Minggu, 26 Juli 2020

Pembuktian : Langsung, Tak Langsung, Kontradiksi, Induksi Matematika

Assalamualaikum wr.wb 

Nama : Ahista Larian Ibra Gavini 
Kelas : XI IPS 2
Absen : 2

Pembuktian : Langsung, Tidak Langsung, Kontradiksi, Induksi Matematika 

Pembuktian Langsung 
Pembuktian langsung adalah metode pembuktian yang menggunakan alur maju. Mulai dari pendefinisian sampai menghasilkan kesimpulan.

Definisi Suatu bilangan bulat n disebut bilangan GENAP jika terdapat suatu bilangan bulat k, sehingga n = 2k. 
Contoh 1: 
6 adalah genap, sebab terdapat 3 sehingga 
6 = 2(3)
-4 adalah genap, sebab terdapat (-2) sehingga 
-4 = 2(3)

Definisi Suatu bilangan bulat n disebut bilangan GANJIL jika terdapat suatu bilangan bulat k, sehingga n = 2k + 1. 
Contoh 2: 
3 adalah ganjil, sebab terdapat 1 sehingga
3 = 2(1) + 1 -3 adalah ganjil, sebab terdapat (-2) sehingga
-3 = 2(-2) + 1

Contoh 3:
Jika diketahui n adalah ganjil, maka buktikan bahwa n 2 adalah ganjil
Jawab 
Diketahui n adalah ganjil, artinya terdapat suatu bilangan bulat k sehingga n = 2k + 1. 
Akan ditunjukkan bahwa n 2 ganjil. 
n 2 = (2k + 1)2 
      = 4k 2 + 4k + 1 
      = 2(2k 2 + 2k) +1. 
Perhatikan bahwa n 2 = 2(2k 2 + 2k) +1. 
Karena k adalah bilangan bulat, maka (2k 2 + 2k) juga pasti bilangan bulat, sehingga n 2 adalah ganjil.

Pembuktian Tidak Langsung
Pembuktian Tidak Langsung Pembuktian tidak langsung atau pembuktian dengan kemustahilan (reductio ad absurdum) yang dibahas ada 2 cara yaitu :
1)        Kontraposisi
Pembuktian tidak langsung kontraposisi digunakan untuk membuktikan pernyataan implikasi
Untuk membuktikan pernyataan implikasi kita cukup membuktikan kontraposisi dari implikasi pernyataan tersebut
Secara simbolik : p → q ≡ ~q → ~p
Untuk membuktikan kebenaran p → q, maka kita cukup membuktikan
kebenaran ~q → ~p

Contoh : Buktikan bahwa: “jika n2 bilangan ganjil, maka n bilangan ganjil”.
Bukti : Untuk membuktikan pernyataan tersebut kita akan membuktikan
            kebenaran kontraposisinya.
Misalnya : p = n2 bilangan ganjil dan q = n bilangan ganjil
Apakah p → q benar ? Kita akan periksa apakah ~q → ~p benar ?
Andaikan n bukan bilangan ganjil, maka n bilangan genap, sehingga n dinyatakan dengan sebagai n = 2k, k bilangan asli.
Akibatnya n2 = (2k)2 = 4k2 = 2(2k2).
Artinya n2  bilangan genap.
Jadi pengandaian bahwa n bukan bilangan ganjil adalah BENAR,
sehingga kontraposisi ~q →~p juga BENAR.
Jadi implikasi p → q benar , ini berarti n2 bilanganganjil maka n adalah
bilangan ganjil.

2)      Kontradiksi
Pembuktian tidak langsung dengan kontradiksi dilakukan dengan mengandaikan konklusi yang salah dan menemukan suatu hal yang bertentangan dengan fakta, aksioma, atau teorema yang ada. Pengandaian konklusi salah tidak bisa diterima dan akibatnya konklusi yang ada benar berdasarkan premis yang ada

Contoh Soal :
1. Buktikan untuk setiap n bilangan bulat, jika n ganjil maka n² juga ganjil.
Jawaban : Kita akan membuktikan pernyataan implikasi p → q dengan :
p : n bilangan bulat ganjil,
q : n² bilangan bulat ganjil

Kita awali dengan mengasumsikan ingkarannya benar (p ∩ ∼ q ) yaitu :
p     : n bilangan bulat ganjil,
∼ q : n² bilangan bulat genap.
Karena n bilangan bulat ganjil maka bisa kita asumsikan n = 2k + 1 dengan k bilangan bulat. Sehingga :
n²  = (2k +1)² = 4k² + 4k + 1 = 2 (2k² + 2k) + 1,  Jika kita asumsikan 2k² + 2k = m, Maka persamaan menjadi :
n²  = 2m + 1, dari sini bisa dilihat bahwa n² adalah bilangan bulat ganjil. Sehingga kontradiksi dengan asumsi bahwa  n² bilangan bulat genap.  Asumsi kita salah maka pernyataan semula pastilah benar. Jadi terbukti bahwa untuk setiap n bilangan bulat, jika n ganjil maka n² juga ganjil.

2. Buktikan untuk setiap n bilangan bulat, jika n genap maka n² juga genap
Jawaban : Kita akan membuktikan pernyataan implikasi p → q dengan :
p : n bilangan bulat genap,
q : n² bilangan bulat genap

Kita awali dengan mengasumsikan ingkarannya benar (p ∩ ∼ q ) yaitu :
p     : n bilangan bulat genap,
∼ q : n² bilangan bulat ganjil.
Karena n bilangan bulat genap maka bisa kita asumsikan n = 2k dengan k bilangan bulat. Sehingga :
n²  = (2k)² = 4k² = 2 (2k²),  Jika kita asumsikan 2k² = m, Maka persamaan menjadi :

n²  = 2m, dari sini bisa dilihat bahwa n² adalah bilangan bulat genap. Sehingga kontradiksi dengan asumsi bahwa n² bilangan bulat ganjil.  Asumsi kita salah maka pernyataan semula pastilah benar. Jadi terbukti bahwa untuk setiap n bilangan bulat, jika n genap maka n² juga genap.

Contoh 
Tunjukkan setidaknya ada 4 hari yang sama dari 22 hari. 
Jawab 
Misal p = “setidaknya 4 dari 22 hari adalah hari yang sama” 
Andaikan –p bernilai benar, artinya paling banyak hanya ada 3 hari yang sama dari 22 hari. Ada 7 hari dalam sepekan, itu artinya paling banyak 21 hari bisa dipilih karena untuk setiap hari dalam sepekan, paling banyak tiga hari yang dipilih bisa jatuh pada hari itu. 
Ini kontradiksi dengan kenyataan bahwa kita memiliki 22 hari. Artinya jika r = “22 hari yang dipilih”, maka telah ditunjukkan bahwa –p  (r  -r). 
Artinya p bernilai benar

Induksi Matematika
Induksi matematika adalah salah satu metode untuk membuktikan suatu pernyataan tertentu yang berlaku untuk bilangan asli. 
Dalam pembuktian induksi matematika, ada 3 langkah yang ditempuh:
a. membuktikan bahwa rumus tersebut benar untuk n = 1
b. mengasumsikan bahwa rumus tersebut benar untuk n = k 
c. membuktikan bahwa rumus tersebut benar untuk n = k+1

Contoh 1 :
buktikan dengan induksi matematika bahwa: 
3 + 7 + 11 + ... + 4n-1 = 2n^2 + n 

  • n = 1, ganti semua nilai n
         4n - 1 = 2n^2 + n 
         4.1 -1 = 2.1 + 1
         4 - 1.  = 2.1 + 1
                3 = 3 (terbukti) 
  • anggap benar n = k 
         3 + 7 + 11 + ... + 4k-1 = 2k^2 + k 
  • akan dibuktikan bahwa n = k+1
         3 + 7 + 11 + ... + 4k-1 = 2k^2 + k 
         3 + 7 + 11 + ... + 4k-1 + 4(k+1) - 1 = 2(k+1)^2 + (k+1)
         Dari no.2 diketahui bahwa 3 + 7 + 11 + ... + 4k-1 = 2k^2 + k, substitusikan 
         3 + 7 + 11 + ... + 4k-1 + 4(k+1) - 1 = 2(k+1)^2 + (k+1)
                      2k^2 + k 

         2k^2 + k + 4 (k+1) - 1 = 2(k+1)^2 + (k+1)
         2k^2 + 5k +3               = 2(k+1)^2 + (k+1) 
         kita mau buat bentuk k+1
         2k^2 + 4k + k + 2 + 1 = 2(k+1)^2 + (k+1) 
         2k^2 + 4k + 2 + (k+1) = 2(k+1)^2 + (k+1) 
         2(k^2 + 2k + 1) + (k+1) = 2(k+1)^2 + (k+1) 
         2(k+1)^2 + (k+1)           = 2(k+1)^2 + (k+1) -> terbukti 


Contoh 2 :
buktikan 7^n -1 habis dibagi 6
  • n = 1
          7^1 - 1 = 6
                   6 = 6 (terbukti)
  • n = k 
          7^n - 1 = 6 
          7^k - 1 = 6p 
          7^k      = 6p + 1
  • n = k+1
          7^n - 1 
          7^k+1 - 1
          7.7^k - 1 
          7.(6p + 1) - 1
          42p + 7 - 1 
          42p + 6 = 6 (7p + 1) -> terbukti 

Daftar Pustaka:

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Pendapat Siswa Terhadap Pembelajaran Daring

Assalamualaikum wr.wb  Nama : Ahista Larian Ibra Gavini (2)  Kelas : XI IPS 2  Menurut saya pembelajaran jarak jauh ini cukup efektif karena...