GENERALISASI RATA-RATA PANGKAT METODE NEWTON. Haikal Amrullah 1, Aziskhan 2 ABSTRACT

dokumen-dokumen yang mirip
SEBUAH VARIASI BARU METODE NEWTON BERDASARKAN TRAPESIUM KOMPOSIT ABSTRACT

METODE GENERALISASI SIMPSON-NEWTON UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR DENGAN KONVERGENSI KUBIK. Resdianti Marny 1 ABSTRACT

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau Kampus Binawidya Pekanbaru (28293), Indonesia.

METODE BERTIPE STEFFENSEN SATU LANGKAH DENGAN KONVERGENSI SUPER KUBIK UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR. Neng Ipa Patimatuzzaroh 1 ABSTRACT

KONSTRUKSI SEDERHANA METODE ITERASI BARU ORDE TIGA ABSTRACT

METODE ITERASI OPTIMAL BERORDE EMPAT UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

MODIFIKASI METODE CAUCHY DENGAN ORDE KONVERGENSI EMPAT. Masnida Esra Elisabet ABSTRACT

METODE BERTIPE NEWTON UNTUK AKAR GANDA DENGAN KONVERGENSI KUBIK ABSTRACT

BEBERAPA METODE ITERASI ORDE TIGA DAN ORDE EMPAT UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR. Neli Sulastri 1 ABSTRACT

FAMILI BARU METODE ITERASI BERORDE TIGA UNTUK MENEMUKAN AKAR GANDA PERSAMAAN NONLINEAR. Nurul Khoiromi ABSTRACT

METODE MODIFIKASI NEWTON DENGAN ORDE KONVERGENSI Lely Jusnita 1

TEKNIK ITERASI VARIASIONAL UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

VARIASI METODE CHEBYSHEV DENGAN ORDE KEKONVERGENAN OPTIMAL UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT ABSTRAK

METODE CHEBYSHEV-HALLEY BEBAS TURUNAN KEDUA UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR. Ridho Alfarisy 1 ABSTRACT

METODE ITERASI DUA LANGKAH BEBAS TURUNAN BERDASARKAN INTERPOLASI POLINOMIAL ABSTRACT

METODE CHEBYSHEV-HALLEY DENGAN KEKONVERGENAN ORDE DELAPAN UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR. Anisa Rizky Apriliana 1 ABSTRACT ABSTRAK

MODIFIKASI METODE NEWTON DENGAN KEKONVERGENAN ORDE EMPAT. Yenni May Sovia 1, Agusni 2 ABSTRACT

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

MODIFIKASI FAMILI METODE ITERASI MULTI-POINT UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR. Yolla Sarwenda 1, Zulkarnain 2 ABSTRACT

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

METODE ITERASI ORDE EMPAT DAN ORDE LIMA UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR. Imaddudin ABSTRACT

VARIAN METODE HALLEY BEBAS TURUNAN KEDUA DENGAN ORDE KEKONVERGENAN ENAM. Siti Mariana 1 ABSTRACT ABSTRAK

KELUARGA METODE LAGUERRE DAN KELAKUAN DINAMIKNYA DALAM MENENTUKAN AKAR GANDA PERSAMAAN NONLINEAR. Een Susilawati 1 ABSTRACT

TEKNIK ITERASI VARIASIONAL DAN BERBAGAI METODE UNTUK PENDEKATAN SOLUSI PERSAMAAN NONLINEAR. Yeni Cahyati 1, Agusni 2 ABSTRACT

METODE ITERASI BARU BEBAS DERIVATIF UNTUK MENEMUKAN SOLUSI PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

FAMILI METODE ITERASI DENGAN KEKONVERGENAN ORDE TIGA. Rahmawati ABSTRACT

MODIFIKASI METODE HOMOTOPY PERTURBASI UNTUK PERSAMAAN NONLINEAR DAN MEMBANDINGKAN DENGAN MODIFIKASI METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN ABSTRACT

Daimah 1. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau Kampus Binawidya Pekanbaru (28293), Indonesia.

PERBAIKAN METODE OSTROWSKI UNTUK MENCARI AKAR PERSAMAAN NONLINEAR. Rin Riani ABSTRACT

FAMILI METODE ITERASI BEBAS TURUNAN DENGAN ORDE KONVERGENSI ENAM. Oktario Anjar Pratama ABSTRACT

METODE ORDE-TINGGI UNTUK MENENTUKAN AKAR DARI PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

METODE ITERASI OPTIMAL TANPA TURUNAN BERDASARKAN BEDA TERBAGI ABSTRACT

Metode Iterasi Tiga Langkah Bebas Turunan Untuk Menyelesaikan Persamaan Nonlinear

KELUARGA BARU METODE ITERASI BERORDE LIMA UNTUK MENENTUKAN AKAR SEDERHANA PERSAMAAN NONLINEAR. Rio Kurniawan ABSTRACT

UNNES Journal of Mathematics

METODE BERTIPE STEFFENSEN DENGAN ORDE KONVERGENSI OPTIMAL UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

PEMILIHAN KOEFISIEN TERBAIK KUADRATUR KUADRAT TERKECIL DUA TITIK DAN TIGA TITIK. Nurul Ain Farhana 1, Imran M. 2 ABSTRACT

PENERAPAN TRANSFORMASI SHANK PADA METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

BEBERAPA METODE ITERASI DENGAN TURUNAN KETIGA UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR BESERTA DINAMIKNYA. Zulkarnain 1, M.

ANALISIS KEKONVERGENAN GLOBAL METODE ITERASI CHEBYSHEV ABSTRACT

MODIFIKASI METODE JARRAT DENGAN VARIAN METODE NEWTON DAN RATA-RATA KONTRA HARMONIK TUGAS AKHIR. Oleh : KHARISMA JAKA ARFALD

PENGGUNAAN METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN UNTUK MENYELESAIKAN PERMASALAHAN PADA KALKULUS VARIASI ABSTRACT

ANALISIS KONVERGENSI METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN BARU UNTUK PERSAMAAN INTEGRAL VOLTERRA NONLINEAR JENIS KEDUA. Rini Christine Prastika Sitompul 1

PENCARIAN AKAR-AKAR PERSAMAAN NONLINIER SATU VARIABEL DENGAN METODE ITERASI BARU HASIL DARI EKSPANSI TAYLOR

BEBERAPA METODE ITERASI DENGAN TURUNAN KETIGA UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR BESERTA DINAMIKNYA. Zulkarnain 1, M. Imran 2

FAMILI BARU DARI METODE ITERASI ORDE TIGA UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR DENGAN AKAR GANDA ABSTRACT

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau Kampus Binawidya Pekanbaru (28293), Indonesia.

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

METODE ITERASI VARIASIONAL UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN INTEGRAL DAN INTEGRO-DIFERENSIAL VOLTERRA LINEAR DAN NONLINEAR ABSTRACT

EVALUASI INTEGRAL ELIPTIK LENGKAP PERTAMA PADA MODULI SINGULAR

MODIFIKASI METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN UNTUK MENYELESAIKAN MASALAH NILAI AWAL SINGULAR PADA PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA ORDE DUA ABSTRACT

METODE NEWTON-COTES TERBUKA BERDASARKAN TURUNAN ABSTRACT

SOLUSI NUMERIK PERSAMAAN INTEGRAL VOLTERRA-FREDHOLM NONLINEAR MENGGUNAKAN FUNGSI BASIS BARU ABSTRACT

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau Kampus Binawidya Pekanbaru (28293), Indonesia.

MODIFIKASI METODE NEWTON-RAPHSON UNTUK MENCARI SOLUSI PERSAMAAN LINEAR DAN NONLINEAR

METODE TRANSFORMASI DIFERENSIAL UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN INTEGRAL VOLTERRA JENIS KEDUA. Edo Nugraha Putra ABSTRACT ABSTRAK 1.

METODE ITERASI KSOR UNTUK MENYELESAIKAN SISTEM PERSAMAAN LINEAR ABSTRACT

METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN UNTUK MENYELESAIKAN PERMASALAHAN NILAI BATAS PADA PERSAMAAN DIFERENSIAL PARSIAL NONLINEAR ABSTRACT

DERET TAYLOR UNTUK METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN ABSTRACT

PENYELESAIAN PERSAMAAN NONLINIER ORDE-TINGGI UNTUK AKAR BERGANDA

PEMBENTUKAN POLINOMIAL ORTOGONAL MENGGUNAKAN PERSAMAAN INTEGRAL NONLINEAR. Susilawati 1 ABSTRACT

Jurnal Matematika Integratif ISSN Volume 12 No 1, April 2016, pp 35 42

PERBANDINGAN SOLUSI SISTEM PERSAMAAN NONLINEAR MENGGUNAKAN METODE NEWTON- RAPHSON DAN METODE JACOBIAN

Pengantar Metode Perturbasi Bab 1. Pendahuluan

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

PERBANDINGAN METODE GAUSS-SEIDEL PREKONDISI DAN METODE SOR UNTUK MENDAPATKAN SOLUSI SISTEM PERSAMAAN LINEAR. Merintan Afrina S ABSTRACT

SOLUSI POLINOMIAL TAYLOR PERSAMAAN DIFERENSIAL-BEDA LINEAR DENGAN KOEFISIEN VARIABEL ABSTRACT

METODE ITERASI VARIASIONAL HE UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN INTEGRAL VOLTERRA-FREDHOLM NONLINEAR ABSTRACT ABSTRAK

KONSEP METODE ITERASI VARIASIONAL ABSTRACT

PENYELESAIAN SISTEM PERSAMAAN LINEAR DENGAN GENERALISASI METODE JACOBI

MODIFIKASI APROKSIMASI TAYLOR DAN PENERAPANNYA

KELUARGA METODE ITERASI ORDE EMPAT UNTUK MENCARI AKAR GANDA PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

UJI KONVERGENSI. Januari Tim Dosen Kalkulus 2 TPB ITK

MAKALAH SEMINAR PENDIDIKAN MATEMATIKA PENARIKAN AKAR PANGKAT TIGA DARI BILANGAN BULAT DENGAN HASIL HAMPIRAN

Pertemuan I Mencari Akar dari Fungsi Transendental

METODE ITERATIF YANG DIPERCEPAT UNTUK Z-MATRIKS ABSTRACT

METODE ITERASI JACOBI DAN GAUSS-SEIDEL PREKONDISI UNTUK MENYELESAIKAN SISTEM PERSAMAN LINEAR DENGAN M-MATRIKS ABSTRACT

Sarimah. ABSTRACT

FORMULA PENGGANTI METODE KOEFISIEN TAK TENTU ABSTRACT

Akar-Akar Persamaan. Definisi akar :

GENERALISASI METODE GAUSS-SEIDEL UNTUK MENYELESAIKAN SISTEM PERSAMAAN LINEAR ABSTRACT

LEMBAR AKTIVITAS SISWA INDUKSI MATEMATIKA

Ringkasan Kalkulus 2, Untuk dipakai di ITB 1

PENYELESAIAN PERSAMAAN NONLINIER DENGAN METODE MODIFIKASI BAGI DUA

METODE GAUSS-SEIDEL PREKONDISI UNTUK MENCARI SOLUSI SISTEM PERSAMAAN LINEAR. Alhumaira Oryza Sativa 1 ABSTRACT ABSTRAK

Barisan dan Deret Agus Yodi Gunawan

BAB V KESIMPULAN. Berdasarkan uraian pada Bab III dan Bab IV maka dapat disimpulkan sebagai

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

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

METODE GAUSS-SEIDEL PREKONDISI DENGAN MENGGUNAKAN EKSPANSI NEUMANN ABSTRACT

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

PENENTUAN NILAI EIGEN DAN VEKTOR EIGEN MATRIKS INTERVAL MENGGUNAKAN METODE PANGKAT

METODE NEWTON TERMODIFIKASI UNTUK PENCARIAN AKAR PERSAMAAN NONLINEAR

PENYELESAIAN SISTEM PERSAMAAN INTEGRAL VOLTERRA DENGAN METODA DEKOMPOSISI ADOMIAN

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

Kelompok Mata Kuliah : MKU Program Studi/Program : Pendidikan Teknik Elektro/S1 Status Mata Kuliah : Wajib. : Aip Saripudin, M.T.

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

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

METODE STEEPEST DESCENT

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

Transkripsi:

GENERALISASI RATA-RATA PANGKAT METODE NEWTON Haikal Amrullah 1, Aziskhan 1 Mahasiswa Program Studi S1 Matematika Dosen Jurusan Matematika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau Kamus Binawidya, Pekanbaru 893, Indonesia amrullahhaikal@gmail.com ABSTRACT This article discusses the generalized ower mean modification of Newton s method to solve nonlinear equations obtained by modifying Newton s method using a traezoidal quadrature formula. It is analytically demonstrated that the method has convergence order of three or five. Comutational results suort the analytical studies. Numerical simulations show that the method is comarable with other discussed methods. Keywords: Iterative method, ower means, order of convergence, traezoidal quadrature formula. ABSTRAK Artikel ini membahas generalisasi rata-rata angkat metode Newton untuk menyelesaikan ersamaan nonlinear yang dieroleh dengan memodifikasi metode Newton menggunakan formula kuadratur traesium. Secara analitik ditunjukkan bahwa metode yang dihasilkan memunyai kekonvergenan orde tiga atau lima. Hasil komutasi mendukung hasil kajian analitik. Komutasi numerik menunjukkan metode yang dihasilkan sebanding dengan metode sekelas yang ada. Kata kunci: metode iterasi, rata-rata angkat, orde konvergensi, formula kuadratur traesium. 1. PENDAHULUAN Salah satu ersoalan matematika yang sering dijumai adalah bagaimana menemukan akar dari ersamaan nonlinear yang dinyatakan dalam bentuk fx = 0. Karena metode analitik tidak tersedia untuk semua fungsi fx, maka metode numerik yang bersifat iterasi menjadi alternatif. Reository FMIPA 1

Metode iterasi yang sering digunakan untuk menyelesaikan ersamaan nonlinear adalah metode Newton yang memiliki orde konvergensi kuadrat. Bentuk iterasi metode Newton, daat ditulis sebagai berikut fx n, n = 0, 1,,, f x n dengan f x n 0 dan tebakan awal x 0 diberikan. Dalam erkembangannya, metode Newton banyak mengalami modifikasi yang bertujuan untuk memerceat iterasi atau meningkatkan orde konvergensinya. Orde konvergensi kubik berdasarkan aturan kuadratur ertama kali dikemukakan oleh Weerakoon dan Fernando [10] dan kemudian kecenderungan yang sama berlanjut ada Babajee dan Dauhoo [] dan Frontini dan Sormoni [3] dengan menggunakan rata-rata aritmatik atau titik tengah metode Newton. Nedzhibov [9] memberikan beberaa kelas metode iterasi menggunakan aturan-aturan kuadratur lain untuk menyelesaikan ersamaan nonlinear. Modifikasi ada metode Newton berdasarkan rata-rata harmonik atau rata-rata geometri diusulkan ada Babajee dan Dauhoo [] dan Homeier [5]. Pada semua yang telah disebutkan, metode yang diberikan hanya memerlukan turunan ertama dari fx dan diketahui memunyai orde konvergensi tiga. Pada artikel ini, di bagian dibahas mengenai terbentuknya metode iterasi baru yang meruakan review dari artikel Jayakumar dan Madhu [6] yang berjudul Generalized Power means Modification of Newton s Method for Simle Roots of Nonlinear Equation. Pada bagian 3 dilakukan analisa kekonvergenan dari metode yang diusulkan, kemudian dilanjutkan dengan melakukan uji komutasi menggunakan rogram Male 13.. GENERALISASI RATA-RATA PANGKAT METODE NEWTON DAN KASUS-KASUS KHUSUS Pada bagian ini diberikan beberaa definisi dasar untuk embahasan selanjutnya, kemudian dilanjutkan dengan roses terbentuknya beberaa metode iterasi baru. Definisi 1 [8, h. 77] Asumsikan barisan {x n } n=0 konvergen ke α dan nyatakan e n = x n α untuk n 0. Jika terdaat dua konstanta ositif A 0 dan q > 0, dan lim n x n+1 α x n α q = lim n e n+1 e n q = A, maka barisan tersebut dikatakan konvergen ke α dengan orde konvergensi q. Konstanta A adalah konstanta error asimtotik asymtotic error constant. Jika q = 1, dan 3, maka orde kekonvergenan dengan barisan {x n } n=0 berturutturut dikenal dengan istilah linear, kuadratik, dan kubik. Ketika e n = x n α adalah error ada iterasi ke-n, relasi e n+1 = Ce q n + Oe q+1 n disebut ersamaan error. Nilai q yang dieroleh disebut orde konvergensi. Reository FMIPA

Definisi Rata-rata Pangkat [11] Misalkan a dan b adalah skalar ositif. Untuk bilangan real hingga, rata-rata angkat dari a dan b didefinisikan sebagai. a + b m = Metode Iterasi Generalisasi Rata-rata Pangkat Metode Newton Misalkan α adalah akar sederhana dari fungsi yang terdiferensialkan fx. Jika x n meruakan solusi numerik dari ersamaan fx = 0, maka dieroleh identitas [4, h.70] berikut fx = fx n + x 1 x n f tdt. 1 Nilai integral ada ersamaan 1 diaroksimasi dengan formula kuadratur traesium [9] x f tdt x x n x n m sehingga dieroleh 0 = fx n + x x n m f x + f x + m 1 i=1 m 1 i=1 f x n + i x x n + f x n, m f x n + i x x n + f x n. m Selanjutnya, dengan melakukan enjabaran serta enyederhanaan Misalkan x = x n+1, dieroleh mfx n x = x n f x + m 1 i=1 f x n + i x xn m. + f x n mfx n f x n+1 + m 1 i=yaitu1 f x n + i x n+1 x n m. + f x n Karena ersamaan imlisit, maka x n+1 ada ruas kanan ditaksir dengan metode Newton yang dimisalkan dengan y n yaitu y n = x n fx n f x n. 3 Selanjutnya, substitusikan ersamaan 3 ke ersamaan, dieroleh mfx n f x n + m 1 i=1 f x n ifx n mf x n, 4 + f y n Reository FMIPA 3

dengan y n dieroleh dari ersamaaan 3 dan didefinisikan 0 f x n ifx n = 0 mf x i=1 n. Dengan meninjau kembali ersamaan 4, serta mengambil nilai m berturutturut 1 dan, dieroleh 1. untuk m = 1, ersamaan 4 menjadi metode Weerakoon [10] dengan y n dieroleh dari ersamaan 3. untuk m =, ersamaan 4 menjadi fx n f x n + f y n, 4fx n. 5 f x n + f x n fxn f x n + f y n Dari ersamaan 3, dieroleh fx n f x n = x n y n, substitusikan ada 5, dieroleh 4fx n f x n + f x n+y n dengan y n dieroleh dari ersamaan 3. + f y n, 6 Untuk memeroleh generalisasi rata-rata angkat metode Newton, ersamaan 6 ditulis ulang sebagai f x n+f y n fx n + f x n +y n. 7 Untuk memeroleh bentuk iterasi baru yang berbentuk umum, maka rata-rata aritmatik ada 7 diganti dengan rata-rata angkat- [11] yang meruakan bentuk umum dari rata-rata dan memerkenalkan arameter k 1, k dan k, kemudian fungsi sign diberikan agar tidak terjadi embagian dengan bilangan yang sangat kecil, maka dieroleh generalisasi rata-rata angkat metode Newton k 1 sign f x n kfx n f x n +f y n 1 + k f x n +y n dengan k 1 + k = k, adalah bilangan real hingga dan y n dieroleh dari 3., 8 Kasus Khusus Generalisasi Rata-rata Pangkat Metode Newton Berikut ini akan diberikan beberaa kasus khusus ada generalisasi rata-rata angkat metode Newton. Kasus khusus ini dieroleh dengan mensubstitusikan nilai-nilai dari, k, k 1 dan k yang berbeda. Reository FMIPA 4

1. Rata-rata Aritmatik Metode Newton Rata-rata aritmatik metode newton [10] daat dieroleh dengan mensubstusikan nilai = 1, k =, k 1 = dan k = 0 ada ersamaan 8, sehingga dieroleh x n+1 =x n dengan y n dieroleh dari ersamaan 3. fx n f x n + f y n,. Rata-rata Harmonik Metode Newton Rata-rata harmonik metode newton [11] daat dieroleh dengan mensubstusikan nilai = 1, k = 1, k 1 = 1 dan k = 0 ada ersamaan 8, sehingga dieroleh x n+1 =x n fx n f x n + f y n, f x n f y n dengan y n dieroleh dari ersamaan 3. 3. Rata-rata Geometri Metode Newton Rata-rata geometri metode newton [7] daat dieroleh dengan mensubstusikan nilai = 0, k = 1, k 1 = 1 dan k = 0 ada ersamaan 8, sehingga dieroleh fx n x n+1 =x n sign f x 0 f x n f y n dengan y n dieroleh dari ersamaan 3. 3. ANALISIS KEKONVERGENAN Pada bagian ini akan dilakukan analisis kekonvergenan untuk mengetahui orde kekonvergenan dari generalisasi rata-rata angkat metode Newton. Metode ini memiliki orde tiga atau lima. Teorema 3 Misalkan α D adalah akar sederhana dari fungsi f, f : D R R yang terdiferensial secukunya ada interval buka D. Jika x 0 cuku dekat ke α dan f α 0, maka generalisasi rata-rata angkat metode Newton memunyai konvergensi orde tiga. Selain itu, jika k = 3, k 1 = 1, k = dan c = 0 atau fx memenuhi f α = 0, maka metode tersebut memunyai konvergensi orde lima. Bukti: Misalkan α adalah akar sederhana dari ersamaan fx = 0, maka fα = 0 dan f α 0. Misalkan juga e n adalah error dari yang dieroleh ada iterasi ke-n, dengan e n = x n α. Pembuktian ini dimulai dengan mengeksansikan fx n di sekitar x n = α dengan deret Taylor, kemudian mensubstitusikan e n = x n α, dieroleh fx n =f α x n α + c x n α + c 3 x n α 3 + + Ox n α 6, fx n =f α e n + c e n + c 3 e 3 n + + Oe 6 n. 9 Reository FMIPA 5

dengan c k = f k α, k =, 3, 4,... dan e k!f α n = x n α. Selanjutnya dengan mengeksansikan f x n di sekitar x n = α dengan deret Taylor, kemudian mensubstitusikan e n = x n α, dieroleh f x n =f α 1 + c e n + 3c 3 e n + 4c 4 e 3 n + + Oe 5 n. 10 Dari ersamaan 3 serta dengan mensubstitusikan ersamaan 9 dan ersamaan 10, dieroleh e n + c e n + c 3 e 3 n + + Oe 6 n y n = x n. 11 1 + c e n + 3c 3 e n + 4c 4 e 3 n + + Oe 5 n Untuk menghindari embagian dua olinomial, maka ersamaan 11 diselesaikan dengan bantuan deret geometri. Setelah menyederhanakan, dieroleh atau y n = x n e n + c e n c c 3 e 3 n + + Oe 5 n, y n = α + c e n c c 3 e 3 n + + Oe 5 n. 1 Langkah selanjutnya adalah mengeksansikan f y n di sekitar y n = α dengan deret Taylor yaitu f y n = f α 1+c y n α+3c 3 y n α +4c 4 y n α 3 + +Oey n α 5. 13 Kemudian, dengan mensubstitusikan ersamaan 1 ke ersamaan 13 serta dengan beberaa oerasi aljabar, dieroleh f y n = f α 1 + c e n + 4c c 3 c 3 e 3 n + + Oe 5 n. 14 Dari ersamaan 1 juga daat dieroleh x n + y n = α + 1 e n + 1 c e n c c 3 e 3 n + + Oe 5 n. 15 Selanjutnya, f x n+y n dieksansi di sekitar x n+y n = α dengan deret Taylor yaitu f xn + y n =f α 1 + c x n + y n + 4c 4 x n + y n α + 3c 3 x n + y n α 3 + + Oe x n + y n α α 5. 16 Dengan mensubstitusikan ersamaan 15 ke ersamaan 16 serta dengan beberaa oerasi aljabar, dieroleh f xn + y n =f α 1 + c e n + c + 3 4 c 3e n + c 3 + 7 c c 3 + 1 c 4e 3 n + + Oe 5 n. 17 Reository FMIPA 6

Untuk langkah selanjutnya, ersamaan 10 diangkatkan yaitu f x n = f α 1 + c e n + 3c 3 e n + 4c 4 e 3 n + + Oe 5 n. 18 Untuk menyederhanakan ersamaan 18 akan digunakan formula teorema binomial [1] sehingga dieroleh f x n = f α 1 + c e n + 3 c 3 + 1c e n + 4 c 4 + 6 1c c 3 + 4 3 1 c3 e 3 n + + Oe 5 n. 19 Berikutnya, ersamaan 14 diangkatkan yaitu f y n = f α 1 + c e n + 4c c 3 c 3 e 3 n + + Oe 5 n, dan dengan roses yang sama untuk mendaatkan ersamaan 19 dieroleh f y n = f α 1 + c e n + 4 c c 3 c e 3 n + + Oe 5 n. 0 Dengan menggunakan ersamaan 19 dan ersamaan 0 didaat f x n + f y n 1 =f α 1 + c e n + 3 c 3 + 1c + c e n + c 4 + 3 1c c 3 + 3 1 c3 + c c 3 c e 3 n + + Oe 5 n 1. 1 Untuk menyederhanakan ruas kanan ersamaan 1 digunakan formula teorema binomial [1] sehingga dieroleh f x n + f y n 1 = f α 1 + c e n + 1 c + c + 3c 3 e n + c 4 + 1 3 + 1c c 3 1 3 + 1c3 e 3 n + + Oe 5 n. f x n +f y n Untuk memudahkan enulisan, misalkan G = sign f x n dan H = f x n +y n. Dari ersamaan dan 17 serta k = k1 + k, dieroleh k 1 G + k H =kf α 1 + c e n + 1 1 k k 1c + c + 3c 3 + k c + 3 4 c 3 e n + 1 k1 c 4 + 1 k 3 + 1c c 3 1 3 + 1c3 + k c 3 + 7 c c 3 + 1 c 4 e 3 n + + Oe 5 n. 3 1 Reository FMIPA 7

Dari ersamaan 9 dan 3 dieroleh kfx n k 1 G + K H = en + c e n + c 3 e 3 n + c 4 e 4 n + Oe 5 n 1 + c e n + 1 k 1 k 1c + c + 3c 3 + k c + 3 4 c 3e n + 1 k k 1c 4 + 1 3 + 1c c 3 1 3 + 1c3 + k c 3 + 7 c c 3 + 1 c 4e 3 n + + Oe 5 n 1. 4 Untuk menyederhanakan ersamaan 4 digunakan deret geometri, sehingga dieroleh kfx n k 1 G + K H =e n c c 3 + 3 4k k 1 + k c 3 + 1 k 1 k k 1 + k kc 4 + 1 k 1 k k 1 + 1 + k k c e 3 n 3 1k 1 + 11 4 k + k c c 3 + 1k1 + 3k c 3 e 4 n + Oe 6 n. 5 Selanjutnya, dengan mensubstitusikan ersamaan 5 ke ersamaan 8 dan mengingat e n+1 = x n+1 α, dieroleh dengan l 1 =c c 3 + 3 4k k 1 + k c 3 + 1 k l = 1 k k 1 + k kc 4 + 1 k e n+1 = l 1 e 3 n + l e 4 n + l 3 e 5 n + Oe 6 n. 6 k 1 + 1 + k k c, 3 1k 1 + 11 4 k + k c c 3 1 + 1k1 + 3k c 3 k, l 3 = 1 5 k k 1 5 16 k + k c 5 + 1 1k 1 + 4k + k c c 4 k 5 1 1 k 4 7 7k 1 11k + 3 1 k + 1k 1k + k1 c c 3 1 1 + k 1 3 + 1 8 + 67 1 + 11 k1 + 7k 8 1 + 1 + 1k1 k k + k1 + k 4 c 4 3 + 7 3k 1 + 10k + 7k 8k 16k 9. 4 Dari Definisi 1 daat diketahui bahwa Reository FMIPA 8

1. Berdasarkan ersamaan 6, ersamaan 8 memiliki orde konvergensi kubik untuk nilai, k, k 1 dan k yang berbeda.. Jika nilai k = 3, k 1 = 1 dan k =, ersamaan 6 memiliki nilai l 1, l dan l 3 sebagai berikut l 1 = 6 + 5 c 6 l = + 5 c c 3 3 + 7 c 3 3 391 l 3 = 7 + 19 1 + 7 3 10 c 4 + 36 3 + 113 c c 4 3 1 + 31 c 1 c 3 19 + 8 3 c 3 + 1 8 4 c 5 Dengan demikian, agar dieroleh orde konvergensi lima, maka nilai c yang memenuhi adalah c = 0 atau dengan kata lain f α = 0. 4. PERBANDINGAN NUMERIK Pada bagian ini akan dilakukan uji komutasi untuk membandingkan keceatan dalam menemukan akar ersamaan antara metode Newton MN, rata-rata aritmatik metode Newton AN, rata-rata harmonik metode Newton HN, rata-rata geometri metode Newton GN dan generalisasi rata-rata angkat metode Newton GPMN untuk menyelesaikan ersamaan nonlinear. Persamaan-ersamaan yang digunakan dalam melakukan komutasi numerik adalah 1. f 1 x = x 3 1. f x = x ex x sin x + cos x + 5 3. f 3 x = sin x + x cos x Untuk menentukan solusi numerik dari beberaa ersamaan nonlinear di atas digunakan rogram Male 13 dengan toleransi ϵ = 1.0 10 14. Untuk generalisasi rata-rata angkat metode Newton, nilai-nilai yang digunakan adalah =, k 1 = 1, k = dan k = 3. Hasil erbandingan komutasi daat dilihat ada Tabel 1. Pada Tabel 1, f i untuk i = 1,, 3 menyatakan ersamaan nonlinear, x 0 meruakan tebakan awal, n+1 meruakan jumlah iterasi, x n+1 menyatakan endekatan nilai akar ada iterasi ke-n + 1, COC menyatakan orde konvergensi metode secara komutasi dan MG menyatakan metode iterasi tidak daat berjalan. Pada Tabel 1 daat dilihat bahwa GPMN membutuhkan iterasi yang sama atau lebih sedikit dari metode-metode yang lain. Kemudian ada kolom COC membuktikan bahwa bahwa GPMN memiliki orde yang sama atau lebih tinggi dari metode embanding. Hal ini membuktikan bahwa GPMN daat diunggulkan dalam keceatan untuk memeroleh nilai solusi numerik dari ersamaan nonlinear. Reository FMIPA 9

Tabel 1: Perbandingan komutasi untuk MN, AN, HN, GN, dan GPMN f i x 0 Metode n + 1 x n+1 COC MN 15 3.0000000000000000.0000 AN 10 3.0000000000000000 3.0000 f 1 3.5 HN 9 3.0000000000000000 3.0000 GN 10 3.0000000000000000 3.0000 GPMN 9 3.0000000000000000 3.0000 MN 15 1.188767549419996.0000 AN 10 1.188767549419996 3.0000 f 3.0 HN 9 1.188767549419996 3.0000 GN 10 1.188767549419996 3.0000 GPMN 9 1.188767549419996 3.0000 MN 5 0.0000000000000000 3.0000 AN 4 0.0000000000000000 3.0000 f 3 0.5 HN 4 0.0000000000000000 3.0000 GN 4 0.0000000000000000 3.0000 GPMN 4 0.0000000000000000 5.0000 5. KESIMPULAN Berdasarkan embahasan yang telah diuraikan ada bagian sebelumnya, maka daat disimulkan bahwa roses untuk mendaatkan metode iterasi yang dibahas ada artikel ini adalah dengan memodifikasi metode iterasi Newton dengan mengguanakan formula kuadratur traesium dan menggunakan rata-rata angkat. Selanjutnya ditunjukkan secara analitik dengan menggunakan eksansi Taylor bahwa generalisasi rata-rata angkat metode Newton memiliki kekonvergenan orde tiga atau lima. Dari erbandingan numerik yang dilakukan daat dilihat bahwa metode iterasi yang dieroleh memunyai jumlah iterasi yang sama atau lebih sedikit dari metode-metode embanding. Ucaan Terimakasih Penulis Mengucakan terimakasih keada Baak Dr. Imran M., M.Sc. yang telah meluangkan waktu, ikiran, dan tenaga dalam memberikan bimbingan, arahan, dan nasehat dalam membimbing enulis menyelesaikan artikel ini. DAFTAR PUSTAKA [1] Abramowitz, M. & I. A. Stegun. 197. Handbook of Mathematical Function with Formulas, Grah, and Mathematical Tables. U.S. Government Printing Office. Washington, D.C. [] Babajee, D. K. R. & M. Z. Dauhoo. 006. An Analysis of The Proerties of The Variants of Newton s Method with Third Order Convergence. Alied Mathematics and Comutation, 183: 659-684. [3] Frontini, M. & E. Sormoni. 003. Some Variants of Newton s Method with Third Order Convergence. Alied Mathematics and Comutation, 140: 419-46. Reository FMIPA 10

[4] Hamming, R. W. 1973. Numerical Methods for Scientists and Engineers, Second Edition. Dover Publications, Inc. New York. [5] Homeier, H. H. H. 005. On Newton Tye Methods with Cubic Convergence. Journal of Comutational and Alied Mathematics, 176: 45-43. [6] Jayakumar, J. & K. Madhu. 013. Generalized Power means Modification of Newton s Method for Simle Roots of Linear Equation. International Journal of Pure and Alied Sciences and Technology, 18: 45-51. [7] Lukic, T. & N. M. Ralevic. 008. Geometric mean Newton s Method for Simle and Multile Roots. Alied Mathematics Letter, 1: 30-36. [8] Mathews, J H. 1987. Numerical Methods for Mathematics Science and Engineering, nd Ed. Prentice Hall Inc., New Jersey. [9] Nedzhibov, G. 00. On A Few Iterative Methods for Solving Nonlinear Equation. Alication of Mathematics in Engineering and Economics 8, in: Proceeding of The XXVIII Summer School Sozool 0, Heron Press, Sofia, 1-8. [10] Weerakoon, S. & T. G. I. Fernando. 000. A Variant of Newton s Method with Accelerated Third Order Convergence. Alied Mathematics Letter, 08: 87-93. [11] Xiaojian, Z. 007. A Class of Newton s Method with Third-Order Convergence. Alied Mathematics Letter, 0: 106-1030. Reository FMIPA 11