Sabtu, 10 Oktober 2026
21:03 WIB
TERKINI
Lampung Anak Krakatau Naik Status Siaga Level III: Potensi Bahaya, Jauhi Radius 5 KM Lampung Gunung Anak Krakatau Kembali Erupsi, Status Siaga Ditetapkan, Radius Bahaya 5 Km Teknologi Sega Siapkan DLC Penutup dan Final Kejuaraan Dunia Sonic Racing: CrossWorlds Otomotif Bengkel Mini di Rumah: 6 Alat Penting untuk Perbaikan Ringan Kendaraan Teknologi School Party Craft: Rasakan Sensasi Unik Simulasi Kehidupan di Dunia Terbuka Hukum Polemik Dokumen Pencalonan Gibran: KPU Didesak Transparan Pasca Putusan MK Hiburan Syahrini Kembali Guncang Panggung Musik: Rilis Lagu Baru dan Gebrak Pestapora 2026 Regional LPS Periksa Aset Debitur BPR Tripanca Setiadana di Lampung untuk Pemulihan Regional Bandar Lampung Meriahkan Acara Bersholawat, Eratkan Persaudaraan Umat Lampung Pesisir Lampung Waspada Banjir Rob, BMKG Ingatkan Pasang Maksimum 12-15 Oktober Lampung Anak Krakatau Naik Status Siaga Level III: Potensi Bahaya, Jauhi Radius 5 KM Lampung Gunung Anak Krakatau Kembali Erupsi, Status Siaga Ditetapkan, Radius Bahaya 5 Km Teknologi Sega Siapkan DLC Penutup dan Final Kejuaraan Dunia Sonic Racing: CrossWorlds Otomotif Bengkel Mini di Rumah: 6 Alat Penting untuk Perbaikan Ringan Kendaraan Teknologi School Party Craft: Rasakan Sensasi Unik Simulasi Kehidupan di Dunia Terbuka Hukum Polemik Dokumen Pencalonan Gibran: KPU Didesak Transparan Pasca Putusan MK Hiburan Syahrini Kembali Guncang Panggung Musik: Rilis Lagu Baru dan Gebrak Pestapora 2026 Regional LPS Periksa Aset Debitur BPR Tripanca Setiadana di Lampung untuk Pemulihan Regional Bandar Lampung Meriahkan Acara Bersholawat, Eratkan Persaudaraan Umat Lampung Pesisir Lampung Waspada Banjir Rob, BMKG Ingatkan Pasang Maksimum 12-15 Oktober
Perubahan basis

Perubahan basis

Bagikan:
Perubahan koordinat di aljabar linearTemplat:SHORTDESC:Perubahan koordinat di aljabar linear
250px-3d_basis_transformation2.svg.png?utm_source=id.wikipedia.org&utm_campaign=parser&utm_content=thumbnail
Ruang vektor pada yang dibangun dari basis berisi vektor-vektor berwarna ungu, dapat dibangun pula dari basis berisi vektor-vektor berwarna merah. Dengan menyusun setiap vektor berwarna ungu menjadi kombinasi linear vektor-vektor berwarna merah (dan sebaliknya), pernyataan yang disampaikan menggunakan basis ungu juga dapat disampaikan menggunakan basis merah (dan sebaliknya).

Dalam aljabar linear, basis terurut memungkinkan setiap elemen pada sebarang ruang vektor berdimensi n {\displaystyle n} {\displaystyle n} dinyatakan dalam bentuk vektor koordinat, yakni suatu barisan n {\displaystyle n} {\displaystyle n}-skalar yang disebut [koordinat]. Untuk dua basis berbeda dari suatu ruang vektor, vektor koordinat yang menyatakan elemen v {\displaystyle v} {\displaystyle v} atas basis pertama, umumnya berbeda dengan vektor koordinat yang menyatakan elemen yang sama, tetapi atas basis yang kedua. Perubahan basis adalah tindakan mengubah penyataan-pernyataan matematika pada suatu basis, ke pernyataan-pernyataan yang sepadan pada basis yang lain.[1][2][3]

Perubahan basis tersebut dihasilkan dari rumus perubahan-basis yang menyatakan koordinat-koordinat relatif pada satu basis dalam bentuk koordinat-koordinat relatif basis yang lainnya. Menggunakan matriks, rumus ini dapat dituliskan sebagai

x l a m a = A x b a r u , {\displaystyle \mathbf {x} _{\mathrm {lama} }=\mathbf {A} \,\mathbf {x} _{\mathrm {baru} },} {\displaystyle \mathbf {x} _{\mathrm {lama} }=\mathbf {A} \,\mathbf {x} _{\mathrm {baru} },}

dengan "lama" dan "baru" masing-masing merujuk pada basis lama dan basis baru, x l a m a {\displaystyle \mathbf {x} _{\mathrm {lama} }} {\displaystyle \mathbf {x} _{\mathrm {lama} }} dan x b a r u {\displaystyle \mathbf {x} _{\mathrm {baru} }} {\displaystyle \mathbf {x} _{\mathrm {baru} }} adalah vektor kolom dari koordinat vektor yang sama menurut kedua basis, dan A {\displaystyle \mathbf {A} } {\displaystyle \mathbf {A} } adalah matriks perubahan-basis (juga disebut matriks transisi) yang kolom-kolomnya menyatakan koordinat vektor-vektor basis lama di basis baru.

Artikel ini fokus membahas ruang vektor dimensi hingga. Akan tetapi, banyak prinsip yang disampaikan disini juga berlaku pada ruang vektor dimensi tak-hingga.

Contoh

Misalkan kita ingin menentukan vektor koordinat pada ruang vektor Euklides R 2 , {\displaystyle \mathbb {R} ^{2},} {\displaystyle \mathbb {R} ^{2},} yang dihasilkan dari rotasi sebesar t . {\displaystyle t.} {\displaystyle t.} Ruang vektor sebelum dirotasi memiliki basis standar v 1 = ( 1 , 0 ) {\displaystyle \mathbf {v} _{1}=(1,0)} {\displaystyle \mathbf {v} _{1}=(1,0)} dan v 2 = ( 0 , 1 ) ; {\displaystyle \mathbf {v} _{2}=(0,1);} {\displaystyle \mathbf {v} _{2}=(0,1);} sebut ini sebagai basis "lama". Setelah ruang vektor dirotasi, setiap elemen dalam basis tersebut ikut berotasi, dan berubah menjadi w 1 = ( cos ⁡ t , sin ⁡ t ) {\displaystyle \mathbf {w} _{1}=(\cos t,\,\sin t)} {\displaystyle \mathbf {w} _{1}=(\cos t,\,\sin t)} dan w 2 = ( − sin ⁡ t , cos ⁡ t ) ; {\displaystyle \mathbf {w} _{2}=(-\sin t,\,\cos t);} {\displaystyle \mathbf {w} _{2}=(-\sin t,\,\cos t);} sebut ini sebagai basis "baru". Lalu, matriks perubahan basis akibat rotasi dapat dituliskan sebagai [ cos ⁡ t − sin ⁡ t sin ⁡ t cos ⁡ t ] . {\displaystyle {\begin{bmatrix}\cos t&-\sin t\\\sin t&\cos t\end{bmatrix}}.} {\displaystyle {\begin{bmatrix}\cos t&-\sin t\\\sin t&\cos t\end{bmatrix}}.}Rumus perubahan basis menyatakan bahwa, jika ( y 1 , y 2 ) {\textstyle (y_{1},\,y_{2})} {\textstyle (y_{1},\,y_{2})} adalah koordinat baru hasil rotasi dari vektor koordinat ( x 1 , x 2 ) , {\displaystyle (x_{1},\,x_{2}),} {\displaystyle (x_{1},\,x_{2}),} maka

[ x 1 x 2 ] = [ cos ⁡ t − sin ⁡ t sin ⁡ t cos ⁡ t ] [ y 1 y 2 ] . {\displaystyle {\begin{bmatrix}x_{1}\\x_{2}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}\cos t&-\sin t\\\sin t&\cos t\end{bmatrix}}\,{\begin{bmatrix}y_{1}\\y_{2}\end{bmatrix}}.} {\displaystyle {\begin{bmatrix}x_{1}\\x_{2}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}\cos t&-\sin t\\\sin t&\cos t\end{bmatrix}}\,{\begin{bmatrix}y_{1}\\y_{2}\end{bmatrix}}.}

Sehingga,

x 1 = y 1 cos ⁡ t − y 2 sin ⁡ t dan x 2 = y 1 sin ⁡ t + y 2 cos ⁡ t . {\displaystyle x_{1}=y_{1}\cos t-y_{2}\sin t\qquad {\text{dan}}\qquad x_{2}=y_{1}\sin t+y_{2}\cos t.} {\displaystyle x_{1}=y_{1}\cos t-y_{2}\sin t\qquad {\text{dan}}\qquad x_{2}=y_{1}\sin t+y_{2}\cos t.}

Hubungan tersebut dapat dibuktikan dengan menunjukkan ( x 1 , x 2 ) {\displaystyle (x_{1},\,x_{2})} {\displaystyle (x_{1},\,x_{2})} dan ( y 1 , y 2 ) {\textstyle (y_{1},\,y_{2})} {\textstyle (y_{1},\,y_{2})} merujuk pada objek yang sama,

x 1 v 1 + x 2 v 2 = ( y 1 cos ⁡ t − y 2 sin ⁡ t ) v 1 + ( y 1 sin ⁡ t + y 2 cos ⁡ t ) v 2 = y 1 ( cos ⁡ ( t ) v 1 + sin ⁡ ( t ) v 2 ) + y 2 ( − sin ⁡ ( t ) v 1 + cos ⁡ ( t ) v 2 ) = y 1 w 1 + y 2 w 2 . {\displaystyle {\begin{aligned}x_{1}\mathbf {v} _{1}+x_{2}\mathbf {v} _{2}&=(y_{1}\cos t-y_{2}\sin t)\mathbf {v} _{1}+(y_{1}\sin t+y_{2}\cos t)\mathbf {v} _{2}\\&=y_{1}(\cos(t)\mathbf {v} _{1}+\sin(t)\mathbf {v} _{2})+y_{2}(-\sin(t)\mathbf {v} _{1}+\cos(t)\mathbf {v} _{2})\\&=y_{1}\mathbf {w} _{1}+y_{2}\mathbf {w} _{2}.\end{aligned}}} {\displaystyle {\begin{aligned}x_{1}\mathbf {v} _{1}+x_{2}\mathbf {v} _{2}&=(y_{1}\cos t-y_{2}\sin t)\mathbf {v} _{1}+(y_{1}\sin t+y_{2}\cos t)\mathbf {v} _{2}\\&=y_{1}(\cos(t)\mathbf {v} _{1}+\sin(t)\mathbf {v} _{2})+y_{2}(-\sin(t)\mathbf {v} _{1}+\cos(t)\mathbf {v} _{2})\\&=y_{1}\mathbf {w} _{1}+y_{2}\mathbf {w} _{2}.\end{aligned}}}

Rumus perubahan basis

Misalkan B l a m a = ( v 1 , … , v n ) {\displaystyle B_{\mathrm {lama} }=(\mathbf {v} _{1},\,\ldots ,\,\mathbf {v} _{n})} {\displaystyle B_{\mathrm {lama} }=(\mathbf {v} _{1},\,\ldots ,\,\mathbf {v} _{n})} adalah basis dari suatu ruang vektor dimensi hingga V atas suatu lapangan F.[a] Seorang dapat mendefinisikan n {\displaystyle n} {\displaystyle n} elemen baru w j {\displaystyle \mathbf {w} _{j}} {\displaystyle \mathbf {w} _{j}} (dengan j = 1 , … , n {\displaystyle j=1,\,\dots ,\,n} {\displaystyle j=1,\,\dots ,\,n}) berdasarkan koordinat vektor tersebut a i , j {\displaystyle a_{i,j}} {\displaystyle a_{i,j}}, atas B l a m a : {\displaystyle B_{\mathrm {lama} }\colon } {\displaystyle B_{\mathrm {lama} }\colon }

w j = ∑ i = 1 n a i , j v i . {\displaystyle \mathbf {w} _{j}=\sum _{i=1}^{n}a_{i,j}\mathbf {v} _{i}.} {\displaystyle \mathbf {w} _{j}=\sum _{i=1}^{n}a_{i,j}\mathbf {v} _{i}.}

Misalkan

A = ( a i , j ) i , j {\displaystyle \mathbf {A} =\left(a_{i,j}\right)_{i,j}} {\displaystyle \mathbf {A} =\left(a_{i,j}\right)_{i,j}}

sebagai matriks yang kolom ke-j-nya dibentuk dari koordinat w j {\displaystyle \mathbf {w} _{j}} {\displaystyle \mathbf {w} _{j}}. (Di bagian ini dan seterusnya, indeks i selalu digunakan untuk merujuk baris di A {\displaystyle \mathbf {A} } {\displaystyle \mathbf {A} } dan v i , {\displaystyle \mathbf {v} _{i},} {\displaystyle \mathbf {v} _{i},} sedangkan indeks j selalu digunakan untuk merujuk kolom di A {\displaystyle \mathbf {A} } {\displaystyle \mathbf {A} } dan w j ; {\displaystyle \mathbf {w} _{j};} {\displaystyle \mathbf {w} _{j};} konvensi ini berguna untuk menghindari kesalahan dalam perhitungan). Barisan terurut B b a r u = ( w 1 , … , w n ) {\displaystyle B_{\mathrm {baru} }=(\mathbf {w} _{1},\,\ldots ,\,\mathbf {w} _{n})} {\displaystyle B_{\mathrm {baru} }=(\mathbf {w} _{1},\,\ldots ,\,\mathbf {w} _{n})} disebut basis dari V jika dan hanya jika matriks A {\displaystyle \mathbf {A} } {\displaystyle \mathbf {A} } terbalikkan, atau setara dengan itu, jika determinannya tidak bernilai nol. Dalam kasus ini, A {\displaystyle \mathbf {A} } {\displaystyle \mathbf {A} } disebut matriks perubahan basis dari basis B l a m a {\displaystyle B_{\mathrm {lama} }} {\displaystyle B_{\mathrm {lama} }} ke basis B b a r u {\displaystyle B_{\mathrm {baru} }} {\displaystyle B_{\mathrm {baru} }}.

Untuk sebarang elemen z ∈ V , {\displaystyle \mathbf {z} \in V,} {\displaystyle \mathbf {z} \in V,} misalkan ( x 1 , … , x n ) {\displaystyle (x_{1},\ldots ,x_{n})} {\displaystyle (x_{1},\ldots ,x_{n})} adalah koordinat z {\displaystyle \mathbf {z} } {\displaystyle \mathbf {z} } atas B l a m a {\displaystyle B_{\mathrm {lama} }} {\displaystyle B_{\mathrm {lama} }}, dan ( y 1 , … , y n ) {\displaystyle (y_{1},\ldots ,y_{n})} {\displaystyle (y_{1},\ldots ,y_{n})} adalah koordinatnya atas B b a r u {\displaystyle B_{\mathrm {baru} }} {\displaystyle B_{\mathrm {baru} }}, kita memiliki hubungan z = ∑ i = 1 n x i v i = ∑ j = 1 n y j w j . {\displaystyle \mathbf {z} =\sum _{i=1}^{n}x_{i}\mathbf {v} _{i}=\sum _{j=1}^{n}y_{j}\mathbf {w} _{j}.} {\displaystyle \mathbf {z} =\sum _{i=1}^{n}x_{i}\mathbf {v} _{i}=\sum _{j=1}^{n}y_{j}\mathbf {w} _{j}.}Dengan menjabarkan hubungan tersebut, z = ∑ j = 1 n y j w j = ∑ j = 1 n ( y j ∑ i = 1 n a i , j v i ) = ∑ i = 1 n ( ∑ j = 1 n a i , j y j ) v i . {\displaystyle {\begin{aligned}\mathbf {z} &=\sum _{j=1}^{n}y_{j}\mathbf {w} _{j}\\&=\sum _{j=1}^{n}\left(y_{j}\sum _{i=1}^{n}a_{i,j}\mathbf {v} _{i}\right)\\&=\sum _{i=1}^{n}\left(\sum _{j=1}^{n}a_{i,j}y_{j}\right)\mathbf {v} _{i}.\end{aligned}}} {\displaystyle {\begin{aligned}\mathbf {z} &=\sum _{j=1}^{n}y_{j}\mathbf {w} _{j}\\&=\sum _{j=1}^{n}\left(y_{j}\sum _{i=1}^{n}a_{i,j}\mathbf {v} _{i}\right)\\&=\sum _{i=1}^{n}\left(\sum _{j=1}^{n}a_{i,j}y_{j}\right)\mathbf {v} _{i}.\end{aligned}}}kita dapatkan x i = ∑ j = 1 n a i , j y j untuk  i = 1 , … , n . {\displaystyle x_{i}=\sum _{j=1}^{n}a_{i,j}y_{j}\qquad {\text{untuk }}i=1,\,\ldots ,\,n.} {\displaystyle x_{i}=\sum _{j=1}^{n}a_{i,j}y_{j}\qquad {\text{untuk }}i=1,\,\ldots ,\,n.}Dalam bentuk matriks, rumus perubahan basis adalah x = A y , {\displaystyle \mathbf {x} =\mathbf {A} \,\mathbf {y} ,} {\displaystyle \mathbf {x} =\mathbf {A} \,\mathbf {y} ,}dengan x {\displaystyle \mathbf {x} } {\displaystyle \mathbf {x} } dan y {\displaystyle \mathbf {y} } {\displaystyle \mathbf {y} } masing-masing adalah vektor kolom dari koordinat z {\displaystyle \mathbf {z} } {\displaystyle \mathbf {z} } atas s B l a m a {\displaystyle B_{\mathrm {lama} }} {\displaystyle B_{\mathrm {lama} }} dan atas B b a r u {\displaystyle B_{\mathrm {baru} }} {\displaystyle B_{\mathrm {baru} }}.

Catatan kaki

  1. ↑ Walaupun basis umumnya dinyatakan sebagai himpunan elemen (sebagai contoh, sebagai himpunan merentang (spanning) yang saling bebas linear), notasi rangkap (tuple) nyaman digunakan karena membuat basis sebagai sebuah basis terurut, yang selanjutnya membuat konsep koordinat lebih mudah digunakan.

Referensi

  1. ↑ Anton (1987, hlm. 221–237)
  2. ↑ Beauregard & Fraleigh (1973, hlm. 240–243)
  3. ↑ Nering (1970, hlm. 50–52)

Daftar pustaka

  • Nering, Evar D. (1970), Linear Algebra and Matrix Theory (Edisi 2nd), New York: Wiley, LCCN 76091646

Pranala luar

Konsep dasar
Ruang Euklides tiga dimensi
Aljabar vektor
Aljabar multilinear
Matriks
Konstruksi aljabar
Numerik
Ikon rintisan

Artikel bertopik matematika ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.

Konten disalin dari Wikipedia Bahasa Indonesia (lisensi CC BY-SA) Lihat versi asli di Wikipedia

Rekomendasi Pilihan