Matematika · Glosarium

Apa itu pecahan rasional?

Dikenal juga sebagai: kutub

Definisi 9.1 Matematika Universitas — Tahun 1 · Bab 9 — Pecahan Rasional

Sebuah pecahan rasional atas KK (=R= \R atau C\C) adalah hasil bagi F=ABF = \frac{A}{B} dengan A,BK[X]A, B \in K[X], B0B \neq 0; dan dua hasil bagi AB\frac AB serta AB\frac{A'}{B'} diidentifikasikan bila AB=ABAB' = A'B. Setiap pecahan mempunyai bentuk paling sederhana dengan gcd(A,B)=1\gcd(A, B) = 1, yang tunggal sampai konstanta. Dengan operasi yang wajar, himpunan K(X)K(X) berisi pecahan rasional menjadi sebuah lapangan.

Sebuah kutub FF (dalam bentuk paling sederhana) adalah akar BB; sedangkan orde sebuah kutub adalah kegandaannya sebagai akar BB. Adapun derajat FF adalah degF=degAdegBZ{}\deg F = \deg A - \deg B \in \Z \cup \{-\infty\}.

Contoh

Contoh 9.2 (Membaca kutub, orde dan derajatnya)

Misalkan F=X3XX42X3+X2F = \dfrac{X^3 - X}{X^4 - 2X^3 + X^2}. Faktorkan kedua lapisnya: pembilangnya X(X1)(X+1)X(X-1)(X+1), penyebutnya X2(X1)2X^2(X-1)^2; lalu coret faktor persekutuannya X(X1)X(X-1):

F=X+1X(X1)(bentuk paling sederhana).F = \frac{X + 1}{X(X - 1)} \quad\text{(bentuk paling sederhana).}

Kutubnya: 00 dan 11, keduanya sederhana — ordenya terbaca pada penyebut yang sudah disederhanakan, sehingga akar ganda yang tampak pada penyebut aslinya tidak relevan. Derajatnya: degF=12=1\deg F = 1 - 2 = -1, yang terlihat secara asimtotik (xF(x)1xF(x) \to 1 ketika xx \to \infty). Adapun derajatnya berperilaku seperti derajat polinomial (degFG=degF+degG\deg FG = \deg F + \deg G, deg(F+G)max\deg(F + G) \leq \max), yaitu kaidah pembukuan yang dipakai terus-menerus pada perburuan koefisien di bawah: setiap argumen “limit xF(x)xF(x)” sesungguhnya cacahan derajat yang menyamar.

Contoh 9.4 (Sederhanakan dulu, baru bagi)

Carilah bagian bulat F=X3+1X21F = \dfrac{X^3 + 1}{X^2 - 1}. Dengan membagi secara membabi buta: X3+1=(X21)X+(X+1)X^3 + 1 = (X^2 - 1)X + (X + 1), jadi F=X+X+1X21F = X + \frac{X + 1}{X^2 - 1}. Tetapi pecahannya belum disederhanakan: X3+1=(X+1)(X2X+1)X^3 + 1 = (X + 1)(X^2 - X + 1) dan X21=(X+1)(X1)X^2 - 1 = (X+1)(X-1) berbagi faktor X+1X + 1, sehingga

F=X2X+1X1=X+1X1:F = \frac{X^2 - X + 1}{X - 1} = X + \frac{1}{X - 1} :

bagian bulatnya tetap sama, yaitu XX, tetapi bagian pecahannya runtuh menjadi satu bata saja, dan “kutub” di 1-1 sesungguhnya tak pernah menjadi kutub. Sederhanakanlah selalu sampai bentuk yang terkecil sebelum berburu kutub: karena kutub FF adalah akar penyebut yang sudah disederhanakan. (Adapun bagian bulatnya tak peka terhadap penyederhanaan itu, sebagaimana dijamin ketunggalan pada Proposisi 9.3.)

Contoh 9.8

Uraikan F=1X(X1)(X2)F = \dfrac{1}{X(X-1)(X-2)}. Ada tiga kutub sederhana; lakukan penutupan pada masing-masingnya:

c0=1(01)(02)=12,c1=11×(12)=1,c2=12×1=12,c_0 = \frac{1}{(0-1)(0-2)} = \frac12, \quad c_1 = \frac{1}{1 \times (1 - 2)} = -1, \quad c_2 = \frac{1}{2 \times 1} = \frac12,

jadi F=1/2X1X1+1/2X2F = \dfrac{1/2}{X} - \dfrac{1}{X-1} + \dfrac{1/2}{X-2}. Periksa di X=3X = 3: secara langsung, F(3)=1321=16F(3) = \frac{1}{3\cdot2\cdot1} = \frac16; sedangkan dari penguraiannya, 1/2312+1/21=1612+12=16\frac{1/2}{3} - \frac{1}{2} + \frac{1/2}{1} = \frac16 - \frac12 + \frac12 = \frac16.

Baca dalam konteks →