PERSAMAAN DIFERENSIAL ORDE 1

dokumen-dokumen yang mirip
MATEMATIKA TEKNIK 2 S1-TEKNIK ELEKTRO. Mohamad Sidiq

PERSAMAAN DIFFERENSIAL ORDE I. Nurdinintya Athari

Persamaan diferensial adalah suatu persamaan yang memuat satu atau lebih turunan fungsi yang tidak diketahui.

PENYELESAIAN PERSAMAAN DIFFERENSIAL ORDE 1 - I

BAB 2 PERSAMAAN DIFFERENSIAL BIASA

PERSAMAAN DIFERENSIAL LINIER NON HOMOGEN

PERSAMAAN DIFERENSIAL I PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA

PERSAMAAN DIFFERENSIAL LINIER

PERSAMAAN DIFERENSIAL (PD)

Universitas Indonusa Esa Unggul Fakultas Ilmu Komputer Teknik Informatika. Persamaan Diferensial Orde II

Persamaan Diferensial

Program Perkuliahan Dasar Umum Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Persamaan Diferensial Orde II

MA1201 KALKULUS 2A (Kelas 10) Bab 7: Teknik Pengintegral

BAB 2 PDB Linier Order Satu 2.1 PDB Linier Order Satu Homogen PDB order satu dapat dinyatakan dalam atau dalam bentuk derivatif = f(x y) dx M(x y)dx +

MA1201 KALKULUS 2A (Kelas 10) Bab 7: Teknik Pengintegral

BAB I PERSAMAAN DIFERENSIAL LINIER ORDE I

Persamaan Diferensial

TUGAS MANDIRI KULIAH PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA Tahun Ajaran 2016/2017

TEKNIK PENGINTEGRALAN

HUBUNGAN ANTARA DIFFERENSIAL DAN INTEGRAL

Matematika Teknik I. Prasyarat : Kalkulus I, Kalkulus II, Aljabar Vektor & Kompleks

BAB II PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA(PDB) ORDE SATU

Pertemuan 1 dan 2 KONSEP DASAR PERSAMAAN DIFERENSIAL

BAB I KONSEP DASAR PERSAMAAN DIFERENSIAL

Kalkulus 2. Teknik Pengintegralan ke - 3. Tim Pengajar Kalkulus ITK. Institut Teknologi Kalimantan. Januari 2018

BAB I PENGERTIAN DASAR

PENGANTAR MATEMATIKA TEKNIK 1. By : Suthami A

BAB II PERSAMAAN DIFERENSIAL ORDE SATU

Persamaan Diferensial

Mata Kuliah :: Matematika Rekayasa Lanjut Kode MK : TKS 8105 Pengampu : Achfas Zacoeb

Nurdinintya Athari PERSAMAAN DIFFERENSIAL ORDE 2

: Pramitha Surya Noerdyah NIM : A. Integral. ʃ f(x) dx =F(x) + c

KONSEP DASAR PERSAMAAN DIFERENSIAL

perpindahan, kita peroleh persamaan differensial berikut :

BAB II PERSAMAAN DIFERENSIAL ORDE SATU

BAB II PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA(PDB) ORDE SATU

Ringkasan Kalkulus 2, Untuk dipakai di ITB 1. Integral Lipat Dua Atas Daerah Persegipanjang

BAB I PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA ORDE SATU

BAB I PENDAHULUAN. Kompetensi

Pertemuan Kesatu. Matematika III. Oleh Mohammad Edy Nurtamam, S.Pd., M.Si. Page 1.

Persamaan Diferensial

BAB I PENDAHULUAN. Kompetensi

II. TINJAUAN PUSTAKA. variabel x, sehingga nilai y bergantung pada nilai x. Adanya relasi kebergantungan

Kalkulus 2. Teknik Pengintegralan ke - 2. Tim Pengajar Kalkulus ITK. Institut Teknologi Kalimantan. Januari 2018

dy = f(x,y) = p(x) q(y), dx dy = p(x) dx,

BAB VI INTEGRAL TAK TENTU DAN PENGGUNAANNYA

PENYELESAIAN PERSAMAAN DIFFERENSIAL ORDE 1 - II

Kalkulus 2. Teknik Pengintegralan ke - 1. Tim Pengajar Kalkulus ITK. Institut Teknologi Kalimantan. Januari 2018

BAB 1 PERSAMAAN DIFERENSIAL ORDER SATU

BAB: TEKNIK PENGINTEGRALAN Topik: Metode Substitusi

Persamaan Diferensial Biasa

INTEGRASI Matematika Industri I

Pecahan Parsial (Partial Fractions)

BAB I DASAR-DASAR PEMODELAN MATEMATIKA DENGAN PERSAMAAN DIFERENSIAL

Adalah : hubungan antara variabel bebas x, variabel

Hendra Gunawan. 25 April 2014

TEKNIK PENGINTEGRALAN

INTEGRAL TAK TENTU 1

disebut Persamaan Diferensial Parsial (PDP).

Persamaan Diferensial

Kalkulus Variasi. Persamaan Euler, Masalah Kalkulus Variasi Berkendala, Syarat Batas. Toni Bakhtiar. Departemen Matematika IPB.

4. Dibawah ini persamaan diferensial ordo dua berderajat satu adalah

Persamaan Differensial Biasa

BAB II LANDASAN TEORI

PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA ORDE SATU

Persamaan Diferensial Biasa. Rippi Maya

BAB II PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA (PDB) ORDE SATU

16. INTEGRAL. A. Integral Tak Tentu 1. dx = x + c 2. a dx = a dx = ax + c. 3. x n dx = + c. cos ax + c. 4. sin ax dx = 1 a. 5.

Teknik Pengintegralan

Fakultas Teknik UNY Jurusan Pendidikan Teknik Otomotif INTEGRASI FUNGSI. 0 a b X A. b A = f (X) dx a. Penyusun : Martubi, M.Pd., M.T.

MODIFIKASI METODE RUNGE-KUTTA ORDE-4 KUTTA BERDASARKAN RATA-RATA HARMONIK TUGAS AKHIR. Oleh : EKA PUTRI ARDIANTI

PENYELESAIAN PERSAMAAN DIFFERENSIAL ORDE 2 - II

II. TINJAUAN PUSTAKA. Turunan fungsi f adalah fungsi lain f (dibaca f aksen ) yang nilainya pada ( ) ( ) ( )

PERSAMAAN DIFERENSIAL ORDE SATU

Komposisi Transformasi

FUNGSI-FUNGSI INVERS

INTISARI KALKULUS 2. Penyusun: Drs. Warsoma Djohan M.Si. Open Source. Not For Commercial Use

BERBAGAI MODEL MATEMATIKA BERBENTUK PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA TINGKAT SATU

I. Sistem Persamaan Diferensial Linier Orde 1 (Review)

: 6. Menggunakan konsep limit fungsi dan turunan fungsi dalam pemecahan masalah.

Teorema Faktor. Misalkan P (x) suatu polynomial, (x k) merupakan faktor dari P (x) jika dan hanya jika P (k) = 0

INTISARI KALKULUS 2. Penyusun: Drs. Warsoma Djohan M.Si. Open Source. Not For Commercial Use

Fungsi F disebut anti turunan (integral tak tentu) dari fungsi f pada himpunan D jika. F (x) = f(x) dx dan f (x) dinamakan integran.

BAB IV PERSAMAAN TAKHOMOGEN

Teknik pengintegralan: Integral fungsi pecah rasional (bagian 1)

BAB II KAJIAN TEORI. dalam penulisan bab III. Materi yang diuraikan berisi tentang definisi, teorema,

Persamaan Diferensial Orde Satu

Hendra Gunawan. 23 April 2014

TINJAUAN PUSTAKA. Jika y = f(x) dengan f(x) adalah suatu fungsi yang terdiferensialkan terhadap

Barisan dan Deret Agus Yodi Gunawan

MASALAH SYARAT BATAS (MSB)

Persamaan Diferensial Biasa

digunakan untuk menyelesaikan integral seperti 3

Metode Koefisien Tak Tentu untuk Penyelesaian PD Linier Homogen Tak Homogen orde-2 Matematika Teknik I_SIGIT KUSMARYANTO

Persamaan Diferensial Parsial CNH3C3

Husna Arifah,M.Sc : Persamaan Bessel: Fungsi-fungsi Besel jenis Pertama

MATERI 2 MATEMATIKA TEKNIK 1 PERSAMAAN DIFERENSIAL ORDE SATU

Aturan dasar pengintegralan Integral fungsi rasional Integral parsial Integral trigonometri Substitusi yang merasionalkan Strategi pengintegralan

MAKALAH MATEMATIKA DASAR TURUNAN (DIFERENSIAL)

INTEGRAL (ANTI DIFERENSIAL) Tito Adi Dewanto S.TP

Transkripsi:

PERSAMAAN DIFERENSIAL ORDE 1 Kalkulus 2

PENGERTIAN Persamaan diferensial adalah suatu persamaan yang memuat satu atau lebih turunan fungsi yang tidak diketahui. Jika persamaan diferensial memiliki satu peubah tak bebas maka disebut Persamaan Diferensial Biasa (PDB). Sedangkan jika peubah bebasnya lebih dari satu dinamakan Persamaan Diferensial Parsial. Persamaan diferensial biasa dikatakan linear, apabila persamaan diferensial tersebut mempunyai peubah tak bebas maupun turunannya bersifat linear. Bentuk umum PDBL orde-n adalah sebagai berikut a n (x) yn + a n-1 (x) y n-1 + + a 0 (x) y = f(x) dengan an(x) 0 dan a n (x), a n-1 (x),, a 0 (x) adalah koefisien PD. Bila f(x) = 0 disebut PDBL Homogen, sebaliknya jika tidak disebut PDBL tak homogen. Orde PDB adalah turunan tertinggi yang terlibat dalam PDB.

CONTOH dn =kn, N = N(t), orde 1 di mana N peubah tak bebas, t peubah bebasnya. y + 2 cos 2x = 0, orde 1 di mana y peubah tak bebas x peubah bebasnya. y + e x y + sin xy = e x sin x, PD orde 2. x 3 y + cos 2x (y ) 3 = x 2 y 2, PD orde 2.

SOLUSI PD Persamaan diferensial di mana y sebagai peubah tak bebas yang bergantung pada peubah bebas x atau suatu fungsi y = f(x) disebut solusi PDB jika fungsi y = f(x) disubtitusikan ke PDB diperoleh persamaan identitas. Solusi umum dan solusi khusus Jika fungsi y = f(x) memuat konstanta sembarang maka solusi disebut solusi umum, sebaliknya disebut solusi khusus.

CONTOH y = cos x + c solusi umum Persamaan Diferensial y + sin x = 0 Karena (cos x + c) + sin x = -sin x + sin x = 0 y = cos x + 6 solusi khusus Persamaan Diferensial y + sin x = 0 Karena (cos x + 6) + sin x = -sin x + sin x = 0

PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA ORDE 1 PDB terpisah PDB dengan koefisien fungsi homogen PDB Linier

PDB TERPISAH PDB yang dapat dituliskan dalam bentuk : g(y) = f(x) dx disebut PDB terpisah. Penyelesaian : integralkan kedua ruas Contoh: Tentukan solusi umum PD o (x ln x) y' = y y = /dx o y = x 3 e y y(2) = 0

PENYELESAIAN o x ln x y = y x ln x dx = y y = dx x ln x න y = න dx x ln x ln y = ln(ln x) + ln c ln y = ln(c ln x) y = c ln x Jadi solusi umum PD tersebut adalah y = c ln x

PENYELESAIAN o y = x 3 e y dx = x3 e y e y = x3 dx න e y = න x 3 dx e y = 1 4 x4 + c y = ln( 1 4 x4 + c) Diketahui y(2)=0, sehingga: 0 = ln 1 4 24 + c 1 = 4 + c c = 3 Jadi solusi khusus PD tersebut adalah: y = ln( 1 4 x4 3)

LATIHAN SOAL Tentukan solusi Persamaan diferensial dibawah ini 1. 2. 3. 4. dx = x2 1 y 2 = 3x2 +4x+2 dx 2(y 1) dx = x2 y(1+x 3 ) dx = 1 + x + y2 + xy 2 5. y = (1 + 2y)(1 + x 2 + 2x 3 ) 6. y = 2 1 + x 1 + y 2, y 0 = 0 7. y = y cos x 1+2y 2, y 0 = 1 8. (1 + e x )y +, e x y = 0, y 0 = 1

FUNGSI HOMOGEN Fungsi A(x,y) disebut fungsi homogen dengan derajat n, jika A(kx,ky) = k n A(x,y), k konstanta sembarang Contoh : Periksa apakah fungsi berikut homogen atau tidak! 1. A(x,y) = x + y A(kx,ky) = kx + ky = k (x + y) = k A(x,y) A(x,y) = x + y, fungsi homogen dengan derajat 1 2. A(x,y) = x 2 + xy A(kx,ky) = k 2 x 2 + kx ky = k 2 (x 2 +xy) = k 2 A(x,y) A(x,y) = x 2 + xy, fungsi homogen dengan derajat 2

PD DENGAN KOEFISIEN FUNGSI HOMOGEN Persamaan Diferensial Biasa yang dapat dituliskan dengan A,B fungsi B(x,y) homogen dengan derajat yang sama disebut PDB dengan koefisien fungsi homogen. Penyelesaian: Menggunakan subtitusi y = ux, u = u(x), u=y/x dalam bentuk y = A(x,x) y = u x + u du = x dx dx + u = x du + u dx

CONTOH Selesaikan solusi persamaan diferensial berikut: 1. y = x+y x Penyelesaian: x + y = dx x Misalkan y = ux, maka = x du + u dx dx = 1 + y x x du + u dx dx x du = dx du = dx x y x = ln x + c y = x ln x + cx = 1 + u x du + u dx = 1 + u dx du = dx x u = ln x + c Jadi solusi umum dari PD di atas adalah y = x ln x + cx

CONTOH 2. x 2 dx y2 2xy = 0, y 1 = 1 Penyelesaian: = y2 +2xy dx x 2 x du + u dx sehingga: dx x du = (u 2 +u)dx = dx (y x )2 +2( y ). Misalkan y = ux, maka = x du + u dx, x = u 2 + 2u x du + u dx = u 2 + 2u dx du = dx (u 2 +u) x du 1 ) 1 u(u+1) = ln x + c u ln y y+x = u+1 u = ln cx ln y Τx u+1 Τ du = (u 2 +u) dx x ) du = ln cx ln u ln u + 1 = ln cx y x +1 = ln cx ln y y+x = ln cx cx y 1 cx = cx2 y = cx2 1 cx y 1 = 1 c = 1 2 Jadi solusi khusus dari PD di atas adalah y = x2 2 x

LATIHAN SOAL Tentukan solusi Persamaan diferensial dibawah ini 1. 2y dx x = 0 2. 3. 4. = x2 +2y 2 dx 2xy = y2 +2xy dx x 2 = x+3y dx x y 5. 6. 7. = x2 +xy+y 2 dx x 2 = 4x+3y dx 2x+y = 3y 3x dx 2x y

PDB LINIER PDB Linier adalah PDB yang dapat dituliskan dalam bentuk : Penyelesaian : y + p(x) y = q(x) p x dx o Kalikan kedua ruas dengan faktor integral e o Sehingga diperoleh: y e p x dx + p(x) ye p x dx p x dx = q(x)e ye p x dx p x dx = q(x)e o Integralkan kedua ruas: ye p x dx = ye p x dx + c Solusi Umum PDB

CONTOH Selesaikan persamaan diferensial berikut 1. xy 2y = x 3 e x Penyelesaian: xy 2y = x 3 e x y 2 y x = x2 e x p x = 2 x dan q x = x2 e x Faktor integrasi: e 2 x dx = e 2 ln x = x 2 Kedua ruas dikalikan dengan x 2, sehingga didapatkan: 1 x 2 y 2 x 3 y = ex 1 x 2 y = e x 1 x 2 y = ex + c y = x 2 e x + cx 2 Jadi solusi umumnya adalah y = x 2 e x + cx 2

CONTOH 2. y + y = x + 1 2, y 0 = 3 Penyelesaian: y + y = x + 1 2 p x = 1 dan q x = (x + 1) 2 Faktor integrasi: e 1dx = e x Kedua ruas dikalikan dengan e x, sehingga didapatkan: e x y + e x y = e x x + 1 2 (e x y) = e x x + 1 2 e x x + 1 2 dx = y) d(e x e x x + 1 2 = y) e ) x e x y = e x x + 1 2 2(x + 1)e x dx e x y = e x x + 1 2 2 x + 1 e x + 2e x + c y = x + 1 2 2 x + 1 + 2 + ce x y = x 2 + 1 + ce x => Solusi Umum Diketahui y 0 = 3, sehingga 3 = 1 + c c = 2 Jadi solusi khusus adalah y = x 2 + 1 + 2e x

LATIHAN SOAL Selesaikan persamaan diferensial di bawah ini: 1. y + 2y = x 2 2. y + 2y = e x 3. (x + 1)y +y = x 2 1 4. y + 2y x+1 = (x + 1)2 5. xy + 1 + x y = e x, y 1 = 0 6. y + y tan x = sec x 7. sin x y + 2y cos x = sin 2x, y( π 2 )=2