Persamaan Diferensial

dokumen-dokumen yang mirip
BAB III PERSAMAAN DIFERENSIAL LINIER

Persamaan Diferensial

Persamaan Diferensial

BAB IV PERSAMAAN DIFERENSIAL LINIER

Persamaan Di erensial Orde-2

BAB IV PERSAMAAN TAKHOMOGEN

Metode Koefisien Tak Tentu untuk Penyelesaian PD Linier Homogen Tak Homogen orde-2 Matematika Teknik I_SIGIT KUSMARYANTO

PERSAMAAN DIFFERENSIAL LINIER

PERSAMAAN DIFERENSIAL LINIER NON HOMOGEN

Persamaan diferensial adalah suatu persamaan yang memuat satu atau lebih turunan fungsi yang tidak diketahui.

PD Orde 2 Lecture 3. Rudy Dikairono

Persamaan Diferensial

PERSAMAAN DIFERENSIAL I PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA

BAB PDB Linier Order Satu

PERSAMAAN DIFERENSIAL LINIER HOMOGEN ORDE 2 Oleh: Ir. Sigit Kusmaryanto, M.Eng

I. Sistem Persamaan Diferensial Linier Orde 1 (Review)

BAB V PERSAMAAN LINEAR TINGKAT TINGGI (HIGHER ORDER LINEAR EQUATIONS) Persamaan linear tingkat tinggi menarik untuk dibahas dengan 2 alasan :

Hendra Gunawan. 23 April 2014

PRAKTIKUM 3 PAM 253 PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA

Pertemuan 1 dan 2 KONSEP DASAR PERSAMAAN DIFERENSIAL

PENYELESAIAN PERSAMAAN DIFFERENSIAL ORDE 2 - II

BAB III PD LINIER HOMOGEN

BAB 2 PERSAMAAN DIFFERENSIAL BIASA

PENGANTAR MATEMATIKA TEKNIK 1. By : Suthami A

Persamaan Differensial Biasa

KONSEP DASAR PERSAMAAN DIFERENSIAL

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

Program Perkuliahan Dasar Umum Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Persamaan Diferensial Orde II

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

Universitas Indonusa Esa Unggul Fakultas Ilmu Komputer Teknik Informatika. Persamaan Diferensial Orde II

BAB VII MATRIKS DAN SISTEM LINEAR TINGKAT SATU

Department of Mathematics FMIPAUNS

UJI KONVERGENSI. Januari Tim Dosen Kalkulus 2 TPB ITK

Mata Kuliah :: Matematika Rekayasa Lanjut Kode MK : TKS 8105 Pengampu : Achfas Zacoeb

MATEMATIKA SMK TEKNIK LIMIT FUNGSI : Limit Fungsi Limit Fungsi Aljabar Limit Fungsi Trigonometri

PERSAMAAN DIFERENSIAL (PD)

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

Persamaan Diferensial Orde 2. Matematika Teknik 2 S1-Teknik Elektro

BAB VI PENYELESAIAN DERET UNTUK PERSAMAAN DIFERENSIAL

Deret Fourier. (Pertemuan XI) Dr. AZ Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya. Fungsi Genap dan Fungsi Ganjil

BAB II PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA

BAB I KONSEP DASAR PERSAMAAN DIFERENSIAL

II LANDASAN TEORI. Contoh. Ditinjau dari sistem yang didefinisikan oleh:

Nilai Ekstrim. (Extreme Values)

MATERI 2 MATEMATIKA TEKNIK 1 PERSAMAAN DIFERENSIAL ORDE SATU

BAB II KAJIAN TEORI. pada penulisan bab III. Materi yang diuraikan berisi tentang definisi, teorema, dan

Hendra Gunawan. 25 April 2014

SOLUSI PERSAMAAN DIFFERENSIAL

BAB I DASAR-DASAR PEMODELAN MATEMATIKA DENGAN PERSAMAAN DIFERENSIAL

perpindahan, kita peroleh persamaan differensial berikut :

Kebalikan Transformasi Laplace

MATEMATIKA TEKNIK 2 S1-TEKNIK ELEKTRO. Mohamad Sidiq

Nurdinintya Athari PERSAMAAN DIFFERENSIAL ORDE 2

MATERI 2 MATEMATIKA TEKNIK 1 PERSAMAAN DIFERENSIAL ORDE DUA

II. TINJAUAN PUSTAKA. Turunan fungsi f adalah fungsi lain f (dibaca f aksen ) yang nilainya pada ( ) ( ) ( )

BAB II PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA(PDB) ORDE SATU

Hendra Gunawan. 16 Oktober 2013

Adri Priadana. ilkomadri.com

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

BAB II TEOREMA NILAI RATA-RATA (TNR)

matematika PEMINATAN Kelas X PERSAMAAN DAN PERTIDAKSAMAAN EKSPONEN K13 A. PERSAMAAN EKSPONEN BERBASIS KONSTANTA

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

MATEMATIKA EKONOMI DAN BISNIS. Nuryanto.ST.,MT

BAB 2 LANDASAN TEORI

Barisan dan Deret Agus Yodi Gunawan

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

BAB I PERSAMAAN DIFERENSIAL LINIER ORDE I

JENIS JENIS FUNGSI 2. Gambar. Jenis Fungsi. mengandung banyak suku (polinom) dalam variabel bebas y = a 0 + a 1 x + a 2 x a n x n

Pengantar Metode Perturbasi Bab 1. Pendahuluan

SISTEM PERSAMAAN LINEAR

Sebuah garis dalam bidang xy bisa disajikan secara aljabar dengan sebuah persamaan berbentuk :

PERSAMAAN DAN PERTIDAKSAMAAN PERSAMAAN LINEAR

REKAYASA GEMPA GETARAN BEBAS SDOF. Oleh Resmi Bestari Muin

Sistem Persamaan Linier dan Matriks

SATUAN ACARA PERKULIAHAN MATA KULIAH KALKULUS LANJUT A (S1 / TEKNIK INFORMATIKA ) KODE / SKS KD

TINJAUAN PUSTAKA. Jika y = f(x) dengan f(x) adalah suatu fungsi yang terdiferensialkan terhadap

Sagita Charolina Sihombing 1, Agus Dahlia Pendahuluan

SRI REDJEKI KALKULUS I

Catatan Kuliah KALKULUS II BAB V. INTEGRAL

disebut Persamaan Diferensial Parsial (PDP).

BAB II TEORI DASAR. untuk setiap e G. 4. G mengandung balikan. Untuk setiap a G, terdapat b G sehingga a b =

5. PERSAMAAN LINIER. 1. Berikut adalah contoh SPL yang terdiri dari 4 persamaan linier dan 3 variabel.

Bab 2 TEORI DASAR. 2.1 Linearisasi Persamaan Air Dangkal

Gambar 1. Gradien garis singgung grafik f

Pertemuan 13 persamaan linier NON HOMOGEN

LIMIT KED. Perhatikan fungsi di bawah ini:

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

PERSAMAAN DIFFERENSIAL ORDE I. Nurdinintya Athari

Fakultas Teknik UNY Jurusan Pendidikan Teknik Otomotif INTEGRASI FUNGSI. 0 a b X A. b A = f (X) dx a. Penyusun : Martubi, M.Pd., M.T.

AB = c, AC = b dan BC = a, maka PQ =. 1

ANALISIS KESTABILAN SISTEM GERAK PESAWAT TERBANG DENGAN MENGGUNAKAN METODE NILAI EIGEN DAN ROUTH - HURWITZ (*) ABSTRAK

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. kestabilan model predator-prey tipe Holling II dengan faktor pemanenan.

dimana a 1, a 2,, a n dan b adalah konstantakonstanta

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

BAB III OPERATOR 3.1 Pengertian Operator Dan Sifat-sifatnya

III PEMBAHASAN. 3.1 Analisis Metode. dan (2.52) masing-masing merupakan penyelesaian dari persamaan

BAB II TEORI KODING DAN TEORI INVARIAN

, ω, L dan C adalah riil, tunjukkanlah

METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN LAPLACE UNTUK SOLUSI PERSAMAAN DIFERENSIAL NONLINIER KOEFISIEN FUNGSI

Persamaan Diferensial Biasa

Transkripsi:

TKS 4003 Matematika II Persamaan Diferensial Linier Homogen & Non Homogen Tk. n (Differential: Linier Homogen & Non Homogen Orde n) Dr. AZ Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Pendahuluan Bentuk umum PD linier orde n adalah : a 0 x y n + a 1 x y n 1 + + a n 1 x y + a n x y = F(x) (1) Untuk PD yang tidak dapat dinyatakan dalam bentuk seperti Pers. (1), dikatakan PD non linier. Jika F(x) pada persamaan PD Linier orde n sama dengan nol (F(x) = 0), maka disebut PD homogen atau PD tereduksi atau PD komplementer. Jika F(x) 0, maka disebut PD lengkap atau PD non homogen. 1

Pendahuluan (lanjutan) Jika a 0 (x), a 1 (x),..., a n (x) adalah konstanta, maka disebut PD Linier dengan koefisien konstanta. Jika a 0 (x), a 1 (x),..., a n (x) bukan berupa konstanta, maka disebut PD Linier koefisien variabel. Bentuk dy, d2 y,, dn y dx dx 2 dxn, dapat dituliskan dengan lambang Dy, D 2 y,..., D n y, dengan D, D 2,..., D n, disebut operator diferensial atau operator D. Sehingga persamaan PD Linier orde n dapat dinyatakan sebagai : Pendahuluan (lanjutan) atau : a 0 x D n + a 1 x D n 1 + + a n 1 x D + a n x y = F(x) (2) Φ D y = F(x) (3) dengan Φ D = a 0 x D n + a 1 x D n 1 + + a n 1 x D + a n x dan disebut operator suku banyak dalam D. 2

Teorema Dasar Untuk menyelesaikan PD linier berbentuk : Φ D y = F(x), dengan F(x) 0 (4) Jika dimisalkan Y c (x) adalah solusi umum PD homogen dari (D)y = 0, maka penyelesaian umum PD linier adalah dengan menjumlahkan penyelesaian umum PD homogen dan penyelesaian khusus, yaitu : y = Y c (x) + Y p (x) (5) Teorema Dasar (lanjutan) Contoh : Solusi umum PD homogen : D 2 3D + 2 y = 0 adalah : y = c 1 e x + c 1 e x dan solusi khusus PD : D 2 3D + 2 y = 4x 2 adalah : 2x 2 + 6x + 7 maka solusi umum PD lengkap/non homogen dari D 2 3D + 2 y = 4x 2 adalah : y = c 1 e x + c 1 e x + 2x 2 + 6x + 7 3

Ketakbebasan Linier Himpunan n fungsi y 1 (x), y 2 (x),, y n (x), dikatakan tak bebas linier pada suatu selang, jika ada n konstanta c 1, c 2,, c n yang tidak semua nol, sehingga berlaku : c 1 y 1 (x) + c 2 y 2 (x) + + c n y n (x) = 0 (6) Jika tidak, maka himpunan fungsi tersebut dikatakan bebas linier. Ketakbebasan Linier (lanjutan) Contoh : 1. Tak bebas linier 2e 3x, 5e 3x, e -4x adalah tak bebas linier pada suatu selang, karena dapat ditentukan konstanta c 1, c 2, c 3 yang tidak semua nol, sehingga : dengan : c 1 2e 3x + c 2 5e 3x + c 3 2e 4x = 0 c 1 = -5, c 2 = 2, c 3 = 0 4

Ketakbebasan Linier (lanjutan) 2. Bebas linier e x, xe x adalah bebas linier pada suatu selang, karena : c 1 e x + c 2 xe x = 0 hanya jika : c 1 = 0, c 2 = 0 Determinan Wronski (lanjutan) Himpunan fungsi y 1 (x), y 2 (x),..., y n (x), yang mempunyai turunan adalah bebas linier pada suatu selang jika determinan : W y 1, y 2,, y n = y 1 (x) y 1 (x) y n 1 1 (x) y 2 (x) y 2 (x) y n 1 2 (x) y n (x) y n (x) y n n 1 (x) Pers. (7) dinamakan dengan determinan Wronski. 0 (7) 5

Determinan Wronski (lanjutan) Contoh : Tentukan determinan Wronski (Wronskian) fungsi berikut : a. {sin 3x, cos 3x} W x = b. {x, x 2, x 3 } W x = sin 3x cos 3x 3 cos 3x 3 sin 3x = 3 sin2 3x 3 cos 2 3x = 3 x x 2 x 3 1 2x 3x 2 0 2 6x = 12x 2 + 0 + 2x 3 0 6x 3 6x 3 = 2x 3 Prinsip Superposisi Jika y 1 (x), y 2 (x),..., y n (x) adalah n penyelesaian bebas linier dari PD linier orde n, Φ D y = 0, maka solusi umumnya : y = c 1 y 1 (x) + c 2 y 2 (x) + + c n y n (x) dengan : c 1, c 2,, c n = konstanta 6

Prinsip Superposisi (lanjutan) Contoh : Jika y 1 (x) dan y 2 (x) adalah solusi PD homogen : y + P(x)y + Q(x)y = 0, maka kombinasi linier c 1 y 1 (x) + c 2 y 2 (x) juga merupakan solusi PD. Bukti : y 1 (x) dan y 2 (x) solusi y + Py + Qy = 0, maka : dan y 1 + Py 1 + Qy 1 = 0 y 2 + Py 2 + Qy 2 = 0 Prinsip Superposisi (lanjutan) Dari solusi y = c 1 y 1 + c 2 y 2, maka : y = c 1 y 1 + c 2 y 2 y = c 1 y 1 + c 2 y 2 Substitusi ke PD diperoleh : y + P(x)y + Q(x)y = 0 c 1 y 1 + c 2 y 2 + P(c 1 y 1 + c 2 y 2 ) + Q(c 1 y 1 + c 2 y 2 ) = 0 c 1 y 1 + c 2 y 2 + c 1 Py 1 + c 2 P y 2 + c 1 Qy 1 + c 2 Qy 2 = 0 c 1 (y 1 + Py 1 + Qy 1 ) + c 2 (y 2 + P y 2 + Qy 2 ) = 0 c 1 (0) + c 2 (0) = 0 7

PD linier homogen orde n PD linier homogen orde n dengan koefisien konstan mempunyai bentuk umum : a n y n + a n 1 y n 1 + + a 1 y + a 0 y = 0, a n 0 (8) Jika y 1, y 2,..., y n adalah penyelesaian khusus PD linier homogen, maka kombinasi liniernya juga merupakan penyelesaian PD tersebut yang dapat dirumuskan : y = k 1 y 1 + k 2 y 2 + +k n y n = n i=1 k i y i, k i, k i,., k i = konstanta PD linier homogen orde n (lanjutan) Penyelesain PD linier homogen orde n dengan substitusi y = e rx, sehingga didapatkan persamaan karakteristik : a n r n + a n 1 r n 1 + + a 1 r + a 0 = 0 (9) Untuk selanjutnya dengan teknik faktorisasi dapat ditentukan akar-akar persamaan karakteristik, yaitu : a n r n + a n 1 r n 1 + + a 1 r + a 0 = 0 a n r r 1 r r 2 r r n = 0 (10) 8

PD linier homogen orde n (lanjutan) Akar-akar persamaan karakteristik pada Pers. (10) dapat bernilai sama atau disebut akar rangkap (multiplicity). Dua kasus akar rangkap untuk solusi PD linier homogen orde n : Kasus I : jika akar rangkap adalah r = bilangan riil, terdapat k penyelesaian bebas linier. k solusi bebas linier : e rx, x e rx,, x k 1 e rx ; k 1 Solusi umumnya : y = c 1 e rx + c 2 x e rx + + c k x k 1 e rx ; c k = konstanta ke-k PD linier homogen orde n (lanjutan) Kasus II : jika akar rangkap adalah r = bilangan kompleks (r = E i ), terdapat k penyelesaian bebas linier. k solusi bebas linier : e αx cos βx, xe αx cos βx,, x k 1 e αx cos βx e αx sin βx, xe αx sin βx,, x k 1 e αx sin βx Solusi umumnya : y = e rx c 1 cos βx + c 2 sin βx + x c 3 cos βx + c 4 sin βx + + x k 1 c k 1 cos βx + c k sin βx 9

PD linier homogen orde n (lanjutan) Contoh 1 : y (5) 3y 4 + 3y y = 0 Penyelesaian : Persamaan karakteristik : r 5 3r 4 + 3r 3 r 2 = 0 Akar-akar persamaan karakteristik : r 1 = r 2 = 0, r 3 = r 4 = r 5 = 1 Solusi bebas linier : e 0x, xe 0x, e x, xe x, x 2 e x Solusi umum : y = c 1 + c 2 x + c 3 + c 4 x + c 5 x 2 e x PD linier homogen orde n (lanjutan) Contoh 2 : y (4) 4y + 14y 20y + 25 = 0 Penyelesaian : Persamaan karakteristik : r 4 4r 3 + 14r 2 20r + 25 = 0 Akar-akar persamaan karakteristik : r 1 = r 2 = 1 + 2i, r 3 = r 4 = 1 2i Solusi bebas linier : e x cos 2x, xe x cos 2x, e x sin 2x, xe x sin 2x Solusi umum : y = c 1 e x cos 2x + c 2 xe x cos 2x + c 3 e x sin 2x + c 4 xe x sin 2x 10

PD linier homogen orde n(lanjutan) Latihan : 1. y y = 0 2. y (4) 5y + 4y = 0 3. y 3y + 3y y = 0 4. y (4) + 2y + 3y + 2y + y = 0 5. y (4) y = 0, y 0 = 5, y 0 = 2, y 0 = 1, y 0 = 2 6. y 3y + 4y 2y = 0, y 0 = 1, y 0 = 0, y 0 = 0 PD linier non homogen orde n Prosedur umum penyelesaian PD linier non homogen adalah : Langkah I : menentukan solusi umum PD linier homogen, y h (x) Langkah II : menentukan solusi umum PD linier non homogen, y p (x) Langkah III : menentukan solusi umum PD, y = y h (x) + y p (x) 11

PD linier non homogen orde n (lanjutan) Contoh : Tentukan solusi umum PD berikut : y + y = 1 Langkah I : solusi umum PD linier homogen. y + y = 0 Solusi umum : y h = c 1 cos x + c 2 sin x Langkah II : solusi umum PD linier non homogen. y + y = 1 Solusi umum : y p = 1 Langkah III : Solusi umum PD : y = c 1 cos x + c 2 sin x + 1 PD linier non homogen orde n (lanjutan) Metode Koefisien Tak Tentu Pada awalnya metode ini diterapkan pada PD linier non homogen orde 2 yang berbentuk : ay + by + cy = r(x), a, b, c = konstanta Untuk selanjutnya metode ini juga berlaku untuk orde yang lebih tinggi (orde n). Kuncinya adalah y p merupakan suatu ekspresi yang mirip dengan r(x), dimana terdapat koefisienkoefisien yang tidak diketahui yang dapat ditentukan dengan mensubstitusikan y p pada persamaan. 12

PD linier non homogen orde n (lanjutan) Aturan untuk metode koefisien tak tentu : 1. Aturan Dasar : jika r(x) adalah salah satu fungsi yang ada dalam Tabel 1, pilih fungsi y p yang bersesuaian dan tentukan koefisien tak tentunya dengan mensubstitusikan y p pada persamaan. 2. Aturan Modifikasi : jika r(x) sama dengan solusi PD homogen, kalikan y p yang bersesuaian dalam Tabel 1 dengan x (atau x 2, jika r(x) sama dengan solusi akar ganda PD homogen). PD linier non homogen orde n (lanjutan) c. Aturan Penjumlahan : jika r(x) adalah jumlah fungsifungsi yang terdapat dalam Tabel 1 kolom pertama, y p adalah jumlah fungsi pada baris yang bersesuaian. Tabel 1. Metode koefisien tak tentu Suku-suku dalam r(x) Pilihan untuk y p ke x Ce x Kx n (n = 0, 1, ) K n e n + K n-1 e n-1 + + K 1 x + K 0 kcos x atau ksin x Kcos x + Msin x 13

1. Aturan Dasar Contoh : Selesaikan PD linier non homogen berikut : y + 4y = 8x 2 Langkah I : solusi umum PD linier homogen. y + 4y = 0 Persamaan karakteristik : m 2 + 4 = 0 Akar-akar persamaan karakteristik : m 1 = 2i, m 2 = -2i Solusi umum : y h = Acos 2x + Bsin 2x 1. Aturan Dasar (lanjutan) Langkah II : solusi umum PD linier non homogen. y + 4y = 8x 2 f(x) = 8x 2, sehingga dari Tabel 1 diperoleh : y p = K 2 x 2 + K 1 x + K 0 y p = 2K 2 x + K 1 y p = 2K 2 substitusi y p, y p, y p ke persamaan diperoleh : 2K 2 + 4(K 2 x 2 + K 1 x + K 0 ) = 8x 2 dengan menyamakan koefisien-koefisien yang berpangkat sama diperoleh : 14

1. Aturan Dasar (lanjutan) 4K 2 = 8 4K 1 = 0 2K 2 + 4K 0 = 0 diperoleh konstanta : K 2 = 2, K 1 = 0, K 0 = -1 solusi umum PD non homogen : y p = 2x 2-1 Langkah III : solusi PD linier non homogen : y = y h (x) + y p (x) = Acos 2x + Bsin 2x + 2x 2-1 2. Aturan Modifikasi Contoh : Selesaikan PD linier non homogen berikut : y -3y + 2y = e x Langkah I : solusi umum PD linier homogen. y -3y + 2y = 0 Persamaan karakteristik : m 2-3m + 2 = 0 Akar-akar persamaan karakteristik : m 1 = 1, m 2 = 2 Solusi umum : y h = c 1 e x + c 2 e 2x 15

2. Aturan Modifikasi (lanjutan) Langkah II : solusi umum PD linier non homogen. y -3y + 2y = e x f(x) = e x, sehingga dari Tabel 1 diperoleh : y p = ce x karena f(x) = e x adalah solusi PD homogen pada Langkah I, maka sesuai Aturan Modifikasi : y p = cxe x y p = ce x + cxe x y p = 2ce x + cxe x substitusi y p, y p, y p ke persamaan diperoleh : 2ce x + cxe x -3(ce x + cxe x ) + 2(cxe x ) = e x 2. Aturan Modifikasi (lanjutan) dengan menyamakan koefisien-koefisien yang berpangkat sama diperoleh konstanta : c = -1 solusi umum PD non homogen : y p = -xe x Langkah III : solusi PD linier non homogen : y = y h (x) + y p (x) = c 1 e x + c 2 e 2x -xe x 16

3. Aturan Penjumlahan Contoh : Selesaikan PD linier non homogen berikut : y -2y + y = e x + x Langkah I : solusi umum PD linier homogen. y -2y + y = 0 Persamaan karakteristik : m 2-2m + 1 = 0 Akar-akar persamaan karakteristik : m 1 = m 2 = 1 Solusi umum : y h = c 1 e x + c 2 e 2x 3. Aturan Penjumlahan (lanjutan) Langkah II : solusi umum PD linier non homogen. y -2y + y = e x + x f(x) = e x + x, sehingga dari Tabel 1 diperoleh : y p = c 1 e x + c 2 x + c 3 suku pada f(x) = e x adalah solusi ganda PD homogen, maka solusi umum PD menjadi : y p = c 1 x 2 e x + c 2 x + c 3 y p = 2c 1 xe x + c 1 x 2 e x + c 2 y p = 2c 1 e x + 2c 1 xe x + 2c 1 xe x + c 1 x 2 e x 17

3. Aturan Penjumlahan (lanjutan) substitusi y p, y p, y p ke persamaan diperoleh : 2c 1 e x + 4c 1 xe x + c 1 x 2 e x -2(2c 1 xe x + c 1 x 2 e x + c 2 ) + c 1 x 2 e x + c 2 x + c 3 = e x + x 2c 1 e x + c 2 x-2c 2 + c 3 = e x + x dengan menyamakan koefisien-koefisien yang berpangkat sama diperoleh konstanta : c 1 = ½, c 2 = 1, c 3 = 2 solusi umum PD non homogen : y p = c 1 x 2 e x + c 2 x + c 3 = ½x 2 e x + x + 2 3. Aturan Penjumlahan (lanjutan) Langkah III : solusi PD linier non homogen : y = y h (x) + y p (x) = c 1 e x + c 2 e 2x + ½x 2 e x + x + 2 18

Contoh Soal (lanjutan) Tentukan penyelesaian PD berikut : y + 2y + 5y = 16e x + sin 2x Penyelesaian : Langkah 1. Menentukan solusi PD homogen y + 2y + 5y = 0 Persamaan karakteristik : m 2 + 2m + 5 = 0 Akar-akar persamaan karakteristik : m 1 =-1 + 2i, m 2 =-1-2i Solusi umum : y h = e -x (Acos 2x + Bsin 2x) Contoh Soal (lanjutan) Langkah 2. Menentukan solusi PD non homogen y + 2y + 5y = 16e x + sin 2x f(x) = 16e x + sin 2x, sesuai Tabel 1 : y p = ce x + Kcos 2x + Msin 2x Substitusi y p, y p, y p ke persamaan diperoleh : 8ce x + (-4K + 4M + 5K)cos 2x + (-4K-4M + 5M)sin 2x = 16e x + sin 2x dengan menyamakan koefisien-koefisien yang berpangkat sama diperoleh konstanta : c = 2, K = -4/17, M = 1/17 19

Contoh Soal (lanjutan) c = 2, K = -4/17, M = 1/17 solusi umum PD non homogen : y p = ce x + Kcos 2x + Msin 2x = 2e x 4 1 cos 2x + sin 2x 17 17 Langkah 3. Menentukan solusi PD : y = y h x + y p x = e x Acos 2x + Bsin 2x + 2e x 4 1 cos 2x + sin 2x 17 17 Latihan Tentukan penyelesaian PD berikut : 1. y + 4y = x 2. y + y 2y = 3 6x 3. y y 2y = 6e x 4. y + y = 6e x + 3 5. y + y = 2x, y 0 = 1, y 0 = 2 6. y + y 2y = 2x, y 0 = 0, y 0 = 1 20

Terima kasih dan Semoga Lancar Studinya! 21