NUMERIK. Mencari SOLUSI- Persamaan Differensial

dokumen-dokumen yang mirip
BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang. Suatu integral dapat diselesaikan dengan 2 cara, yaitu secara analitik dan

EFEK DISKRITASI METODE GALERKIN SEMI DISKRET TERHADAP AKURASI DARI SOLUSI MODEL RAMBATAN PANAS TANPA SUKU KONVEKSI

MATERI KULIAH METODE KOMPUTASI NUMERIK

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang dan Permasalahan

Catatan Kuliah Analisis Numerik Pertemuan 1 : 10 Februari 2015 Sri Istiyarti Uswatun Chasanah G Oleh : Dr.Ir.Sri Nurdiati, M.

Persamaan Diferensial

PENGANTAR MATEMATIKA TEKNIK 1. By : Suthami A

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

Ilustrasi Persoalan Matematika

Triyana Muliawati, S.Si., M.Si.

PENGARUH PERUBAHAN NILAI PARAMETER TERHADAP NILAI ERROR PADA METODE RUNGE-KUTTA ORDE 3

SOLUSI NUMERIK PERSAMAAN INTEGRO-DIFERENSIAL VOLTERRA-FREDHOLM NONLINEAR MENGGUNAKAN FUNGSI TRIANGULAR ABSTRACT ABSTRAK

BAB II PENGANTAR SOLUSI PERSOALAN FISIKA MENURUT PENDEKATAN ANALITIK DAN NUMERIK

SKEMA NUMERIK UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN BURGERS MENGGUNAKAN METODE CUBIC B-SPLINE QUASI-INTERPOLANT DAN MULTI-NODE HIGHER ORDER EXPANSIONS

dy dx B. Tujuan Adapun tujuan dari praktikum ini adalah

Bab 3 PERUMUSAN MODEL KINEMATIK DDMR

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

SOLUSI NUMERIK UNTUK PERSAMAAN INTEGRAL KUADRAT NONLINEAR. Eka Parmila Sari 1, Agusni 2 ABSTRACT

BAB IV PENYELESAIAN PERSAMAAN DIFERENSIAL SECARA NUMERIK

Galat & Analisisnya. FTI-Universitas Yarsi

MATERI KULIAH PEMODELAN dan METODE NUMERIK

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Statistika Dasar DISTRIBUSI FREKUENSI..:: Erna Sri Hartatik ::.

Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan IV 2016 ISBN Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Definisi Metode Numerik

POKOK BAHASAN. Matematika Lanjut 2 Sistem Informasi

Invers Transformasi Laplace

BAB 3 SISTEM DINAMIK ORDE SATU

Metode Beda Hingga untuk Penyelesaian Persamaan Diferensial Parsial

TE Sistem Linier. Sistem Waktu Kontinu

Konsep Metode Numerik. Workshop Metode Numerik Ahmad Zainudin, S.ST

KAJIAN DISKRETISASI DENGAN METODE GALERKIN SEMI DISKRET TERHADAP EFISIENSI SOLUSI MODEL RAMBATAN PANAS TANPA SUKU KONVEKSI

II. TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Persamaan Diferensial (Bronson dan Costa, 2007) terhadap satu atau lebih dari variabel-variabel bebas (independent

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

SKEMA NUMERIK UNTUK MEMPEROLEH SOLUSI TAKSIRAN DARI KELAS PERSAMAAN INTEGRAL FREDHOLM NONLINEAR JENIS KEDUA. Vanny Restu Aji 1 ABSTRACT

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

ASPEK STABILITAS DAN KONSISTENSI METODA DALAM PENYELESAIAN NUMERIK PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA DENGAN MENGGUNAKAN METODA PREDIKTOR- KOREKTOR ORDE 4

BAB II LANDASAN TEORI

Pengantar Metode Numerik

Silabus dan Satuan Acara Perkuliahan

Pendahuluan Metode Numerik Secara Umum

Perbandingan Penyelesaian Persamaan Diferensial Biasa Menggunakan Metode Backpropagation, Euler, Heun, dan Runge-Kutta Orde 4

METODE TRANSFORMASI ELZAKI DALAM MENYELESAIKAN PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA LINEAR ORDE DUA DENGAN KOEFISIEN VARIABEL ABSTRACT

Pendahuluan Metode Numerik Secara Umum

p2(x)

PERBANDINGAN SOLUSI MODEL GERAK ROKET DENGAN METODE RUNGE-KUTTA DAN ADAM- BASHFORD

BAB 1 PENDAHULUAN. Metode Numerik

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang Masalah

METODE NUMERIK SOLUSI PERSAMAAN NON LINEAR

Metode Numerik (Pendahuluan) Instruktur : Ferry Wahyu Wibowo, S.Si., M.Cs.

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER GLOBAL INFORMATIKA MDP

PENDAHULUAN METODE NUMERIK

Metode Numerik & Lab. Muhtadin, ST. MT. Metode Numerik & Komputasi. By : Muhtadin

METODE ITERASI BARU BERTIPE SECANT DENGAN KEKONVERGENAN SUPER-LINEAR. Rino Martino 1 ABSTRACT

TEOREMA TITIK TETAP BANACH UNTUK MENDAPATKAN SYARAT KEKONVERGENAN METODE JACOBY

Kata Pengantar... Daftar Isi... Daftar Padan Kata...

METODE ITERASI SEDERHANA

2.1 Pelinieran Model Matematik dengan Ekspansi Deret Taylor

Bab 1. Pendahuluan Metode Numerik Secara Umum

METODE ITERASI BEBAS TURUNAN BERDASARKAN KOMBINASI KOEFISIEN TAK TENTU DAN FORWARD DIFFERENCE UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

CNH2B4 / KOMPUTASI NUMERIK

Bab 2. Landasan Teori. 2.1 Persamaan Air Dangkal Linier (Linier Shallow Water Equation)

Metode Numerik. Muhtadin, ST. MT. Metode Numerik. By : Muhtadin

BAB 1. KONSEP DASAR. d y ; 3x = d3 y ; y = 3 d y ; x = @u @z 5 6. d y = 7 y x Dalam bahan ajar ini pemba

Komputasi Gerak Benda Jatuh Relativistik dengan Variasi Percepatan Gravitasi dan Gesekan Menggunakan Bahasa Reduce

METODE NUMERIK 3SKS-TEKNIK INFORMATIKA-S1. Mohamad Sidiq PERTEMUAN-2

METODE FINITE-DIFFERENCE UNTUK PROBLEM LINEAR

PAM 252 Metode Numerik Bab 5 Turunan Numerik

BAB III ANALISIS. Pada tahap analisis, dilakukan penguraian terhadap topik penelitian untuk

RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER (RPS) METODE NUMERIK

Metode Numerik Analisa Galat & Deret Taylor. Teknik Informatika-Unitomo Anik Vega Vitianingsih

Hampiran turunan menggunakan metoda numerik

BAB 4 LOGICAL VALIDATION MELALUI PEMBANDINGAN DAN ANALISA HASIL SIMULASI

BANK SOAL METODE KOMPUTASI

PENYELESAIAN PERSAMAAN PANAS BALIK (BACKWARD HEAT EQUATION) Oleh: RICHA AGUSTININGSIH

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

Laporan Praktikum 9 Analisis Numerik

METODE NUMERIK PADA RANGKAIAN RLC SERI MENGGUNAKAN VBA EXCEL Latifah Nurul Qomariyatuzzamzami 1, Neny Kurniasih 2

BAB I KONSEP DASAR PERSAMAAN DIFERENSIAL

II. LANDASAN TEORI. sєs (S ruang sampel) dengan sebuah bilangan real. Salah satu peubah acak adalah

BAB I PENDAHULUAN. analitik, misalnya persamaan berikut sin x 7. = 0, akan tetapi dapat

PENGARUH PERUBAHAN PARAMETER TERHADAP NILAI ERROR PADA METODE RUNGE-KUTTA ORDO-2 SKRIPSI MIZWAR ARIFIN SRG

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

Kebalikan Transformasi Laplace

METODE FINITEDIFFERENCE INTERVAL UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN PANAS

PENYELESAIAN NUMERIK PERSAMAAN DIFERENSIAL LINEAR HOMOGEN DENGAN KOEFISIEN KONSTAN MENGGUNAKAN METODE ADAMS BASHFORTH MOULTON

Sagita Charolina Sihombing 1, Agus Dahlia Pendahuluan

MODIFIKASI METODE RUNGE-KUTTA ORDE EMPAT KUNTZMANN BERDASARKAN RATA-RATA KONTRA HARMONIK TUGAS AKHIR

Analisis Numerik Integral Lipat Dua Fungsi Trigonometri Menggunakan Metode Romberg

Perpaduan Metode Newton-Raphson Dan Metode Euler Untuk Menyelesaikan Persamaan Gerak Pada Osilator Magnetik

METODE ITERASI OPTIMAL TANPA TURUNAN BERDASARKAN BEDA TERBAGI ABSTRACT

Ujian Tengah Semester

BAB I PENDAHULUAN. Persamaan Diferensial Stokastik (PDS) telah memegang peranan yang

Ikhtisar: Teknik Kontrol Optimal Untuk Menyelesaikan Persamaan Diferensial

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

PRAKTIKUM 4 SOLUSI MATEMATIKA DENGAN MAPLE

BAB VI PENYELESAIAN DERET UNTUK PERSAMAAN DIFERENSIAL

Definisi yang sama dapat diberikan untuk limit tak hingga sepihak.

BAB IV IMPLEMENTASI SKEMA RUNGE-KUTTA. Pada bab ini akan dibahas implementasi skema skema yang telah

Transkripsi:

NUMERIK Mencari SOLUSI- Persamaan Differensial

Carilah solusi x(t) dari persamaan differensial biasa (Ordinary Differential Equation, ODE) order pertama: dx(t) = f{t,x(t)}, x(0) = x 0 dt jika diketahui: f{t,x(t)} = - 2x(t), x(0) = 10 Istilah-istilah: order keadaan awal (initial condition) peubah bebas t peubah terikat x x(t) -------> x

dx(t) dt dx(t) x(t) = - 2 x(t) = - 2 dt

NUMERIK Deret EULER: x(t + t) = x(t)+ t(dx(t)/dt)+(½) t 2 (d 2 x(t)/dt 2 ) + (1/6) t 3 (d 3 x(t)/dt 3 ) +... + (1/n!) t n (d n x(t)/dt n ) Metode Numerik Order Pertama: x(t + t) = x(t)+ t(dx(t)/dt)+ Error mulai pada t = 0, dihitung: x(0 + t) = x(0)+ t f{t,x(0)} dan seterusnya...

NUMERIK Contoh Kasus: dx(t) dt = - 2 x(t), x(0) = 10 Penyelesaian secara numerik, Order Pertama, t = 0.1: t = 0, x( t) = x(0) + t(dx(0)/dt) = x(0) + t( -2 x(0)) = 10 + (-2)(10) x( ) = 8 t = 0.1, x(0.2) = x(0.1) + t(dx(0.1)/dt) = 8 + (-2)(8) = 6.4 dst.

NUMERIK Dalam berbagai metode NUMERIK ada setidaknya 2 (dua) langkah baku untuk memperkecil galat (ERROR), yaitu: 1. Memperbanyak interval N atau memperkecil t 2. Memperbaiki metode Kebanyakan program numerik menggunakan sedikitnya 2 (dua) macam metode yang berbeda, menggunakan selisih hasil keduanya sebagai estimasi ERROR, dan terus memperbanyak N/memperkecil t sampai selisih hasil keduanya lebih kecil dari suatu angka yang masih ditolerir.

NUMERIK Mencari SOLUSI- Persamaan Differensial Ordinary Differential Equation

Carilah solusi x(t) dari persamaan differensial biasa (Ordinary Differential Equation, ODE) order pertama: dx(t) = - 2x(t), x(0) = x 0 dt Deret EULER: x(t + t) = x(t)+ t(dx(t)/dt)+(½) t 2 (d 2 x(t)/dt 2 ) + (1/6) t 3 (d 3 x(t)/dt 3 ) +... + (1/n!) t n (d n x(t)/dt n )

Metode Numerik Order Pertama: x(t + t) = x(t)+ t(dx(t)/dt)+ Error Metode Numerik Order Kedua: x(t + t) = x(t)+ t(dx(t)/dt) + (½)( t) 2 (d 2 x(t)/dt 2 ) + Error x'(t)= dx(t)/dt dan x''(t) = d 2 x(t)/dt 2 x(t + t) = x(t)+ t[x'(t)] + (½)( t) 2 [x''(t)] x(t) diketahui, x'(t) dihitung dari f{t,x(t)}, bagaimana menghitung x''(t)??? ESTIMASI x''(t)...

Metode Numerik Order Kedua (lanjutan): ESTIMASI x''(t)... Mencari SOLUSI- FORWARD DIFFERENCE x(t) diketahui, x'(t) dihitung dari f{t,x(t)}, dengan metode order pertama, dihitung estimasi x(t+ t): Ex(t + t) = x(t)+ t[x'(t)] lalu dihitung estimasi x'(t+ t): Ex'(t + t) = f{t+ t,ex(t+ t)} dengan demikian ESTIMASI x (t) dapat dihitung: Ex (t) = [Ex'(t+ t) x'(t)]/ t

Metode Numerik Order Kedua (lanjutan): Setelah ESTIMASI x''(t) diketahui, maka selanjutnya dapat dihitung x(t + t): x(t + t) = x(t)+ t[x'(t)] + (½)( t) 2 [Ex''(t)] ESTIMASI x (t): Ex (t) = [Ex'(t+ t) x'(t)]/ t sehingga: x(t + t) = x(t)+ t[x'(t)] + (½)( t) 2 [Ex'(t+ t) x'(t)]/ t jadi: x(t + t) = x(t)+(½ t)[x'(t) + Ex'(t+ t)] dengan Ex'(t+ t) = f{t+ t,ex(t+ t)} dan Ex(t+ t) = x(t)+ t[x'(t)]

Metode Numerik Order Kedua (lanjutan): Kembali ke contoh kasus: x'(t) = f{t,x(t)} = -2 x(t), x(0)= 10 Misalnya t = 0,1 Pada t = 0: x'(0) = - 2 x(0) = (-2)*10 = -20 Ex(0+ t) = x(0)+ t[x'(0)] = 10 +(0,1)(-20) Ex(0,1) = 8 Ex'(0+ t) = f{0+ t,ex(0+ t)} = - 2 Ex( t) Ex'(0,1) = -16 x(t + t) = x(t)+(½ t)[x'(t) + Ex'(t+ t)] x(0,1) = x(0)+(½ 0,1 )[x'(0) + Ex'(0,1)] = 10 + (½ 0,1 )[(-20) + (-16)] = 8,2

Selanjutnya... Pada t = 0,1: x'(0,1) = - 2 x(0,1) = (-2)*8,2 = -16,4 Ex(0,1+ t) = x(0,1)+ t[x'(0,1)] = 8,2 +(0,1)(-16,4) Ex(0,2) = 6,56 Ex'(0,1+ t) = f{0,1+ t,ex(0,1+ t)} = - 2 Ex(0,2) = - 2 (6,56) Ex'(0,2) = - 13,12 x(t + t) = x(t)+(½ t)[x'(t) + Ex'(t+ t)] x(0,2) = x(0,1)+(½ 0,1 )[x'(0,1) + Ex'(0,2)] = 8,2 + (½ 0,1)[(-16,4) + (-13,12)] = 6,274 dan seterusnya...

ERROR dan TOLERANSI Pada umumnya Metode Numerik digunakan ketika Solusi Analitik TIDAK DIKETAHUI, dengan demikian ERROR yang sesungguhnya juga tidak diketahui. Oleh sebab itu biasa diterapkan ALGORITMA sebagai berikut: 1. Tetapkan suatu batas toleransi,, sebuah angka yang cukup kecil, misalnya = 10-6. 2. Tetapkan step-size awal: t = t a /N t a = t akhir perhitungan N = jumlah interval

ERROR dan TOLERANSI (lanjutan...) 3. Hitung solusi untuk t = t dengan suatu metode numerik, misalnya Metode A, sehingga diperoleh x A ( t) 4. Hitung lagi solusi untuk dengan metode numerik lain yang lebih baik dari Metode A, misalnya Metode B, sehingga diperoleh x B ( t). 5. Hitung selisih E est = x B ( t) x A ( t) sebagai estimasi ERROR. 6. Jika E est >, maka step-size diperkecil, yang baru = t /n, n = bilangan bulat > 1, misalnya 2, 10, dst., lalu kembali ke langkah 3

ERROR dan TOLERANSI (lanjutan...) Catatan: Agar tidak terjadi infinite loop dari langkah 3 sampai langkah 6, maka step-size harus dibatasi jangan lebih kecil dari. Jika terjadi demikian berarti toleransi-nya terlalu kecil. Program gagal, kembali ke langkah 1. 6. Jika E est <, berarti x B ( t) adalah solusi untuk t = t maka lanjut hitung solusi untuk t = 2 t dengan kembali menggunakan langkah 3 tanpa mengubah t. 7. Begitu seterusnya diulangi sampai t = t a.

NUMERIK Mencari SOLUSI- Persamaan Differensial Ordinary Differential Equation