Lanjutan 3 Materi Matriks (Matematika Wajib Kelas XI)

$\color{blue}\textrm{E. Determinan Matriks}$

$\color{red}\textrm{1. Ordo 2x2}$

Misalkan A adalah matriks persegi berordo 2x2 dan dituliskan dengan  $A=\begin{pmatrix} a_{11} & a_{12}\\ a_{21} & a_{22} \end{pmatrix}$  dengan  $\color{red}a_{11}\: \: \color{purple}\textrm{dan}\: \: \color{red}a_{22}$ sebagai elemen dari diagonal utama dan $\color{blue}a_{12}\: \: \color{purple}\textrm{dan}\: \: \color{blue}a_{21}$ adalah elemen yang menempati diagonal samping, perhatikan lagi matriks A berikut:

$A=\begin{pmatrix} \color{red}a_{11} & \color{blue}a_{12}\\ \color{blue}a_{21} & \color{red}a_{22} \end{pmatrix}$

maka determinan dari matriks A yang berordo 2x2 adalah perkalian elemen pada diagonal utama dikurangi dengan hasil kali perkalian diagonal samping dan di tuliskan dengan det A atau tanda |...|. Sehingga dari pengertian tersebut kita dapat menuliskan  bahwa determinan dari matriks A dalah:

$\textrm{det}.\: A=\begin{pmatrix} a_{11} & a_{12}\\ a_{21} & a_{22} \end{pmatrix}$ sama dengan

$\color{blue}\textrm{det}.\: A=\begin{vmatrix} \color{red}a_{11} & \color{black}a_{12}\\ \color{black}a_{21} & \color{red}a_{22} \end{vmatrix}=\color{red}a_{11}\times a_{22}-\color{blue}a_{12}\times a_{21}$

$\begin{aligned}&\textbf{Sebagai}\: \: \color{blue}\textrm{CONTOH}\\ &\textrm{Diketahui sebuah matrik ordo}\: \: 2x2,\: \: \textrm{yaitu}:\\ &\color{red}A=\color{black}\begin{pmatrix} -3 & 2\\ -1 & 4 \end{pmatrix},\: \: \textrm{maka}\: \: \color{blue}det\: A\: \: \color{black}\textrm{adalah}:\\ &\color{blue}det\: A=\color{black}\begin{vmatrix} \color{red}-3 & 2\\ -1 & \color{red}4 \end{vmatrix}=\color{red}(-3)\times (-4)\color{black}-(-1)\times (2)\\ &\: \qquad =\color{red}12\color{black}-(-2)=\color{red}12\color{black}+2=\color{blue}14 \end{aligned}$

$\color{red}\textrm{2. Ordo 3x3}$

Ada dua buah cara minimal dalam menentukan determinan matriks ordo 3x3, yaitu:

• cara menjabarkan mengikuti baris atau kolom(ekspansi kofaktor)
• aturan Sarrus

Adapun penjelasan lebih lanjut adalah sebagai berikut

$\begin{aligned}&\color{black}\textrm{Misalkan diberikan matriks ordo}\: 3x3\\ &\color{blue}A=\color{black}\begin{pmatrix} a_{11} & a_{12} & a_{13}\\ a_{21} & a_{22} & a_{23}\\ a_{31} & a_{32} & a_{33} \end{pmatrix}\\ \end{aligned}$

$\color{red}\textrm{2.1 Menjabarkan mengikuti baris atau kolom}$

$\begin{aligned}\textrm{det A}&=a_{11}\begin{vmatrix} a_{22} & a_{23}\\ a_{32} & a_{33} \end{vmatrix}-a_{12}\begin{vmatrix} a_{21} & a_{23}\\ a_{31} & a_{33} \end{vmatrix}+a_{13}\begin{vmatrix} a_{21} & a_{22}\\ a_{31} & a_{32} \end{vmatrix}\\ &\\ &\textbf{Catatan}:\\ &\textrm{tanda}\: a_{ij}=\color{blue}\textrm{positif jika}\: i+j\: \textrm{genap}\\ &\textrm{tanda}\: a_{ij}=\color{red}\textrm{negatif jika}\: i+j\: \textrm{ganjil} \end{aligned}$

Anda juga bisa menjabarkan mengikuti baris yang lain termasuk juga menjabarkan mengikuti kolom. Sehingga total cara menjabarkan ini, karena ada 3 baris dan 3 kolom total akan ada sebanyak 6 cara menentukan determinan dari matriks A tersebut.

$\color{red}\textrm{2.2 Aturan Sarrus}$

$\begin{aligned}\textrm{det A}&=\color{blue}a_{11}.a_{22}.a_{33}\\ &\quad\: \color{blue}+a_{12}.a_{23}.a_{31}\\ &\quad\: \color{blue}+a_{13}.a_{21}.a_{32}\\ &\quad \color{red}-a_{31}a_{22}.a_{13}\\ &\quad \color{red}-a_{32}.a_{23}.a_{11}\\ &\quad \color{red}-a_{33}.a_{21}.a_{12} \end{aligned}$

$\begin{aligned}&\textbf{Sebagai}\: \: \color{blue}\textrm{CONTOH MENJABARKAN}\\ &\textrm{Diketahui sebuah matrik ordo}\: \: 3x3,\: \: \textrm{yaitu}:\\ &\color{red}A=\color{black}\begin{pmatrix} 1 & 2&3\\ 1 &3& 4\\ 1&4&3 \end{pmatrix},\: \: \textrm{maka}\: \: \color{blue}det\: A\: \: \color{black}\textrm{dengan}\\ &\textrm{menjabarkan baris pertama adalah}:\\ &\color{blue}det\: A=1\begin{vmatrix} 3 & 4\\ 4 & 3 \end{vmatrix}-2\begin{vmatrix} 1 & 4\\ 1 & 3 \end{vmatrix}+3\begin{vmatrix} 1 & 3\\ 1 & 4 \end{vmatrix}\\ &\: \qquad=(9-16)-2(3-4)+3(4-3)\\ &\: \qquad=-7+2+3\\ &\: \qquad=\color{red}-2 \end{aligned}$

$\begin{aligned}&\textbf{Dan berikut}\: \: \color{blue}\textrm{CONTOH aturan SARRUS}\\ &\textrm{Diketahui sebuah matrik ordo}\: \: 3x3,\: \: \textrm{yaitu}:\\ &\color{red}B=\color{black}\begin{pmatrix} 2 & 1&3\\ 3 &1& 4\\ 4&1&3 \end{pmatrix},\: \: \textrm{maka}\: \: \color{blue}det\: B\: \: \color{black}\textrm{dengan}\\ &\textrm{metode SARRUS adalah}:\\ &\color{blue}det\: B=(2.1.3)+(1.4.4)+(3.1.3)\\ &\qquad\: \: \: \: \: \: \: -(4.1.3)-(1.4.2)-(3.1.3)\\ &\qquad\: \, =6+16+9-12-8-9=\color{red}2 \end{aligned}$

$\LARGE\color{purple}\fbox{CONTOH SOAL}$

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Diketahui matriks-matriks persegi berikut}\\ &\textrm{a}.\: \: \begin{pmatrix} 2 & 3\\ 6 & 7 \end{pmatrix}\qquad\qquad \textrm{c}.\: \: \begin{pmatrix} -2 & -3\\ 6 & 7 \end{pmatrix}\\ &\textrm{b}.\: \: \begin{pmatrix} 0 & 4\\ -3 & 6 \end{pmatrix}\: \quad\quad\quad \textrm{d}.\: \: \begin{pmatrix} \sqrt{3} & 3\sqrt{3}\\ \sqrt{2} & -2\sqrt{2} \end{pmatrix}\\ &\\ &\textrm{Tentukanlah determinan dari}\\ &\textrm{matriks-matriks persegi di atas}\\\\ &\color{black}\textrm{Jawab}:\\ &\begin{array}{|l|l|}\hline \begin{aligned}\textrm{a}.\quad &\color{red}\begin{vmatrix} 2 & 3\\ 6 & 7 \end{vmatrix}\\ &=(2).(7)-(3).(6)\\ &=14-18\\ &=-4\\ & \end{aligned}&\begin{aligned}\textrm{b}.\quad &\color{blue}\begin{vmatrix} 0 & 4\\ -3 & 6 \end{vmatrix}\\ &=(0).(6)-(4).(-3)\\ &=0-(-12)\\ &=12\\ & \end{aligned}\\\hline \begin{aligned}\textrm{c}.\quad &\color{red}\begin{vmatrix} -2 & -3\\ 6 & 7 \end{vmatrix}\\ &=(-2).(7)-(-3).(6)\\ &=(-14)-(-18)\\ &=-14+18\\ &=4 \end{aligned}&\begin{aligned}\textrm{d}.\quad &\color{blue}\begin{vmatrix} \sqrt{3} & 3\sqrt{3}\\ \sqrt{2} & -2\sqrt{2} \end{vmatrix}\\ &=(\sqrt{3}).(-2\sqrt{2})\\ &\quad-(3\sqrt{3}).(\sqrt{2})\\ &=-2\sqrt{6}-3\sqrt{6}\\ &=-5\sqrt{6}\\ & \end{aligned}\\\hline \end{array} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Tentukanlah nilai}\: \: x\: \: \textrm{yang memenuhi persamaan}\\ &\begin{vmatrix} 1-x & 3\\ 2 & 3-x \end{vmatrix}=2\\\\ &\color{black}\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}\color{blue}\begin{vmatrix} 1-x & 3\\ 2 & 3-x \end{vmatrix}&=\color{red}2\\ \left ( 1-x \right )\left ( 3-x \right )-(3)(2)&=\color{red}2\\ 3-x-3x+x^{2}-6&=\color{red}2\\ x^{2}-4x-3&=\color{red}2\\ x^{2}-4x-5&=\color{red}0\\ \left ( x-5 \right )\left ( x+1 \right )&=0\\ x-5=0\: \: \textrm{atau}\: \:x+1&=0\\ \color{purple}x=5\: \: \textrm{atau}\: \: x=-1& \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 3.&\textrm{Diketahui matriks-matriks persegi berikut}\\ &(\textrm{i}).\: \: \begin{pmatrix} 1 & 2&3\\ 2 & 4&5\\ 3&5&4 \end{pmatrix}\quad\quad\quad\quad\: \: \, (\textrm{iii}).\: \: \begin{pmatrix} 1 & 2&3\\ 4 & 5&6\\ 7&8&9 \end{pmatrix}\\ &(\textrm{ii}).\: \: \begin{pmatrix} -1 & -2&-3\\ -2 & 6&0\\ -3&0&6 \end{pmatrix}\quad\quad (\textrm{iv}).\: \: \begin{pmatrix} 2 & 1&1\\ 1 & 2&1\\ 1&1&2 \end{pmatrix}\\ &\\ &\textrm{Tentukanlah determinan matriks-matriks}\\ &\textrm{di atas dengan cara}\\ &\textrm{a}.\quad Sarrus\\ &\textrm{b}.\quad \textrm{Menjabarkan baris pertama}\\ &\textrm{c}.\quad \textrm{Menjabarkan baris kedua}\\ &\textrm{d}.\quad \textrm{Menjabarkan baris ketiga}\\ &\textrm{e}.\quad \textrm{Menjabarkan kolom pertama}\\ &\textrm{f}.\quad \textrm{Menjabarkan kolom kedua}\\ &\textrm{g}.\quad \textrm{Menjabarkan kolom ketiga} \end{array}$

$.\qquad\:  \begin{aligned}&\color{purple}\textrm{Jawab}:\\ &\color{blue}\begin{array}{|l|l|}\hline (\textrm{i}).\quad \begin{pmatrix} 1 & 1&3\\ 2 & 4&5\\ 3&5&4 \end{pmatrix}&(\textrm{ii}).\quad \begin{pmatrix} -1 & -2&-3\\ -2 & 6&0\\ -3&0&6 \end{pmatrix}\\\hline (\textrm{iii}).\quad \begin{pmatrix} 1 & 2&3\\ 4 & 5&6\\ 7&8&9 \end{pmatrix}&(\textrm{iv}).\quad \begin{pmatrix} 2 & 1&1\\ 1 & 2&1\\ 1&1&2 \end{pmatrix}\\\hline \begin{aligned}(\textrm{i}).\quad &\begin{vmatrix} 1 & 1&3\\ 2 & 4&5\\ 3&5&4 \end{vmatrix}\\ &=(1)(4)(4)+\\ &\: \: \quad (1)(5)(3)+\\ &\: \: \quad (3)(2)(5)+\\ &\: \: \quad -(3)(4)(3)\\ &\: \: \quad -(5)(5)(1)\\ &\: \: \quad -(4)(2)(1)\\ &=16+15+30\\ &\: \: \: -36-25-8\\ &=-8 \\\end{aligned} &\begin{aligned}(\textrm{ii}).\quad &\begin{vmatrix} -1 & -2&-3\\ -2 & 6&0\\ -3&0&6 \end{vmatrix}\\ &=(-1)(6)(6)+\\ &\: \: \quad (-2)(0)(-3)+\\ &\: \: \quad (-3)(-2)(0)+\\ &\: \: \quad -(-3)(6)(-3)\\ &\: \: \quad -(0)(0)(-1)\\ &\: \: \quad -(6)(-2)(-2)\\ &=-36+0+0\\ &\: \: \: -54-0-24\\ &=-114 \\\end{aligned} \\\hline \begin{aligned}(\textrm{iii}).\quad &\begin{vmatrix} 1 & 2&3\\ 4 & 5&6\\ 7&8&9 \end{vmatrix}\\ &=(1)(5)(9)+\\ &\: \: \quad (2)(6)(7)+\\ &\: \: \quad (3)(4)(8)+\\ &\: \: \quad -(7)(5)(3)\\ &\: \: \quad -(8)(6)(1)\\ &\: \: \quad -(9)(4)(2)\\ &=45+84+96\\ &\: \: \: -105-48-72\\ &=0 \\\end{aligned} &\begin{aligned}(\textrm{iv}).\quad &\begin{vmatrix} 2 & 1&1\\ 1 & 2&1\\ 1&1&2 \end{vmatrix}\\ &=(2)(2)(2)+\\ &\: \: \quad (1)(1)(1)+\\ &\: \: \quad (1)(1)(1)+\\ &\: \: \quad -(1)(2)(1)\\ &\: \: \quad -(1)(1)(2)\\ &\: \: \quad -(2)(1)(1)\\ &=8+1+1\\ &\: \: \: -2-2-2\\ &=4 \\\end{aligned} \\\hline \end{array}\\ &\color{purple}\textrm{yang belum dibahas silahkan dibuat latihan}  \end{aligned}$

DAFTAR PUSTAKA

1. Wirodikromo, S. 2003. Matematika 2000 untuk SMU Jilid 2 Kelas 1 Semester 2. Jakarta: ERLANGGA