Matriks: Operasi, Determinan, dan Invers
📋Capaian Pembelajaran
Fase F Tingkat Lanjut, elemen Aljabar dan Fungsi: melakukan operasi aljabar pada matriks dan menerapkannya dalam transformasi geometri. Halaman ini membahas operasi, determinan, dan invers; penerapan pada transformasi ada di halaman tersendiri.
🎯Yang perlu kamu kuasai
- Menjumlahkan, mengurangkan, dan mengalikan matriks (termasuk dengan skalar).
- Menghitung determinan dan invers matriks ordo 2×2 dan 3×3.
- Menyelesaikan sistem persamaan linear dengan invers matriks dan dengan determinan (aturan Cramer).
📚Materi
1. Operasi matriks
Penjumlahan dan pengurangan dilakukan pada unsur yang bersesuaian (ordo harus sama). Perkalian skalar mengalikan semua unsur. Perkalian matriks \( A_{m\times n} \cdot B_{n\times p} \) menghasilkan matriks \( m\times p \): unsur baris ke-i kolom ke-j adalah jumlah hasil kali baris ke-i A dengan kolom ke-j B. Perkalian matriks umumnya tidak komutatif: \( AB \neq BA \).
2. Determinan dan invers 2×2
Invers ada hanya jika \( \det A \neq 0 \) (matriks nonsingular). Sifat: \( \det(AB) = \det A \cdot \det B \) dan \( (AB)^{-1} = B^{-1}A^{-1} \).
3. Determinan 3×3
Dengan aturan Sarrus, salin dua kolom pertama di sebelah kanan, lalu jumlahkan hasil kali diagonal turun dan kurangi hasil kali diagonal naik:
Invers 3×3 dapat dicari dengan adjoin: \( A^{-1} = \dfrac{1}{\det A}\,\text{adj}(A) \), dengan adj(A) adalah transpos matriks kofaktor.
4. Menyelesaikan sistem persamaan linear
Sistem \( \begin{cases} ax + by = e \\ cx + dy = f \end{cases} \) ditulis \( A\mathbf{x} = \mathbf{b} \), sehingga \( \mathbf{x} = A^{-1}\mathbf{b} \). Alternatif, aturan Cramer: \( x = \dfrac{\det A_x}{\det A},\ y = \dfrac{\det A_y}{\det A} \), dengan \( A_x \) kolom x diganti \( \mathbf{b} \).
✏️Contoh soal
\( \det A = 2\cdot 2 - 1\cdot 3 = 1 \), sehingga \( A^{-1} = \begin{pmatrix} 2 & -1 \\ -3 & 2 \end{pmatrix} \).
📝Latihan
Kerjakan di kertas, lalu buka jawabannya.
1. Hitung \( \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 0 & 3 \end{pmatrix}\begin{pmatrix} 4 & 1 \\ 2 & 5 \end{pmatrix} \).
2. Tentukan determinan \( \begin{pmatrix} 3 & 4 \\ 2 & 6 \end{pmatrix} \).
3. Tentukan invers \( \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{pmatrix} \).
4. Untuk nilai p berapa matriks \( \begin{pmatrix} p & 2 \\ 8 & p \end{pmatrix} \) tidak punya invers?
5. Hitung determinan \( \begin{pmatrix} 1 & 2 & 0 \\ 3 & -1 & 1 \\ 2 & 0 & 4 \end{pmatrix} \) dengan Sarrus.
6. Selesaikan \( x + y = 5,\ 2x - y = 1 \) dengan aturan Cramer.
🎯Latihan TKA untuk topik ini
Soal-soal berikut dari latihan TKA Matematika Tingkat Lanjut SMA menguji materi di halaman ini. Kerjakan langsung di halaman soal, lalu buka pembahasannya.
- Paket 1 · Soal 1 PG — Menentukan invers matriks berordo 2 × 2.
- Paket 1 · Soal 2 PG — Menyelesaikan sistem persamaan linear dua variabel dalam konteks sehari-hari menggunakan invers matriks.
- Paket 1 · Soal 3 PG — Menentukan nilai unsur matriks berordo 3 × 3 jika determinannya diketahui.
- Paket 1 · Soal 4 PGK Kategori — Menganalisis sifat perkalian dan determinan matriks.
- Paket 2 · Soal 1 PG — Menentukan hasil perkalian dua matriks berordo 2 × 2.
- Paket 2 · Soal 2 PG — Menentukan nilai parameter agar matriks berordo 2 × 2 tidak memiliki invers.
- Paket 2 · Soal 3 PG — Menyelesaikan persamaan matriks XA = B menggunakan invers matriks.
- Paket 2 · Soal 4 PGK Kategori — Menganalisis pola perpangkatan matriks dan sifat determinan.