Kalkulus Multivariabel I

dokumen-dokumen yang mirip
Kalkulus Multivariabel I

Kalkulus Multivariabel I

Kalkulus Multivariabel I

KALKULUS MULTIVARIABEL II

Kalkulus Multivariabel I

Pertemuan : 7 Materi : Integral Garis dan Teorema Dasar Integral Garis Bab III. Integral Kalkulus Dari Vektor

Kalkulus Multivariabel I

Kalkulus Multivariabel I

Kalkulus Multivariabel I

KALKULUS MULTIVARIABEL II

KALKULUS MULTIVARIABEL II

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

Integral Garis. Sesi XIII INTEGRAL 12/7/2015

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

Suryadi Siregar Metode Matematika Astronomi 2

Geometri pada Bidang, Vektor

Kalkulus II. Institut Teknologi Kalimantan

DIKTAT KALKULUS MULTIVARIABEL I

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

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

BAB VI INTEGRAL LIPAT

INTEGRAL. disebut integral tak tentu dan f(x) disebut integran. = X n+1 + C, a = konstanta

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

Matematika Teknik Dasar-2 10 Aplikasi Integral - 1. Sebrian Mirdeklis Beselly Putra Teknik Pengairan Universitas Brawijaya

Catatan Kuliah MA1123 Kalkulus Elementer I

DIKTAT KALKULUS MULTIVARIABEL I

BAB III Diferensial. Departemen Teknik Kimia Universitas Indonesia

Integral lipat dua BAB V INTEGRAL LIPAT 5.1. DEFINISI INTEGRAL LIPAT DUA. gambar 5.1 Luasan di bawah permukaan

Catatan Kuliah FI2101 Fisika Matematik IA

Kalkulus Variasi. Masalah Kalkulus Variasi, Fungsional Objektif, Variasi, Syarat Perlu Optimalitas. Toni Bakhtiar. Departemen Matematika IPB

KALKULUS BAB I. PENDAHULUAN DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

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

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

Kalkulus Multivariabel I

APLIKASI INTEGRAL 1. LUAS DAERAH BIDANG

MEDAN LISTRIK. Oleh Muatan Kontinu. (Kawat Lurus, Cincin, Pelat)

Kalkulus Multivariabel I

Kalkulus Multivariabel I

ANALISIS VEKTOR. Aljabar Vektor. Operasi vektor

Integral yang berhubungan dengan kepentingan fisika

1 Nama Anggota 1:Darul Afandi ( ) Jawaban soal No 40. -

BERBAGAI MODEL MATEMATIKA BERBENTUK PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA TINGKAT SATU

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

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

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

MATEMATIKA INDUSTRI 1 RESUME INTEGRAL DAN APLIKASI

KALKULUS INTEGRAL 2013

Masalah Kalkulus Variasi, Fungsional Objektif, Variasi, Syarat Perlu Optimalitas

Catatan Kuliah KALKULUS II BAB V. INTEGRAL

MA1201 MATEMATIKA 2A Hendra Gunawan

Catatan Kuliah MA1123 KALKULUS ELEMENTER I BAB III. TURUNAN

Kalkulus II. Diferensial dalam ruang berdimensi n

DIFERENSIAL TOTAL. 1 Kalkulus Lanjut Blog: aswhat.wordpress.com. dz dx dy x y dx x y dy. dz , ,04 0,65

Hendra Gunawan. 5 Maret 2014

BAB II VEKTOR DAN GERAK DALAM RUANG

: D C adalah fungsi kompleks dengan domain riil

Kalkulus Multivariabel I

TRY OUT MATEMATIKA PAKET 2A TAHUN 2010

KALKULUS 1. Oleh : SRI ESTI TRISNO SAMI, ST, MMSI /

TURUNAN. Bogor, Departemen Matematika FMIPA-IPB. (Departemen Matematika FMIPA-IPB) Kalkulus: Turunan Bogor, / 50

8 Lintasan, Kurva Mulus, dan Titik Singular

(A) 3 (B) 5 (B) 1 (C) 8

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Persamaan Kontinuitas dan Persamaan Gerak

II. LANDASAN TEORI ( ) =

Kinematika Sebuah Partikel

MACLAURIN S SERIES. Ghifari Eka

4.3. MEDAN LISTRIK OLEH DISTRIBUSI MUATAN KONTINYU

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II PENGANTAR SOLUSI PERSOALAN FISIKA MENURUT PENDEKATAN ANALITIK DAN NUMERIK

SOAL PREDIKSI UJIAN NASIONAL MATEMATIKA IPA 2015

Nughthoh Arfawi Kurdhi, M.Sc Department of Mathematics FMIPA UNS

SIFAT-SIFAT INTEGRAL LIPAT

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

Silabus. 1 Sistem Bilangan Real. 2 Fungsi Real. 3 Limit dan Kekontinuan. Kalkulus 1. Arrival Rince Putri. Sistem Bilangan Real.

PERSAMAAN DIFERENSIAL I PERSAMAAN DIFERENSIAL BIASA

BAB I DASAR-DASAR PEMODELAN MATEMATIKA DENGAN PERSAMAAN DIFERENSIAL

Gerak Dua Dimensi Gerak dua dimensi merupakan gerak dalam bidang datar Contoh gerak dua dimensi : Gerak peluru Gerak melingkar Gerak relatif

Program Studi Pendidikan Matematika STKIP PGRI SUMBAR

RINGKASAN IRISAN KERUCUT (PARABOLA, ELIPS, DAN HIPERBOLA)

MATEMATIKA TEKNIK 2 S1-TEKNIK ELEKTRO. Mohamad Sidiq

Jurusan Matematika FMIPA-IPB

Medan Magnet oleh Arus Listrik

Bagian 7 Koordinat Kutub

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

PEMBAHASAN KISI-KISI SOAL UAS KALKULUS PEUBAH BANYAK (TA 2015/2016)

MA1201 MATEMATIKA 2A Hendra Gunawan

Bil Riil. Bil Irasional. Bil Bulat - Bil Bulat 0 Bil Bulat + maka bentuk umum bilangan kompleks adalah

PAKET TRY OUT UN MATEMATIKA IPA

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.

7 Sisi dan Titik Sudut Bangun Datar

Integral Tak Tentu. Modul 1 PENDAHULUAN

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

SOLUSI PREDIKSI UJIAN NASIONAL MATEMATIKA SMA/MA IPA, KELOMPOK 2, TEBO

MINGGU KE-6 VARIABEL RANDOM DAN DISTRIBUSINYA

Alternatif Menentukan Persamaan Garis Singgung Elips

3. ORBIT KEPLERIAN. AS 2201 Mekanika Benda Langit. Monday, February 17,

Persamaan Difusi. Penurunan, Solusi Analitik, Solusi Numerik (Beda Hingga, RBF) M. Jamhuri. April 7, UIN Malang. M. Jamhuri Persamaan Difusi

SILABUS. Deskripsi Mata Kuliah : Merupakan lanjutan dari kalkulus-2 yang menitikberatkan pada pemahaman dan penguasaan konsep dan aplikasi integral

BAB II LANDASAN TEORI

PERBANDINGAN BEBERAPA METODE NUMERIK DALAM MENGHITUNG NILAI PI

Transkripsi:

Statistika FMIPA Universitas Islam Indonesia 214

Salah satu jenis generalisasi integral tentu b f (x)dx diperoleh dengan menggantikan himpunan [a, b] yang kita integralkan menjadi himpunan berdimensi dua dan berdimensi tiga. Generalisasi yang benar-benar berbeda diperoleh dengan menggantikan [a, b] dengan kurva pada bidang xy. Integral yang dihasilkan f (x, y)ds disebut integral garis atau integral kurva. a

Misalkan adalah sebuah kurva bidang mulus; dalam hal ini, misalkan dinyatakan secara parametris dengan x = x(t), y = y(t), a t b di mana x dan y kontinu dan tidak secara simultan nol pada (a, b).

Kita mengatakan bahwa berorientasi positif jika arahnya berhubungan dengan peningkatan nilai-nilai t. Andaikan berorientasi positif dan hanya dapat ditelusuri sekali ketika t berubah dari a ke b. Jadi, mempunyai titik awal A = (x(a), y(a)), dan titik akhir B = (x(b), y(b)). Perhatikan pembagian partisi P dari selang parameter [a, b] yang diperoleh dengan memasukkan titik-titik a = t < t 1 < t 2 <... < t n = b

Partisi dari [a, b] ini menghasilkan pembagian kurva menjadi n subbusur P i 1 P i di mana titik P i berhubungan dengan t i.

Misalkan s i melambangkan panjang busur P i 1 P i dan misalkan P merupakan aturan untuk mempartisi P; yaitu misalkan P adalah t i terbesar = t i t i 1. Pilih sebuah titik contoh Q i ( x i, ȳ i ) pada subbusur P i 1 P i. Selanjutnya, lihat jumlah Riemann n f ( x i, ȳ i ) s i i=1

Jika f taknegatif, jumlah ini akan menghampiri luas tirai vertikal melengkung yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Jika f kontinu pada daerah D yang mengandung kurva, maka jumlah Riemann ini memiliki sebuah limit ketika P. Limit ini disebut integral garis dari f di sepanjang dari A ke B terhadap panjang busur, dalam hal ini f (x, y)ds = lim P n f ( x i, ȳ i ) s i i=1

Untuk f (x, y), fungsi tersebut mewakili luas eksak dari tirai melengkung. Hasil perhitungan terbaik dapat dicapai dengan menyatakan segala sesuatunya dengan menggunakan parameter t dan menghasilkan integral tentu biasa. Dengan menggunakan ds = [x (t) 2 ] + [y (t) 2 ] akan dihasilkan f (x, y)ds = b a f (x(t), y(t)) [x (t) 2 ] + [y (t) 2 ]dt

Definisi dari sebuah integral garis dapat diperluas untuk kasus di mana, meskipun tidak mulus seluruhnya, adalah mulus sepotong-sepotong yaitu, terdiri dari beberapa kurva mulus 1, 2,..., k yang digabung, seperti ditunjukkan Gambar 3.4. Kita tinggal mendefinisikan integral di sepanjang sebagai jumlah dari integral-integral pada kurva-kurva individunya.

ontoh 1: Hitung x 2 y ds, di mana ditentukan oleh persamaan parametrik x = 3 cos t, y = 3 sin t, t π/2. Tunjukkan pula bahwa parametrisasi x = 9 y 2, y = y, y 3 menghasilkan nilai yang sama.

Penyelesaian: Parametrisasi I π/2 x 2 y ds = (3 cos t) 2 (3 sin t) ( 3 sint) 2 + (3 cos t) 2 dt = 81 π/2 cos 2 t sin t dt = [ 81 ] π/2 3 cos3 t = 27

Parametrisasi II ( ) dx 2 da = 1 + dy = 1 + y 2 dy 9 y 2 dy = 3 dy 9 y 2 dan x 2 y ds = 3 = 3 (9 y 2 3 )y dy 9 y 2 3 9 y 2 y dy = [(9 y 2 ) 3/2 ] 3 = 27

ontoh 2: Sebuah kabel tipis dibengkokkan dalam bentuk setengah lingkaran x = a cos t, y = a sin t, t π, a > Jika kerapatan kabel di sebuah titik sebanding dengan jaraknya dari sumbu x, tentukan massa dan pusat massa kabel tersebut.

Penyelesaian: Gunakan prinsip iris, hampiri, dan integralkan. Massa seutas kabel dengan panjang s dapat dihampiri dengan δ(x, y) s, di mana δ(x, y) = ky adalah kerapatan di (x, y) (k adalah konstanta). Jadi, massa m di seluruh kabel adalah m = = ka 2 ky ds = π π ka sin t a 2 sin 2 t + a 2 cos 2 tdt sin t dt = [ ka 2 cos t] π = 2ka 2

Momen kabel tersebut terhadap sumbu x dinyatakan dengan Jadi, M x = = ka3 2 = ka3 2 y ky ds = π π (1 cos 2t)dt ka 3 sin 2 t dt [ t 1 ] π 2 sin 2t = ka3 π 2 ȳ = M 1 x m = 2 ka3 π 2ka 2 = 1 4 πa Berdasarkan sifat simetri, x =, sehingga pusat massanya ada di (, πa/4).

ontoh 3: Tentukan massa dari seutas kabel dengan kerapatan δ(x, y, z) = kz jika kabel ini mempunyai bentuk heliks dengan parametrisasi x = 3 cos t, y = 3 sin t, z = 4t t π

Penyelesaian: m = kz ds = k π = 2k (4t) 9 sin 2 t + 9 cos 2 t + 16dt π t dt = [ ] π 2k t2 = 1 kπ 2 2 Satuan untuk m bergantung pada panjang dan kerapatannya.

Andaikan gaya yang bekerja pada sebuah titik (x, y, z) dalam ruang dinyatakan dengan medan vektor F (x, y, z) = M(x, y, z)i + N(x, y, z)j + P(x, y, z)k di mana M, N, dan P kontinu. Kita akan menentukan kerja W yang dilakukan oleh F pada sebuah partikel yang bergerak di sepanjang kurva berorientasi yang mulus,.

Misalkan r = xi + yj + zk adalah vektor posisi untuk titik Q(x, y, z) pada kurva tersebut (Gambar 3.5). Jika T adalah vektor singgung satuan dr/ds di Q, maka F. T adalah komponen singgung dari F di Q.

yang dilakukan oleh F untuk memindahkan partikel tersebut dari Q dalam jarak pendek s di sepanjang kurva tersebut dapat dihampiri sebesar F. T s, dan konsekuensinya kerja yang dilakukan untuk memindahkan partikel dari A ke B di sepanjang didefinisikan dengan F. T ds. Dengan T = (dr/dt)(dt/ds), sehingga rumus alternatif untuk kerja adalah sebagai berikut W = F. T ds = dengan dr = dxi + dyj + dzk, maka F. dr dt dt = F.dr F.dr = (Mi + Nj + Pk).dxi + dyj + dzk = Mdx + Ndy + Pdz sehingga W = F.dr = Mdx + Ndy + Pdz

ontoh 1: Tentukan kerja yang dilakukan oleh medan gaya hukum kuadrat invers F (x, y, z) = cr c(xi + yj + zk) r 3 = (x 2 + y 2 + z 2 = Mi + Nj + Pk ) 3/2 untuk menggerakkan sebuah partikel di sepanjang kurva garis lurus dari (, 3, ) ke (4, 3, ) seperti ditunjukkan gambar.

Penyelesaian: Di sepanjang, y = 3 dan z =, sehingga dy = dz =. Dengan menggunakan x sebagai parameter, diperoleh W = = c Mdx + Ndy + Pdz = c 4 [ x c (x 2 dx = + 9) 3/2 (x 2 + 9) 1/2 x dx + y dy + z dz (x 2 + y 2 + z 2 ) 3/2 ] 4 = 2c 15

ontoh 2: Hitung integral garis (x 2 y 2 ) dx + 2xy dy di sepanjang kurva yang persamaan parametriknya adalah x = t 2, y = t 3, t 3 2. Penyelesaian: Karena dx = 2t dt dan dy = 3t 2 dt, 3/2 (x 2 y 2 ) dx + 2xy dy = [(t 4 t 6 )2t + 2t 5 (3t 2 )]dt = 3/2 (2t 5 + 4t 7 )dt = 855 512 16.61

ontoh 3: Hitunglah xy 2 dx + xy 2 dy di sepanjang lintasan = 1 2 seperti ditunjukkan gambar. Hitung pula integral ini di sepanjang lintasan lurus 3 dari (, 2) ke (3, 5).

Penyelesaian: Pada 1, y = 2, dy =, dan 1 xy 2 dx + xy 2 dy = Pada 2, x = 3, dx =, dan 2 xy 2 dx + xy 2 dy = 3 5 Kita dapat menyimpulkan bahwa 2 4x dx = [2x 2 ] 3 = 18 3y 2 dy = [y 3 ] 5 2 = 117 2 xy 2 dx + xy 2 dy = 18 + 117 = 135

Pada 3, y = x + 2, dy = dx, sehingga 3 xy 2 dx + xy 2 dy = 2 = 2 3 3 x(x + 2) 2 dx (x 3 + 4x 2 + 4x)dx [ x 4 = 2 4 + 4x 3 3 + 2x 2 ] 3 = 297 2 Perhatikan bahwa kedua lintasan dari (, 2) ke (3, 5) menghasilkan nilai yang berbeda untuk integral ini.

1. Hitunglah setiap integral garis berikut a. (x 3 + y)ds; adalah kurva x = 3t, y = t 3, t 1 b. xe y ds; adalah ruas garis dari ( 1, 2) ke (1, 1) c. (x + 2y)dx + (x 2y)dy; adalah ruas garis dari (1, 1) ke (3, 1)

Purcell, E. J & D. Vanberg, 1999. Terjemahan, Kalkulus dan Geometri Analitis, Jilid 1 dan 2. Jakarta : Erlangga. Spiegel. M. & Wrede R.. 22. Theory and Problem of Advanced alculus. Schaum Outline Series. New York: Mc Graw-Hill. Purcell, E. J & D. Vanberg, 23. Terjemahan, Kalkulus, Jilid 2. Jakarta : Erlangga. Mendelson, Elliot, 1988. Schaum s Outlines, 3 Solved Problems in alculus. New York: Mc Graw-Hill.