Pertemuan : 4 Materi : Fungsi Bernilai Vektor dan Gerak Sepanjang Kurva Bab II. Diferensial Kalkulus Dari Vektor

dokumen-dokumen yang mirip
Pertemuan : 7 Materi : Integral Garis dan Teorema Dasar Integral Garis Bab III. Integral Kalkulus Dari Vektor

Pertemuan : 9 Materi : Teorema Green Bab IV. Teorema Green, Teorema Divergensi Gauss, dan Teorema Stokes

Dosen Pengampu : Puji Andayani, S.Si, M.Si, M.Sc

Dosen Pengampu : Puji Andayani, S.Si, M.Si, M.Sc

Geometri dalam Ruang, Vektor

KALKULUS MULTIVARIABEL II

Kalkulus II. Diferensial dalam ruang berdimensi n

BAB II VEKTOR DAN GERAK DALAM RUANG

Aljabar Vektor. Sesi XI Vektor 12/4/2015

Diferensial Vektor. (Pertemuan V) Dr. AZ Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Catatan Kuliah FI2101 Fisika Matematik IA

Diferensial Vektor. (Pertemuan V) Dr. AZ Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

BAB I VEKTOR DALAM BIDANG

Pertemuan Minggu ke Keterdiferensialan 2. Derivatif berarah dan gradien 3. Aturan rantai

ANALISIS VEKTOR. Aljabar Vektor. Operasi vektor

Kalkulus Multivariabel I

Bab 1 Vektor. A. Pendahuluan

MA1201 MATEMATIKA 2A Hendra Gunawan

BAB III TURUNAN DALAM RUANG DIMENSI-n

Integral Vektor. (Pertemuan VII) Dr. AZ Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Geometri dalam Ruang, Vektor

Suryadi Siregar Metode Matematika Astronomi 2

Gradien, Divergensi, dan Curl

KALKULUS MULTIVARIABEL II

Kalkulus Multivariabel I

= + atau = - 2. TURUNAN 2.1 Definisi Turunan fungsi f adalah fungsi yang nilainya di setiap bilangan sebarang c di dalam D f diberikan oleh

Kalkulus Multivariabel I

DIFERENSIASI VEKTOR. Fungsi Vektor

ALJABAR LINEAR DAN MATRIKS. MODUL 10 Kalkulus Vektor. Zuhair Jurusan Teknik Informatika Universitas Mercu Buana Jakarta 2007 年 12 月 30 日 ( 日 )

Soal-Soal dan Pembahasan SNMPTN Matematika IPA Tahun Pelajaran 2010/2011 Tanggal Ujian: 01 Juni 2011

Program Studi Teknik Mesin S1

Soal-Soal dan Pembahasan SNMPTN Matematika IPA Tahun Pelajaran 2010/2011

Integral Garis. Sesi XIII INTEGRAL 12/7/2015

Program Studi Pendidikan Matematika STKIP PGRI SUMBAR

Teorema Divergensi, Teorema Stokes, dan Teorema Green

Pertemuan Minggu ke Bidang Singgung, Hampiran 2. Maksimum dan Minimum 3. Metode Lagrange

Pembahasan a. Kecepatan partikel saat t = 2 sekon (kecepatan sesaat) b. Kecepatan rata-rata partikel saat t = 0 sekon hingga t = 2 sekon

9.1. Skalar dan Vektor

Program Perkuliahan Dasar Umum Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Fungsi Dua Peubah

Pembahasan Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN)

Kinematika Gerak KINEMATIKA GERAK. Sumber:

Fisika Dasar 9/1/2016

BAB II LANDASAN TEORI

Pembahasan SNMPTN 2011 Matematika IPA Kode 576

TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS

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

GERAKAN KURVA PARAMETERISASI PADA RUANG EUCLIDEAN 1. PENDAHULUAN

Matematika EBTANAS Tahun 1991

Dosen Pengampu : Puji Andayani, S.Si, M.Si, M.Sc

Program Studi Pendidikan Matematika STKIP PGRI SUMBAR

Ringkasan Kalkulus 2, Untuk dipakai di ITB 36

PENGANTAR KALKULUS PEUBAH BANYAK. 1. Pengertian Vektor pada Bidang Datar

KINEMATIKA. Fisika. Tim Dosen Fisika 1, ganjil 2016/2017 Program Studi S1 - Teknik Telekomunikasi Fakultas Teknik Elektro - Universitas Telkom

4.4. KERAPATAN FLUKS LISTRIK

1. Akar-akar persamaan 2x² + px - q² = 0 adalah p dan q, p - q = 6. Nilai pq =... A. 6 B. -2 C. -4 Kunci : E Penyelesaian : D. -6 E.

Matematika Dasar INTEGRAL PERMUKAAN

TEOREMA FUNDAMENTAL PADA KALKULUS VEKTOR

Relasi, Fungsi, dan Transformasi

8. Nilai x yang memenuhi 2 log 2 (4x -

PERSAMAAN GARIS LURUS

A. Instrumen Tes 1. Analisis Kualitatif

Lingkaran. A. Persamaan Lingkaran B. Persamaan Garis Singgung Lingkaran

Hendra Gunawan. 18 September 2013

Soal-Soal dan Pembahasan Matematika IPA SNMPTN 2012 Tanggal Ujian: 13 Juni 2012

III. KINEMATIKA PARTIKEL. 1. PERGESERAN, KECEPATAN dan PERCEPATAN

r = r = xi + yj + zk r = (x 2 - x 1 ) i + (y 2 - y 1 ) j + (z 2 - z 1 ) k atau r = x i + y j + z k

TURUNAN DALAM RUANG DIMENSI-n

Matematika EBTANAS Tahun 1986

Kalkulus Multivariabel I

Kuliah 3: TURUNAN. Indah Yanti

DIKTAT KULIAH KALKULUS PEUBAH BANYAK (IE-308)

BAB III PEMBAHASAN. Bab III terbagi menjadi tiga sub-bab, yaitu sub-bab A, sub-bab B, dan subbab

MA3231 Analisis Real

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

Catatan Kuliah MA1123 Kalkulus Elementer I

Lingkaran adalah tempat kedudukan titik-titik pada bidang yang berjarak

Keep running VEKTOR. 3/8/2007 Fisika I 1

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

b = dan a b= 22. Jika sudut antara a dan b adalah a, maka

Modul Statistika Kelas XII SMKN 1 Stabat. Lingkaran. Elips

KALKULUS TINGKAT LANJUT, oleh A.B. Panggabean Hak Cipta 2014 pada penulis

1. Agar F(x) = (p - 2) x² - 2 (2p - 3) x + 5p - 6 bernilai positif untuk semua x, maka batas-batas nilai p adalah... A. p > l B. 2 < p < 3 C.

Soal-Soal dan Pembahasan Matematika IPA SNMPTN 2012 Tanggal Ujian: 13 Juni 2012

LEMBAR KERJA SISWA 1. : Menggunakan Konsep Limit Fungsi Dan Turunan Dalam Pemecahan Masalah

Wardaya College. Tes Simulasi Ujian Nasional SMA Berbasis Komputer. Mata Pelajaran Matematika Tahun Ajaran 2017/2018

f(-1) = = -7 f (4) = = 3 Dari ketiga fungsi yang didapat ternyata yang terkecil -7 dan terbesar 11. Rf = {y -7 y 11, y R}

UJIAN TENGAH SEMESTER KALKULUS I

PENGERTIAN KINEMATIKA

untuk setiap x sehingga f g

Fungsi Linear dan Fungsi Kuadrat

SOAL-SOAL LATIHAN TURUNAN FUNGSI SPMB

KALKULUS MULTIVARIABEL II

Notasi turunan. Penggunaan turunan. 6. Menggunakan konsep limit fungsi dan turunan fungsi dalam pemecahan masalah.

Zulfaneti Yulia Haryono Rina F ebriana. Berbasis Penemuan Terbimbing = = D(sec x)= sec x tan x, ( + ) ( ) ( )=

DERIVATIVE Arum Handini primandari

Persamaan Parametrik

Matematika EBTANAS Tahun 2003

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

MA1201 MATEMATIKA 2A Hendra Gunawan

K13 Revisi Antiremed Kelas 11 Matematika

Transkripsi:

Pertemuan : 4 Materi : Fungsi Bernilai Vektor dan Gerak Sepanjang Kurva Bab II. Diferensial Kalkulus Dari Vektor Standar Kompetensi : Setelah mengikuti perkuliahaan ini mahasiswa diharapkan dapat : 1. Memahami Kalkulus diferensial dari Vektor. 2. Memahami Kelengkungan, Percepatan, Divergensi, dan Rotasi dari Medan Vektor Kompetensi Dasar : Setelah mengikuti perkuliahaan ini mahasiswa diharapkan dapat : 1. Membuktikan kelengkungan sebuah kurva 2. Menyebutkan kembali komponen tangensial dan komponen normal dari percepatan 3. Membuktikan percepatan sebagai penjumlahan dari komponen tangensial dan komponen normal percepatan. 4. Menghitung komponen tangensial dan komponen normal percepatan. Uraian Materi 1.1 Kelengkungan dan Percepatan Pada Bidang (R 2 ) Misalkan a t b, r(t) = f(t)i + g(t)j adalah vektor posisi titik P = P(t) pada bidang. Andaikan r (t) 0 ada dan kontinu pada selang [a, b], maka apabila t nilainya naik, P bergerak sepanjang kurva yang mulus, dan panjang lintasan s = h(t) dari P(a) ke P(t) ditentukan oleh Laju titik yang bergerak itu adalah. Oleh karena r (t) 0, maka s naik apabila t naik. Dengan menggunkan Teorema fungsi invers, s memiliki invers t = h -1 (s) dan Andaikan T(t) vektor singgung satuan di P(t), didefinisikan sebagai berikut T(t) = Apabila P(t) bergerak sepanjang kurva, vektor T(t) arahnya berubah dan menyinggung kurva di titik tersebut. Perbandingan perubahan T terhadap panjang busur s, yaitu dinamakan vektor kelengkungan (kappa) di P ditentukan sebagai besaran, jadi =. By Lukman M.Si. Pendidikan Matematika FPMIPA UPI Bandung 11

Jadi, = Contoh 1 Buktikan kelengkungan garis lurus adalah nol. Misalkan P dan Q adalah titik-titik tetap pada garis lurus PQ. Misalkan dan b =, maka vektor untuk persamaan garis lurus PQ adalah r(t) = a + tb dengan demikian, Jadi, v(t) = r (t) = b dan T(t) =, T = 0. = = 0 Teorema A Misalkan x = f(t) dan y = g(t) adalah persamaan parameter kurva yang mulus, maka = Khusus untuk kurva dengan persamaan y = g(x), berlaku = Teorema B Misalkan a, T, dan N berturut-turut vektor percepatan, vektor singgung satuan, dan vektor Normal kurva, maka a = dengan a T dan a N berturut-turut disebut komponen tangensial dan komponen normal Percepatan. Lihat gambar 5 N a Gambar 5 T By Lukman M.Si. Pendidikan Matematika FPMIPA UPI Bandung 12

Contoh 2 Tentukan kelengkungan ellips, pada t = 0 dan Untuk t = 0, maka titiknya adalah (3, 0). Untuk persamaan diperoleh, maka titiknya adalah (0, 2). Dari Berdasarkan teorema A diperoleh, = Sehingga, (0) = dan Contoh 3 Sebuah partikel bergerak sedemikian hingga r(t) = t 2 i + j, t 0. Nyatakan a(t) dalam T dan N. Hitung a(t) untuk t = 2. Diketahui x = t 2 dan y =. Maka,,, dan. v(t) = 2ti + t 2 j, maka Sehingga, a(t) = a(2) = Untuk menghindari dalam menghitung a N dapat menggunakan rumus. Perhatikan contoh 2 di atas, a(t) = 2i + 2tj sehingga By Lukman M.Si. Pendidikan Matematika FPMIPA UPI Bandung 13

1.2 Kelengkungan dan Percepatan Pada Ruang Dimensi 3 Semua yang didapat tentang kelengkungan dan percepatan pada bidang berlaku juga pada ruang dimensi 3. Misalkan r(t) = f(t)i + g(t)j + h(t)k, dengan a t b. r adalah vektor posisi untuk titik P = P(t) yang menjelajahi kurva selama t bertambah besar. Misalkan r (t) 0 ada dan kontinu disetiap t, pada kasus yang demikian kurva tersebut mulus. Panjang busur dari P(a) ke P(b) diberikan oleh Selanjutnya teorema A dan teorema B pada bidang berlaku juga pada ruang dimensi 3. Misalkan a T dan a N adalah komponen tangensial dan komponen normal percepatan a, dan adalah koefisien kelengkungan kurva. Maka dapat ditunjukkan bahwa Binormal di P Diberikan kurva C dan vektor singgung satuan T di P, tentu saja terdapat tak terhingga banyaknya vektor satuan tegal lurus terhadap T di P, ambil satu diantaranya yaitu Adalah vektor normal utama. Maka vektor B = T N Disebut binormal. By Lukman M.Si. Pendidikan Matematika FPMIPA UPI Bandung 14

Pertemuan : 5 Materi : Medan Vektor, Divergensi, dan Curl dari Medan Vektor Bab II. Diferensial Kalkulus Dari Vektor Standar Kompetensi : Setelah mengikuti perkuliahaan ini mahasiswa diharapkan dapat : 1. Memahami Kalkulus diferensial dari Vektor. 2. Memahami Kelengkungan, Percepatan, Divergensi, dan Rotasi dari Medan Vektor Kompetensi Dasar : Setelah mengikuti perkuliahaan ini mahasiswa diharapkan dapat : 1. Menyebutkan kembali pengertian medan vektor. 2. Menyebutkan kembali pengertian divergensi dari medan vektor. 3. Menyebutkan kembali pengertian curl dari medan vektor. 4. Membuktikan sifat-sifat divergensi dan curl dari medan vektor. Uraian Materi 1.1 Medan Vektor Perhatikan aliran angin, aliran air sungai, aliran panas pada wajan yang kita rasakan atau dilihat sehari-hari dapat dipandang sebagai kumpulan tak hingga banyaknya vektor, yang disebut medan vektor. Secara matematis medan vektor adalah fungsi bernilai vektor F yang berkaitan dengan tiap titik P di ruang dimensi-n suatu vektor F(P). Contoh. 4 Buat sketsa medan vektor berikut F(P) = F(x, y) = - ½ yi + ½ xj Misalkan r(x, y) = xi + yj adalah vektor posisi dari titik (x, y), maka r. F(x, y) = - ½ xy + ½ xy = 0 jadi, F tegak lurus terhadap vektor posisi r oleh karenanya r menyinggung lingkaran yang radiusnya r, akibatnya F(x, y) = By Lukman M.Si. Pendidikan Matematika FPMIPA UPI Bandung 15

Contoh 5 Buatlah sketsa sebuah contoh vektor yang cocok dari medan vektor Medan vektor F adalah vektor yang arahnya sama dengan vektor posisi r tapi panjangnya satu. 1.2 Divergensi Dari Medan Vektor Misalkan F(x, iy, z) = M(x, y, z)i + N(x, y, z)j + P(x, y, z)k adalah medan vektor. Divergensi F didefinisikan div F = asalkan ada. Operator gradien (dibaca del) didefinisikan. Bilamana operator beroperasi pada suatu fungsi skalar f akan menghasilkan gradien f, yaitu f = grad f = Buktikan div F =. F Medan Vektor Konservatif Misalkan f(x, y, z) suatu medan skalar dan f dapat dideferensialkan. Maka gradien f adalah medan vektor F(x, y, z) = f = disebut medan vektor konservatif, dan f disebut fungsi potensial. Contoh 6 Hitung divergensi dari F = x 2 i 2xyj + yz 2 k By Lukman M.Si. Pendidikan Matematika FPMIPA UPI Bandung 16

div F = 2x 2x + 2yz = 2yz Contoh 7 Buktikan bahwa F = x 2 i + y 2 j + z 2 k adalah medan vektor konservatif Untuk membuktikan F medan vektor konservatif maka harus dicari fungsi potensial f. Oleh karena itu, f(x, y, z) = = g(y, z) = Jadi, h(z) = Karena f adalah fungsi potensial, maka F terbukti medan vektor konservatif. 1.3 Curl/Rotasi Dari Medan Vektor Selanjutnya curl dari Medan Vektor F didefinisikan curl F = rot F = Berdasarkan definisi di atas, maka dapat ditunjukkan bahwa F = rot F Sifat-sifat Divergensi dan Rotasi Misalkan turunan parsial yang diperlukan ada dan kontinu, maka berlaku sifat-sifat sebagai berikut: 1. div (curl F) = 0 2. curl (grad f) = 0 3. div (f F) = f (div F) + (grad f). F 4. curl (f F) = f (curl F) + (grad f) F 5. div (F G) = G. curl F F. curl G 6. div ( f g) = 0 Contoh 8 Hitung div (curl F), untuk F = cos y i + sin zj + 3k. curl F = div (curl F) = 0 By Lukman M.Si. Pendidikan Matematika FPMIPA UPI Bandung 17

Pertemuan Bahan Uji Waktu : 6 / Ujian Tengah Semester : Bab I dan Bab II : 150 Menit UJIAN TENGAH SEMESTER KALKULUS VEKTOR lah semua pertanyaan di bawah ini dengan penjelasan yang sistematis dan logis. Apabila menggunakan dalil/teorema, maka sebutkan teoremanya/tidak hanya menyebutkan nomor teoremanya. 1. Buktikan dengan menggunakan konsep vektor bahwa garis yang menghubungkan titiktitik tengah dua sisi segitiga sebarang, selalu sejajar dengan sisi ketiga! 2. Tentukan persamaan bidang yang melalui titik A(0, 3, 1), B(-1, 2, - 4), dan C(2, 1, 3)! 3. Tentukan, komponen tangensial, komponen normal, binormal dari vektor r(t) = (2t + 1)i + (t 2 2)j di t = 1. 4. Buktikan untuk medan vektor F(x, y, z) = adalah medan vektor konservatif. 5. Diberikan medan vektor F(x, y, z) = (y + z)i + (x + z)j + (x + y)k. Hitung divergensi dan rotasi medan vektor tersebut! 6. Misalkan turunan parsial yang diperlukan ada dan kontinu. Maka buktikan: a. div (f F) = f (div F) + (grad f). F b. div (F G) = G. curl F F. curl G 7. Misalkan F(x, y, z) =, dengan r = r = dan f adalah fungsi skalar yang dapat dideferensialkan kecuali di r = 0. By Lukman M.Si. Pendidikan Matematika FPMIPA UPI Bandung 18