TRANSFORMASI LINEAR
Fungsi
dari Rn ke Rm
Jika daerah asal suatu fungsi f adalah Rn
dan daerah kawannya adalah Rm (m
dan n mungkin sama), maka f disebut suatu peta atau transformasi
dari Rn ke Rm dan dikatakan
bahwa f memetakan Rn ke Rm.
Untuk mengilustrasikan suatu cara penting dimana
transformasi bisa muncul, anggap f1,
f2, …, fn adalah fungsi-fungsi
bernilai real dari n peubah real:
w1
= f1(x1, x2,
…, xn)
w2
= f2(x1, x2,
…, xn)
…
wm
= fm(x1, x2,
…, xn)
m
persamaan tersebut menempatkan suatu titik (w1,
w2, …, wm) dalam Rm ke setiap titik (x1, x2, …, xn)
dalam Rn, yang
mendefinisikan suatu transformasi dari Rn
ke Rm, yang dapat
dinyatakan sebagai:
T(x1, x2, …, xn)
= (w1, w2, …, wm)
dimana
T adalah transformasi yang terbentuk.
Contoh:
Diketahui
transformasi T:R2 à
R3 yang didefinisikan sebagai berikut:
w1 = x1
+ x2
w2 = 3x1x2
w3 = x12 – x22
maka bayangan titik (x1,x2) adalah:
T(x1,x2) = (x1 + x2,
3x1x2, x12
– x22)
Jika diandaikan x1=2
dan x2=-1, maka T(2,-1) = (1, -6, 3)
Transformasi
Linear dari Rn ke Rm
Untuk transformasi linear, secara umum T:Rn
à Rm
dapat didefinisikan sebagai berikut:
w1 =
a11x1 + a12x2 + … + a1nxn
w2 =
a21x1 + a22x2 + … +
a2nxn
…
wm
= am1x1 + am2x2
+ … + amnxn
atau
dalam notasi matriks:
atau dapat diringkas menjadi:
W = A.x
dimana A adalah
matriks standar untuk transformasi linear T
Contoh:
Transformasi linear T:R4
à R3 didefinisikan oleh:
w1 = 2x1 – 3x2 + 5x3
w2 = 5x1 – x2 + 3x3 +
2x4
w3 = 4x2 + x3 + 4x4
Ketiga persamaan tersebut dapat dinotasikan sebagai:
Sehingga matriks standar untuk transformasi tersebut
adalah: A = 
Bayangan titik (x1,
x2, x3, x4)
dapat dihitung dari ketiga persamaan awal atau dari notasi matriksnya.
Jika (x1,
x2, x3, x4)
= (1, -1, 2, 0) maka hasil transformasinya adalah:
Macam-macam
Transformasi Linear
Terdapat 4 transformasi linear yang dibahas yaitu:
1.
Refleksi
(Pencerminan)
2.
Proyeksi
3.
Rotasi
(Perputaran)
4.
Dilatasi
(Penskalaan)
Refleksi
(Pencerminan)
Refleksi di R2 terbagi menjadi 3 yaitu:
·
Titik awal: (x,y)
Titik akhir: (-x,y)
Persamaan: w1 = -x
w2
= y
Matriks standar: 
|
|
Refleksi terhadap
sumbu y
·
Titik awal: (x,y)
Titik akhir: (x,-y)
Persamaan: w1 = x
w2
= -y
Matriks standar: 
|
|
Refleksi terhadap
sumbu x
·
Refleksi
terhadap garis x = y
Titik awal: (x,y)
Titik akhir: (y,x)
Persamaan: w1 = y
w2 = x
Matriks standar: 
|
|
Refleksi di R3 terbagi menjadi 3 yaitu:
·
Titik awal: (x,y,z)
Titik akhir: (x,y,-z)
Persamaan: w1 = x
w2
= y
w2
= -z
Matriks standar: 
|
|
Refleksi terhadap
bidang xy
·
Refleksi
terhadap bidang xz
Titik awal: (x,y,z)
Titik akhir: (x,-y,z)
Persamaan: w1 = x
w2
= -y
w2
= z
Matriks standar: 
|
|
·
Refleksi
terhadap bidang yz
Titik awal: (x,y,z)
Titik akhir: (x,y,-z)
Persamaan: w1 = -x
w2
= y
w2
= z
Matriks standar: 
|
|
Proyeksi
Proyeksi di R2 terbagi menjadi 2 yaitu:
·
Proyeksi
terhadap sumbu x
Titik awal: (x,y)
Titik akhir: (x,0)
Persamaan: w1 = x
w2
= 0
Matriks standar: 
|
|
·
Proyeksi
terhadap sumbu y
Titik awal: (x,y)
Titik akhir: (0,y)
Persamaan: w1 = 0
w2
= y
Matriks standar: 
|
|
Proyeksi ortogonal di R3 terbagi menjadi 3 yaitu:
·
Titik awal: (x,y,z)
Titik akhir: (x,y,0)
Persamaan: w1 = x
w2 = y
w2
= 0
Matriks standar: 
|
|
Proyeksi ortogonal
terhadap bidang xy
·
Titik awal: (x,y,z)
Titik akhir: (x,0,z)
Persamaan: w1 = x
w2
= 0
w2
= z
Matriks standar: 
|
|
Proyeksi ortogonal
terhadap bidang xz
·
Proyeksi
ortogonal terhadap bidang yz
Titik awal: (x,y,z)
Titik akhir: (0,y,z)
Persamaan: w1 = 0
w2 = y
w2
= z
Matriks standar: 
|
|
Rotasi
(Perputaran)
Rotasi dengan sudut q di R2 adalah:
Titik awal: (x,y)
Titik akhir: (w1,w2)
Matriks standar: 
Searah: 
|
|
Rotasi di R3 terbagi
menjadi 3 yaitu:
·
Rotasi
berlawanan dengan jarum jam terhadap sumbu x positif dengan sudut q
Titik awal: (x,y)
Titik akhir: (w1,w2,w3)
Matriks standar: 
|
|
·
Rotasi
berlawanan dengan jarum jam terhadap sumbu y positif dengan sudut q
Titik awal: (x,y)
Titik akhir: (w1,w2,w3)
Matriks standar: 
|
|
·
Rotasi
berlawanan dengan jarum jam terhadap sumbu z positif dengan sudut q
Titik awal: (x,y)
Titik akhir: (w1,w2,w3)
Matriks standar: 
|
|
Dilatasi
(Penskalaan)
Dilatasi di R2 terbagi menjadi 2 yaitu:
·
Titik awal: (x,y)
Titik akhir: (kx,ky)
Persamaan: w1 = kx
w2
= ky
Matriks standar: 
|
|
Penyempitan dengan
faktor k pada R2 (0 £ k £ 1)
·
Titik awal: (x,y)
Titik akhir: (kx,ky)
Persamaan: w1 = kx
w2
= ky
Matriks standar: 
|
|
Pelebaran dengan
faktor k pada R2 (k ³ 1)
Dilatasi di R3 terbagi menjadi 2 yaitu:
·
Penyempitan
dengan faktor k pada R3 (0
£ k £ 1)
Titik awal: (x,y,z)
Titik akhir: (kx,ky,kz)
Persamaan: w1 = kx
w2
= ky
w3
= kz
Matriks standar: 
|
|
·
Pelebaran
dengan faktor k pada R3 (k ³ 1)
Titik awal: (x,y,z)
Titik akhir: (kx,ky,kz)
Persamaan: w1 = kx
w2
= ky
w3
= kz
Matriks standar: 
|
|
Komposisi
Transformasi Linear
Komposisi transformasi linear merupakan perpaduan dua
atau lebih transformasi linear.
T1 :
à
, T2 :
à
, …, Tz :
à 
Dituliskan sebagai:
(Tz o ... o T2 o T1)
(x) = Tz(...(T2(T1(x))...)