang untuk eigen ? Jawab : Telah diselesaikan dalam Contoh di atas, bahwa dari persamaan karakteristik det( πœ†πΌ βˆ’ 𝐴) π‘₯ = πœ†3 βˆ’ 5πœ†2 + 8πœ† βˆ’ 4 didapat dua buah nilai eigen matriks A, yaitu : πœ† = 1 π‘‘π‘Žπ‘› πœ† = 2 Sebagai konsekwensinya akan kita dapatkan tiga buah ruang eigen dari matriks A. Menurut definisi,π‘₯ = [ π‘₯1 π‘₯2 π‘₯3 ] adalah vektor eigen dari matriks A yang bersesuaian dengan Ξ» jika dan hanya jika x adalah suatu penyelesaian non trivial dari sistem persamaan linear homogeny. Maka kita gunakan ( πœ†πΌ βˆ’ 𝐴) π‘₯ = 0 maka, [ πœ† 0 2 βˆ’1 πœ† βˆ’ 2 βˆ’1 βˆ’1 0 πœ† βˆ’ 3 ] [ π‘₯1 π‘₯2 π‘₯3 ] = [ 0 0 0 ] lalu menentukan solusi dan basis untuk πœ† = 2 [ 2 0 2 βˆ’1 0 βˆ’1 βˆ’1 βˆ’ βˆ’1 ] [ π‘₯1 π‘₯2 π‘₯3 ] = [ 0 0 0 ] maka di dapat X1= S X2= t X3= -S [ βˆ’1 0 1 ] π‘‘π‘Žπ‘› [ 0 1 0 ] adalah vector yang membentuk suatu basis untuk ruang eigen yang berpadanan dengan πœ† = 2 Dengan cara yang sama padankan dengan πœ† = 1 maka akan mendapatkan vector [ βˆ’2 1 1 ] yang sepadan dengan πœ† = 1
  • 8. 8 2.2 Diagonalisasi Pada bahasan pembelajaran berikut kita akan mendiskusikan masalah mencari suatu baris untuk Rn yang terdiri dari vektor-vektor eigen dari suatu matriks A yang diketahui berukuran n n. Basis-basis ini dapat dipakai untuk menelaah sifat-sifat geometris dari matriks A dan sekaligus dipakai untuk menyederhanakan berbagai perhitungan numerik yang melibatkan matriks A. Basis-basis sangat penting dalam berbagai penerapan aljabar linear, dan beberapa diantaranya akan kita diskusikan dalam bahasan pembelajaran modul berikutnya. Seperti telah kita ketahui dalam bahasan modl-modul sebelumnya tentang matriks, bahwa salah satu teoremanya adalah pengkombinasian banyak persamaan menjadi satu. Cara penulisan sistem persamaan linear yang terdiri dari m persamaan dengan n variabel menjadi sebuah persamaan matriks telah kita pelajari dalam Modul 2 (Sistem Persamaan Linear). Sedangkan cara menyelesaikan sistem persamaan linear 𝐴π‘₯ = 𝑏 dengan A matriks berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 yang invertibel dapat dilakukan dengan bantuan matriks A-1, sehingga terjadi pengkombinasian A-1AX = A-1b atau X = A-1b. Berdasarkan ide yang sama seperti di atas, maka dalam bagian ini kita akan mengkombinasikan persamaan nilai eigen untuk beberapa vektor eigen yang berlainan ke dalam persamaan matriks yang tunggal. Untuk lebih jelasnya kita perhatikan penjelasan berikut ini. Pandang matriks A berukuran n n dengan vektor-vektor eigen (yang bebas linear) u1, u2, ... , uk yang bersesuaian dengan nilai-nilai eigen Ξ»1, Ξ»2, ... , Ξ»k. Sebagai akibatnya maka : Au1 = Ξ»1u1, Au2 = Ξ»2u2, ... , Auk = Ξ»kuk atau Aur = Ξ»rur dengan r = 1, 2, ..., k.....................................(1) Vektor-vektor ui dapat dikelompokkan menjadi bentuk matriks 𝑛 π‘₯ π‘˜, yang ditulis sebagai matriks partisi P = (u1,u2,... uk)
  • 9. 9 Dengan ui adalah kolom ke-i dari P. Selanjutnya persamaan (1) dapat ditulis menjadi bentuk: AP = (Au1, Au2, ..., Auk) = (u1,u2,..., uk) D dengan D adalah matriks diagonal k k dengan unsur-unsurnya Ξ»1, Ξ»2, ... , Ξ»k. Jadi kita dapatkan AP = PD atau PD = AP ................................................ (2) Bentuk ini merupakan bentuk yang ringkas dari persamaan nilai eigen untuk k vector eigen. Sekarang misalkan matriks A yang berukuran n n mempunyai n vector eigen, sehingga k = n. Akibatnya matriks P menjadi berukuran 𝑛 Γ— 𝑛, dengan kolom-kolomnya vektor-vektor eigen (yang bebas linear), dan P tentunya invertibel. Selanjutnya dengan mengalikan persamaan (2) oleh P-1 dari sebelah kiri kita dapatkan: D = P-1A P ....................................................................... (3) Dengan demikian jika suatu matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 mempunyai n vector eigen yang bebas linear, maka terdapat matriks P yang inverstibel dan matriks diagonal D sehingga D dapat difaktorkan dalam bentuk persamaan (3). Keadaan ini dinamakan A dapat didiagonalkan (diagonalizable). Definisi Suatu matriks persegi (matriks bujursangkar) A dinamakan dapat didiaginalkan (dapat didiagonalisasi) jika ada suatu matriks P yang invertibel sedemikian rupa sehingga P-1 A P adalah suatu matriks diagonal, matriks P dikatakan mendiagonalkan A (mendiagonalisasi) matriks A. Dari penjelasan dan definisi di atas, jelaskah bahwa masalah diagonalisasi dari suatu vektor A yang berukuran n n adalah ekuivalen dengan pertanyaan: ”Apakah ada matriks P yang invertibel sehingga P-1 AP adalah matriks diagonal D?”. Prosedur berikut menunjukkan bahwa masalah vektor-vektor eigen dan diaginalisasi adalah setara. Dengan kata lain prosedur berikut adalah tahapan untuk mendiagonalkan matriks yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 Tahap 1 : Carilah n vektor eigen yang bebas linear dari matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 Misalnya p1, p2, ... , pn
  • 10. 10 Tahap 2. Bentuklah matriks P yang mempunyai p1, p2, ... , pn sebagai vektor- vektor kolomnya. Tahap 3. Matriks D = P-1 A P adalah matriks diagonal dengan Ξ»1, Ξ»2, ... , Ξ»n sebagai unsur-unsur diagonal yang berurutannya dan Ξ»i adalah nilai- nilai eigen yang bersesuaian dengan pi untuk I = 1, 2, 3, …, n. Contoh : Kita mengambil contoh dari pencarian basis nilai eigen [ βˆ’1 0 1 ] π‘‘π‘Žπ‘› [ 0 1 0 ] adalah vector yang membentuk suatu basis untuk ruang eigen yang berpadanan dengan πœ† = 2 Dengan cara yang sama padankan dengan πœ† = 1 maka akan mendapatkan vector [ βˆ’2 1 1 ] yang sepadan dengan πœ† = 1 Lalu, masukkan dalam bentuk matriks 𝑃 = [ βˆ’1 0 βˆ’2 0 1 1 1 0 1 ], Lalu masukan dalam persamaan π‘ƒβˆ’1 𝐴𝑃 = [ 2 0 0 0 2 0 0 0 1 ] = 𝐷 2.3 Diagonalisasi Ortogonal Sekarang kita akan mendiskusikan bagaimana mencari suatu basis ortonormal dengan hasil kali dalam Euclid yang terdiri dari vektor-vektor eigen dari suatu matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛. Sedangkan untuk menunjang pembahasan materi ini adalah pemahaman tentang matriks-matriks simetris dan pengertian ortogonal yang telah kita pelajari dari modul sebelumnya. Untuk lebih jelasnya kita perhatikan dua masalah berikut yang ekuivalen. 1. Masalah vektor eigen ortonormal Jika diketahui suatu matriks A yang berukuran 𝑛 Γ—
  • 11. 11 𝑛, apakah ada suatu basis ortonormal untuk Rn dengan hasil kali dalam (Euclid) yang terdiri dari vektor-vektor eigen dari matriks A? Masalah diagonalisasi orthogonal adalah Jika diketahui suatu matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 , apakah ada suatu matriks diagonal P sedemikian sehingga matriks D = P-1 A P = Pt A P adalah matriks diagonal? Sebagai akibat dari permasalahan ini mendorong kita untuk membuat definisi berikut. Definisi. Matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 dinamakan dapat didiagonalisasi secara ortogonal jika terdapat matriks P yang ortogonal, dan matriks P dikatakan mendiagonalisasi A secara ortogonal. Dari definisi dan dua permasalahan di atas ada dua pelajaran yang perlu mendapat perhatian kita, yaitu 1. Matriks manakah yang dapat didiagonalisasi secara ortogonal? 2. Bagaimana kita mencari suatu matriks ortogonal untuk melakukan diagonalisasi Sehubungan dengan pertanyaan-pertanyaan di atas, maka tentunya tidak ada harapan lagi bagi kita untuk mendiagonalisasi suatu matriks A, kecuali jika matriks A adalah matriks simetris. (yaitu A = At). Untuk melihat mengapa hal tersebut demikian adanya, misalkan Pt A P = D ....................................................................... (1) Dengan P adalah matriks ortogonal dan D adalah matriks diagonal. Karena P ortogonal, maka Pt P = Pt P = I sehingga persamaan (1) bisa kita tulis dalam bentuk: A = P D Pt ...................................................................... (2) Karena D matriks diagonal, maka D = Dt, sehingga dengan mentranspos kedua ruas dari persamaan (2) didapatkan
  • 12. 12 At = (P D Pt)t = (Pt)t Dt Pt = P D Pt = A sehingga A pastilah merupakan matriks simetris. Sekarang kita perhatikan teorema berikut merupakan alat utama untuk menentukan apakah sebuah matriks dapat didiagonalisasi secara ortogonal. Teorema berikut juga menunjukkan bahwa setiap matriks simetris, pada kenyataannya dapat didiagonalisasi secara ortogonal. Perlu pula diketahui bahwa pada teorema ini dan teorema berikutnya dari bahasan ini, pengertian ortogonal akan berarti ortogonal berkenaan dengan hasil kali dalam Euclid. (Euclidean inner product). Teorema Jika A adalah suatu matriks 𝑛 Γ— 𝑛, maka pernyataan berikut adalah ekuivalen. ο‚· A dapat didiagonalisasi secara ortogonal. ο‚· A merupakan suatu himpunan n vector eigen yang ortonormal ο‚· A adalah matriks simetrik. Teorema Jika A adalah suatu matriks simetris, maka vektor-vektor eigen dari ruang eigen yang berbeda akan ortogonal. Prosedur mendiagonalkan secara ortogonal suatu matriks simetris: β€’ Step 1. Cari basis untuk setiap ruang eigen dari A. β€’ Step 2. Terapkan proses Gramm Schmidt pada setiap basis-basis ini untuk mendapatkan suatu basis ortonormal untuk setiap ruang eigen. β€’ Step 3. Bentuk matriks P yang kolom-kolomnya adalah vektor-vektor basis yang disusun pada step-2, matriks ini mendiagonalkan A secara orthogonal.
  • 13. 13 Contoh : Carilah matriks orthogonal P yang mendiagonalkan 𝐴 = [ 4 2 2 2 4 2 2 2 4 ] Jawab : Carilah persamaan nilai karakteristiknya sehingga mendapatkan nilai eigennya det( πœ†πΌ βˆ’ 𝐴) π‘₯ = det [ πœ† βˆ’ 4 βˆ’2 βˆ’2 βˆ’2 πœ† βˆ’ 4 βˆ’2 βˆ’2 βˆ’2 πœ† βˆ’ 4 ] = ( πœ† βˆ’ 2)2 (πœ† βˆ’ 8) Maka didapatkan nilai πœ† = 2 π‘‘π‘Žπ‘› πœ† = 8 Lalu carilah basis ruangan pada matriks A, maka akan mendapatkan: Basis ruang yang bersepadanan dengan πœ† = 2 adalah : 𝑒1= [ βˆ’1 1 0 ] π‘‘π‘Žπ‘› 𝑒2= [ βˆ’1 0 1 ] Lalu, terapkan proses Gram Schmidt pada {u1 dan u2} agar dapar menghasilakn vector eigen yang orthogonal berikut : 𝑣1 = [ βˆ’1 √2 1 √2 0 ] π‘‘π‘Žπ‘› 𝑣2 = [ βˆ’1 √6 βˆ’1 √6 2 √6] Sedangkan basis ruang yang bersepadanan dengan πœ† = 8 adalah 𝑒3 = [ 1 1 1 ] Lalu, terapkan proses Gram Schmidt pada u3, didapat : 𝑣3 = [ 1 √3 1 √3 1 √3]
  • 14. 14 Sehingga = [ 𝑣1, 𝑣2, 𝑣3] = [ βˆ’1 √2 βˆ’1 √6 1 √3 1 √2 βˆ’1 √6 1 √3 0 2 √6 1 √3] , maka dapat dibuktikan bahwasanya P mendiagonalkan A secara orthogonal.
  • 15. 15 BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Jika A matriks 𝑛 Γ— 𝑛, maka vektor x yang tidak nol di Rn disebut vektor eigen (eigen vector) dari A jika Ax adalah kelipatan skalar dari x, yaitu Ax = Ξ» x untuk suatu skalar Ξ». Skalar Ξ» dinamakan nilai eigen (eigen value) dari A. Persamaan det (Ξ» I – A) = 0 dengan Ξ» sebagai variabel disebut persamaan karakteristik dari matriks A. Akar-akar atau skalar-skalar yang memenuhi persamaan ini adalah nilai-nilai eigen (nilai-nilai karakteristik) dari matriks A. Det(Ξ» I – A) ≑ f(Ξ») yaitu berupa polinom dalam Ξ» yang dinamakan polinom karakteristik Suatu matriks persegi (matriks bujursangkar) A dinamakan dapat didiaginalkan (dapat didiagonalisasi) jika ada suatu matriks P yang invertibel sedemikian rupa sehingga P-1 A P adalah suatu matriks diagonal, matriks P dikatakan mendiagonalkan A (mendiagonalisasi) matriks A. Untuk memeriksa bahwa P adalah matriks yang mendiagonalisasi matriks A dapat dilakukan dengan menentukan matriks diagonal D = P-1AP dengan unsur-unsur diagonal utamanya adalah nilai-nilai eigen dari matriks A yang urutannya adalah nilai- nilai eigen dari matriks A yang urutannya sesuai urutan vektor-vektor kolom matriks P. Matriks A yang berukuran 𝑛 Γ— 𝑛 dikatakan dapat didiagonalisasi secara ortogonal jika terdapat matriks P yang ortogonal, dan matriks Pdikatakan mendiagonalisasi A secara orthogonal, Jika A adalah suatu matriks simetris, maka vektor-vektor eigen dari ruang eigen yang berbeda akan orthogonal.
  • 16. 16 DAFTAR PUSTAKA Anton Howard, (1987), Elementary Linear Algebra, 5th Edition New York: John Wiley & Sons. Larry Smith. (1998). Linear Algebra. Gottingen: Springer. Raisinghania & Aggarwal, R.S, (1980), Matrices, New Delhi: S.Chan & Company Ltd. Roman Steven (1992). Advanced Linear Algebra, New York, Berlin, Herdelberg, London, Paris, Tokyo, Hongkong, Barcelona, Budapest: Springer-Velag. Seymour Lipschutz. (1981). Linear Algebra, Singapore: Schaum’s Outline, Mc-Graw Hill Book Company.