Course Note Numerical Method Akar Persamaan Tak Liniear.

dokumen-dokumen yang mirip
MOTIVASI. Secara umum permasalahan dalam sains dan teknologi digambarkan dalam persamaan matematika Solusi persamaan : 1. analitis 2.

PAM 252 Metode Numerik Bab 2 Persamaan Nonlinier

PAM 252 Metode Numerik Bab 2 Persamaan Nonlinier

Akar-Akar Persamaan. Definisi akar :

LIMIT DAN KEKONTINUAN

PENYELESAIAN PERSAMAAN NONLINIER DENGAN METODE MODIFIKASI BAGI DUA

Ilustrasi Persoalan Matematika

METODE NUMERIK TKM4104. Kuliah ke-3 SOLUSI PERSAMAAN NONLINIER 1

2 Akar Persamaan NonLinear

METODE NUMERIK TKM4104. KULIAH KE-3 SOLUSI PERSAMAAN NONLINIER 1

FUNGSI dan LIMIT. 1.1 Fungsi dan Grafiknya

BAB III LIMIT DAN KEKONTINUAN FUNGSI

Pertemuan I Mencari Akar dari Fungsi Transendental

Studi Pencarian Akar Solusi Persamaan Nirlanjar Dengan Menggunakan Metode Brent

Perbandingan Kecepatan Komputasi Beberapa Algoritma Solusi Persamaan Nirlanjar

Analisis Riil II: Diferensiasi

PERSAMAAN NON LINIER. Pengantar dan permasalahan persamaan Non-Linier. Sumarni Adi S1 Teknik Informatika STMIK AmikomYogyakarta 2014

KEMAMPUAN MAHASISWA DALAM MENYELESAIKAN MASALAH AKAR PERSAMAAN TAK LINEARPADA MATA KULIAH METODE NUMERIK DI PROGRAM STUDI PENDIDIKAN MATEMATIKA

BAB IV. Pencarian Akar Persamaan Tak Linier. FTI-Universitas Yarsi

PERSAMAAN NON LINIER

Definisi 4.1 Fungsi f dikatakan kontinu di titik a (continuous at a) jika dan hanya jika ketiga syarat berikut dipenuhi: (1) f(a) ada,

BAB II AKAR-AKAR PERSAMAAN

SolusiPersamaanNirlanjar

LIMIT KED. Perhatikan fungsi di bawah ini:

METODE NUMERIK AKAR-AKAR PERSAMAAN. Eka Maulana Dept. of Electrcal Engineering University of Brawijaya

METODA NUMERIK PRAKTIKUM 3 : APROKSIMASI PERSAMAAN TAKLINEAR Pokok Bahasan: Metoda Newton dan Iterasi Titik Tetap

PERBANDINGAN BEBERAPA METODE NUMERIK DALAM MENGHITUNG NILAI PI

Hendra Gunawan. 11 Oktober 2013

Analisa Numerik. Teknik Sipil. 1.1 Deret Taylor, Teorema Taylor dan Teorema Nilai Tengah. 3x 2 x 3 + 2x 2 x + 1, f (n) (c) = n!

Course Note Numerical Method : Interpolation

BAB II LANDASAN TEORI

BAB 2 PENYELESAIAN PERSAMAAN TAKLINIER

Bab 2. Penyelesaian Persamaan Non Linier

BAB II LANDASAN TEORI

Persamaan Non Linier

1 Penyelesaian Persamaan Nonlinear

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

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Turunan Fungsi. h asalkan limit ini ada.

BAB 2 PENYELESAIAN PERSAMAAN NON LINEAR

BAB IV. PENGGUNAAN TURUNAN. Departemen Teknik Kimia Universitas Indonesia

ISBN. PT SINAR BARU ALGENSINDO

Pengantar Metode Numerik

KALKULUS 1. Oleh : SRI ESTI TRISNO SAMI, ST, MMSI /

KED INTEGRAL JUMLAH PERTEMUAN : 2 PERTEMUAN TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS: Materi : 7.1 Anti Turunan. 7.2 Sifat-sifat Integral Tak Tentu KALKULUS I

(b) M merupakan nilai minimum (mutlak) f apabila M f(x) x I..

Pertemuan ke 8. GRAFIK FUNGSI Diketahui fungsi f. Himpunan {(x,y): y = f(x), x D f } disebut grafik fungsi f.

TERAPAN INTEGRAL. Bogor, Departemen Matematika FMIPA IPB. (Departemen Matematika FMIPA IPB) Kalkulus I Bogor, / 22

Ëalah satu masalah yang paling umum ditemui di dalam matematika dan teknik adalah mencari akar suatu persamaan; yakni jika diketahui

Ujian Tengah Semester

BARISAN BILANGAN REAL

Perhitungan Nilai Golden Ratio dengan Beberapa Algoritma Solusi Persamaan Nirlanjar

KALKULUS BAB II FUNGSI, LIMIT, DAN KEKONTINUAN. DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA Universitas Indonesia

11. FUNGSI MONOTON (DAN FUNGSI KONVEKS)

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

Persamaan Non Linier

Hendra Gunawan. 13 September 2013

PETUNJUK PRAKTIKUM METODE NUMERIK (MT318)

3 LIMIT DAN KEKONTINUAN

Catatan Kuliah MA1123 Kalkulus Elementer I

BAB I SISTEM BILANGAN REAL

TURUNAN FUNGSI. dy (y atau f (x) atau ) dx. Hal-hal yang perlu diingat untuk menyelesaikan turunan fungsi aljabar adalah :

BAB II LANDASAN TEORI

= F (x)= f(x)untuk semua x dalam I. Misalnya F(x) =

PRAKTIKUM 1 Penyelesaian Persamaan Non Linier Metode Tabel

MA3231 Analisis Real

1-x. dimana dan dihubungkan oleh teorema Pythagoras.

LIMIT FUNGSI. A. Menentukan Limit Fungsi Aljabar A.1. Limit x a Contoh A.1: Contoh A.2 : 2 4)

PENGERTIAN FUNGSI JENIS-JENIS FUNGSI PENGGAMBARAN GRAFIK FUNGSI

II. TINJUAN PUSTAKA. lim f(x) = L berarti bahwa bilamana x dekat tetapi sebelah kiri c 0 maka f(x)

BAB I ARTI PENTING ANALISIS NUMERIK

Metode Numerik. Persamaan Non Linier

BAB 5 PENGGUNAAN TURUNAN

BAB II LANDASAN TEORI. Pada Bab Landasan Teori ini akan dibahas mengenai definisi-definisi, dan

METODE GARIS SINGGUNG DALAM MENENTUKAN HAMPIRAN INTEGRAL TENTU SUATU FUNGSI PADA SELANG TERTUTUP [, ]

Persamaan Non Linier 1

METODE ITERASI BARU BEBAS DERIVATIF UNTUK MENEMUKAN SOLUSI PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

Catatan Kuliah KALKULUS II BAB V. INTEGRAL

Dari contoh di atas fungsi yang tak diketahui dinyatakan dengan y dan dianggap

3 LIMIT DAN KEKONTINUAN

Respect, Professionalism, & Entrepreneurship. Mata Kuliah : Kalkulus Kode : CIV 101. Limit Fungsi. Pertemuan - 2

PENDAHULUAN A. Latar Belakang 1. Metode Langsung Metode Langsung Eliminasi Gauss (EGAUSS) Metode Eliminasi Gauss Dekomposisi LU (DECOLU),

SRI REDJEKI KALKULUS I

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB II LANDASAN TEORI. eigen dan vektor eigen, persamaan diferensial, sistem persamaan diferensial, titik

SOAL&PEMBAHASAN MATEMATIKATKDSAINTEK SBMPTN. yos3prens.wordpres.com

Modul Praktikum Analisis Numerik

Ringkasan Kalkulus 2, Untuk dipakai di ITB 1

3 LIMIT DAN KEKONTINUAN

MA3231 Analisis Real

METODE NUMERIK 3SKS-TEKNIK INFORMATIKA-S1. Mohamad Sidiq PERTEMUAN : 3 & 4

ANALISIS KEKONVERGENAN GLOBAL METODE ITERASI CHEBYSHEV ABSTRACT

Modul Praktikum Analisis Numerik

TURUNAN DALAM RUANG DIMENSI-n

Hendra Gunawan. 26 Februari 2014

Penyelesaian Persamaan Non Linier

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

Catatan Kuliah MA1123 KALKULUS ELEMENTER I BAB III. TURUNAN

BAB 5 TEOREMA SISA. Menggunakan aturan sukubanyak dalam penyelesaian masalah. Kompetensi Dasar

Jurnal MIPA 36 (2): (2013) Jurnal MIPA.

Transkripsi:

Course Note Numerical Method Akar Persamaan Tak Liniear. Dalam matematika terapan seringkali harus mencari selesaian persamaan yang berbentuk f() = 0 yakni bilangan o sedemikian sehingga f( o ) = 0. Dalam hal ini f adalah persamaan/fungsi tak liniear. Nilai nilai yang memenuhi persamaan tersebut disebut dengan akar atau titik nol dari persamaan. Persamaan f() dapat berbentuk sebagai berikut : 1. Persamaan Aljabar Contoh : persamaan polinom berordo lebih dari 2. n a a... a a a 0, dengan a 0, n 2 n ( n 1) 2 ( n 1) 2 1 0 2. Persamaan Transenden Persamaan yang memuat fungsi-fungsi trigonometri, logaritma atau eksponen. Contoh : e sin 0 3. Persamaan campuran : memuat baik persamaan polinom maupun persamaan transenden. Contoh : 2 2 sin 3 0 ln 0 n Dari contoh-contoh di atas terlihat bahwa rumus-rumus yang memberikan nilai eksak dari penyelesaian eksplisit hanya akan ada untuk kasus-kasus yang sederhana. Dalam banyak kasus, harus menggunaan metode hampiran, khususnya pada kasus dimana secara aljabar solusin eksaknya sulit ditemukan. Metode iterasi numeris adalah metode dimana kita memilih sebarang o sebagai tebakan awal dan secara beruntun menghitung barisan 0, 1, 2,... secara rekrusif dari relasi berbentuk n 1 g( n ) (n = 0, 1, 2, 3,...) Dengan g didefinisikan dalam selang yang memuat 0 dan rentang g terletak dalam selang tersebut. Metode yang demikian khusunya cocok untuk komputer karena metode tersebut melibatkan pengulangan satu proses komputasi g(). Course Note Numerical Method Halaman : 1

Metode Bagi Dua Metode ini adalah metode untuk menentukan titik nol (akar) dari f bila f kontinu di suatu selang. Metode ini sangat sederhana tetapi kekonvergenannya lambat. Metode bagi dua didasarkan pada teorema nilai antara untuk fungsi kontinu, yaitu suatu selang [a, b] harus memuat suatu titik nol bila f(a) dan f(b) berlawanan tanda, misalnya f(a) < 0 dan f(b) > 0. Hal ini menyarankan metode pengulangan pembagiduaan selang dan dalam setiap langkah mengambil setengah selang yang juga memenuhi persyarata f(a). f(b) < 0. Metode bagi dua memerlukan dua nilai sebagai tebakan awal. Sebut a dan b dengan a < b dan harus memenuhi syarat f(a). f(b) < 0. Selang [a, b] memuat satu akar. Mula-mula ditentukan titik tengah selang [a,b], misal titik T dengan a+b T= 2. Dua selang baru diperoleh, yakni [a, T] dan [T, b]. Salah satu dari selang ini diantaranya pasti memuat akar. Berikutnya yang ditinjau adalah selang yang memuat akar tersebut. Proses diulangi dengan membagi dua selang tersebut dan memeriksa setengah selang yang memuat akar. Pembagi-duaan selang ini dilanjutkan sampai lebar selang yang ditinjau cukup kecil. Gambar 1. Metode Bagi Dua Dari gambar di atas titik p merupakan akar dari f(). Titik p 1 merupakan titik tengan selang [a,b]. Oleh karena f(a). f(p 1 ) < 0, maka akar f() terletak di selang [a,p 1 ]. Titik p 2 merupakan titik Course Note Numerical Method Halaman : 2

tengah [a, p 1 ]. Oleh karena f(p 2 ). f(p 1 ) < 0, maka selang [p 2, p 1 ] memuat akar f(). Proses ini berlangsung secara terus menerus dan berhenti apabila mencapai eror yang telah ditentukan. Dari uraian di atas, penentuan setengah selang yang memuat akar dilakukan dengan memeriksa tanda dari hasil kali f(a).f(t) atau f(b).f(t). 0, berarti akar pada ( a, T ) f ( a). f( T ) 0, berarti akar : T 0, berarti akar pada ( T, b) Dalam algoritma digunakan variabel-variabel sebagai berikut: a sebagai ujung kiri selang b sebagai ujung kanan selang T sebagai titik tengah Berikut algoritma Metode Bagi Dua Algoritma Metode Bagi Dua Input : f(), a, b dan epsilon Output : hampiran akar Langkah-langkah: a b 1. T 2 2. Jika f(a).f(t) < 0, maka b : = T. Jika tidak a : = T 3. Jika b a epsilon, maka hampiran akar : = T. Selesai 4. Ulangi kembali ke langkah 1. Karena metode ini selalu menghasilkan akar, maka dikatakan bahwa metode ini selalu konvergen. Besarnya epsilon tergantung pada ketelitian yang diinginkan. Semakin kecil epsilon semakin teliti hampiran akan yang diperoleh. Bila proses dilakukan sebanyak n iterasi, maka toleransi eror (Tol) yang diberikan adalah Contoh 1 : b a Tol 2 n Dengan menggunakan metode bagi dua, tentukan salah satu hampiran akan dari persamaan f ( ) e 4 di selang [0, 1] Course Note Numerical Method Halaman : 3

Jawab : Iterasi a b T f(a) f(t) f(a).f(t) a baru b baru 1 0,000000 1,000000 0,500000 1,000000-0,351279-0,351279 0,000000 0,500000 2 0,000000 0,500000 0,250000 1,000000 0,284025 0,284025 0,250000 0,500000 3 0,250000 0,500000 0,375000 0,284025-0,045009-0,012784 0,250000 0,375000 4 0,250000 0,375000 0,312500 0,284025 0,116838 0,033185 0,312500 0,375000 5 0,312500 0,375000 0,343750 0,116838 0,035226 0,004116 0,343750 0,375000 6 0,343750 0,375000 0,359375 0,035226-0,005066-0,000178 0,343750 0,359375 7 0,343750 0,359375 0,351563 0,035226 0,015037 0,000530 0,351563 0,359375 8 0,351563 0,359375 0,355469 0,015037 0,004974 0,000075 0,355469 0,359375 9 0,355469 0,359375 0,357422 0,004974-0,000049 0,000000 0,355469 0,357422 10 0,355469 0,357422 0,356445 0,004974 0,002462 0,000012 0,356445 0,357422 11 0,356445 0,357422 0,356934 0,002462 0,001207 0,000003 0,356934 0,357422 12 0,356934 0,357422 0,357178 0,001207 0,000579 0,000001 0,357178 0,357422 13 0,357178 0,357422 0,357300 0,000579 0,000265 0,000000 0,357300 0,357422 14 0,357300 0,357422 0,357361 0,000265 0,000108 0,000000 0,357361 0,357422 15 0,357361 0,357422 0,357391 0,000108 0,000030 0,000000 0,357391 0,357422 16 0,357391 0,357422 0,357407 0,000030-0,000009 0,000000 0,357391 0,357407 17 0,357391 0,357407 0,357399 0,000030 0,000010 0,000000 0,357399 0,357407 Dengan ketelitian 0,00001, maka proses perhitungan berhenti di n = 17 dengan T = 0,357399 Contoh 2 : Persamaan f() = 3 + 4 2 10 = 0 memiliki akar di selang [1, 2], carilah hampiran akar sampai 5 iterasi. Kemudian tentukan nilai hampiran akar dan errornya. Metode Posisi Palsu Dalam metode bagi dua nilai fungsi belum digunakan untuk menghitung hampiran akar. Perbandingan antara nilai f(a) dan f(b) yang mana yang lebih dekat ke nol akan ikut menentukan posisi akar, apakah lebih dekat ke ujung kiri a atau ke ujung kanan b. Metode posisi palsu memanfaatkan wawasan grafis ini dengan cara menetapkan hampiran akan sebagai perpotongan antara garis yang melalui titik-titik (a, f(a)) dan (b, f(b)) dengan sumbu. Andaikan titik potong tersebut adalah c, maka akar akan terletak pada selang [a, c] atau [c, b]. selanjutnya penentuan selang mana yang memuat akar menggunakan cara yang sama seperti pada metode bagi dua. Secara geometri, metode posisi palsu diilustrasikan pada gambar 2 di bawah. Persamaan garis yag melalui (a, f(a)) dan (b, f(b)) adalah sebagi berikut: y f ( b) b f ( a) f ( b) a b Course Note Numerical Method Halaman : 4

Titik potong dengan sumbu adalah : b a c b f ( b) f ( b ) f ( a ) Untuk menghentikan iterasi, ketentuan bahwa lebar selang yang ditinjau sudah cukup kecil ternyata tidak dapat digunakan lagi. Iterasi akan dihentikan bilamana dua hampiran akar yang beruntun sudah hampir sama nilainya. Algoritma untuk metode posisi palsu diberikan dalam tabel berikut. Algoritma Metode Posisi Palsu Input : f(), a, b dan epsilon Output : hampiran akar Langkah-langkah: 1. Clama := 2b a b a 2. c : b f ( b) f ( b ) f ( a ) 3. Jika c clama epsilon, maka akar : = c. Selesai c 4. Jika f(a).f(c) < 0 maka b:= c, jika tidak a := c 5. Clama : = c, kembali ke langkah 2 Contoh 3. Gunakan metode posisi palsu untuk menentukan hampiran salah satu akar dari persamaan f() = e 4 di selang [0,1] Course Note Numerical Method Halaman : 5

Soal Latihan Gunakan metode bagi dua untuk menyelesaikan persamaan berikut ini : 1. 3 2 2 + 6 = 10 a = 1,7 b = 1,8 2. 2 = ln + 3 a = 1 b = 2 selesaikan dengan 5 iterasi Gunakan metode posisi palsu untuk menyelesaikan persamaan berikut ini : 3. 2 10 +23 = 0 [a 0, b 0] = [6, 6.8] 4. ln 5 + = 0 [a 0, b 0] = [3.2, 4] selesaikan dengan 5 iterasi Course Note Numerical Method Halaman : 6