
Soal 1 (CPL03, 50%)
Sebuah perusahaan pakan ternak ingin memproduksi pakan dengan
kandungan nutrisi tertentu yang optimal untuk ternak mereka. Mereka
memiliki tiga bahan baku utama:
- Bahan A \((X_1)\),
- Bahan B \((X_2)\),
dan
- Bahan C \((X_3)\).
Setiap bahan baku memiliki kandungan protein, serat, dan energi yang
berbeda, dan perusahaan ingin menentukan proporsi bahan baku yang tepat
agar memenuhi target nutrisi yang diinginkan.
Diberikan target nutrisi pakan yang harus dipenuhi sebagai
berikut:
- Total Protein: 240 unit
- Total Serat: 180 unit
- Total Energi: 300 unit
Kandungan nutrisi dari masing-masing bahan baku per satuan adalah
sebagai berikut:
Protein |
3 unit |
2 unit |
4 unit |
Serat |
1 unit |
2 unit |
1 unit |
Energi |
4 unit |
3 unit |
2 unit |
Tugas Anda
Tentukan berapa banyak masing-masing bahan baku \((X_1, X_2, X3)\) yang dibutuhkan untuk
memenuhi target nutrisi.
Susun sistem persamaan linear berdasarkan target nutrisi,
yaitu:
- Protein: \(3X_1 + 2X_2 + 4X_3 =
240\)
- Serat: \(X_1 + 2X_2 + X_3 =
180\)
- Energi: \(4X_1 + 3X_2 + 2X_3 =
300\)
Selesaikan sistem persamaan ini menggunakan metode invers matriks
untuk menemukan nilai \(X_1, X_2\), dan
\(X_3\).
Jelaskan hasil yang diperoleh secara visual, khususnya mengenai
berapa banyak setiap bahan baku yang harus digunakan agar kandungan
nutrisi sesuai dengan target yang ditentukan.
Petunjuk
Gunakan metode invers matriks untuk menyelesaikan sistem
persamaan linear dengan bantuan Python. Jika matriks koefisien memiliki
invers, maka solusi dapat ditentukan dengan rumus \(X = A^{-1}B\), di mana \(A\) adalah matriks koefisien, \(X\) adalah vektor variabel yang akan
dicari, dan \(B\) adalah vektor target
nutrisi.
Visualisasikan daerah solusi sistem persamaan diatas dengan
menggunakan Python dan gunakan library plotly.
Soal 2 (CPL03, 50%)
Sebuah perusahaan teknologi Augmented Reality (AR) sedang membuat
simulasi pemetaan objek dalam ruang tiga dimensi. Untuk menampilkan
objek dengan orientasi dan posisi yang diinginkan dalam ruang AR,
diperlukan beberapa transformasi linear 3D, termasuk rotasi, penskalaan,
dan translasi.
Setiap titik dalam objek 3D direpresentasikan sebagai vektor posisi
\((x, y, z)\), dan transformasi
dilakukan melalui matriks transformasi linear \(3 \times 3\) untuk rotasi dan penskalaan,
serta ditambah vektor translasi untuk menggeser posisi objek.
Tugas Anda
Susun Matriks Transformasi Komposit: Susun
matriks transformasi komposit yang mencakup rotasi, skala, dan translasi
dengan urutan berikut:
- Rotasi sebesar \(30^\circ\)
terhadap sumbu x, \(45^\circ\) terhadap
sumbu y, dan \(60^\circ\) terhadap
sumbu z.
- Penskalaan objek dengan faktor 2.
- Geser hasilnya sejauh \(t_x = 10\),
\(t_y = 5\), dan \(t_z = -3\).
Matriks transformasi komposit ini diperoleh dengan mengalikan matriks
rotasi \(R_x(30^\circ)\), \(R_y(45^\circ)\), dan \(R_z(60^\circ)\), kemudian mengalikannya
dengan matriks skala \(S(2)\), dan
menambahkan vektor translasi.
Penerapan Transformasi pada Titik 3D: Diberikan
tiga titik awal dalam objek 3D dengan koordinat sebagai berikut:
- Titik A: \((x, y, z) = (2, 3,
4)\)
- Titik B: \((x, y, z) = (-1, 5,
2)\)
- Titik C: \((x, y, z) = (4, -2,
3)\)
Terapkan matriks transformasi komposit pada masing-masing titik untuk
menentukan posisi baru dari setiap titik setelah transformasi.
Interpretasi Hasil: Diskusikan hasil
transformasi untuk setiap titik. Apa yang terjadi pada posisi
titik-titik tersebut setelah rotasi, penskalaan, dan translasi?
Bagaimana transformasi ini dapat membantu dalam memproyeksikan objek
dalam ruang 3D untuk keperluan simulasi AR?
Petunjuk
- Untuk rotasi \(30^\circ\), \(45^\circ\), dan \(60^\circ\), konversi sudut tersebut ke
radian.
- Kombinasikan matriks rotasi dan skala terlebih dahulu. Setelah
mendapatkan koordinat baru hasil transformasi rotasi dan skala,
tambahkan vektor translasi untuk mendapatkan posisi akhir setiap
titik.
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