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

dokumen-dokumen yang mirip
Persamaan Diferensial

BAB I KONSEP DASAR PERSAMAAN DIFERENSIAL

PENGANTAR MATEMATIKA TEKNIK 1. By : Suthami A

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

KONSEP DASAR PERSAMAAN DIFERENSIAL

Aljabar Vektor. Sesi XI Vektor 12/4/2015

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

FUNGSI. Sesi XI 12/4/2015

Asusmi/Penyederhanaan Sistem

PENYELESAIAN PERSAMAAN DIFFERENSIAL ORDE 1 - I

Pertemuan 1 dan 2 KONSEP DASAR PERSAMAAN DIFERENSIAL

BAB I PENGERTIAN DASAR

BAB 1. KONSEP DASAR. d y ; 3x = d3 y ; y = 3 d y ; x = @u @z 5 6. d y = 7 y x Dalam bahan ajar ini pemba

PERSAMAAN DIFERENSIAL I PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA

Sagita Charolina Sihombing 1, Agus Dahlia Pendahuluan

MATEMATIKA TEKNIK 2 S1-TEKNIK ELEKTRO. Mohamad Sidiq

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

Persamaan Diferensial

Integral Garis. Sesi XIII INTEGRAL 12/7/2015

BAB I PENDAHULUAN. Kompetensi

Pengantar Persamaan Differensial (1)

BAB I PENDAHULUAN. Kompetensi

TINJAUAN MATA KULIAH... Kegiatan Belajar 2: PD Variabel Terpisah dan PD Homogen Latihan Rangkuman Tes Formatif

BAB II LANDASAN TEORI

PERSAMAAN DIFFERENSIAL LINIER

Persamaan Diferensial

Department of Mathematics FMIPAUNS

MODIFIKASI METODE RUNGE-KUTTA ORDE-4 KUTTA BERDASARKAN RATA-RATA HARMONIK TUGAS AKHIR. Oleh : EKA PUTRI ARDIANTI

Persamaan Diferensial

disebut Persamaan Diferensial Parsial (PDP).

BAB I PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA ORDE SATU

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

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

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

Persamaan Diferensial Biasa

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

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

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

II. TINJAUAN PUSTAKA. iterasi Picard di dalam persamaan diferensial orde pertama, perlu diketahui

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

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

PERSAMAAN DIFFERENSIAL ORDE I. Nurdinintya Athari

PERSAMAAN DIFERENSIAL LINIER NON HOMOGEN

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN LAPLACE UNTUK SOLUSI PERSAMAAN DIFERENSIAL NONLINIER KOEFISIEN FUNGSI

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

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

SOLUSI ANALITIK MASALAH KONDUKSI PANAS PADA TABUNG

II. TINJAUAN PUSTAKA. Model Matematika adalah uraian secara matematika (sering kali menggunakan

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

BAB VI PENYELESAIAN DERET UNTUK PERSAMAAN DIFERENSIAL

MATEMATIKA EKONOMI 1 FUNGSI DAN GRAFIK. DOSEN Fitri Yulianti, SP, MSi.

Solusi Numerik Persamaan Gelombang Dua Dimensi Menggunakan Metode Alternating Direction Implicit

BAB II PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA(PDB) ORDE SATU

BAB II LANDASAN TEORI

RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER (RPS)

Matematika Teknik I. Prasyarat : Kalkulus I, Kalkulus II, Aljabar Vektor & Kompleks

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I DASAR-DASAR PEMODELAN MATEMATIKA DENGAN PERSAMAAN DIFERENSIAL

I. PENDAHULUAN. dan kotoran manusia atau kotoran binatang. Semua polutan tersebut masuk. ke dalam sungai dan langsung tercampur dengan air sungai.

PENYELESAIAN PERSAMAAN DIFFERENSIAL ORDE 1 - II

Syarat Cukup Osilasi Persamaan Diferensial Linier Homogen Orde Dua Dengan Redaman

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

ASPEK STABILITAS DAN KONSISTENSI METODA DALAM PENYELESAIAN NUMERIK PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA DENGAN MENGGUNAKAN METODA PREDIKTOR- KOREKTOR ORDE 4

BAB VII MATRIKS DAN SISTEM LINEAR TINGKAT SATU

RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER(RPS) PROGRAM STUDI STATISTIKA

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

BAB I KONSEP DASAR PERSAMAAN DIFERENSIAL

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

BAB II LANDASAN TEORI. dalam penulisan skripsi ini. Teori-teori yang digunakan berupa definisi-definisi serta

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

BAB I PENDAHULUAN ( )

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

BAB III PERSAMAAN DIFERENSIAL LINIER

TINJAUAN PUSTAKA. diketahui) dengan dua atau lebih peubah bebas dinamakan persamaan. Persamaan diferensial parsial memegang peranan penting di dalam

BAB II LANDASAN TEORI. selanjutnya sebagai bahan acuan yang mendukung tujuan penulisan. Materi-materi

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

SOLUSI PERSAMAAN DIFFERENSIAL

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

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

Nurdinintya Athari PERSAMAAN DIFFERENSIAL ORDE 2

BAB II PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA

Persamaan Diferensial

BAB I PENDAHULUAN. digunakan untuk masalah-masalah dalam kehidupan sehari-hari, diantaranya

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

I PENDAHULUAN II LANDASAN TEORI

METODE BEDA HINGGA UNTUK PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA ORDE DUA LINEAR DENGAN SYARAT BATAS DIRICHLET GALUH MAHARANI

Persamaan Diferensial: Pengertian, Asal Mula dan Penyelesaian

PERSAMAAN DIFERENSIAL ORDE SATU

a home base to excellence Mata Kuliah : Kalkulus Kode : TSP 102 Turunan Pertemuan - 4

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

FUNGSI. Berdasarkan hubungan antara variabel bebas dan terikat, fungsi dibedakan dua: fungsi eksplisit dan fungsi implisit.

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

Pertemuan 13 persamaan linier NON HOMOGEN

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA ORDE SATU

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang dan Permasalahan

Persamaan Diferensial Biasa: Suatu Pengantar

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

Transkripsi:

Mata Kuliah :: Matematika Rekayasa Lanjut Kode MK : TKS 8105 Pengampu : Achfas Zacoeb Sesi XII Differensial e-mail : zacoeb@ub.ac.id www.zacoeb.lecture.ub.ac.id Hp. 081233978339 PENDAHULUAN Persamaan diferensial adalah suatu persamaan yang memuat satu atau lebih turunan fungsi yang tidak diketahui. Persamaan diferensial digunakan untuk merepresentasikan fenomena-fenomena yang terjadi di kehidupan sehari-hari pada interval waktu kontinu dalam suatu model matematika. Persamaan diferensial terbagi atas persamaan diferensial biasa dan persamaan diferensial parsial. 1

PENDAHULUAN (Lanjutan) Persamaan diferensial adalah persamaan yang melibatkan variabel-variabel tak bebas dan derivatif-derivatifnya terhadap variabel-variabel bebas. Berikut ini adalah contoh persamaan diferensial : PENDAHULUAN (Lanjutan) Persamaan diferensial sangat penting di dalam matematika untuk rekayasa, sebab banyak hukum dan hubungan fisik muncul secara matematis dalam bentuk persamaan diferensial. Persamaan diferensial (disingkat PD) bisa dikelompokkan menjadi dua, yaitu : 1. Persamaan Diferensial Biasa (Ordinary Differential Equation) 2. Persamaan Diferensial Parsial (Partially Differential Equation) 2

PENDAHULUAN (Lanjutan) 1. Persamaan Diferensial Biasa (ordinary differential equation), disingkat PDB adalah suatu persamaan diferensial yang hanya mempunyai satu variabel bebas. Jika y(x) adalah suatu fungsi satu variabel, maka x dinamakan variabel bebas dan y dinamakan variabel tak bebas. Persamaan (1), (2), (3) adalah contoh PDB. 2. Persamaan Diferensial Parsial (partially differential equation), disingkat PDP adalah suatu persamaan diferensial yang mempunyai dua atau lebih variabel bebas. Persamaan (4) adalah contoh PDP PENDAHULUAN (Lanjutan) Orde persamaan diferensial ditentukan oleh turunan tertinggi dalam persamaan tersebut, contoh : Persamaan di atas dapat ditulis dengan notasi lain, yaitu : 3

PENDAHULUAN (Lanjutan) Derajat (degree) dari suatu persamaan diferensial adalah pangkat tertinggi dari turunan tertinggi suatu persamaan diferensial, contoh : PENDAHULUAN (Lanjutan) Syarat tambahan pada persamaan diferensial, untuk satu nilai variabel bebas yang mempunyai satu atau lebih nilai syarat disebut syarat awal (initial condition). PD dengan syarat awal dikatakan sebagai masalah nilai awal (initial value problem). Jika syarat yang diberikan pada PD lebih dari satu nilai variabel bebas, disebut syarat batas (boundary condition) dan merupakan PD dengan masalah nilai batas (boundary-value problem). 4

PENDAHULUAN (Lanjutan) Contoh : 1. 4y + 23y = e x ; y(2) = 1 ; y(2) = 5 adalah PD dengan masalah nilai awal, karena dua syarat pada x yang sama yaitu x = 2 2. 4y + 23y = e x ; y(1) = 1 ; y(2) = 5 adalah PD dengan masalah nilai batas karena dua syarat pada x yang berbeda yaitu x = 1 dan x = 2 LINIERITAS DAN HOMOGENITAS Persamaan diferensial biasa orde-n dikatakan linier, bila dapat dinyatakan dalam bentuk : a o (x)y (n) + a 1 (x)y (n-1) + + a n-1 (x)y + a n (x)y = F(x) dengan a 0 (x) 0, jika tidak, maka persamaan diferensial dikatakan tidak linier. 1. Jika koefisien a o (x), a 1 (x),, a n (x) konstan, maka disebut persamaan diferensial linier dengan koefisien konstan. Jika tidak, maka disebut persamaan differensial linier dengan koefisien variabel. 2. Jika F(x) = 0, maka disebut persamaan differensial linier homogen. Jika F(x) 0, maka disebut tidak homogen. 5

LINIERITAS DAN HOMOGENITAS (Lanjutan) Contoh : SOLUSI PDB Jenis solusi PDB dapat dijabarkan sebagai berikut : 1. Solusi bentuk eksplisit, yaitu solusi PDB dengan fungsi yang mana variabel bebas dan variabel tak bebas dapat dibedakan dengan jelas. Solusi eksplisit dinyatakan dalam bentuk y = f(x), contoh : y = x 2 + 5x + 4. 2. Solusi bentuki implisit, yaitu solusi PDB dengan fungsi yang mana variabel bebas dengan variabel tak bebas tidak dapat dibedakan secara jelas. Fungsi implisit ditulis dalam bentuk f(x,y) = 0, contoh : x 2 + y 2 = 25 atau x 2 + y 2-25 = 0. 6

SOLUSI PDB (Lanjutan) Penyelesaian implisit dan penyelesaian eksplisit, keduanya secara singkat biasa disebut penyelesaian PDB. Solusi PDB terbagi dalam tiga jenis, yaitu : 1. Solusi Umum (Penyelesaian Umum) 2. Solusi Khusus/Partikulir (Penyelesaian Khusus/Partikulir)\ 3. Solusi Singular (Penyelesaian Singular) SOLUSI PDB (Lanjutan) 1. Solusi Umum (Penyelesaian Umum) : solusi PDB yang masih mengandung konstanta sembarang, misalnya c. Contoh : PDB dy dx = 3y x, mempunyai solusi umum y = cx3 7

SOLUSI PDB (Lanjutan) 2. Solusi Khusus/Partikulir (Penyelesaian Khusus/ Partikulir) : solusi yang tidak mengandung konstanta variabel karena terdapat syarat awal pada suatu PDB. Contoh : PDB dy dx = 3x2 dengan syarat x 0 = 4, mempunyai solusi khusus y = x 3 + 4 SOLUSI PDB (Lanjutan) 3. Solusi Singular (Penyelesaian Singular) : solusi yang tidak diperoleh dari hasil mensubstitusikan suatu nilai konstanta pada solusi umumnya. Contoh : y = cx + c 2 diketahui sebagai solusi umum dari PDB (y ) 2 +xy = y, tetapi PDB tersebut juga mempunyai penyelesaian lain y = 1 4 x2, dan penyelesaian inilah yang disebut sebagai solusi singular. 8

METODE PENYELESAIAN Metode yang digunakan untuk mencari solusi (penyelesaian) PDB antara lain : 1. Metode Analitik, metoda ini menghasilkan dua bentuk solusi yaitu bentuk eksplisit dan implisit. Untuk masalah-masalah yang kompleks, metode analitik ini jarang digunakan karena memerlukan analisis yang cukup rumit. METODE PENYELESAIAN (Lanjutan) 2. Metode Kualitatif, solusi PDB didapatkan dengan perkiraan pada pengamatan pola medan gradien. Metode ini memberikan gambaran secara geometris dari solusi PDB. Metode ini meskipun dapat memberikan pemahaman kelakuan solusi suatu PDB, namun fungsi asli dari solusinya tidak diketahui dan metode ini tidak digunakan untuk kasus yang kompleks. 9

METODE PENYELESAIAN (Lanjutan) 3. Metode Numerik, solusi yang diperoleh dari metode ini adalah solusi hampiran (solusi pendekatan/aproksimasi). Dengan bantuan program komputer. Metode ini dapat menyelesaikan PDB dari tingkat sederhana sampai dengan masalah yang lebih kompleks. PEMBENTUKAN PD Secara matematis, persamaan diferensial muncul jika ada konstanta sembarang dieliminasikan dari suatu fungsi tertentu yang diberikan. Contoh : 1. Bentuklah persamaan diferensial dari fungsi berikut : 10

PEMBENTUKAN PD (Lanjutan) Penyelesaian : dari soal, fungsi yang diberikan konstanta sembarang A adalah : PEMBENTUKAN PD (Lanjutan) sehingga : 11

PEMBENTUKAN PD (Lanjutan) 2. Bentuklah persamaan diferensial dari fungsi berikut : Penyelesaian : substitusikan konstanta A ke : PEMBENTUKAN PD (Lanjutan) sehingga : dengan mensubstitusikan A dan B pada persamaan : akan didapatkan : 12

PEMBENTUKAN PD (Lanjutan) Hasil akhir penyelesaian di atas adalah PD orde dua. Jadi fungsi dengan satu konstanta sembarang akan menghasilkan PD orde satu, sedangkan fungsi dengan dua konstanta sembarang menghasilkan PD orde dua. Sehingga berlaku kaidah : Fungsi yang mempunyai n buah konstanta sembarang, akan menghasilkan PD orde ke-n. LATIHAN Klasifikasikan Persamaan Diferensial berikut sebagai : PDB atau PDP PD Linier atau non-linier Nyatakan variabel bebas dan tak bebasnya 13

LATIHAN (Lanjutan) Untuk PD berikut buktikan bahwa satu atau beberapa fungsi yang diberikan adalah solusi PD : e-journal 14

Thanks for your kind attention! 15