Fungsi Gamma dan Fungsi Beta. Ayundyah. Ayundyah Kesumawati. Prodi Statistika FMIPA-UII. March 31, 2015

dokumen-dokumen yang mirip
Modul KALKULUS MULTIVARIABEL II

FUNGSI KHUSUS DALAM BENTUK INTEGRAL

Fungsi Gamma. Pengantar Matematika Teknik Kimia. Muthia Elma

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

Ayundyah Kesumawati. April 29, Prodi Statistika FMIPA-UII. Uji Deret Positif. Ayundyah. Uji Integral. Uji Komparasi. Uji Rasio.

UJI KONVERGENSI. Januari Tim Dosen Kalkulus 2 TPB ITK

MACLAURIN S SERIES. Ghifari Eka

Ayundyah Kesumawati. April 29, Prodi Statistika FMIPA-UII. Deret Tak Terhingga. Ayundyah. Barisan Tak Hingga. Deret Tak Terhingga

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

MA1201 KALKULUS 2A (Kelas 10) Bab 8: Bentuk Tak Tentu d

Teknik Pengintegralan

TEKNIK PENGINTEGRALAN

Kalkulus Multivariabel I

MA1201 KALKULUS 2A Do maths and you see the world

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

FUNGSI-FUNGSI INVERS

digunakan untuk menyelesaikan integral seperti 3

Pengantar Statistika Matematika II

Distribusi Probabilitas : Gamma & Eksponensial

KONVOLUSI DISTRIBUSI EKSPONENSIAL DENGAN PARAMETER BERBEDA

SOAL DAN PEMBAHASAN TRIGONOMETRI SUDUT BERELASI KUADRAN I

VEKTOR. Besaran skalar (scalar quantities) : besaran yang hanya mempunyai nilai saja. Contoh: jarak, luas, isi dan waktu.

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

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

= = =

Barisan dan Deret Agus Yodi Gunawan

BAB I PENDAHULUAN. penerbangan, kedokteran, teknik mesin, software komputer, bahkan militer

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

BAB VI DISTRIBUSI PROBABILITAS MENERUS

Suku Banyak Chebyshev

digunakan untuk menyelesaikan persamaan yang nantinya akan diperoleh dalam

BAB III ANALISIS SPEKTRAL PADA RUNTUN WAKTU MODEL ARIMA. Analisis spektral adalah metode yang menggambarkan kecendrungan osilasi

Pengantar Statistika Matematika II

KULIAH ANALISIS STATISTIK DATA SIMULASI Tipe-tipe simulasi berdasarkan analisis output:

BINOVATIF LISTRIK DAN MAGNET. Hani Nurbiantoro Santosa, PhD.

LANDASAN TEORI. Dalam proses penelitian pendekatan distribusi generalized t(,,, ), ), melalui distribusi generalized beta 2

, ω, L dan C adalah riil, tunjukkanlah

DISTRIBUSI ERLANG DAN PENERAPANNYA. Rini Kurniasih 1, Getut Pramesti 2 Mahasiswi Pendidikan Matematika FKIP UNS, Dosen Pendidikan Matematika FKIP UNS

Matematika SMA (Program Studi IPA)

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

Turunan. Ayundyah Kesumawati. January 8, Prodi Statistika FMIPA-UII. Ayundyah Kesumawati (UII) Turunan January 8, / 15

Matematika Dasar FUNGSI DAN GRAFIK

Program Perkuliahan Dasar Umum Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Integral Lipat Tiga

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

Pengantar Proses Stokastik

MATEMATIKA TEKNIK II BILANGAN KOMPLEKS

BAB VIII. TEKNIK INTEGRASI. Andaikan anda menghadapi suatu integral tak tentu. Jika ini bentuk baku

RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER(RPS) PROGRAM STUDI STATISTIKA

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.

Deret Binomial. Ayundyah Kesumawati. June 25, Prodi Statistika FMIPA-UII. Ayundyah (UII) Deret Binomial June 25, / 14

TRIGONOMETRI Pengertian Sinus, Cosinus dan Tangen Hubungan Fungsi Trigonometri :

INTEGRASI Matematika Industri I

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.

MAKALAH DISTRIBUSI GAMMA DI SUSUN OLEH AWAN ARGA SAPUTRA DESSY ROFICA WULANDARI SUHENDRA PRADESA

FT UNIVERSITAS SURABAYA VARIABEL KOMPLEKS SUGATA PIKATAN. Bab V Aplikasi

MODUL RESPONSI MAM 4222 KALKULUS IV

Kalkulus Multivariabel I

Aplikasi Persamaan Bessel Orde Nol Pada Persamaan Panas Dua dimensi

: D C adalah fungsi kompleks dengan domain riil

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

Pengantar Proses Stokastik

a b c d e nol di belakang pada representasi desimalnya adalah... a b c d e. 40.

II. LANDASAN TEORI. beberapa konsep dan teori yang berkaitan dengan penduga parameter distribusi GB2

0. Pendahuluan. 0.1 Notasi dan istilah, bilangan kompleks

STK 203 TEORI STATISTIKA I

BAB II PENGANTAR SOLUSI PERSOALAN FISIKA MENURUT PENDEKATAN ANALITIK DAN NUMERIK

Kalkulus Multivariabel I

Pengantar Statistika Matematika II

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

Pengantar Statistika Matematika II

panjang yang berukuran x i dan y i. Ambil sebuah titik pada sub persegi d

Bab III. Integral Fungsi Kompleks

Bab 16. LIMIT dan TURUNAN. Motivasi. Limit Fungsi. Fungsi Turunan. Matematika SMK, Bab 16: Limit dan Turunan 1/35

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!

TRIGONOMETRI. 5. tan (A + B) = tan A.tan. Pengertian Sinus, Cosinus dan Tangen. 6. tan (A - B) = Sin α = r. Rumus-rumus Sudut Rangkap :

Bagian 7 Koordinat Kutub

FUNGSI LOGARITMA ASLI

Pengantar Statistika Matematika II

BAB I ARTI PENTING ANALISIS NUMERIK

Pengantar Statistika Matematika II

Kalkulus Multivariabel I

Trigonometri - IPA. Tahun 2005

Satuan Acara Perkuliahan SEKOLAH TINGGI ILMU STATISTIK. Jam pembelajaran per Pertemuan kelas 150 menit Pertemuan praktikum 0 menit Kegiatan lain

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

Pengantar Statistika Matematika II

SISTEM KOORDINAT SISTEM TRANSFORMASI KOORDINAT RG091521

Bab 3 Fungsi Elementer

Model Poisson. Inferensi likelihood. Andi Kresna Jaya November 19, Jurusan Matematika

Vektor. Vektor memiliki besaran dan arah. Beberapa besaran fisika yang dinyatakan dengan vektor seperti : perpindahan, kecepatan dan percepatan.

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN NO. 01/5

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP) Nama Sekolah : SMA Negeri 2 Lahat Mata Pelajaran : Matematika Kelas / Program : XII / IPA Semester : Ganjil

7. RESIDU DAN PENGGUNAAN. Contoh 1 Carilah titik singular dan tentukan jenisnya dari fungsi berikut a. f(z) = 1/z

A. Penggunaan Konsep dan Aturan Turunan

Matematika Teknik Dasar-2 9 Aplikasi Turunan Parsial dan Pengerjaannya Secara Geometri

TEKNIK-TEKNIK PENGINTEGRALAN

Kalkulus II. Institut Teknologi Kalimantan

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

Hendra Gunawan. 5 Maret 2014

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

LAMPIRAN A. Ringkasan Relativitas Umum

Transkripsi:

Fungsi Kesumawati Prodi Statistika FMIPA-UII March 31, 215

Gamma Fungsi Fungsi Gamma didefinisikan sebagai integral tak wajar berikut: Γ(α) := e x x α 1 dx (1) Integral ini konvergen bila α >. Dengan menerapkan integral parsial. diperoleh Γ(α + 1) : = e x x α dx = [ e x x α] + α e x x α 1 dx = αγ(α) Jadi diperoleh rumus rekursif fungsi gamma sebagai berikut : Γ(α + 1) = αγ(α) (2)

Berdasarkan (1), bila α = 1 maka berlaku: Γ(1) = e x dx = [ e x] = 1 (3) Khususnya bila α bilangan bulat positif, maka dengan menggunakan formula rekursif (2) diperoleh Γ(α + 1) = αγ(α) = α(α 1)Γ(α) = α(α 1)(α 2)(α 3)...Γ(1) = α! Dengan alasan ini fungsi gamma disebut juga fungsi faktorial atau pengumuman dari faktorial, yaitu Γ(α + 1) = α! bila α bulat positif (4)

Pada definisi (1) fungsi Gamma Γ(α) hanya berlaku untuk α >. Sedangkan untuk α <, fungsi gamma didefinisikan menggunakan rumus rekursif (2) yaitu: Γ(α) = Γ(α + 1) α Dengan (5) maka diperoleh: Γ() = Γ(1) tidak terdefinisi karena membagi dengan nol Γ( 1) = Γ() tidak terdefinisi karena Γ() tidak terdefinisi 1 Γ( 2) = Γ( 1) tidak terdefinisi karena Γ( 1) tidak 2 terdefinisi (5)

Jadi fungsi Gamma tidak terdefinisi pada nol dan bilangan bulat negatif. Nilai fungsi gamma untuk α bulat positif sangat mudah dihitung dengan menggunakan bentuk faktorial, misalnya: Γ(5) = 4! = 24, Γ(6) = 5! = 12

Dilihat dari formulanya, kecuali pada bilangan bulat positif, nilai fungsi gamma tidak mudah diperoleh seperti pada fungsi biasa karena kita dituntut untuk menyelesaikan suatu integral. Beberapa program komputer untuk komputasi telah menyediakan fasilitas untuk menghitung nilai fungsi gamma. Berikut grafik dari fungsi gamma untuk α < :

Sifat Fungsi Gamma Fungsi 1 Khusus untuk α = 1 2 berlaku ( ) 1 Γ = π 2 2 Untuk < α < 1 berlaku: Γ(α) Γ(1 α) = π sin πx Sifat 1 diatas merupakan kasus khusus dari sifat 2 ini yaitu dengan α = 1 2 3 Formula Stirling untuk n bilangan positif yang besar maka digunakan aproksimasi berikut: n! ( n ) n 2πn e 4 Rumus duplikat fungsi gamma: 2 2α 1 Γ(α) Γ(α + 1 2 ) = πγ(2α)

Contoh 1. Hitunglah nilai dari Γ(5/2), Γ( 1/2), dan Γ( 5/2)

Penyelesaian Fungsi dengan menggunakan rumus rekursif akan diperoleh Γ(5/2) = Γ( 3 2 + 1) = 3 2 Γ(3/2) = 3 2 Γ(1 2 + 1) = 3 1 2 2 Γ(1/2) = 3 4 π

Berikutnya, karena α bernilai negatif maka digunakan relasi... Diperhatikan α = 1/2 dan α + 1 = 1/2 + 1 = 1/2. Diperoleh Γ(1/2) = Γ( 1/2 + 1) ( ) ( 1 π = Γ 1 ) = 2 π 2 2

Dengan cara yang sama kita dapat menyelesaikan soal berikutnya: ( Γ 1 ) = Γ ( 32 ) ( 2 + 1 = 3 ) ( Γ 3 ) ( = 3 ) 2 2 2 2 ( π = 3 ) ( 5 ) ( Γ 5 ) ( Γ 5 ) = 2 2 2 2 Γ ( 52 ) + 1 ( 8 15) π

Jika diperhatikan nilai fungsi gamma Γ(x) dapat disederhanakan jika fungsi tersebut direduksi menjadi Γ( 1 2 ), yaitu dengan menggunakan rumus rekursif. Tetapi jika tidak dapat direduksi menjadi Γ( 1 2 ) maka nilai Γ(x) harus dihitung dengan definisi fungsi Gamma. Latihan Hitunglah masing-masing bentuk fungsi gamma di bawah ini: Γ(3)Γ( 5 2 a. ) Γ( 1 2 ) b. c. 6Γ( 8 3 ) 5Γ( 2 3 ) Γ(6) 2Γ(3)

Penggunaan Fungsi Gamma Fungsi Fungsi gamma sering digunakan untuk menyelesaikan bentuk integral yang cukup rumit. Untuk menyelesaikan soal-soal integral dengan menggunakan fungsi gamma kita harus membandingkan kembali dengan definisi fungsi gamma. Dua hal yang ahrus diperhatikan adalah batas integrasinya dan integrannya. Integral-integral ini harus diolah sedemikian rupa sehingga menjadi bentuk definisi fungsi gamma. Contoh Hitunglah integral berikut dengan menggunakan definisi fungsi gamma x 4 e x dx

Penyelesaian dengan melihat bentuk x 4 e x dx, kemudian bandingkan dengan definisi Γ(α) := e x x α 1 dx maka tidak ada yang perlu diubah lagi pada soal karena fungsi tersebut sudah berbentuk fungsi Gamma dengan α 1 = 4 atau α = 5. Jadi x 4 e x dx = Γ(5) = 4! = 24

Bila integral ini diselesaikan dengan cara biasa tanpa menggunakan fungsi gamma maka harus dilakukan integral parsial beberapa kali seperti berikut ini x 4 e x dx = }{{}}{{} dx u v [ = x 4 e x 4 = x 4 e x + 4 =... x 4 e x ] x 3 e x dx x 3 }{{} u e x }{{} v dx Untuk menghabiskan pangkat dari x 4 harus dilakukan 4 kali integral parsial, suatu pekerjaan yang cukup melelahkan. Tapi dengan menggunakan fungsi gamma pekerjaan ini dapat dilakikan dengan sangat mudah.

Contoh Hitunglah integral berikut dengan menggunakan fungsi gamma 3 xe x 3 dx Penyelesaian Integral 3 xe x 3 dx belum berbentuk fungsi gamma dalam hal integrannya, namun batas integrasi sudah sama. Subtitusi variabel baru x 3 = y maka batas-batasnya tidak berubah dan diperoleh: ( ) x = y 1 1 3 dan dx = y 2 3 dy 3

Subtitusi hasil ini ke dalam integral pada soal dan diperoleh: 3 xe x 3 dx = = 1 3 = 1 3 Γ(1/2) π = 3 y 1 6 e y 1 3 y 2 3 dy y 1 2 e y dy

Latihan 1. hitunglah integral berikut dengan menggunakan fungsi gamma 1 ( ln 1 ) 3 dx x 2. hitunglah integral berikut dengan menggunakan fungsi gamma 1 x 3 (lnx) 2 dx 3. Diketahui variabel random X berdistribusi gamma dengan fungsi kepadatan peluang dari X adalah P X (x) = x α 1 e x/β β α, α, β, x > Γ(α) Hitunglah ekspektasi E(x) dan variansi var(x)

Fungsi Fungsi beta adalah fungsi Gamma dengan komposisi dua parameter yang didefinisikan sebagai: B(m, n) := 1 x m 1 (1 x) n 1 dx (6) integral ini hanya konvergen bila m, n >. Tidak ada definisi fungsi beta untuk m, n < Bentuk trigonometri dari fungsi beta adalah: π B(m, n) = 2 2 sin 2m 1 θcos 2n 1 θdx (7) Karena fungsi beta merupakan fungsi dua variabel maka dalam pengerjaannya lebih sedikit sulit daripada fungsi gamma.

Hubungan Fungsi FUngsi Beta Fungsi Fungsi beta dapat dinyatakan melalui fungsi gamma dengan cara berikut ini: Dengan memisalkan z 2 = x 2, maka kita memperoleh Γ(u) = Dengan cara yang sama, z u 1 e z dx = 2 Γ(v) = 2 Maka ( Γ(u)Γ(v) = 4 = 4 x 2u 1 e x2 dx (8) y 2v 1 e y 2 dx (9) ) ( x 2u 1 e x2 dx ) y 2v 1 e y 2 dy x 2u 1 e x2 y 2v 1 e y 2 dx dy

Dengan mentransformasikannya ke koordinat polar,x = ρ cos φ, maka y = ρ sin φ. Sehingga π 2 Γ(u)Γ(v) = 4 φ= ( = 4 ρ= = 2Γ(u + v) ρ 2(u+v) 1 e ρ2 cos 2u 1 φ sin(2v 1) φ dρ d ρ 2(u+v) 1 e ρ2 dρ ρ= π/2 = Γ(u + v)b(u, v) ) ( π 2 φ= cos 2u 1 φsin 2v 1 φdφ cos(2u 1)φ sin(2v Jadi diperoleh hubungan fungsi gamma dan fungsi beta adalah B(m, n) = Γ(m)Γ(n) Γ(m + n) (1)

Sifat lain dari fungsi gamma yang diturunkan dari fungsi beta adalah: x p 1 π dx = Γ(p)Γ(1 p) = 1 + x sinpπ, < p < 1 (11) Contoh Hitunglah nilai fungsi beta berikut B(5, 2), B(1/2, 3), B(1/3, 2/3)

Penggunaan Fungsi Sama seperti pada fungsi gamma, fungsi beta juga banyak digunakan untuk menyelesaikan bentuk integral yang cukup rumit. Contoh Hitunglah integral berikut dengan menggunakan fungsi beta 1 x 2 (1 x) 5 dx

Penyelesaian Integral ini sudah berupa fungsi beta. Jadi cukup ditentukan nilai m dan n yang bersesuaian lalu bandingkan dengan B(m, n) := 1 maka m = 3 dan n = 6 sehingga x m 1 (1 x) n 1 dx 1 x 2 (1 x) 5 dx = B(3, 6) = Γ(3)Γ(6) Γ(9) = 1 168

Latihan 1. Hitunglah integral berikut dengan menggunakan funsgi beta 3 x 4 9 x 2 dx 2. Hitunglah integral berikut dengan menggunakan funsgi beta π/2 sin 3 θcos 4 θ dθ 3. Hitunglah integral berikut dengan menggunakan funsgi beta π sin 5 θdθ

4. Hitunglah integral berikut dengan menggunakan funsgi beta 3 1 dx (x 1)(3 x) 5. Hitunglah integral berikut dengan menggunakan funsgi beta π/2 tan θ dθ

Semangatlah dalam hal yang bermanfaat untukmu, minta tolonglah pada Allah, dan jangan malas (patah semangat). (HR. Muslim no. 2664).