2 Akar Persamaan NonLinear

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

Ilustrasi Persoalan Matematika

PAM 252 Metode Numerik Bab 2 Persamaan Nonlinier

yang tak terdefinisikan dalam arti keberadaannya tidak perlu didefinisikan. yang sejajar dengan garis yang diberikan tersebut.

Pertemuan I Mencari Akar dari Fungsi Transendental

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

PAM 252 Metode Numerik Bab 2 Persamaan Nonlinier

BAB 2 LANDASAN TEORI

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

Akar-Akar Persamaan. Definisi akar :

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

Matematika Dasar NILAI EKSTRIM

Pengantar Metode Numerik

Course Note Numerical Method Akar Persamaan Tak Liniear.

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

yang tak terdefinisikan dalam arti keberadaannya tidak perlu didefinisikan.

Persamaan Non Linier

BAB V PENERAPAN DIFFERENSIASI

E. Grafik Fungsi Kuadrat

Bab 2. Penyelesaian Persamaan Non Linier

Perbandingan Kecepatan Komputasi Beberapa Algoritma Solusi Persamaan Nirlanjar

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,

Persamaan Non Linier 1

Nurdinintya Athari PERSAMAAN DIFFERENSIAL ORDE 2

PENDAHULUAN KALKULUS

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

MATEMATIKA BISNIS BAB 2 FUNGSI LINIER

Metode Numerik. Persamaan Non Linier

1. Pengertian Tentang Fungsi dan Grafik

FUNGSI TRIGONOMETRI, FUNGSI EKSPONENSIAL, dan FUNGSI LOGARITMA

Persamaan Non Linier


Persamaan yang kompleks, solusinya susah dicari. Contoh :

POKOK BAHASAN. Matematika Lanjut 2 Sistem Informasi

Integral Ganda. a f (x) dx = R f (x) dx: Misalkan D adalah

PENYELESAIAN PERSAMAAN NONLINIER DENGAN METODE MODIFIKASI BAGI DUA

11. FUNGSI MONOTON (DAN FUNGSI KONVEKS)

MODUL MATEMATIKA II. Oleh: Dr. Eng. LILYA SUSANTI

BAB II LANDASAN TEORI

1 Penyelesaian Persamaan Nonlinear

Sudaryatno Sudirham. Studi Mandiri. Fungsi dan Grafik. Darpublic

BAB 2 PENYELESAIAN PERSAMAAN NON LINEAR

Menemukan Akar-akar Persamaan Non-Linear

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

TURUNAN DALAM RUANG DIMENSI-n

Program Studi Pendidikan Matematika UNTIRTA. 17 Maret 2010

Persamaan Diferensial Orde Satu

BAB II LANDASAN TEORI

BAB I ARTI PENTING ANALISIS NUMERIK

Perhitungan Nilai Golden Ratio dengan Beberapa Algoritma Solusi Persamaan Nirlanjar

Barisan dan Deret Agus Yodi Gunawan

Analisis Riil II: Diferensiasi

Langkah Penyelesaian Example 1) Tentukan nilai awal x 0 2) Hitung f(x 0 ) kemudian cek konvergensi f(x 0 ) 3) Tentukan fungsi f (x), kemudian hitung f

Catatan Kuliah MA1123 Kalkulus Elementer I

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!

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

PERSAMAAN GARIS LURUS

Studi Pencarian Akar Solusi Persamaan Nirlanjar Dengan Menggunakan Metode Brent

Persamaan dan Pertidaksamaan Linear

METODE NUMERIK. ROBIA ASTUTI, M.Pd. STKIP Muhammadiyah Pringsewu Lampung

BAB 2 PENYELESAIAN PERSAMAAN TAKLINIER

BAB 2. FUNGSI & GRAFIKNYA

METODE NUMERIK. Akar Persamaan (2) Pertemuan ke - 4. Rinci Kembang Hapsari, S.Si, M.Kom

Hendra Gunawan. 13 September 2013

SRI REDJEKI KALKULUS I

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER GLOBAL INFORMATIKA MDP

2.1 Soal Matematika Dasar UM UGM c. 1 d d. 3a + b. e. 3a + b. e. b + a b a

SOAL DAN PEMBAHASAN UJIAN NASIONAL SMA/MA IPA TAHUN PELAJARAN 2007/2008

Pembahasan Matematika IPA SNMPTN 2012 Kode 132

1-x. dimana dan dihubungkan oleh teorema Pythagoras.

4. TURUNAN. MA1114 Kalkulus I 1

Fungsi dan Limit Fungsi 23. Contoh 5. lim. Buktikan, jika c > 0, maka

Respect, Professionalism, & Entrepreneurship. Mata Kuliah : Kalkulus Kode : CIV Turunan. Pertemuan 3, 4, 5, 6, 7

Ujian Tengah Semester

Modul Matrikulasi, SMA Labschool Kebayoran 2017 Page 1

BAB IV. PENGGUNAAN TURUNAN. Departemen Teknik Kimia Universitas Indonesia

Penyelesaian Secara Numerik? Penyelesaian Secara Numerik Selesaikanlah persamaan nonlinier f(x) = x x -8 Solve : Misal f(x) = 0 x x 8 = 0 (x 4)(x + )

METODE NUMERIK SOLUSI PERSAMAAN NON LINEAR

Modul Praktikum Analisis Numerik

TRY OUT UJIAN NASIONAL SMA TAHUN PELAJARAN 2016/2017

Kunci Jawaban Quis 1 (Bab 1,2 dan 3) tipe 1

Matematika I: APLIKASI TURUNAN. Dadang Amir Hamzah. Dadang Amir Hamzah Matematika I Semester I / 70

Ringkasan Kalkulus 2, Untuk dipakai di ITB 36

Sudaryatno Sudirham. Studi Mandiri. Diferensiasi. Darpublic

Fungsi dan Limit Fungsi 23. Contoh 5. lim. Buktikan, jika c 0, maka

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Unit 2 KONSEP DASAR ALJABAR. Clara Ika Sari Pendahuluan

MATEMATIKA 3 Turunan Parsial. -Irma Wulandari-

SolusiPersamaanNirlanjar

11. Turunan Perkalian Fungsi, Pangkat Dari Fungsi, Fungsi Rasional, Fungsi Implisit

PERSAMAAN DIFFERENSIAL ORDE I. Nurdinintya Athari

BAB I PRA KALKULUS. Nol. Gambar 1.1

Pembahasan Matematika IPA SNMPTN 2012 Kode 483

TURUNAN FUNGSI. 1. Turunan Fungsi

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. pembeli opsi untuk menjual atau membeli suatu sekuritas tertentu pada waktu dan

LIMIT DAN KEKONTINUAN

3.2 Teorema-Teorema Limit Fungsi

ALGORITMA GENETIKA PADA PENYELESAIAN AKAR PERSAMAAN SEBUAH FUNGSI

BAB I. SISTEM KOORDINAT, NOTASI & FUNGSI

UJIAN PERTAMA KALKULUS/KALKULUS I SEMESTER PENDEK 2004 SABTU, 17 JULI (2 JAM)

Transkripsi:

2 Akar Persamaan NonLinear Beberapa metoda untuk mencari akar ang telah dikenal adalah dengan memfaktorkan atau dengan cara Horner Sebagai contoh, untuk mencari akar dari persamaan 2 6 = 0 ruas kiri difaktorkan menjadi ( 3)( 2) = 0 sehingga diperoleh akar persamaanna adalah = 2 dan = 3, dan sebagaina Akan tetapi, akar persamaan akan sulit dicari jika persamaan tersebut tidak dapat difaktorkan menjadi bilangan bulat ang bukan pecahan Sebagai contoh adalah akar dari persamaan 3 2 + 4 1 = 0 Grafik fungsi f() = 3 2 + 4 1 diberikan sebagai berikut akar f( ) = 3-2 + 4-1 Jelas bahwa grafik fungsi memotong sumbu horisontal di sekitar = 05, dengan nilai sesungguhna belum dapat diketahui Ada tiga metoda ang akan dipelajari di sini, aitu metoda bagi dua, metoda Newton (-Raphson) dan metoda Sekan Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing 21 Metoda Bagi Dua (Bisection ) Misalkan f suatu fungsi kontinu ang nilaina berbeda tanda pada kedua ujung selang tertutup [a,b] dengan a < b Dengan kata lain, f (a) f (b) < 0 Maka f mempunai suatu akar pada selang (a, b) Jadi, ada bilangan r dengan a < r < b sehingga f (r) = 0 Algoritma Metoda Bagi dua adalah sebagai berikut 1 Tentukan selang lokasi akar [a, b], dengan f(a), f(b) 0 2 Tentukan titik tengah selang, akni c 0 = a+b 2 Bagi menjadi dua subselang [a,c 0] dan [c 0,b] 3 Periksa nilai dari f(a)f(c 0 ) Jika nilaina negatif, maka selang [a,c 0 ] adalah selang lokasi akar ang baru Sebalikna jika nilaina positif maka selang lokasi akar ang baru adalah [c 0,b] Jika f(c 0 ) = 0, maka c 0 adalah akar dari persamaan 7

4 Ulangi langkah 1 dan seterusna untuk c 1 dan seterusna Iterasi dihentikan jika telah didapat c i dengan error ang dikehendaki Algoritma tersebut diilustrasikan sebagai berikut f(a)f(c0) < 0 [ ] a c0 =05 b [ ] a c0 =05 c1 =025 f(c1)f(c0) < 0 b Langkah 1 Langkah 2 Contoh: Diketahui fungsi f() = sin Tentukan ang menebabkan f() = 1 dengan metoda bagi dua Diketahui nilai tersebut berada pada selang [0, 2] Solusi: Persamaan ang dimaksud adalah f() = 1 sin = 1 sin 1 = 0 (4) Mulai dengan a 0 = 0 nilai f(0) = 1000000 dan b 0 = 2, nilai f(2) = 0818595 Akar dari persamaan(4) terletak pada selang [0, 2] Titik tengah selang ini adalah c 0 = 0+2 2 = 1 Diperoleh f(c 0 ) = 0158529 Sehingga nilai f(c 0 )f(b 0 ) < 0 Akar berada pada selang [1, 2] Kita bekerja pada selang a 1 = 1 dan b 1 = 2 Langkah-langkahna ditabelkan sebagai berikut k a k c k b k f(c k ) 0 0 1 2 0158529 1 1 15 2 0496242 2 1 125 15 0186231 3 1 1125 125 0015051 4 1 10625 1125 0071827 5 10625 109375 1125 0028362 Kriteria untuk penghentian iterasi adalah banakna iterasi ang dibatasi, misalkan sebanak 4 kali Iterasi dapat pula dihentikan berdasarkan error, misalkan dibatasi bahwa errorna tidak boleh lebih dari 005 Untuk soal ini, jika kriteria penghentianna adalah berdasarkan jumlah iterasi sebanak 4 maka akarna adalah c 4 = 10625 dan jika kriteria penghentianna adalah berdasarkan error maka akar persamaan tersebut adalah c 5 = 109375 Tugas Mandiri Dengan metoda Bagi dua tentukan akar dari persamaan berikut 1 e 2 = 0, [a 0,b 0 ] = [ 24, 16] 2 cos() + 1 = 0, [a 0,b 0 ] = [08, 16] 8

3 ln() 5 + = 0, [a 0,b 0 ] = [32, 40] 4 2 10 + 23 = 0, [a 0,b 0 ] = [60, 68] 22 Metoda Newton (-Raphson) Jika f adalah fungsi kontinu dan memiliki turunan f pada selang tertutup [a,b], maka untuk mencari akar persamaan fungsi ang terletak pada selang tersebut dapat digunakan metoda Newton Algoritma metoda Newton adalah sebagai berikut 1 Ambilah suatu titik tebakan awal 0 ang dekat dengan posisi akar 2 Dari titik tersebut, hitunglah nilai f( 0 ) dan f ( 0 ) Tarik garis singgung dengan kemiringan f ( 0 ) sampai memotong sumbu Titik perpotongan garis singgung dengan sumbu ini akan menjadi titik tebakan ang baru, sebutlah 1 3 Ulangi langkah 1 dan seterusna hingga diperoleh titik i ang menghasilkan f(a i ) dengan error ang diinginkan Titik i ang demikian adalah akar persamaan ang diperoleh secara numerik f( 0 ) 0 1 2 1 f( 1 ) Langkah 1 f() Langkah 2 f() f( 2 ) akar 2 3 f( 3 ) 3 Langkah 3 f() Langkah 4 f() Contoh: Tentukan akar dari f() = 3 2 sin dengan tebakan awal 0 = 1 sebanak 3 kali iterasi Solusi: Diketahui 0 = 1 maka f( 0 ) = f(1) = 06829 Tarik garis singgung dari titik (1, 06829) sehingga memotong sumbu Persamaan garis singgung ini adalah f( 0 ) = f ()( 0 ) 9

Sehingga titik tebakan baruna menjadi 0 f( 0 ) = f ( 0 )( 0 ) f( 0 ) = f ( 0 ) 0 f ( 0 ) = 0 f( 0) f ( 0 ) (5) Persamaan (5) adalah rumusan untuk mencari titik tebakan baru Secara umum, untuk mencari titik tebakan awal ke n + 1 adalah n+1 = n f( n) f ( n ) (6) Pada soal ini, turunan fungsi f() adalah Perhitunganna ditabelkan sebagai berikut f () = 3 2 2 cos n n f ( n ) f ( n ) 0 1 06829 19194 1 13558 05382 50879 2 12500 00552 40569 3 12364 00008 Dengan demikian diperoleh akar persamaan tersebut adalah = 12364 Tugas Mandiri 1 Gunakan metode Newton untuk menentukan akar dari e cos = 0 dengan tebakan awal 0 = π sampai dengan 5 iterasi 2 2 Gunakan metode Newton untuk menentukan titik potong dari dua buah kurva ang diberikan pada nomor 1 Bandingkanlah hasilna dengan nomor 1 3 Analisa apa ang terjadi jika metode Newton digunakan untuk mencari akar dari persamaan 2 3 9 2 + 12 + 15 = 0 dengan tebakan awal 0 = 3, 0 = 15, dan 0 = 4 Tentukan pula akar dari persamaan tersebut dengan menggunakan metode bisection pada selang [ 1, 2] 4 Selesaikan persamaan tak linear berikut ini dengan terlebih dahulu mengeliminasi, kemudian gunakan metode Newton untuk mencari dengan tebakan awal 0 = 1 { 3 2 + 7 4 3 = 5 sin + 3 2 + tan = 4 5 Gunakan metode Newton untuk mencari akar dari persamaan e 2 = cos + 1 dengan tebakan awal 0 = 0, 0 = 1, dan 0 = 4 10

23 Metoda Secant Metode ini mirip dengan metode Newton, hana saja f ( n ) pada persamaan (6) diganti dengan hampiran ang mudah dihitung Karena turunan didefinisikan sebagai sehingga untuk h ang kecil, f () = lim h 0 f ( + h) f () h f f ( + h) f () () h Khususna, jika = n dan h = n 1 n, maka akan diperoleh f ( n ) f ( n 1) f ( n ) n 1 n Jika hasil ini disubstitusikan pada metode Newton, maka akan diperoleh metode secant, aitu n n 1 n+1 = n f ( n ) f ( n ) f ( n 1 ) Contoh: Gunakan metode secant untuk menentukan akar dari f () = 3 2 sin dengan 0 = 1 dan 2 = 2 sampai 5 kali iterasi Solusi: n n f ( n ) 0 1 06829 1 2 61814 2 10995 04528 3 11610 02696 4 12514 00609 5 12347 00056 6 12362 00001 Pada bagian ini, diperkenalkan tiga metode untuk menelesaikan persamaan f () = 0 Jika metode bisection dapat digunakan, maka metode ini akan selalu konvergen, namun kekonvergenan ini lebih lambat dibandingkan dengan dua metode ang lainna Metode bisection ini memerlukan dua tebakan awal (aitu di ujung-ujung selang), sama seperti metode secant Sarat kedua metode ini lebih ringan dibandingkan dengan metode Newton Metode bisection dan secant, fungsina cukup kontinu, sedangkan pada metode Newton, fungsina haruslah diferensiabel Kelebihan metode Newton adalah hana memerlukan satu tebakan awal saja Sama seperti metode secant, kekonvergenanna lebih cepat dibandingkan dengan metode bisection Namun, demikian kedua metode ini tidak selalu konvergen Tugas Mandiri 1 Gunakan metode bisection, Newton, dan secant untuk mencari akar terbesar dari persamaan 5 5+3 = 0 sampai dengan 4 desimal di belakang koma (semua akar dari persamaan tersebut berada pada selang [ 3, 3]) 2 Gunakan metode secant untuk mencari akar dari himpunan fungsi f k () = 2e k + 1 3e k untuk k = 1, 2, 3,,10 Gunakan selang [0, 1] 11