PENYELESAIAN PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA TAKLINEAR ORDE SATU MENGGUNAKAN METODE ITERASI VARIASIONAL

dokumen-dokumen yang mirip
PENYELESAIAN NUMERIK PERSAMAAN DIFERENSIAL FUZZY ORDE SATU MENGGUNAKAN METODE ADAMS BASHFORTH MOULTON ORDE TIGA

PENYELESAIAN NUMERIK PERSAMAAN DIFERENSIAL LINEAR HOMOGEN DENGAN KOEFISIEN KONSTAN MENGGUNAKAN METODE ADAMS BASHFORTH MOULTON

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang Masalah

PENYELESAIAN PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA TAK LINEAR DENGAN METODE TRANSFORMASI DIFERENSIAL

ANALISIS METODE DEKOMPOSISI SUMUDU DAN MODIFIKASINYA DALAM MENENTUKAN PENYELESAIAN PERSAMAAN DIFERENSIAL PARSIAL NONLINEAR

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

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

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

III PEMBAHASAN. Berdasarkan persamaan (2.15) dan persamaan (2.16), fungsi kontinu dan masing-masing sebagai berikut : dan = 3

PERBANDINGAN PENYELESAIAN SISTEM OREGONATOR DENGAN METODE ITERASI VARIASIONAL DAN METODE ITERASI VARIASIONAL TERMODIFIKASI

PENYELESAIAN MASALAH NILAI AWAL PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA ORDE DUA MENGGUNAKAN MODIFIKASI METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN

KEKONVERGENAN SOLUSI PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA ORDE SATU MENGGUNAKAN METODE ITERASI VARIASIONAL

II LANDASAN TEORI. Besaran merupakan frekuensi sudut, merupakan amplitudo, merupakan konstanta fase, dan, merupakan konstanta sembarang.

PENYELESAIAN PERSAMAAN NONLINEAR BERDERAJAT DUA MENGGUNAKAN METODE HOPFIELD MODIFIKASI

KONSEP METODE ITERASI VARIASIONAL ABSTRACT

PENYELESAIAN MASALAH NILAI EIGEN UNTUK PERSAMAAN DIFERENSIAL STURM-LIOUVILLE DENGAN METODE NUMEROV

ALGORITMA ELIMINASI GAUSS INTERVAL DALAM MENDAPATKAN NILAI DETERMINAN MATRIKS INTERVAL DAN MENCARI SOLUSI SISTEM PERSAMAAN INTERVAL LINEAR

PENGGUNAAN METODE ANALISIS HOMOTOPI PADA PENYELESAIAN PERSAMAAN SCHRODINGER-KdV DINI FITRI

PENYELESAIAN PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA NONLINIER ORDE DUA DENGAN MENGGUNAKAN METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN LAPLACE

METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN LAPLACE UNTUK SOLUSI PERSAMAAN DIFERENSIAL NONLINIER KOEFISIEN FUNGSI

ANALISIS DINAMIKA MODEL KOMPETISI DUA POPULASI YANG HIDUP BERSAMA DI TITIK KESETIMBANGAN TIDAK TERDEFINISI

Penyelesaian Persamaan Painleve Menggunakan Metode Dekomposisi Adomian Laplace

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

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

ANALISIS KESTABILAN LOKAL MODEL DINAMIKA PENULARAN TUBERKULOSIS SATU STRAIN DENGAN TERAPI DAN EFEKTIVITAS CHEMOPROPHYLAXIS

TEKNIK ITERASI VARIASIONAL UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

PEMODELAN MATEMATIKA DAN ANALISIS KESTABILAN LOKAL PADA PERUBAHAN POPULASI PENDERITA DIABETES MELITUS

II. TINJAUAN PUSTAKA

METODE ITERASI VARIASIONAL PADA MASALAH STURM-LIOUVILLE

I. PENDAHULUAN. kemajuan. Salah satunya adalah cabang ilmu matematika yang sampai saat ini

PEMODELAN MATEMATIKA DAN ANALISIS KESTABILAN MODEL PADA PENYEBARAN HIV-AIDS

APLIKASI MATRIKS LESLIE UNTUK MEMPREDIKSI JUMLAH DAN LAJU PERTUMBUHAN SUATU POPULASI

BAB 1 PENDAHULUAN. perumusan persamaan integral tidak memerlukan syarat awal dan syarat batas.

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

PENGARUH PERUBAHAN NILAI PARAMETER TERHADAP NILAI ERROR PADA METODE RUNGE-KUTTA ORDE 3

PENERAPAN METODE ADAMS-BASHFORTH-MOULTON ORDE EMPAT UNTUK MENENTUKAN SOLUSI PERSAMAAN DIFERENSIAL LINIER HOMOGEN ORDE TIGA KOEFISIEN KONSTAN

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

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

PENGGUNAAN METODE HOPFIELD MODIFIKASI UNTUK MENCARI LAJU ALIRAN AIR PADA PIPA DISTRIBUSI AIR PDAM. Hipolitus Januar Pogo, Bayu Prihandono, Helmi

Sagita Charolina Sihombing 1, Agus Dahlia Pendahuluan

ALGORITMA GENETIKA PADA PEMROGRAMAN LINEAR DAN NONLINEAR

Jurnal MIPA 37 (2) (2014): Jurnal MIPA.

Unnes Journal of Mathematics SOLUSI SISTEM OSILASI DUA DERAJAT KEBEBASAN PADA RANGKAIAN PEGAS GANDENG DENGAN PEREDAM DAN GAYA LUAR

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

APLIKASI SIMULATED ANNEALING UNTUK MENYELESAIKAN TRAVELLING SALESMAN PROBLEM

METODE ITERASI SEDERHANA

UNNES Journal of Mathematics

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

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang Masalah

PENGGUNAAN METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN UNTUK MENYELESAIKAN PERMASALAHAN PADA KALKULUS VARIASI ABSTRACT

ANALISIS KESTABILAN MODEL DINAMIKA PENYEBARAN PENYAKIT FLU BURUNG

SYARAT CUKUP DAN SYARAT PERLU AGAR RUANG BERNORMA MENJADI RUANG HASIL KALI DALAM

Penerapan Persamaan Aljabar Riccati Pada Masalah Kendali Dengan Waktu Tak Berhingga

DIAGONALISASI MATRIKS KOMPLEKS

PENYELESAIAN TRAVELLING SALESMAN PROBLEM MENGGUNAKAN METODE SIMPLE HILL CLIMBING

METODE SOLOVAY-STRASSEN UNTUK PENGUJIAN BILANGAN PRIMA

PENGGUNAAN METODE PERTURBASI HOMOTOPI UNTUK MENYELESAIKAN MODEL PENYEBARAN PENYAKIT LEPTOSPIROSIS NOVIA YULIANI

APLIKASI METODE ADAMS BASHFORTH-MOULTON (ABM) PADA MODEL PENYAKIT KANKER

RPKPS (Rencana Program Kegiatan Pembelajaran Semester) Program Studi : S1 Matematika Jurusan/Fakultas : Matematika/FMIPA

PENGGUNAAN MODEL BLACK SCHOLES UNTUK PENENTUAN HARGA OPSI JUAL TIPE EROPA

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

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

II. TINJAUAN PUSTAKA. Sistem dinamik adalah sistem yang berubah dari waktu ke waktu (Farlow,et al.,

PENYELESAIAN SISTEM PERSAMAAN INTEGRAL VOLTERRA DENGAN METODA DEKOMPOSISI ADOMIAN

BAB II LANDASAN TEORI

Solusi Numerik Persamaan Logistik dengan Menggunakan Metode Dekomposisi Adomian Dan Metode Milne

ANALISIS METODE MOODIE YOUNG DALAM MENENTUKAN KESEIMBANGAN LINTASAN PRODUKSI

ALGORITMA DIJKSTRA UNTUK MENCARI LINTASAN TERPENDEK DAN OPTIMALISASI KENDARAAN PENGANGKUT SAMPAH DI KOTA PONTIANAK

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

PERHITUNGAN NILAI EKSPEKTASI RETURN DAN RISIKO DARI PORTOFOLIO DENGAN MENGGUNAKAN MEAN - VARIANCE EFFICIENT PORTFOLIO

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

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

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

PENYELESAIAN MASALAH GELOMBANG PERMUKAAN DENGAN MENGGUNAKAN METODE PERTURBASI HOMOTOPI ANGGRAENI PUTRISIA

PENENTUAN NILAI EIGEN DAN VEKTOR EIGEN MATRIKS INTERVAL MENGGUNAKAN METODE PANGKAT

SIMULASI PERGERAKAN HARGA SAHAM MENGGUNAKAN PENDEKATAN METODE MONTE CARLO

ANALISIS ALGORITMA ANT SYSTEM (AS) PADA KASUS TRAVELLING SALESMAN PROBLEM (TSP)

Persamaan Diferensial Biasa: Suatu Pengantar

METODE BENTUK NORMAL PADA PENYELESAIAN PERSAMAAN RAYLEIGH

PENGANTAR MATEMATIKA TEKNIK 1. By : Suthami A

METODE BENTUK NORMAL PADA PENYELESAIAN PERSAMAAN DUFFING

Pengkajian Metode Extended Runge Kutta dan Penerapannya pada Persamaan Diferensial Biasa

II. TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Persamaan Diferensial (Bronson dan Costa, 2007) terhadap satu atau lebih dari variabel-variabel bebas (independent

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

NILAI MAKSIMUM/MINIMUM PADA FUNGSI DENGAN VARIABEL BERPANGKAT BILANGAN BULAT MENGGUNAKAN PERTIDAKSAMAAN ARITMETIKA-GEOMETRI

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

METODE AFFINE SCALING SEBAGAI ALTERNATIF PENYELESAIAN MASALAH PROGRAM LINEAR. Asep Teguh Suhanda, Shantika Martha, Helmi

METODE RUNGE-KUTTA DAN BLOK RASIONAL UNTUK MENYELESAIKAN MASALAH NILAI AWAL

Pertemuan Kesatu. Matematika III. Oleh Mohammad Edy Nurtamam, S.Pd., M.Si. Page 1.

II. TINJAUAN PUSTAKA ( ) ( ) ( ) Asalkan limit ini ada dan bukan atau. Jika limit ini memang ada, dikatakan ( ) ( ) ( ) ( )

Penyelesaian Masalah Syarat Batas dalam Persamaan Diferensial Biasa Orde Dua dengan Menggunakan Algoritma Shooting Neural Networks

DIAGONALISASI MATRIKS ATAS RING KOMUTATIF DENGAN ELEMEN SATUAN INTISARI

KAJIAN OPERASI ARITMETIKA INTERVAL DAN SIFAT-SIFATNYA

PEMODELAN MATEMATIKA DAN ANALISIS STABILITAS DARI PENULARAN PENYAKIT GONORE

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

UNNES Journal of Mathematics

ANALISIS KESTABILAN DAN PROSES MARKOV MODEL PENYEBARAN PENYAKIT EBOLA

... Difference equation dapat diselesaikan menggunakan proses iterasi. Didefinisikan fungsi

BAB I PERSAMAAN DIFERENSIAL LINIER ORDE I

Pertemuan 1 dan 2 KONSEP DASAR PERSAMAAN DIFERENSIAL

Transkripsi:

Buletin Ilmiah Math. Stat. dan Terapannya (Bimaster) Volume 03, No. 1 (2014), hal 69 76. PENYELESAIAN PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA TAKLINEAR ORDE SATU MENGGUNAKAN METODE ITERASI VARIASIONAL Elvira Lusiana, Bayu Prihandono, Yundari INTISARI Metode Iterasi Variasional merupakan salah satu metode numeris yang dapat digunakan untuk menyelesaikan Persamaan Diferensial Biasa taklinear orde satu dengan masalah nilai awal. Metode ini dapat menyelesaikan masalah taklinear dengan cara langsung tanpa menggunakan linearisasi, transformasi, dan perturbasi. Metode ini membentuk sebuah fungsi koreksi menggunakan pengali lagrange dan dapat ditentukan dengan menggunakan teori variasional. Pengambilan variasi terhadap variabel independen maka menghasilkan kondisi stasioner dan nilai pengali lagrange sehingga diperoleh rumus iterasi. Penyelesaian bagian linear dari persamaan diferensial biasa taklinear orde satu dan mensubstitusikan nilai awal digunakan sebagai perkiraan awal untuk memperoleh penyelesaian pendekatan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode Iterasi Variasional merupakan metode pendekatan yang cukup akurat untuk menyelesaikan Persamaan Diferensial Biasa taklinear orde satu. Kata Kunci: Iterasi Variasional, Fungsi Koreksi, Pengali Lagrange PENDAHULUAN Persamaan diferensial adalah persamaan yang memuat turunan satu (atau beberapa) fungsi yang tidak diketahui. Persoalan yang melibatkan model matematika berupa persamaan diferensial biasa orde satu banyak ditemukan dalam kehidupan. Diantaranya pada dinamika populasi, penyerapan zat-zat radioaktif, pengukuran suhu, reaksi-reaksi kimia, dan pada masalah-masalah ekonomi. Dalam penerapannya, Persamaan diferensial biasa orde satu ditulis sebagai masalah nilai awal berikut. (1) Persamaan (1) dapat berbentuk linear atau taklinear. Khusus bentuk taklinear adakalanya tidak dapat diselesaikan dengan metode analitis. Akibatnya metode analitis memiliki keterbatasan. Untuk mengatasi keterbatasan metode analitis digunakan metode pendekatan yang mendekati nilai eksak yang disebut dengan metode numeris. Salah satu metode numeris untuk menyelesaikan persamaan diferensial biasa taklinear orde satu adalah metode Iterasi Variasional. Metode ini pertama kali diusulkan oleh Ji-Huan He untuk memecah berbagai masalah persamaan diferensial atau sistem persamaan diferensial. Metode Iterasi Variasional baik diterapkan untuk berbagai macam masalah taklinear dan dapat diterapkan dengan cara langsung tanpa menggunakan linearisasi, transformasi, dan perturbasi [1-4]. Permasalahan yang dibahas adalah bagaimana menentukan penyelesaian numeris dari persamaan diferensial biasa taklinear orde satu dengan menggunakan metode Iterasi Variasional. Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini yaitu mengkaji metode Iterasi Variasional untuk menyelesaikan persamaan diferensial biasa taklinear orde satu, sehingga diperoleh solusi numeris yang mendekati solusi analitisnya. Pada penelitian ini akan difokuskan pada persamaan diferensial biasa taklinear orde satu dan metode Iterasi Variasional. Penyelesaian persamaan diferensial biasa taklinear orde satu menggunakan metode Iterasi Variasional dilakukan dengan merumuskan masalah nilai awal dan membentuk fungsi koreksi menggunakan pengali lagrange. Pengambilan variasi terhadap variabel independen memperoleh kondisi stasioner dan nilai pengali lagrange sehingga didapat rumus iterasi. Solusi dari bagian linear dari persamaan diferensial biasa taklinear orde satu dan mensubstitusikan nilai awal digunakan sebagai perkiraan awal untuk 69

70 E. LUSIANA, B. PRIHANDONO, YUNDARI memperoleh penyelesaian pendekatan. METODE ITERASI VARIASIONAL Untuk menggambarkan konsep dasar dari metode Iterasi Variasional, diawali dengan menentukan persamaan diferensial taklinear berikut. [ ] [ ] (2) dimana adalah operator linear, adalah operator taklinear dan adalah bentuk persamaan yang homogen. Metode Iterasi Variasional dapat dibentuk dan dianalisis dengan membentuk sebuah fungsi koreksi sebagai berikut. { } (3) dimana adalah pengali lagrange, yang dapat diidentifikasi dengan teori variasional, indeks menunjukkan hampiran ke-n, dianggap sebagai variasi terbatas dan. Hampiran, dari solusi akan mudah diperoleh dengan modifikasi pengali lagrange dan dengan menggunakan solusi dari bagian linear Persamaan (2) sebagai perkiraan awalnya, sehingga penyelesaian pendekatannya menjadi dengan adalah limit dari, dimana untuk setiap terdapat, jika maka. Pada penelitian ini ditetapkan. Penerapan metode Iterasi Variasional untuk mendapatkan penyelesaian pendekatan dari persamaan diferensial biasa taklinear orde satu dapat dilihat pada Contoh 1, Contoh 2, dan Contoh 3 yang diselesaikan dengan metode Iterasi Variasional untuk dibandingkan dengan penyelesaian eksak. Selanjutnya diberikan Contoh 4 untuk diselesaikan dengan metode Iterasi Variasional dan dibandingkan dengan penyelesaian menggunakan metode Range-Kutta Orde-4. Contoh 1 Selesaikan persamaan diferensial biasa taklinear orde satu dengan masalah nilai awal [5] (4) menggunakan metode Iterasi Variasional dan bandingkan hasilnya dengan penyelesaian eksak! Penyelesaian: Untuk mengetahui keakuratan metode Iterasi Variasional, maka hasil penyelesaian metode ini dibandingkan dengan hasil penyelesaian eksak. Penyelesaian eksak Persamaan (4) yaitu Diberikan Persamaan (4) sebagai berikut Berdasarkan Persamaan (3), fungsi koreksi dapat ditulis sebagai berikut [ ] (5) dimana adalah pengali lagrange dan dapat diidentifikasi secara optimal oleh teori variasional. Dengan mengambil variasi terhadap variabel independen, dapat dilihat bahwa [ ( ) ] menghasilkan kondisi stasioner berikut, Oleh karena itu, pengali lagrange diperoleh sebagai dan persamaan (5) menjadi [ ] (6)

Penyelesaian Persamaan Diferensial Biasa Tak Linear Orde Satu Menggunakan... 71 Bagian linear dari Persamaan (4) adalah diperoleh penyelesaian linearnya kemudian dengan mensubstitusikan, maka didapat dan diperoleh perkiraan awal sebagai berikut. dengan mensubstitusikan ke Persamaan (6) didapat karena maka iterasi dapat dihentikan sehingga diperoleh penyelesaian pendekatannya sebagai berikut Untuk mengetahui keakuratan metode Iterasi Variasional pada Contoh 1, maka disubstitusikan nilai [ ] dengan lebar langkah 0,1 ke penyelesaian pendekatan dan penyelesaian eksaknya, serta dibandingkan sehingga diperoleh galat perhitungan yang dapat dilihat dalam Tabel 1 berikut. Tabel 1 Perbandingan penyelesaian metode Iterasi Variasional (PMIV) dengan penyelesaian eksak (PE) Eksak Iterasi Variasional *Galat 0 0 0 0 0,1 0,100334672 0,100334672 0 0,2 0,202710036 0,202710036 0 0,3 0,309336250 0,309336250 0 0,4 0,422793219 0,422793217 0,000000002 0,5 0,546302490 0,546302452 0,000000038 0,6 0,684136808 0,684136341 0,000000467 0,7 0,842288380 0,842284292 0,000004088 0,8 1,029638557 1,029610218 0,000028339 0,9 1,260158218 1,259991098 0,000167120 1 1,557407725 1,556523856 0,000883869 *Galat = Selisih PE-PMIV

72 E. LUSIANA, B. PRIHANDONO, YUNDARI Dari Tabel 1 dapat dilihat bahwa galat perhitungan antara nilai penyelesaian pendekatan dengan nilai penyelesaian eksaknya tidak begitu besar sehingga metode Iterasi Variasional cukup akurat untuk menyelesaikan persamaan diferensial biasa taklinear orde satu. Contoh 2 Selesaikan persamaan diferensial biasa taklinear orde satu dengan masalah nilai awal [1] (7) menggunakan metode Iterasi Variasional dan bandingkan hasilnya dengan penyelesain eksak! Penyelesaian: Untuk mengetahui keakuratan metode Iterasi Variasional, maka hasil penyelesaian metode ini dibandingkan dengan hasil penyelesaian eksak. Penyelesaian eksak Persamaan (7) yaitu Diberikan Persamaan (7) sebagai berikut Berdasarkan Persamaan (3), fungsi koreksi dapat ditulis sebagai berikut [ ] (8) dimana adalah pengali lagrange dan dapat diidentifikasi secara optimal oleh teori variasional. Dengan mengambil variasi terhadap variabel independen, dapat dilihat bahwa [ ( ) ] menghasilkan kondisi stasioner berikut, Oleh karena itu, pengali lagrange diperoleh sebagai dan persamaan (8) menjadi [ ] (9) Bagian linear dari Persamaan (7) adalah diperoleh penyelesaian linearnya kemudian dengan mensubstitusikan, maka didapat dan diperoleh perkiraan awal sebagai berikut. dengan mensubstitusikan ke Persamaan (9) didapat karena maka iterasi dapat dihentikan sehingga diperoleh penyelesaian pendekatannya sebagai berikut

Penyelesaian Persamaan Diferensial Biasa Tak Linear Orde Satu Menggunakan... 73 Untuk mengetahui keakuratan metode Iterasi Variasional pada Contoh 2, maka disubstitusikan nilai [ ] dengan lebar langkah 0,1 ke penyelesaian pendekatan dan penyelesaian eksaknya, serta dibandingkan sehingga diperoleh galat perhitungan yang dapat dilihat dalam Tabel 2 berikut. Tabel 2 Perbandingan penyelesaian metode Iterasi Variasional (PMIV) dengan penyelesaian eksak (PE) Eksak Iterasi Variasional *Galat 0 0 0 0 0,1 0,099667995 0,099667995 0 0,2 0,197375320 0,197375320 0 0,3 0,291312612 0,291312612 0 0,4 0,379948962 0,379949018 0,000000056 0,5 0,462117157 0,462117761 0,000000604 0,6 0,537049567 0,537053663 0,000004096 0,7 0,604367777 0,604387896 0,000020119 0,8 0,664036770 0,664114640 0,000077870 0,9 0,716297870 0,716548797 0,000250927 1 0,761594156 0,762293337 0,000699181 *Galat = Selisih PE-PMIV Dari Tabel 2 dapat dilihat bahwa galat perhitungan antara nilai penyelesaian pendekatan dengan nilai penyelesaian eksaknya tidak begitu besar sehingga metode Iterasi Variasional cukup akurat untuk menyelesaikan persamaan diferensial biasa taklinear orde satu. Contoh 3 Selesaikan persamaan diferensial biasa taklinear orde satu dengan masalah nilai awal [1] (10) menggunakan metode Iterasi Variasional dan bandingkan hasilnya dengan penyelesain eksak! Penyelesaian: Untuk mengetahui keakuratan metode Iterasi Variasional, maka hasil penyelesaian metode ini dibandingkan dengan hasil penyelesaian eksak. Penyelesaian eksak Persamaan (10) yaitu ( ( Diberikan Persamaan (10) sebagai berikut Berdasarkan Persamaan (3), fungsi koreksi dapat ditulis sebagai berikut [ )) ] (11) dimana adalah pengali lagrange dan dapat diidentifikasi secara optimal oleh teori variasional. Dengan mengambil variasi terhadap variabel independen, dapat dilihat bahwa [ ( ) menghasilkan kondisi stasioner berikut, Oleh karena itu, pengali lagrange diperoleh sebagai ] dan persamaan (11) menjadi

74 E. LUSIANA, B. PRIHANDONO, YUNDARI [ ] (12) Bagian linear dari Persamaan (10) adalah diperoleh penyelesaian linearnya kemudian dengan mensubstitusikan, maka didapat dan diperoleh perkiraan awal sebagai berikut. dengan mensubstitusikan ke Persamaan (12) didapat karena maka iterasi dapat dihentikan sehingga diperoleh penyelesaian pendekatannya sebagai berikut Untuk mengetahui keakuratan metode Iterasi Variasional pada Contoh 3, maka disubstitusikan nilai [ ] dengan lebar langkah 0,1 ke penyelesaian pendekatan dan penyelesaian eksaknya, serta dibandingkan sehingga diperoleh galat perhitungan yang dapat dilihat dalam Tabel 3 berikut. Tabel 3 Perbandingan penyelesaian metode Iterasi Variasional (PMIV) dengan penyelesaian eksak (PE) Eksak Iterasi Variasional *Galat 0 0 0 0 0,1 0,110295197 0,110295217 0,000000020 0,2 0,241976800 0,241977831 0,000001031 0,3 0,395104849 0,395113706 0,000008857 0,4 0,567812166 0,567845514 0,000033348 0,5 0,756014393 0,756086996 0,000072603 0,6 0,953566217 0,953666031 0,000099814 0,7 1,152948967 1,153037447 0,000088480 0,8 1,346363655 1,346379119 0,000015464 0,9 1,526911313 1,526411870 0,000499443 1 1,689498392 1,686027103 0,003471289 *Galat = Selisih PE-PMIV Dari Tabel 3 dapat dilihat bahwa galat perhitungan antara nilai penyelesaian pendekatan dengan

Penyelesaian Persamaan Diferensial Biasa Tak Linear Orde Satu Menggunakan... 75 nilai penyelesaian eksaknya tidak begitu besar sehingga metode Iterasi Variasional cukup akurat untuk menyelesaikan persamaan diferensial biasa taklinear orde satu. Contoh 4 Selesaikan persamaan diferensial biasa taklinear orde satu dengan masalah nilai awal [5] (13) menggunakan metode Iterasi Variasional dan bandingkan hasilnya dengan penyelesaian pendekatan menggunakan metode Range-Kutta Orde-4! Penyelesaian: Diberikan Persamaan (13) sebagai berikut Berdasarkan Persamaan (3), fungsi koreksi dapat ditulis sebagai berikut [ ] (14) dimana adalah pengali lagrange dan dapat diidentifikasi secara optimal oleh teori variasional. Dengan mengambil variasi terhadap variabel independen, dapat dilihat bahwa [ ( ) ] menghasilkan kondisi stasioner berikut, Oleh karena itu, pengali lagrange diperoleh sebagai dan persamaan (14) menjadi [ ] (15) Bagian linear dari Persamaan (13) adalah diperoleh penyelesaian linearnya kemudian dengan mensubstitusikan, maka didapat dan diperoleh perkiraan awal sebagai berikut. dengan mensubstitusikan ke Persamaan (12) didapat karena maka iterasi dapat dihentikan sehingga diperoleh penyelesaian pendekatannya sebagai berikut Untuk mengetahui keakuratan metode Iterasi Variasional pada Contoh 4, maka disubstitusikan nilai [ ] dengan lebar langkah 0,1 ke penyelesaian metode Iterasi Variasional dan dibandingkan dengan penyelesaian metode Range-Kutta Orde-4 [5] sehingga diperoleh galat perhitungan yang dapat dilihat dalam Tabel 4 berikut.

76 E. LUSIANA, B. PRIHANDONO, YUNDARI Tabel 4 Perbandingan penyelesaian menggunakan metode Iterasi Variasional (PMIV) dengan metode Range-Kutta Orde-4 (PMRK4) Range-Kutta Orde-4 Iterasi Variasional *Galat 0 0 0 0 0,1 0,000333 0,000333 0 0,2 0,002667 0,002667 0 0,3 0,009003 0,009003 0 0,4 0,021359 0,021359 0 0,5 0,041791 0,041791 0 0,6 0,072448 0,072448 0 0,7 0,115660 0,115660 0 0,8 0,174081 0,174080 0,000001 0,9 0,250908 0,250907 0,000001 1 0,350234 0,350231 0,000003 *Galat = Selisih PMRK4-PMIV Dari Tabel 4 dapat dilihat bahwa galat perhitungan antara nilai penyelesaian pendekatan metode Iterasi Variasional dengan nilai penyelesaian pendekatan metode Range-Kutta Orde-4 kecil, sehingga metode Iterasi Variasional cukup akurat untuk menyelesaikan persamaan diferensial biasa taklinear orde satu yang sulit dicari penyelesaian eksaknya. KESIMPULAN Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa metode Iterasi Variasional dapat diterapkan untuk menyelesaikan persamaan diferensial biasa taklinear orde satu dengan masalah nilai awal tanpa linearisasi. Hasil galat perhitungan menunjukkan bahwa metode Iterasi Variasional merupakan metode pendekatan yang cukup akurat untuk menyelesaikan persamaan diferensial biasa taklinear orde satu dengan masalah nilai awal. DAFTAR PUSTAKA [1]. Batiha B, Noorani MSM, Hashim I. Application of Variational Iteration Method to a General Riccati Equation. Int. Math. Forum. 2007; 2(56): 2759-2770. [2]. Matinfar M, Nodeh SJ. Application of He s Variational Iteration Method to Abelian Differential Equation. J. of Appl. Math. 2011; 7(4): 71-75. [3]. Mohyud-Din ST. Variational Iteration Method for Evolution Equations. World Appl. Sci. J. 2009; 7: 103-108. [4]. Mohyud-Din ST Yildirim A. Variational Iteration Method for Solving Klein-Gordon Equations. JAMSI. 2010; 6(1): 99-106. [5]. Finizio N, Ladas G. Persamaan Diferensial Biasa dengan PenerapanModern. Jakarta: Erlangga; 1988. ELVIRA LUSIANA : JURUSAN MATEMATIKA FMIPA UNTAN, Jl. Jend. A. Yani Pontianak, elviralusiana24@gmail.com BAYU PRIHANDONO : JURUSAN MATEMATIKA FMIPA UNTAN, Jl. Jend. A. Yani Pontianak, beiprihandono@gmail.com YUNDARI : JURUSAN MATEMATIKA FMIPA UNTAN, Jl. Jend. A. Yani Pontianak, yuendha@yahoo.com