MATERI MATEMATIKA DESKRIT RELASI DAN FUNGSI

Dalam kehidupan nyata, senantiasa ada hubungan (relasi) antara dua hal atau unsur-unsur dalam suatu kelompok. Misalkan, hubungan antara suatu urusan dengan nomor telepon, antara pegai dengan gajinya, dan lain-lain. Pada bab ini, akan dibahas tentang hubungan antara dua himpunan tak kosong dengan suatu aturan pengkaitan tertentu. Pembahasan tersebut meliputi definisi relasi dan fungsi, operasi beserta sifat-sifatnya.

1 Definisi Relasi dan Cara Penyajian

Notasi dari suatu relasi biner adalah a R b atau (a, b) ∈ R. Ini berarti bahwa a dihubungankan dengan b oleh R. Untuk menyataan bahwa suatu unsur dalam cartesian product bukan merupakan unsur relasi adalah a R b atau (a, b) ∉ R, yang artinya a tidak dihubungkan oleh b oleh relasi R. Himpunan A disebut daerah asal (domain) dari R, dan
himpunan B disebut daerah hasil (range) dari R.
Contoh 2.1 :
Misalkan A = {2, 3, 4} dan B = {2, 4, 8, 9, 15}.
Jika kita definisikan relasi R dari A ke B dengan aturan :

(a, b) ∈ R jika a faktor prima dari b
Jawab :
Seperti yang telah dipelajari sebelumnya, cartesian product A × B adalah :
A × B = {(2, 2), (2, 4), (2, 8), (2, 9), (2, 15), (3, 2), (3, 4), (3, 8),
(3, 9), (3, 15), (4, 2), (4, 4), (4, 8), (4, 9), (4, 15)}
Dengan menggunakan definisi relasi diatas, relasi R dari A ke B yang mengikuti aturan tersebut adalah :
R = {(2, 2), (2, 4), (2, 8), (3, 9), (3, 15) }
Relasi dapat pula terjadi hanya pada sebuah himpunan, yaitu relasi pada A.. Relasi pada himpunan A merupakan himpunan bagian dari cartesian product A × A.

Cara menyatakan suatu relasi bisa bermacam-macam, antara lain : dengan diagram panah, tabel, matriks, bahkan dengan graph berarah. Berikut ini, akan dibahas satu-persatu cara
menyajikankan suatu relasi dengan cara-cara tersebut.
Cara menyajikan suatu relasi :

Beberapa Sifat Relasi

Relasi yang didefinisikan pada sebuah himpunan mempunyai beberapa sifat. Sifat-sifat tersebut antara lain :

Refleksif (reflexive)
Suatu relasi R pada himpunan A dinamakan bersifat refleksif jika (a, a) ∈ R untuk setiap a ∈ A. Dengan kata lain, suatu relasi R pada himpunan A dikatakan tidak refleksif jika ada a ∈ A sedemikian sehingga (a, a) ∉ R.
Contoh 2.5 :
Misalkan A = {1, 2, 3, 4}, dan relasi R adalah relasi ‘≤’ yang didefinisikan pada himpunan A, maka
R = {(1, 1), (1, 2), (1, 3), (1, 4), (2, 2), (2, 3), (2, 4), (3, 3), (3, 4), (4, 4)}
Terlihat bahwa (1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4) merupakan unsur dari R. Dengan demikian R dinamakan bersifat refleksif.
Contoh 2.6 :
Misalkan A = {2, 3, 4, 8, 9, 15}.
Jika kita definisikan relasi R pada himpunan A dengan aturan :
(a, b) ∈ R jika a faktor prima dari b
Perhatikan bahwa (4, 4) ∉ R .
Jadi, jelas bahwa R tidak bersifat refleksif.
Sifat refleksif memberi beberapa ciri khas dalam penyajian suatu relasi, yaitu :
• Relasi yang bersifat refleksif mempunyai matriks yang unsur diagonal utamanya semua bernilai 1, atau mii = 1, untuk i = 1, 2, …, n,

Transitif (transitive)
Suatu relasi R pada himpunan A dinamakan bersifat transitif jika (a, b) ∈ R dan (b, c) ∈ R, maka (a, c) ∈ R, untuk a, b, c ∈ A.
Sifat transitif memberikan beberapa ciri khas dalam penyajian suatu relasi, yaitu : sifat transitif pada graf berarah ditunjukkan oleh :
Jika ada busur dari a ke b dan busur dari b ke c, maka juga terdapat busur
berarah dari a ke c.
Pada saat menyajikan suatu relasi transitif dalam bentuk matriks, relasi transitif tidak mempunyai ciri khusus pada matriks representasinya

Simetri (symmetric) dan Anti Simetri (antisymmetric)
Suatu relasi R pada himpunan A dinamakan bersifat simetri jika (a, b) ∈ R, untuk setiap a, b ∈ A, maka (b, a) ∈ R. Suatu relasi R pada himpunan A dikatakan tidak simetri jika (a, b) ∈ R sementara itu (b, a) ∉ R.

Suatu relasi R pada himpunan A dikatakan anti simetri jika untuk setiap a, b ∈ A, (a, b) ∈ R dan (b, a) ∈ R berlaku hanya jika a = b. Perhatikanlah bahwa istilah simetri dan anti simetri tidaklah berlawanan, karena suatu relasi dapat memiliki kedua sifat itu sekaligus. Namun, relasi tidak dapat memiliki kedua sifat tersebut sekaligus jika ia mengandung beberapa pasangan terurut berbentuk (a, b) yang mana a ≠ b.
Sifat simetri dan anti simetri memberikan beberapa ciri khas dalam penyajian
berbentuk matriks maupun graf, yaitu :
• Relasi yang bersifat simetri mempunyai matriks yang unsur-unsur di bawah diagonal utama merupakan pencerminan dari elemen-unsurdi atas diagonal utama, atau mij = mji = 1, untuk i = 1, 2, …, n dan j = 1, 2, …, n adalah :
Relasi yang bersifat simetri, jika disajikan dalam bentuk graf berarah mempunyai ciri bahwa jika ada busur dari a ke b, maka juga ada busur dari b ke a.
• Relasi yang bersifat anti simetri mempunyai matriks yang unsur mempunyai sifat yaitu jika mij = 1 dengan i ≠ j, maka mji = 0. Dengan kata lain, matriks dari relasi anti simetri adalah jika salah satu dari mij = 0 atau mji = 0 bila i ≠ j :

3 Operasi pada Relasi

Relasi merupakan himpunan pasangan terurut maka beberapa operasi aljabar yang berlaku pada himpunan, juga beraku pada relasi. Operasi himpunan seperti irisan, gabungan, selisih, dan beda setangkup juga berlaku atara dua relasi. Jika R1 dan R2 masing-masing merupakan relasi dari himpuna A ke himpunan B, maka R1 ∩ R2, R1 ∪ R2, R1 – R2, dan R1 ⊕ R2 juga adalah relasi merupakan dari A ke B.

4 Relasi Ekivalen dan Relasi Terurut

Sebuah relasi pada himpunan A dinamakan relasi ekivalen jika relasi tersebut refleksif, simetri dan transitif. Dua unsur yang berelasi ekivalen disebut equivalent.

5 Fungsi

Misalkan A dan B merupakan himpunan. Suatu fungsi f dari A ke B merupakan sebuah aturan yang mengkaitkan satu (tepat satu) unsur di B untuk setiap unsur di A. Kita dapat menuliskan f(a) = b, jika b merupakan unsur di B yang dikaitkan oleh f untuk suatu a di A. Ini berarti bahwa jika f(a) = b dan f(a) = c maka b = c.
Jika f adalah fungsi dari himpunan A ke himpunan B, kita dapat menuliskan dalam bentuk :
f : A → B
artinya f memetakan himpunan A ke himpunan B.
A dinamakan daerah asal (domain) dari f dan B dinamakan daerah hasil (codomain) dari f. Nama lain untuk fungsi adalah pemetaan atau transformasi.
Misalkan f(a) = b, maka b dinamakan bayangan (image) dari a dan a dinamakan pra-bayangan (pre-image) dari b. Himpunan yang berisi semua nilai pemetaan f dinamakan jelajah (range) dari f. Perhatikan bahwa jelajah dari f adalah himpunan bagian (mungkin proper subset) dari B.