PROGRAM LINIER Sistem persamaan linier pertidaksamaan linier model Matematika PROGRAM LINIER Penyelesaian dg Metode Simplex Penyelesaian dg cara Grafis

Persamaan Linier (PL) Penyelesaian PL dg eleminasi Penyelesaian PL dg subtitusi Penyelesaian PL dg matriks Penyelesaian PL dg gafis Penyelesaian PL dg metode simplex Contoh: Carilah Penyelesaian a. persamaan 3x + 4y = 2 2x – 3y = 7 b. persamaan 3x + 2y = 19 4x + 3y = 26

Penyelesaian Persamaan Linier dengan Matriks Misalkan persamaan linier: ax + by = c dx + ey = f 1. Tuliskan matriks dari konstanta-2 persamaan linier baris kolom 2. digunakan operasi hitung, sehingga matriks tersebut menjadi Sehingga dpt disimpulkan penyelsaian sistem persamaan tsb. adalah (c, f)

Contoh: dik: sistem persamaan linier 3x + 4y = 2 2x – 3y = 7 1. Matriks dari konstanta-konstanta 2. Kalikan baris pertama dg 1/3 3. Kalikan baris pertama dg -2 kemudian tambahkan kpd baris kedua

4. Kalikan baris kedua dg -3/17 5. Kalikan baris kedua dg -4/3 kemudian tambahkan kpd baris pertama 6. Jadi penyelesaian sistem 3x + 4y = 2 2x – 3y = 7 Adalah (2, -1)

Latihan Carilah penyelesaian sistem: 3x + 2y = 19 4x + 3y = 26 Dengan bantuan matriks

Sistem Persamaan Linier dg 3 variabel Perhatikan: a1x + b1y + c1z = p a2x + b2y + c2z = q a3x + b3y + c3z = r Maka dari sistem persamaan linier 3 varibel di atas perlu diusahakan memperoleh matriks: Ini berarti penyelesaian sistem persamaan di atas (p, q, r)

Contoh: x - 4z = 5 2x - y + 4z = -3 6x – y + 2z = 10 Matriks dari konstanta-konstanta adalah: 1. Kalikan baris pertama dg -2 kemudian tambahkan kpd baris kedua

2. Kalikan baris pertama dengan -6, kemudian tambahkan kpd baris ketiga 3. Kalikan baris kedua dengan -1 4. Tambahkan baris kedua kpd baris ketiga, sehingga menjadi

5. Kalikan baris ketiga dengan 1/14 6. Kalikan baris ketiga dg 12 kemudian tambahkan hasilnya kpd baris kedua 7. Kalikan baris ketiga dg 4 kemudian tambahkan hasilnya kpd baris pertama didapat x = 3, y = 7, dan z = -1/2. jadi penyelesaiannya (3, 7, -1/2)

Latihan Selesaikan persamaan linier berikut dengan bantuan matriks: 2x – y + z = -1 x – 2y + 3z = 4 4x + y + 2z = 4

Penyelesaian Sistem Persamaan Linier dengan Hukum Cramer 1. Determinan dari matriks: adalah: didefinisikan… = (ad – bc) 2. determinan dari adalah:

Perhatikan sistem persamaan linier a1x + b1y = c1 a2x + b2y = c2 apabila persamaan pertama kita kalikan dengan b2, dan persamaan kedua dikalikan dengan –b1, kemudian kita jumlahkan kedua persamaan itu, maka diperoleh (a1b2 - a2b1)x = c1b2 – c2b1, atau…… Analog, kita peroleh:

Sistem persamaan tiga varibel kalau maka ; D≠0 dan Sistem persamaan tiga varibel a1x + b1y + c1z = d1 a2x + b2y + c2z = d2 a3x + b3y + c3z = d3 dan determinan dari

Latihan: Selesaikan dengan menggunakan cara cramer persamaan linier berikut: 2x + 5y = 7 5x – 2y = -3 2. x – 3y + 7z = 13 x + y + z = 1 x – 2y + 3z = 4

Himpunan Penyelesaian Sistem Pertidaksamaan Linier Diketahui Pertidaksamaan Linier 2x + y ≥ 2 4x + 3y ≤ 12 1/2 ≤ x ≤ 2 y ≥ 0 Diktanyakan: Gambar tiap persamaan tsb Arsir daerah tiap pertidaksamaan Gambar dalam satu bidang xoy kemudian arsir daerah yg memenuhi semua syarat di atas.

Jawab untuk pertidaksamaan 2x + y ≥ 2 1

Jawab untuk pertidaksamaan 4x + 3y ≤ 12

Jawab untuk pertidaksamaan Jawab untuk pertidaksamaan 1/2 ≤ x ≤ 2, 4x + 3y ≤ 12, 2x + y ≥ 2, x ≥ 0, y ≥ 0 y 4 2 1/2 1 2 3 x

Nilai Ekstrem Fungsi Linier Misalkan sistem pertidaksamaan linier sbb: 5x + 6y ≤ 30 , x ≥ 0 3x + 2y ≤ 12 , y ≥ 0 dan relasi T = x + 5y, Carilah sepasang nilai (x, y) yang merupakan anggota penyelesaian pertidaksamaan di atas dan membuat nilai T optimum. x y T= x + 5y 5 25 4 3/2 15/4 20,25 6 5 (3/2, 15/4) 4 6

latihan Diketahui sistem pertidaksamaan: x – y + 1 ≤ 0 x – y + 3 ≥ 0 Carilah nilai maksimum dan minimum dari T = 9x + 40 y jika (x, y) merupakan anggota himpunan penyelesaian sistem pertidaksamaan linier di atas.

Model Matematika dari Program Linier Uraian dan Contoh: Peternak ayam potong memiliki sejumlah ayam yg tiap waktu tertentu dijual kepada konsumen berdasarkan berat badannya. Karena itu peternak tersebut berusaha memberi makanan yang memenuhi syarat agar ayam-ayam menjadi lebih berat dan harga per ekornya menjadi lebih mahal. Berdasarkan saran petugas kesehatan hewan, peternak perlu menggunakan bahan A dan bahan B yang harus dicampur sendiri supaya lebih ekonomis. Kedua bahan makanan tersebut mengandung sejumlah tertentu protein, mineral, vitamin, dan kalori. Bagaimana kombinasi kedua bahan itu agar biaya yang ditanggung serendah mungkin dan hasil yang diperoleh akan memenuhi syarat. Misal: bahan A adalah x bahan B adalah y, dan harga perunit bahan A adalah p harga perunit bahan B adalah q Total biaya yang perlu dikeluarkan oleh peternak T = px + qy Model Matematika:

T = px + qy adalah fungsi tujuan (objektif) 1. bahan A dan B bersifat non negatif variabel atau x ≥ 0 ; y ≥ 0 2. zat-zat yg terdapat bahan A dan B harus terpenuhi misalkan: jumlah minimum protein adalah c1 jumlah minimum mineral adalah c2 jumlah minimum vitamin adalah c3 jumlah minimum kalori adalah c3 dalam satu unit bahan A terpenuhi dalam satu unit bahan B terpenuhi protein sebanyak a1 ; protein sebanyak b1 mineral sebanyak a2 ; mineral sebanyak b2 vitamin sebanyak a3 ; vitamin sebanyak b3 kalori sebanyak a4 ; kalori sebanyak b4

Sistem pertidaksamaan linier sebagai berikut: a1x + b1y ≥ c1……………………. a2x + b2y ≥ c2……………………. a3x + b3y ≥ c3……………………. a4x + b4y ≥ c4……………………. Nilai minimum dapat diperlihatkan dengan gambar berikut: A B C D E

LATIHAN Seorang penjahit mempunyai bahan 60 m wol dan 40 m katun. Dari bahan tersebut akan membuat setelan jas dan rok untuk untuk dijual. Satu setel jas memerlukan 3 m wol dan 1 meter katun; satu rok memerlukan 2 m wol dan 2 m katun. Berapa stel jas dan rok yg harus ia buat agar mendapat keuntungan sebesar-besarnya, bila satu stel jas harganya Rp 80.000,00 dan satu stel rok harganya Rp 40.000,00. Terjemahkan dalam model matematika: a. aktivitas (variabel) b. fungsi tujuan c. fungsi pembatas (constraints)

Jawab x adalah jumlah stelan jas y adalah jumlah stelan rok b. fungsi tujuan f(x,y) = 80.000x + 40.000y c. fungsi pembatas adalah: 3x + 2y ≤ 60; x + 2y ≤ 40; x ≥ 0; y ≥ 0 d. Agar mencapai keuntungan sebesar-besarnya stel jas dan rok yg harus dibuat adalah: 30 x y f(x,y)=80000x + 40000y 20 800.000 1.600.000 10 15 1.250.000 20 20 40

Latihan 1. Seorang petani memerlukan zat kimia A, B, C berturut turut 20 kg, 18 kg dan 12 kg, untuk memupuk kebun sayurnya. Dlm stiap kaleng pupuk cair mengandung zat A = 1 kg,; B = 2 kg dan C = 3 kg. Pupuk kering tiap kantong mengandung zat A = 5 kg; B = 3 kg dan C = 1 kg. Harga 1 kaleng pupuk cair Rp 1000,- dan 1 kantong pupuk kering Rp 1.500,-. Berapa banyak tiap jenis pupuk harus dibeli dg harga paling murah dengan zat yg diperlukan terpenuhi?

2. Seorang agen sepeda ingin membeli sepeda 25 buah untuk persediaan, ia ingin membeli sepeda biasa (jenis I) dg harga 60.000/buah, dan sepeda balap (jenis II) dg harga 80.000/buah. Ia merencanakan tidak akan mengeluarkan uang lebih dari Rp. 1.680.000,- dg harapan untung Rp 10.000 utk sepda biasa dan Rp 12.000 utk sepeda balap. Ditanyakan: a. aktivitas (variabel) b. fungsi tujuan (objektif) c. fungsi pembatas (constraints) 3. Suatu perusahaan bangunan merencanakan membangun rumah-2 untuk 540 org. Banyak rumah yg akan dibangun tidak lebih dari 120 buah. Rumah jenis I dg biaya sewa Rp 90.000/tahun dan ditempati oleh 4 org; rumah jenis II dg sewa tiap tahun Rp 107.000 dan dapat ditempati 6 orang. a. aktivitas b. fungsi tujuan c. fungsi pembatas

Penyelesaian Program Linier dengan cara Grafis Persoalan dengan jawaban tunggal contoh: sebuah pabrik baja mempunyai persdiaan 18 ton bahan mentah yg akan diproseskan menjadi besi beton dengan kontrak pembuatan 7,6 ton dari bahan yg tersedia dan menjual sebagian bahan mentah kepada pabrik lain. Tercatat selama proses pembuatan besi beon berlangsung, 5% baja hilang. Berapa banyak bahan mentah yg dijual kepada pabrik lain? Jawab: 1. misal baja yg akan dijual adalah x ton 2. jumlah baja yg diproses menjadi besi beton (18 – x) ton 3. bahan mentah yg hilang selama proses menjadi besi beton (18 – x) – 5% (18 – x) = 95% (18 – x) = 7,6. dengan demikian diperoleh : 18 – x = (7,6) : (0,95) = 10 ton jadi jumlah besi beton yg dpt dijual kepada pabrik lain adalah 10 ton.