Sabtu, 07 November 2026
04:36 WIB
TERKINI
Bandar Lampung Agenda Strategis Pemprov Lampung 6 November 2026: Revitalisasi Stadion Jadi Prioritas Bandar Lampung Harga Beras di Pasar Pasir Gintung Bandar Lampung Merangkak Naik, Stok Aman Bandar Lampung Disdag Bandar Lampung Jamin Pasokan Beras Aman hingga Akhir 2026 Insight Komitmen Pembangunan Negeri, PTBA Sabet Penghargaan Kepatuhan PNBP ESDM 2026 Pemprov Lampung Gubernur Mirza Canangkan Mulang Maya Jadi Magnet Wisata Budaya Unggulan Lampung Tuba Barat Mewujudkan Haji: Pemkab Tubaba dan BSI Ajak Masyarakat Menabung Sejak Dini Lampung Timur Bupati Ela Dekatkan Diri dengan Siswa, Pastikan Kualitas Pendidikan dan Gizi di Lampung Timur Tuba Barat Kemitraan Strategis Pemkab Tubaba dan Kejari: Wujudkan Tata Kelola Pemerintahan Akuntabel Bandar Lampung Mantan Ketua DPRD Lampung Bersaksi dalam Sidang Arinal Djunaidi Bandar Lampung Senator Bustami Zainudin dan Staf DPD Lampung Ikuti Program Cek Kesehatan Gratis Bandar Lampung Agenda Strategis Pemprov Lampung 6 November 2026: Revitalisasi Stadion Jadi Prioritas Bandar Lampung Harga Beras di Pasar Pasir Gintung Bandar Lampung Merangkak Naik, Stok Aman Bandar Lampung Disdag Bandar Lampung Jamin Pasokan Beras Aman hingga Akhir 2026 Insight Komitmen Pembangunan Negeri, PTBA Sabet Penghargaan Kepatuhan PNBP ESDM 2026 Pemprov Lampung Gubernur Mirza Canangkan Mulang Maya Jadi Magnet Wisata Budaya Unggulan Lampung Tuba Barat Mewujudkan Haji: Pemkab Tubaba dan BSI Ajak Masyarakat Menabung Sejak Dini Lampung Timur Bupati Ela Dekatkan Diri dengan Siswa, Pastikan Kualitas Pendidikan dan Gizi di Lampung Timur Tuba Barat Kemitraan Strategis Pemkab Tubaba dan Kejari: Wujudkan Tata Kelola Pemerintahan Akuntabel Bandar Lampung Mantan Ketua DPRD Lampung Bersaksi dalam Sidang Arinal Djunaidi Bandar Lampung Senator Bustami Zainudin dan Staf DPD Lampung Ikuti Program Cek Kesehatan Gratis
Rentang linear

Rentang linear

Bagikan:
Ruang vektor yang dihasilkan dari kombinasi linear elemen-elemen di suatu himpunanTemplat:SHORTDESC:Ruang vektor yang dihasilkan dari kombinasi linear elemen-elemen di suatu himpunan
250px-Basis_for_a_plane.svg.png?utm_source=id.wikipedia.org&utm_campaign=parser&utm_content=thumbnail
Bidang yang direntang oleh vektor u dan v di R3.

Dalam aljabar linear, rentang linear atau span dari sebarang himpunan S {\displaystyle S} {\displaystyle S} berisi vektor-vektor (yang berasal dari suatu ruang vektor) adalah himpunan semua kombinasi linear dari vektor-vektor di S . {\displaystyle S.} {\displaystyle S.}[1] Rentang linear dari S {\displaystyle S} {\displaystyle S} umum disimbolkan dengan span ( S ) . {\displaystyle {\text{span}}(S).} {\displaystyle {\text{span}}(S).}[2] Sebagai contoh, dua vektor yang saling bebas linear akan merentang suatu bidang. Rentang dapat dikarakterisasikan sebagai irisan dari semua subruang (vektor) yang mengandung S , {\displaystyle S,} {\displaystyle S,} maupun sebagai subruang yang mengandung S . {\displaystyle S.} {\displaystyle S.} Alhasil, rentang dari himpunan vektor menghasilkan suatu ruang vektor. Rentang dapat diperumum untuk matroid dan modul.

Untuk menyatakan bahwa suatu ruang vektor V {\displaystyle V} {\displaystyle V} adalah rentang linear dari subset S , {\displaystyle S,} {\displaystyle S,} beberapa pernyataan berikut umum digunakan: S {\displaystyle S} {\displaystyle S} merentang V , {\displaystyle V,} {\displaystyle V,} S {\displaystyle S} {\displaystyle S} adalah himpunan merentang dari V , {\displaystyle V,} {\displaystyle V,} V {\displaystyle V} {\displaystyle V} direntang/dibangkitkan oleh S , {\displaystyle S,} {\displaystyle S,} atau S {\displaystyle S} {\displaystyle S} adalah pembangkit atau himpunan pembangkit dari V . {\displaystyle V.} {\displaystyle V.}

Definisi

Untuk sebarang ruang vektor V {\displaystyle V} {\displaystyle V} atas lapangan K , {\displaystyle K,} {\displaystyle K,} rentang dari suatu himpunan S {\displaystyle S} {\displaystyle S} yang beranggotakan vektor-vektor (tidak harus berhingga) didefinisikan sebagai irisan W {\displaystyle W} {\displaystyle W} dari semua subruang dari V {\displaystyle V} {\displaystyle V} yang mengandung S . {\displaystyle S.} {\displaystyle S.} Irisan W {\displaystyle W} {\displaystyle W} disebut sebagai subruang yang direntang oleh S , {\displaystyle S,} {\displaystyle S,} atau oleh vektor-vektor di S . {\displaystyle S.} {\displaystyle S.} Kebalikannya, S {\displaystyle S} {\displaystyle S} disebut himpunan merentang dari W {\displaystyle W} {\displaystyle W}, dan kita katakan S {\displaystyle S} {\displaystyle S} merentang W . {\displaystyle W.} {\displaystyle W.}

Rentang dari S {\displaystyle S} {\displaystyle S} juga dapat didefinisikan sebagai himpunan dari semua kombinasi linear terhingga dari vektor-vektor di S . {\displaystyle S.} {\displaystyle S.}[3][4][5][6] Secara matematis, ini dituliskan sebagai span ⁡ ( S ) = { ∑ i = 1 k λ i v i | k ∈ N , v i ∈ S , λ i ∈ K } . {\displaystyle \operatorname {span} (S)=\left\{{\left.\sum _{i=1}^{k}\lambda _{i}\mathbf {v} _{i}\;\right|\;k\in \mathbb {N} ,\mathbf {v} _{i}\in S,\lambda _{i}\in K}\right\}.} {\displaystyle \operatorname {span} (S)=\left\{{\left.\sum _{i=1}^{k}\lambda _{i}\mathbf {v} _{i}\;\right|\;k\in \mathbb {N} ,\mathbf {v} _{i}\in S,\lambda _{i}\in K}\right\}.}Pada kasus S {\displaystyle S} {\displaystyle S} berukuran tak-hingga, syarat kombinasi linear yang tak-terhingga (yakni, keadaan ketika kombinasi menggunakan konsep penjumlahan tak-hingga, dengan mengasumsikan penjumlahan seperti itu dapat didefinisikan) tidak disertakan dalam definisi.

Contoh

Ruang vektor riil R 3 {\displaystyle \mathbb {R} ^{3}} {\displaystyle \mathbb {R} ^{3}} dapat direntang oleh himpunan { ( − 1 , 0 , 0 ) , ( 0 , 1 , 0 ) , ( 0 , 0 , 1 ) } {\displaystyle \{(-1,0,0),\,(0,1,0),\,(0,0,1)\}} {\displaystyle \{(-1,0,0),\,(0,1,0),\,(0,0,1)\}}. Himpunan ini juga merupakan suatu basis dari R 3 {\displaystyle \mathbb {R} ^{3}} {\displaystyle \mathbb {R} ^{3}}. Jika ( − 1 , 0 , 0 ) {\displaystyle (-1,0,0)} {\displaystyle (-1,0,0)} digantikan dengan ( 1 , 0 , 0 ) {\displaystyle (1,0,0)} {\displaystyle (1,0,0)}, himpunan tersebut merupakan basis standar dari R 3 {\displaystyle \mathbb {R} ^{3}} {\displaystyle \mathbb {R} ^{3}}. Contoh himpunan pembangkit lain dari R 3 {\displaystyle \mathbb {R} ^{3}} {\displaystyle \mathbb {R} ^{3}} adalah { ( 1 , 2 , 3 ) , ( 0 , 1 , 2 ) , ( − 1 , 1 2 , 3 ) , ( 1 , 1 , 1 ) } {\displaystyle \{(1,2,3),\,(0,1,2),\,(-1,{\tfrac {1}{2}},3),\,(1,1,1)\}} {\displaystyle \{(1,2,3),\,(0,1,2),\,(-1,{\tfrac {1}{2}},3),\,(1,1,1)\}}, tetapi himpunan ini bukan basis karena bersifat bergantung linear.

Himpunan { ( 1 , 0 , 0 ) , ( 0 , 1 , 0 ) , ( 1 , 1 , 0 ) } {\displaystyle \{(1,0,0),\,(0,1,0),\,(1,1,0)\}} {\displaystyle \{(1,0,0),\,(0,1,0),\,(1,1,0)\}} bukan himpunan merentang dari R 3 {\displaystyle \mathbb {R} ^{3}} {\displaystyle \mathbb {R} ^{3}}, karena rentangnya adalah subruang semua vektor di R 3 {\displaystyle \mathbb {R} ^{3}} {\displaystyle \mathbb {R} ^{3}} yang komponen terakhirnya bernilai 0. {\displaystyle 0.} {\displaystyle 0.} Subruang tersebut juga direntang oleh himpunan { ( 1 , 0 , 0 ) , ( 0 , 1 , 0 ) } , {\displaystyle \{(1,0,0),\,(0,1,0)\},} {\displaystyle \{(1,0,0),\,(0,1,0)\},} karena ( 1 , 1 , 0 ) {\displaystyle (1,1,0)} {\displaystyle (1,1,0)} adalah kombinasi linear dari ( 1 , 0 , 0 ) {\displaystyle (1,0,0)} {\displaystyle (1,0,0)} dan ( 0 , 1 , 0 ) . {\displaystyle (0,1,0).} {\displaystyle (0,1,0).}

Himpunan kosong adalah himpunan merentang dari { ( 0 , 0 , 0 ) } , {\displaystyle \{(0,0,0)\},} {\displaystyle \{(0,0,0)\},} karena himpunan kosong adalah subset dari semua subruang vektor yang mungkin di R 3 , {\displaystyle \mathbb {R} ^{3},} {\displaystyle \mathbb {R} ^{3},} dan { ( 0 , 0 , 0 ) } {\displaystyle \{(0,0,0)\}} {\displaystyle \{(0,0,0)\}} adalah irisan dari semua subruang tersebut.

Himpunan semua monomial x n , {\displaystyle x^{n},} {\displaystyle x^{n},} dengan n {\displaystyle n} {\displaystyle n} adalah bilangan bulat non-negatif, merentang ruang polinomial.

Teorema

Kesetaraan antar definisi

Untuk sebarang ruang vektor V {\displaystyle V} {\displaystyle V} atas lapangan K , {\displaystyle K,} {\displaystyle K,} himpunan semua kombinasi linear dari subset S {\displaystyle S} {\displaystyle S} dari V , {\displaystyle V,} {\displaystyle V,} adalah subruang terkecil dari V {\displaystyle V} {\displaystyle V} yang mengandung S . {\displaystyle S.} {\displaystyle S.}

Bukti. Pertama kita tunjukkan bahwa span ( S ) {\displaystyle {\text{span}}(S)} {\displaystyle {\text{span}}(S)} adalah subruang dari V . {\displaystyle V.} {\displaystyle V.} Karena S {\displaystyle S} {\displaystyle S} adalah subset dari V , {\displaystyle V,} {\displaystyle V,} kita cukup membuktikan bahwa vektor 0 {\displaystyle \mathbf {0} } {\displaystyle \mathbf {0} } anggota dari span ( S ) , {\displaystyle {\text{span}}(S),} {\displaystyle {\text{span}}(S),} bahwa span ( S ) {\displaystyle {\text{span}}(S)} {\displaystyle {\text{span}}(S)} dibawah penjumlahan, dan bahwa span ( S ) {\displaystyle {\text{span}}(S)} {\displaystyle {\text{span}}(S)} tertutup dibawah perkalian skalar. Misalkan S = { v 1 , v 2 , … , v n } {\displaystyle S=\{\mathbf {v} _{1},\mathbf {v} _{2},\ldots ,\mathbf {v} _{n}\}} {\displaystyle S=\{\mathbf {v} _{1},\mathbf {v} _{2},\ldots ,\mathbf {v} _{n}\}}, mudah ditunjukkan bahwa vektor nol di V {\displaystyle V} {\displaystyle V} ada di span ( S ) , {\displaystyle {\text{span}}(S),} {\displaystyle {\text{span}}(S),} karena 0 = 0 v 1 + 0 v 2 + ⋯ + 0 v n . {\displaystyle \mathbf {0} =0\mathbf {v} _{1}+0\mathbf {v} _{2}+\cdots +0\mathbf {v} _{n}.} {\displaystyle \mathbf {0} =0\mathbf {v} _{1}+0\mathbf {v} _{2}+\cdots +0\mathbf {v} _{n}.} Menjumlahkan sebarang dua kombinasi linear dari S {\displaystyle S} {\displaystyle S} akan menghasilkan kombinasi linear dari S : {\displaystyle S:} {\displaystyle S:} ( λ 1 v 1 + ⋯ + λ n v n ) + ( μ 1 v 1 + ⋯ + μ n v n ) = ( λ 1 + μ 1 ) v 1 + ⋯ + ( λ n + μ n ) v n , {\displaystyle (\lambda _{1}\mathbf {v} _{1}+\cdots +\lambda _{n}\mathbf {v} _{n})+(\mu _{1}\mathbf {v} _{1}+\cdots +\mu _{n}\mathbf {v} _{n})=(\lambda _{1}+\mu _{1})\mathbf {v} _{1}+\cdots +(\lambda _{n}+\mu _{n})\mathbf {v} _{n},} {\displaystyle (\lambda _{1}\mathbf {v} _{1}+\cdots +\lambda _{n}\mathbf {v} _{n})+(\mu _{1}\mathbf {v} _{1}+\cdots +\mu _{n}\mathbf {v} _{n})=(\lambda _{1}+\mu _{1})\mathbf {v} _{1}+\cdots +(\lambda _{n}+\mu _{n})\mathbf {v} _{n},}dengan semua λ i , μ i ∈ K {\displaystyle \lambda _{i},\mu _{i}\in K} {\displaystyle \lambda _{i},\mu _{i}\in K}, dan mengalikan sebarang kombinasi linear dari S {\displaystyle S} {\displaystyle S} dengan sebarang skalar c ∈ K {\displaystyle c\in K} {\displaystyle c\in K} akan menghasilkan kombinasi linear dari S : {\displaystyle S:} {\displaystyle S:} c ( λ 1 v 1 + ⋯ + λ n v n ) = c λ 1 v 1 + ⋯ + c λ n v n . {\displaystyle c(\lambda _{1}\mathbf {v} _{1}+\cdots +\lambda _{n}\mathbf {v} _{n})=c\lambda _{1}\mathbf {v} _{1}+\cdots +c\lambda _{n}\mathbf {v} _{n}.} {\displaystyle c(\lambda _{1}\mathbf {v} _{1}+\cdots +\lambda _{n}\mathbf {v} _{n})=c\lambda _{1}\mathbf {v} _{1}+\cdots +c\lambda _{n}\mathbf {v} _{n}.}Alhasil, span ( S ) {\displaystyle {\text{span}}(S)} {\displaystyle {\text{span}}(S)} adalah subruang dari V . {\displaystyle V.} {\displaystyle V.}
Misalkan W {\displaystyle W} {\displaystyle W} adalah subruang V {\displaystyle V} {\displaystyle V} yang mengandung S . {\displaystyle S.} {\displaystyle S.} Perhatikan bahwa S ⊆ span ⁡ S , {\displaystyle S\subseteq \operatorname {span} S,} {\displaystyle S\subseteq \operatorname {span} S,} karena semua v i {\displaystyle \mathbf {v} _{i}} {\displaystyle \mathbf {v} _{i}} merupakan kombinasi linear dari S {\displaystyle S} {\displaystyle S} (secara langsung). Karena W {\displaystyle W} {\displaystyle W} tertutup dibawah penjumlahan dan perkalian skalar, maka setiap kombinasi linear λ 1 v 1 + ⋯ + λ n v n {\displaystyle \lambda _{1}\mathbf {v} _{1}+\cdots +\lambda _{n}\mathbf {v} _{n}} {\displaystyle \lambda _{1}\mathbf {v} _{1}+\cdots +\lambda _{n}\mathbf {v} _{n}} harus berada di W . {\displaystyle W.} {\displaystyle W.} Akibatnya, span ( S ) {\displaystyle {\text{span}}(S)} {\displaystyle {\text{span}}(S)} terkandung di semua subruang dari V {\displaystyle V} {\displaystyle V} yang mengandung S . {\displaystyle S.} {\displaystyle S.} Lebih lanjut, irisan semua subruang tersebut, yakni subruang terkecil, sama dengan himpunan semua kombinasi linear dari S . {\displaystyle S.} {\displaystyle S.}

Kardinalitas himpunan merentang setidaknya sebesar himpunan bebas linear

Sebarang himpunan S {\displaystyle S} {\displaystyle S} yang merentang ruang vektor V {\displaystyle V} {\displaystyle V} harus memiliki anggota setidaknya sebanyak jumlah anggota pada sebarang himpunan bebas linear dari V . {\displaystyle V.} {\displaystyle V.}

Bukti. Misalkan S = { v 1 , … , v m } {\displaystyle S=\{\mathbf {v} _{1},\ldots ,\mathbf {v} _{m}\}} {\displaystyle S=\{\mathbf {v} _{1},\ldots ,\mathbf {v} _{m}\}} adalah suatu himpunan merentang dan W = { w 1 , … , w n } {\displaystyle W=\{\mathbf {w} _{1},\ldots ,\mathbf {w} _{n}\}} {\displaystyle W=\{\mathbf {w} _{1},\ldots ,\mathbf {w} _{n}\}} adalah himpunan vektor-vektor yang saling bebas linear di V . {\displaystyle V.} {\displaystyle V.} Kita akan menunjukkan bahwa m ≥ n . {\displaystyle m\geq n.} {\displaystyle m\geq n.}
Karena S {\displaystyle S} {\displaystyle S} merentang V , {\displaystyle V,} {\displaystyle V,} maka S ∪ { w 1 } {\displaystyle S\cup \{\mathbf {w} _{1}\}} {\displaystyle S\cup \{\mathbf {w} _{1}\}} juga harus merentang V , {\displaystyle V,} {\displaystyle V,} dan w 1 {\displaystyle \mathbf {w} _{1}} {\displaystyle \mathbf {w} _{1}} harus merupakan hasil kombinasi linear dari S . {\displaystyle S.} {\displaystyle S.} Akibatnya S ∪ { w 1 } {\displaystyle S\cup \{\mathbf {w} _{1}\}} {\displaystyle S\cup \{\mathbf {w} _{1}\}} bergantung linear, dan kita dapat membuat satu vektor dari S {\displaystyle S} {\displaystyle S} yang dapat dinyatakan sebagai kombinasi anggota S {\displaystyle S} {\displaystyle S} lainnya. Vektor ini tidak mungkin w i {\displaystyle \mathbf {w} _{i}} {\displaystyle \mathbf {w} _{i}} karena W {\displaystyle W} {\displaystyle W} bebas linear. Himpunan yang dihasilkan proses ini adalah { w 1 , v 1 , … , v i − 1 , v i + 1 , … , v m } , {\displaystyle \{\mathbf {w} _{1},\mathbf {v} _{1},\ldots ,\mathbf {v} _{i-1},\mathbf {v} _{i+1},\ldots ,\mathbf {v} _{m}\},} {\displaystyle \{\mathbf {w} _{1},\mathbf {v} _{1},\ldots ,\mathbf {v} _{i-1},\mathbf {v} _{i+1},\ldots ,\mathbf {v} _{m}\},} yang merupakan himpunan merentang bagi V . {\displaystyle V.} {\displaystyle V.} Kita ulangi proses ini sebanyak n {\displaystyle n} {\displaystyle n} kali, yang tahap ke- p {\displaystyle p} {\displaystyle p}-nya akan menghasilkan himpunan hasil gabungan { w 1 , … , w p } {\displaystyle \{\mathbf {w} _{1},\ldots ,\mathbf {w} _{p}\}} {\displaystyle \{\mathbf {w} _{1},\ldots ,\mathbf {w} _{p}\}} dan m − p {\displaystyle m-p} {\displaystyle m-p} vektor dari S . {\displaystyle S.} {\displaystyle S.}
Dapat dipastikan sampai tahap ke- n {\displaystyle n} {\displaystyle n} akan selalu ada suatu v i {\displaystyle \mathbf {v} _{i}} {\displaystyle \mathbf {v} _{i}} untuk dibuang dari S {\displaystyle S} {\displaystyle S}, akibatnya v i {\displaystyle \mathbf {v} _{i}} {\displaystyle \mathbf {v} _{i}} setidaknya sama banyaknya dengan w i {\displaystyle \mathbf {w} _{i}} {\displaystyle \mathbf {w} _{i}}; dengan kata lain, m ≥ n . {\displaystyle m\geq n.} {\displaystyle m\geq n.} Untuk membuktikan hal ini, kita menggunakan bukti kontradiksi dengan menganggap m < n . {\displaystyle m<n.} {\displaystyle m<n.} Saat tahap ke- m {\displaystyle m} {\displaystyle m}, kita memiliki himpunan { w 1 , … , w m } {\displaystyle \{\mathbf {w} _{1},\ldots ,\mathbf {w} _{m}\}} {\displaystyle \{\mathbf {w} _{1},\ldots ,\mathbf {w} _{m}\}} dan kita dapat menambahkan vektor baru w m + 1 . {\displaystyle \mathbf {w} _{m+1}.} {\displaystyle \mathbf {w} _{m+1}.} Tapi karena { w 1 , … , w m } {\displaystyle \{\mathbf {w} _{1},\ldots ,\mathbf {w} _{m}\}} {\displaystyle \{\mathbf {w} _{1},\ldots ,\mathbf {w} _{m}\}} adalah himpunan merentang dari V , {\displaystyle V,} {\displaystyle V,} vektor w m + 1 {\displaystyle \mathbf {w} _{m+1}} {\displaystyle \mathbf {w} _{m+1}} adalah kombinasi linear dari { w 1 , … , w m } {\displaystyle \{\mathbf {w} _{1},\ldots ,\mathbf {w} _{m}\}} {\displaystyle \{\mathbf {w} _{1},\ldots ,\mathbf {w} _{m}\}}. Ini adalah kontradiksi, karena W {\displaystyle W} {\displaystyle W} bersifat bebas linear.

Himpunan merentang dapat disederhanakan menjadi suatu basis

Misalkan V {\displaystyle V} {\displaystyle V} adalah ruang vektor dimensi terhingga. Sebarang himpunan vektor yang merentang V {\displaystyle V} {\displaystyle V} dapat disederhanakan menjadi suatu basis bagi V , {\displaystyle V,} {\displaystyle V,} dengan membuang vektor dari keanggotaannya jika diperlukan (maksudnya, ketika ada vektor yang bergantung linear pada vektor-vektor lainnya). Jika aksioma pemilihan berlaku, teorema ini juga berlaku untuk kasus V {\displaystyle V} {\displaystyle V} berdimensi tak-hingga. Teorema ini juga mengartikan sebarang basis adalah himpunan merentang terkecil, ketika V {\displaystyle V} {\displaystyle V} berdimensi hingga.

Catatan kaki

  1. ↑ Axler (2015) p. 29, § 2.7
  2. ↑ Axler (2015) pp. 29-30, §§ 2.5, 2.8
  3. ↑ Hefferon (2020) p. 100, ch. 2, Definition 2.13
  4. ↑ Axler (2015) pp. 29-30, §§ 2.5, 2.8
  5. ↑ Roman (2005) pp. 41-42
  6. ↑ MathWorld (2021) Vector Space Span.

Daftar pustaka

Buku

Situs web

Pranala luar

Konsep dasar
Ruang Euklides tiga dimensi
Aljabar vektor
Aljabar multilinear
Matriks
Konstruksi aljabar
Numerik
Konten disalin dari Wikipedia Bahasa Indonesia (lisensi CC BY-SA) Lihat versi asli di Wikipedia

Rekomendasi Pilihan