Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau Kampus Binawidya Pekanbaru (28293), Indonesia.

dokumen-dokumen yang mirip
KONSTRUKSI SEDERHANA METODE ITERASI BARU ORDE TIGA ABSTRACT

MODIFIKASI METODE NEWTON DENGAN KEKONVERGENAN ORDE EMPAT. Yenni May Sovia 1, Agusni 2 ABSTRACT

METODE CHEBYSHEV-HALLEY BEBAS TURUNAN KEDUA UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR. Ridho Alfarisy 1 ABSTRACT

MODIFIKASI METODE CAUCHY DENGAN ORDE KONVERGENSI EMPAT. Masnida Esra Elisabet ABSTRACT

TEKNIK ITERASI VARIASIONAL UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

METODE MODIFIKASI NEWTON DENGAN ORDE KONVERGENSI Lely Jusnita 1

METODE BERTIPE NEWTON UNTUK AKAR GANDA DENGAN KONVERGENSI KUBIK ABSTRACT

METODE ITERASI OPTIMAL BERORDE EMPAT UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

SEBUAH VARIASI BARU METODE NEWTON BERDASARKAN TRAPESIUM KOMPOSIT ABSTRACT

VARIAN METODE HALLEY BEBAS TURUNAN KEDUA DENGAN ORDE KEKONVERGENAN ENAM. Siti Mariana 1 ABSTRACT ABSTRAK

METODE GENERALISASI SIMPSON-NEWTON UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR DENGAN KONVERGENSI KUBIK. Resdianti Marny 1 ABSTRACT

METODE ITERASI OPTIMAL TANPA TURUNAN BERDASARKAN BEDA TERBAGI ABSTRACT

METODE CHEBYSHEV-HALLEY DENGAN KEKONVERGENAN ORDE DELAPAN UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR. Anisa Rizky Apriliana 1 ABSTRACT ABSTRAK

METODE BERTIPE STEFFENSEN SATU LANGKAH DENGAN KONVERGENSI SUPER KUBIK UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR. Neng Ipa Patimatuzzaroh 1 ABSTRACT

FAMILI BARU METODE ITERASI BERORDE TIGA UNTUK MENEMUKAN AKAR GANDA PERSAMAAN NONLINEAR. Nurul Khoiromi ABSTRACT

Daimah 1. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau Kampus Binawidya Pekanbaru (28293), Indonesia.

BEBERAPA METODE ITERASI ORDE TIGA DAN ORDE EMPAT UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR. Neli Sulastri 1 ABSTRACT

VARIASI METODE CHEBYSHEV DENGAN ORDE KEKONVERGENAN OPTIMAL UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT ABSTRAK

PERBAIKAN METODE OSTROWSKI UNTUK MENCARI AKAR PERSAMAAN NONLINEAR. Rin Riani ABSTRACT

METODE ITERASI BARU BERTIPE SECANT DENGAN KEKONVERGENAN SUPER-LINEAR. Rino Martino 1 ABSTRACT

METODE ITERASI DUA LANGKAH BEBAS TURUNAN BERDASARKAN INTERPOLASI POLINOMIAL ABSTRACT

FAMILI METODE ITERASI DENGAN KEKONVERGENAN ORDE TIGA. Rahmawati ABSTRACT

KELUARGA METODE LAGUERRE DAN KELAKUAN DINAMIKNYA DALAM MENENTUKAN AKAR GANDA PERSAMAAN NONLINEAR. Een Susilawati 1 ABSTRACT

METODE ITERASI ORDE EMPAT DAN ORDE LIMA UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR. Imaddudin ABSTRACT

MODIFIKASI METODE HOMOTOPY PERTURBASI UNTUK PERSAMAAN NONLINEAR DAN MEMBANDINGKAN DENGAN MODIFIKASI METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN ABSTRACT

MODIFIKASI FAMILI METODE ITERASI MULTI-POINT UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR. Yolla Sarwenda 1, Zulkarnain 2 ABSTRACT

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

FAMILI METODE ITERASI BEBAS TURUNAN DENGAN ORDE KONVERGENSI ENAM. Oktario Anjar Pratama ABSTRACT

METODE ITERASI BARU BEBAS DERIVATIF UNTUK MENEMUKAN SOLUSI PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

METODE ORDE-TINGGI UNTUK MENENTUKAN AKAR DARI PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

METODE ITERASI BEBAS TURUNAN BERDASARKAN KOMBINASI KOEFISIEN TAK TENTU DAN FORWARD DIFFERENCE UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

Metode Iterasi Tiga Langkah Bebas Turunan Untuk Menyelesaikan Persamaan Nonlinear

KELUARGA BARU METODE ITERASI BERORDE LIMA UNTUK MENENTUKAN AKAR SEDERHANA PERSAMAAN NONLINEAR. Rio Kurniawan ABSTRACT

METODE BERTIPE STEFFENSEN DENGAN ORDE KONVERGENSI OPTIMAL UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

ANALISIS KEKONVERGENAN GLOBAL METODE ITERASI CHEBYSHEV ABSTRACT

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

UNNES Journal of Mathematics

FAMILI BARU DARI METODE ITERASI ORDE TIGA UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR DENGAN AKAR GANDA ABSTRACT

GENERALISASI RATA-RATA PANGKAT METODE NEWTON. Haikal Amrullah 1, Aziskhan 2 ABSTRACT

METODE GAUSS-SEIDEL PREKONDISI UNTUK MENCARI SOLUSI SISTEM PERSAMAAN LINEAR. Alhumaira Oryza Sativa 1 ABSTRACT ABSTRAK

METODE ITERASI TIGA LANGKAH DENGAN ORDE KONVERGENSI LIMA UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN NONLINEAR BERAKAR GANDA ABSTRACT

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau Kampus Binawidya Pekanbaru (28293), Indonesia.

SOLUSI NUMERIK UNTUK PERSAMAAN INTEGRAL KUADRAT NONLINEAR. Eka Parmila Sari 1, Agusni 2 ABSTRACT

MODIFIKASI METODE JARRAT DENGAN VARIAN METODE NEWTON DAN RATA-RATA KONTRA HARMONIK TUGAS AKHIR. Oleh : KHARISMA JAKA ARFALD

PENYELESAIAN PERSAMAAN NONLINIER ORDE-TINGGI UNTUK AKAR BERGANDA

Jurnal Matematika Integratif ISSN Volume 12 No 1, April 2016, pp 35 42

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau Kampus Binawidya Pekanbaru (28293), Indonesia.

ANALISIS KONVERGENSI METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN BARU UNTUK PERSAMAAN INTEGRAL VOLTERRA NONLINEAR JENIS KEDUA. Rini Christine Prastika Sitompul 1

KELUARGA METODE ITERASI ORDE EMPAT UNTUK MENCARI AKAR GANDA PERSAMAAN NONLINEAR ABSTRACT

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

MODIFIKASI APROKSIMASI TAYLOR DAN PENERAPANNYA

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

METODE ITERASI JACOBI DAN GAUSS-SEIDEL PREKONDISI UNTUK MENYELESAIKAN SISTEM PERSAMAN LINEAR DENGAN M-MATRIKS ABSTRACT

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

UJI KOMPUTASI ALGORITME MODIFIKASI NEWTON- LIKE UNTUK MENYELESAIKAN OPTIMASI NONLINEAR TANPA KENDALA RAHMAH LAILA

PENGGUNAAN METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN UNTUK MENYELESAIKAN PERMASALAHAN PADA KALKULUS VARIASI ABSTRACT

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

METODE ITERASI AOR UNTUK SISTEM PERSAMAAN LINEAR PREKONDISI ABSTRACT

MUNGKINKAH MELAKUKAN PERUMUMAN LAIN ATURAN SIMPSON 3/8. Supriadi Putra & M. Imran

PEMILIHAN KOEFISIEN TERBAIK KUADRATUR KUADRAT TERKECIL DUA TITIK DAN TIGA TITIK. Nurul Ain Farhana 1, Imran M. 2 ABSTRACT

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

PERBANDINGAN METODE GAUSS-SEIDEL PREKONDISI DAN METODE SOR UNTUK MENDAPATKAN SOLUSI SISTEM PERSAMAAN LINEAR. Merintan Afrina S ABSTRACT

PENYELESAIAN PERSAMAAN NONLINIER DENGAN METODE MODIFIKASI BAGI DUA

NOISE TERMS PADA SOLUSI DERET DEKOMPOSISI ADOMIAN DALAM MENYELESAIKAN PERSAMAAN DIFERENSIAL PARSIAL ABSTRACT

METODE GAUSS-SEIDEL PREKONDISI DENGAN MENGGUNAKAN EKSPANSI NEUMANN ABSTRACT

Vol. 16, No. 2, December 2017 ISSN : X JMA. Journal of Mathematics and Its Applications

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

METODE ITERASI KSOR UNTUK MENYELESAIKAN SISTEM PERSAMAAN LINEAR ABSTRACT

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

KONSEP METODE ITERASI VARIASIONAL ABSTRACT

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

METODE STEEPEST DESCENT

METODE NEWTON-COTES TERBUKA BERDASARKAN TURUNAN ABSTRACT

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

METODE ITERATIF YANG DIPERCEPAT UNTUK Z-MATRIKS ABSTRACT

SKEMA NUMERIK UNTUK MEMPEROLEH SOLUSI TAKSIRAN DARI KELAS PERSAMAAN INTEGRAL FREDHOLM NONLINEAR JENIS KEDUA. Vanny Restu Aji 1 ABSTRACT

UJI KOMPUTASI ALGORITME VARIAN METODE NEWTON PADA PERMASALAHAN OPTIMASI NONLINEAR TANPA KENDALA NURUL HAQUEQY

DERET TAYLOR UNTUK METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN ABSTRACT

SOLUSI BILANGAN BULAT SUATU PERSAMAAN DIOPHANTINE MELALUI BILANGAN FIBONACCI DAN BILANGAN LUCAS ABSTRACT

PENYELESAIAN SISTEM PERSAMAAN LINEAR DENGAN GENERALISASI METODE JACOBI

1-x. dimana dan dihubungkan oleh teorema Pythagoras.

GENERALISASI METODE GAUSS-SEIDEL UNTUK MENYELESAIKAN SISTEM PERSAMAAN LINEAR ABSTRACT

GERSHGORIN DISK FRAGMENT UNTUK MENENTUKAN DAERAH LETAK NILAI EIGEN PADA SUATU MATRIKS. Anggy S. Mandasary 1, Zulkarnain 2 ABSTRACT

PENYELESAIAN SISTEM PERSAMAAN INTEGRAL VOLTERRA DENGAN METODA DEKOMPOSISI ADOMIAN

SOLUSI NUMERIK PERSAMAAN INTEGRAL VOLTERRA-FREDHOLM NONLINEAR MENGGUNAKAN FUNGSI BASIS BARU ABSTRACT

MOTIVASI. Secara umum permasalahan dalam sains dan teknologi digambarkan dalam persamaan matematika Solusi persamaan : 1. analitis 2.

METODE PSEUDOSPEKTRAL CHEBYSHEV PADA APROKSIMASI TURUNAN FUNGSI

1 Penyelesaian Persamaan Nonlinear

Program Studi Pendidikan Matematika UNTIRTA. 10 Maret 2010

METODE NEWTON TERMODIFIKASI UNTUK PENCARIAN AKAR PERSAMAAN NONLINEAR

PERBANDINGAN SOLUSI SISTEM PERSAMAAN NONLINEAR MENGGUNAKAN METODE NEWTON- RAPHSON DAN METODE JACOBIAN

Penyelesaian Persamaan Painleve Menggunakan Metode Dekomposisi Adomian Laplace

SOLUSI SISTEM PERSAMAAN INTEGRAL VOLTERRA LINEAR DENGAN MENGGUNAKAN METODE MATRIKS EULER ABSTRACT

MENENTUKAN INVERS SUATU MATRIKS DENGAN MENGGUNAKAN METODE AUGMENTASI DAN REDUKSI ABSTRACT

PEMBENTUKAN POLINOMIAL ORTOGONAL MENGGUNAKAN PERSAMAAN INTEGRAL NONLINEAR. Susilawati 1 ABSTRACT

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

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

Jurnal MIPA 36 (2): (2013) Jurnal MIPA.

PENGEMBANGAN ALGORITMA ITERATIF UNTUK MINIMISASI FUNGSI NONLINEAR

Transkripsi:

FAMILI DARI METODE NEWTON-LIKE DENGAN ORDE KONVERGENSI EMPAT Nurazmi, Supriadi Putra 2, Musraini M 2 Mahasiswa Program Studi S Matematika 2 Laboratorium Matematika Terapan, Jurusan Matematika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau Kampus Binawidya Pekanbaru (28293), Indonesia azmi3424@gmail.com ABSTRACT This article discusses the families of Newton-Like methods derived from a combination of the secant method with Newton s method based on the trapezoidal rule and inverse function to find a root of nonlinear equations. Analytically, it is shown that the iterative methods have the order of convergence four and for each iteration, they require four function evaluations, so the efficiency index is.44 which is the same as Newton s method. Furthermore, computational results show that the iterative method is superior to the comparison methods in terms of the number of iterations to obtain the estimated roots. Keywords: newton method, secant method, order of convergence, trapezoidal rule, inverse function. ABSTRAK Artikel ini membahas famili metode Newton-Like yang diperoleh dari kombinasi metode Secant dengan metode Newton berdasarkan aturan trapesium dan fungsi invers untuk mencari akar persamaan nonlinear. Secara analitik ditunjukkan bahwa metode iterasi ini mempunyai orde kekonvergenan empat dan untuk setiap iterasinya memerlukan empat perhitungan fungsi, sehingga indeks efisiensinya adalah.44, yaitu sama dengan metode Newton. Selanjutnya hasil komputasi menunjukkan bahwa metode iterasi yang didiskusikan lebih unggul dari metode pembanding dari segi jumlah iterasi dari untuk mendapatkan akar taksiran. Kata kunci: aturan trapesium, fungsi invers, metode newton, metode secant, orde konvergensi. JOM FMIPA Volume No. 2 Oktober 204 74

. PENDAHULUAN Persoalan matematika yang sering dijumpai dalam menyelesaikan akar persamaan nonlinear, dapat ditulis dalam bentuk f(x) = 0. () Metode numerik yang populer digunakan untuk menyelesaikan persamaan() adalah metode Newton dan metode Secant. Adapun bentuk iterasi metode Newton x n+ = x n f(x n) f (x n ), n = 0,,2,, dengan f (x n ) 0. (2) Metode Newton memiliki orde konvergensi kuadratik [, h. 86]. Sedangkan bentuk iterasi metode Secant adalah x n x n x n+ = x n f(x n ), n =,2,3,. (3) f(x n ) f(x n ) Metode Secant memiliki orde konvergensi.68 (Super linear) [, h. 86]. Secara umum metode Newton lebih unggul dibandingkan dengan metode Secant, karena metode Newton memiliki orde konvergensi lebih tinggi dibandingkan metode Secant, sehingga metode Newton lebih cepat mencari akar persamaan () daripada metode Secant. Para ahli berlomba mencari metode yang paling efektif dan paling efisien. Sehingga metode Newton banyak mengalami modifikasi, seperti yang telah dikembangkan oleh beberapa penulis sebelumnya diantaranya: Weerakoon dan Fernando [8], yang merupakan modifikasi metode Newton dengan Aturan Trapesium, sehingga didapat metode iterasi berikut 2f(x n ) x n+ =x n, n = 0,,2,, (4) f (x n )+f (x n) dengan x n =x n f(x n) f (x n ) Selain itu H.H.H Homeier [4] juga memodifikasi metode Newton dengan menggunakan fungsi invers, sehingga didapat metode iterasi berikut x n+ =x n f(x ( n) 2 f (x n ) + ), n = 0,,2,, (5) f (x n) dengan x n =x n f(x n) f (x n ). Persamaan (4) dan (5) memiliki orde konvergensi kubik. Selanjutnya Divya Jain [5] mengkombinasikan penggunaan metode iterasi yang telah dikembangkan oleh Weerakoon-Fernando [8] dan H.H.H Homeier [4] dengan metode Secant. Sehingga diperoleh famili dari metode Newton-like yaitu metode Secant Trapesium Newton dan metode Secant Invers Newton. JOM FMIPA Volume No. 2 Oktober 204 75

Pada artikel ini di bagian dua dibahas famili dari metode iterasi Newton-like baru yang memiliki orde konvergensi empat yang merupakan review dari artikel Divya Jain [5], dengan judul Families of Newton-like methods with fourth-order convergence, kemudian dilanjutkan di bagian tiga melakukan analisa kekonvergenan dan di bagian empat melakukan uji komputasi. 2. FAMILI DARI METODE NEWTON-LIKE DENGAN ORDE KONVERGENSI EMPAT Pada bagian ini diberikan beberapa definisi dasar untuk pembahasan selanjutnya, kemudian dilanjutkan dengan proses terbentuknya beberapa metode iterasi baru. Definisi (Orde Konvergensi) [6]. Misalkan α adalah akar sederhana dari persamaan nonlinear f(x) = 0, dan barisan {x n } n=0 adalah barisan yang dihasilkan oleh suatu metode iterasi yang konvergen ke α. Jika terdapat konstanta positif C 0 dan p 0 sehingga lim n x n+ α x n α p = lim n e n+ = C, (6) e n p maka p disebut orde konvergensi dari metode iterasi tersebut. Jika p = 2, p = 3, dan p = 4, maka barisan {x n } n=0 dikatakan mempunyai orde konvergensi kuadratik, kubik, dan empat. Definisi 2 (Persamaan Galat) [6]. Apabila notasi e n = x n α merupakan notasi untuk galat pada iterasi ke n, maka e n+ = Ce p n +o ( ) e p+ n. (7) Persamaan (7) disebut sebagai persamaan galat, dengan p merupakan orde konvergensi dari metode iterasi. Definisi 3 [8] Misalkan α adalah akar dari suatu persamaan nonlinear f(x), dan x n, x n, x n+ adalah tiga iterasi berturut-turut yang cukup dekat ke akar α. Jadi orde konvergensi secara komputasi COC dapat diaproksimasikan dengan rumus COC ln (x n+ α)/(x n α) ln (x n α)/(x n α). (8) Definisi 4 [7, h. 2]. Misalkan p adalah orde suatu metode iterasi dan w adalah banyaknya fungsi yang dievaluasi pada setiap iterasinya, maka indeks efisiensi dari metode iterasi itu adalah p w. 2. Metode Secant Trapesium Newton Penurunan metode Secant Trapesium Newton dimulai dengan menggunakan modifikasi metode Newton seperti yang telah dikembangkan oleh Weerakoon dan JOM FMIPA Volume No. 2 Oktober 204 76

Fernando[8] persamaan(4). Selanjutnya persamaan(4) dikombinasi dengan metode secant persamaan(3), yaitu memberi bentuk alternatif metode secant sebagai berikut x n x n x n+ = x n f( x n ) f( x n ) f(x n ), (9) Apabila nilai x n pada persamaan (9) diperoleh dengan menggunakan metode Weerakoon persamaan (4), maka diperoleh metode baru iterasi tiga langkah dari kombinasi antara, metode Secant, aturan Trapesium dan metode Newton sebagai berikut x n =x n f(x n), n = 0,,2,, f (x n ) (0) 2f(x n ) x n =x n f (x n)+f (x n ), () x n x n x n+ = x n f( x n ) f( x n ) f(x n ), (2) metode iterasi persamaan(0), () dan(2) merupakan famili dari metode Newtonlike yang disebut dengan metode Secant Trapesium Newton. 2.2 Metode Secant Invers Newton Dengan cara yang sama untuk menurunkan Metode Secant Invers Newton dimulai dengan menggunakan modifikasi metode Newton seperti yang telah dikembangkan oleh H.H.H Homeier [4] yaitu persamaan (5). Selanjutnya persamaan (5) dikombinasi dengan bentuk alternatif metode secant persamaan (9). Apabila x n pada persamaan (9) digantikan dengan metode Homeier persamaan (5) diperoleh iterasi tiga langkah dari kombinasi antara metode Secant, fungsi invers dan metode Newton sebagai berikut x n = x n f(x n), n = 0,,2,, (3) f (x n ) x n = x n f(x ( n) 2 f (x n ) + ), (4) f (x n) x n x n x n+ = x n f( x n ) f( x n ) f(x n ), (5) metode iterasi persamaan(3), (4) dan(5) merupakan famili dari metode Newtonlike yang disebut dengan metode Secant invers Newton. 3. ANALISA KEKONVERGENAN Teorema 5 (Orde Konvergensi Metode Secant Trapesium Newton) Misalkan α I akar sederhana dari fungsi f : I R yang terdiferensial secukupnya pada interval buka I. Jika x 0 cukup dekat dengan α, maka persamaan (0), () dan (2) memiliki orde konvergensi empat dengan persamaan galat yaitu e n+ = ( 2 C 2C 3 +C 3 2)e 4 n +o(e 5 n). (6) JOM FMIPA Volume No. 2 Oktober 204 77

dimana e n = x n α dan C j = f (j) (α) j! f (α), j = 2,3, Bukti: Misalkan α adalah akar dari persamaan f(x) = 0, maka f(α) = 0, dengan e n dan ē n masing-masing adalah galat di x n dan x n, dimana x n = α+e n dan x n = α + ē n. Untuk membukti metode Secant Trapesium Newton berorde empat, dapat menggunakan persamaan galat dari metode Weerakoon [8] persamaan (4) sebagai berikut ē n = (C 2 2 + 2 C 3)e 3 n +o(e 4 n). (7) Dengan menggunakan ekspansi Taylor untuk f(x n ) di sekitar x n = α diperoleh f(x n ) = f(α)+f (α)(x n α)+ f (α) 2! (x n α) 2 + f (α) (x n α) 3 +o(e 4 3! n) = f(α)+f (α)e n + 2! f (α)e 2 n + 3! f (α)e 3 n +o(e 4 n) ( f(x n ) = f(α)+f (α) e n + f (α) 2! f (α) e2 n + ) f (α) 3! f (α) e3 n +o(e 4 n). (8) Karena f(α) = 0, dengan C j = j! f (j) (α), j = 2,3 maka persamaan (8) menjadi f (α) f(x n ) = f (α)(e n +C 2 e 2 n +C 3 e 3 n)+o(e 4 n) (9) Berikut ini akan dicari f( x n ), dengan menggunakan ekspansi taylor untuk f( x n ) disekitar x n = α sebagai berikut f( x n ) =f(α)+f (α)( x n α)+ 2! f (α)( x n α) 2 + 3! f(3) (α)( x n α) 3 + 4! f(4) (α)( x n α) 4 +o( x n α) 5. (20) Menggunakan x n = α+(c2 2 + C 2 3)e 3 n+o(e 5 n), yang diperoleh dari x n = α+ē n dari persamaan (7) maka setelah disederhanakan persamaan (20) menjadi ( f( x n ) = f (α) (C2 2 + ) 2 C 3)e 3 n +o(e 5 n). (2) Selanjutnya akan dihitung f( x n ) f(x n ), dari persamaan (9) dan (2) diperoleh f( x n ) f(x n ) = f (α)e n (+C 2 e n +( ). (22) 2 C 3 C 2 2 )e n2 +o(e 5 n) Persamaan (22) dapat diselesaikan, dengan menggunakan identitas geometri +r = r +r2 r 3, (23) JOM FMIPA Volume No. 2 Oktober 204 78

dengan r = C 2 e n +( 2 C 3 C 2 2)e 2 n +o(e 5 n) maka diperoleh +r = C 2e n 2 C 3e 2 n +C 2 C 3 e 3 n +2C 3 2e 3 n + 4 C3 2e 4 n +C 2 2e 4 n +C 4 2e 4 n +o(e 5 n) =+( 4 C3 2 +C 2 2 +C 4 2)e 4 n +(C 2 C 3 +2C 3 2)e 3 n 2 C 3e 2 n C 2 e n +o(e 5 n). Sehingga persamaan (22) menjadi ( f( x n ) f(x n ) = (+ f (α)e n 4 C 2 +C2 2 +C2)e 4 4 n +(C 2 C 3 +2C2)e 3 3 n ) 2 C 3e 2 n C 2 e n +o(e 5 n). (24) Berikut ini ditentukan x n x n dimana x n = α + e n dan x n = α + ē n sehingga diperoleh x n x n = (C 2 2 + C 3 2 )e3 n e n. (25) Dengan menggunakan persamaan (2) dan (25) diperoleh f( x n )( x n x n ) = f (α)( 2 C 3 +C 2 2)e 4 n. (26) Persamaan (24) dikalikan dengan persamaan (26) melakukan bentuk f( x n )( x n x n ) f( x n ) f(x n ) =( 2 C 2C 3 C 3 2)e 4 n +( 2 C 3 +C 2 2)e 3 n +o(e 5 n). (27) Selanjutnyadenganmenggunakanpersamaan(27)dan x n = α+ē n, makapersamaan (9) menjadi atau x n+ = α+ē n +( 2 C 2C 3 +C 3 2)e 4 n ( 2 C 3 +C 2 2)e 3 n +o(e 5 n), Karena e n+ = x n+ α maka x n+ = α+( 2 C 2C 3 +C 3 2)e n 4 +o(e n 5 ). (28) e n+ = ( 2 C 2C 3 +C 3 2)e 4 n +o(e 5 n). (29) Persamaan (29) merupakan persamaan galat untuk metode Secant Trapesium Newton. Menggunakan Definisi 2 maka metode Secant Trapesium Newton memiliki orde konvergensi empat. Karena pada setiap iterasinya, metode Secant Trapesium Newton melakukan evaluasi fungsi sebanyak empat kali dan memiliki orde konvergensi empat, maka menggunakan Definisi 4 indeks efisiensinya adalah 4 4 =.44. JOM FMIPA Volume No. 2 Oktober 204 79

Teorema 6 (Orde Konvergensi Metode Secant Invers Newton) Misalkan α I akar sederhana dari fungsi f : I R yang terdiferensial secukupnya pada interval buka I. Jika x 0 cukup dekat dengan α, maka persamaan (3), (4) dan (5) memiliki orde konvergensi empat dengan persamaan galat yaitu e n+ = 2 C 2C 3 e 4 n +o(e 5 n). dimana e n = x n α dan C j = f (j) (α) j! f (α), j = 2,3, Bukti: Misalkan α adalah akar dari persamaan f(x) = 0, maka f(α) = 0, dengan e n dan ē n masing-masing adalah galat di x n dan x n, dimana x n = α + e n dan x n = α+ē n. Untuk membukti metode Secant Invers Newton berorde empat, dapat menggunakan persamaan galat dari metode Homeier [4] sebagai berikut ē n = 2 C 3e 3 n +o(e 4 n). (30) Ekspansi dari f( x n ) untuk x n = α diberikan oleh persamaan (20). Menggunakan x n = α+ 2 C 3e 3 n+o(e 5 n), yang diperoleh dari x n = α+ē n dari persamaan (30) maka setelah disederhanakan persamaan (20) menjadi ( ) f( x n ) =f (α) 2 C 3e 3 n +o(e 5 n). (3) Selanjutnya akan dihitung f( x n ) f(x n ), dari persamaan (9) dan (3) diperoleh f( x n ) f(x n ) = f (α)e n (+C 2 e n + ). (32) 2 C 3e 2 n +o(e 5 n) Persamaan(32) dapat diselesaikan menggunakan identitas geometri persamaan(23), dengan misalkan nilai r = C 2 e n + 2 C 3e 2 n +o(e 5 n) diperoleh ( +r = +C 2e n + C2 2 + ) 2 C 3 e 2 n +C 2 C 3 e 3 n + 4 C2 3e 4 n +o(e 5 n). Sehingga persamaan (32) menjadi ( f( x n ) f(x n ) = +C f 2 e n +(C2 2 + (α)e n 2 C 3)e 2 n +C 2 C 3 e 3 n + ) 4 C2 3e 4 n +o(e 5 n). (33) JOM FMIPA Volume No. 2 Oktober 204 80

Berikut ini akan ditentukan x n x n dimana x n = α+e n dan x n = α+ē n diperoleh x n x n = 2 C 3e 3 n e n +o(e 5 n). (34) Dengan menggunakan persamaan (2) dan (34) diperoleh f( x n )( x n x n ) = f (α) 2 C 3e 4 n +o(e 5 n). (35) Persamaan (33) dikalikan dengan Persamaan (35) melakukan bentuk f( x n )( x n x n ) f( x n ) f(x n ) = 2 C 3e 3 n + 2 C 2C 3 e 4 n +o(e 5 n). (36) Selanjutnyadenganmenggunakanpersamaan(36)dan x n = α+ē n, makapersamaan (9) menjadi Karena e n+ = x n+ α maka x n+ = α+ē n 2 C 3e 3 n + 2 C 2C 3 e 4 n +o(e 5 n). e n+ = 2 C 2C 3 e 4 n +o(e 5 n). (37) Persamaan (37) merupakan persamaan galat untuk metode Secant Invers Newton. Menggunakan Definisi 2 maka metode Secant Invers Newton memiliki orde konvergensi empat. Pada setiap iterasinya Metode Secant Invers Newton melakukan evaluasi fungsi sebanyak empat kali dan memiliki orde konvergensi empat, maka menggunakan Definisi 4 indeks efisiensinya adalah 4 4 =.44. 4. UJI KOMPUTASI Berikut ini akan dilakukan uji komputasi untuk membandingkan banyak iterasi dari metode Newton (MN) persamaan (2), metode Weerakoon (MW) persamaan (4), Homeier (MH) persamaan (5), metode Secant Trapesium Newton (MSTN) persamaan(0),(),(2) dan metode Secant Invers Newton(MSIN) persamaan(3), (4), (5) dalam menemukan akar dari persamaan nonlinear. Dalam melakukan perbandingan ini, persamaan nonlinear yang digunakan adalah: f = x 3 +4x 2 0 α =.36523003440968 f 2 = sin 2 (x) x 2 + α =.4044964825342 f 3 = x 2 e x 3x+2 α = 0.2575302854398608 f 4 = cos(x) x α = 0.7390853325606 f 5 = x 3 0 α = 2.54434690038837 f 6 = cos(x) xe x +x 2 α = 0.639540963320076 Perbandingan ke enam contoh di atas menggunakan program MAPLE 3 dengan kriteria pemberhentian untuk setiap adalah JOM FMIPA Volume No. 2 Oktober 204 8

. Jika selisih nilai mutlak antara dua iterasi yang berdekatan bernilai lebih kecil dari toleransi yang diberikan. 2. Jika nilai mutlak fungsi lebih kecil dari tolerasnsi yang diberikan. 3. Jika jumlah iterasi mencapai maksimum iterasi. Tabel : Perbandingan Uji Komputasi untuk MN, MW, MH, MSTN, dan MSIN f(x) x 0 (Jumlah Iterasi, COC, NF) MN MW MH MSTN MSIN f.0 (5,2.00,0) (4,3.00,2) (3,3.00,9) (3,3.99,2) (3,3.99,2) f 2.0 (6,2.00,2) (4,3.00,2) (4,3.00,3) (3,3.98,2) (3,3.99,2) f 3.0 (5,2.00,0) (4,3.00,2) (4,3.00,2) (3,4.00,2) (3,4.00,2) f 4.0 (5,2.00,0) (3,3.00,9) (3,3.00,9) (3,4.00,2) (3,4.00,2) f 5 2.0 (5,2.00,0) (3,3.00,9) (3,3.00,9) (3,4.00,2) (3,4.00,2) f 6.0 (6,2.00,2) (6,2.99,2) (4,3.00,2) (3,4.00,2) (3,4.00,2) Secara umum kelima metode yang dibahas berhasil menemukan akar yang diharapkan. Akan tetapi metode baru yang diusulkan relatif lebih unggul dari pada metode Newton, metode Weerakoon dan metode Homeier. Dapat dilihat pada Tabel bahwa dua metode iterasi baru yang diusulkan memiliki jumlah iterasi lebih sedikit dari pada metode pembanding. Dari perhitungan COC pada Tabel dapat dilihat orde konvergensi secara komputasi dari metode Secant Trapesium Newton dan Metode Secant Invers Newton menunjukkan orde konvergensi empat. Dapat disimpulkan metode baru yang diusulkan diantaranya metode Secant Trapesium Newton dan metode Secant Invers Newton, lebih cepat dalam menemukan akar sehingga jumlah iterasi yang diperlukan lebih sedikit dibandingkan dengan metode Newton, metode Weerakoon dan Homeier. Hal ini sesuai dengan Teorema 5 dan Teorema 6. Dari segi banyaknya fungsi yang dievaluasi (NF) pada setiap metode iterasi, berdasarkan Tabel dapat dilihat dua metode iterasi baru yang dibahas memiliki NF relatif lebih besar dari pada metode pembanding, akan tetapi orde konvergensinya lebih besar dari pada metode pembandingnya. UCAPAN TERIMA KASIH Ungkapan terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Supriadi Putra, M.Si. selaku pembimbing I dan ibu Musraini M., M.Si. selaku pembimbing II, yang telah meluangkan waktu, pikiran, dan tenaga dalam memberi bimbingan, arahan, dorongan, dan kesabaran dalam membimbing penulis menyelesaikan artikel ini. JOM FMIPA Volume No. 2 Oktober 204 82

DAFTAR PUSTAKA [] Conte, S. D. 980. Elementary Numerical Analysis, Third Edition, McGraw Hill Book Company., New York. [2] Dennis, J.E & R. B. Schnabel. 983. Numerical Methods for Unconstrained Optimization and Nonlinear Equations. Pretince Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey. [3] Gautschi, W. 20. Numerical Analysis, Second Edition. Birkhauser, New York. [4] Homeier, H.H.H. 2005. On Newton-type Methods with Cubic Convergence. Journal of Computational and Applied Mathematics, 76:425-432. [5] Jain, Divya. 203. Families of Newton-like Methods with Fourth-Order Convergence. International Journal of Computer Mathematics, 90:072-082. [6] Sharma, J.R., R.K. guha & R. sharma. 20. Some Modified Newton s Method with Fourth-Order Convergence. Applied Science Research, 2:240-247. [7] Traub, J.F. 964. Iterative Methods for the Solution of Equations. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey. [8] Weerakoon, S & T.G.I. Fernando. 2000. A Variant of Newton s Method with Accelerated Third Order Convergence.Applied Mathematics Letters, 3: 87-93. JOM FMIPA Volume No. 2 Oktober 204 83