LANDASAN TEORI. Model ini memiliki nilai kesetimbangan positif pada saat koordinat berada di titik

dokumen-dokumen yang mirip
PENGARUH SCAVENGER (Pemakan Bangkai) TERHADAP KESTABILAN POPULASI MANGSA PEMANGSA PADA MODEL LOTKA VOLTERRA ELI WAHYUNI

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II KAJIAN TEORI. dinamik, sistem linear, sistem nonlinear, titik ekuilibrium, analisis kestabilan

BAB 4 SEBARAN ASIMTOTIK PENDUGA KOMPONEN PERIODIK

KESTABILAN POPULASI MODEL LOTKA-VOLTERRA TIGA SPESIES DENGAN TITIK KESETIMBANGAN ABSTRACT

DERET TAK HINGGA. Contoh deret tak hingga :,,, atau. Barisan jumlah parsial, dengan. Definisi Deret tak hingga,

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

BAB IV SEBARAN ASIMTOTIK PENDUGA TURUNAN PERTAMA DAN KEDUA DARI KOMPONEN PERIODIK FUNGSI INTENSITAS PROSES POISSON PERIODIK DENGAN TREN LINEAR

BAB II LANDASAN TEORI

Sistem Hasil Kali Persamaan Diferensial Otonomus pada Bidang

Persamaan Diferensial Biasa

BIFURKASI HOPF PADA MODIFIKASI MODEL PREDATOR-PREY LESLIE GOWER DENGAN FUNGSI RESPON HOLLING TIPE II

Bab 16. Model Pemangsa-Mangsa

Simulasi Kestabilan Model Predator Prey Tipe Holling II dengan Faktor Pemanenan

BAB 3 REVIEW SIFAT-SIFAT STATISTIK PENDUGA KOMPONEN PERIODIK

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

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

BAB I DASAR-DASAR PEMODELAN MATEMATIKA DENGAN PERSAMAAN DIFERENSIAL

ANALISIS KESTABILAN MODEL MANGSA-PEMANGSA DENGAN MANGSA YANG TERINFEKSI DI LINGKUNGAN TERCEMAR

ANALISIS TITIK EKUILIBRIUM DAN SOLUSI MODEL INTERAKSI PEMANGSA-MANGSA MENGGUNAKAN METODE DEKOMPOSISI ADOMIAN

BAB 4 KEKONSISTENAN PENDUGA DARI FUNGSI SEBARAN DAN FUNGSI KEPEKATAN WAKTU TUNGGU DARI PROSES POISSON PERIODIK DENGAN TREN FUNGSI PANGKAT

Memahami konsep dasar turunan fungsi dan mengaplikasikan turunan fungsi pada

ANALISIS DINAMIK MODEL PREDATOR-PREY PADA POPULASI ECENG GONDOK DENGAN ADANYA IKAN GRASS CARP DAN PEMANENAN

BAB 2 PDB Linier Order Satu 2

ANALISIS KESTABILAN MODEL MANGSA-PEMANGSA DENGAN MANGSA YANG TERINFEKSI DI LINGKUNGAN TERCEMAR

TURUNAN. Ide awal turunan: Garis singgung. Kemiringan garis singgung di titik P: lim. Definisi

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. 4.1 Asumsi yang digunakan dalam sistem mangsa-pemangsa. Dimisalkan suatu habitat dimana spesies mangsa dan pemangsa hidup

MODEL DINAMIK INTERAKSI DUA POPULASI (Dynamic Model Interaction of Two Population)

URAIAN POKOK-POKOK PERKULIAHAN

BAB II KAJIAN TEORI. Persamaan diferensial sangat penting dalam pemodelan matematika khususnya

Memahami definisi barisan tak hingga dan deret tak hingga, dan juga dapat menentukan

SEMINAR HASIL TUGAS AKHIR Jurusan Matematika FMIPA ITS

II LANDASAN TEORI. 2.1 Ruang Contoh, Kejadian dan Peluang. 2.2 Peubah Acak dan Fungsi Sebaran

BIFURKASI HOPF MODEL MANGSA-PEMANGSA DENGAN WAKTU TUNDA NI NYOMAN SURYANI

Memahami konsep dasar turunan fungsi dan menggunakan turunan fungsi pada

BAB I PENDAHULUAN. hidup lainnya. Interaksi yang terjadi antara individu dalam satu spesies atau

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB II LANDASAN TEORI. eigen dan vektor eigen, persamaan diferensial, sistem persamaan diferensial, titik

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

II LANDASAN TEORI 2.1 Sistem Persamaan Diferensial Definisi 1 [Sistem Persamaan Diferensial Linear (SPDL)]

II. LANDASAN TEORI. Definisi 1 (Sistem Persamaan Diferensial Biasa Linear) Definisi 2 (Sistem Persamaan Diferensial Biasa Taklinear)

BAB 3 REVIEW PENDUGAAN FUNGSI INTENSITAS LOKAL DAN GLOBAL DARI PROSES POISSON PERIODIK DENGAN TREN FUNGSI PANGKAT

Pr { +h =1 = } lim. Suatu fungsi dikatakan h apabila lim =0. Dapat dilihat bahwa besarnya. probabilitas independen dari.

Asimtot.wordpress.com FUNGSI TRANSENDEN

II. LANDASAN TEORI. 2. P bersifat aditif tak hingga, yaitu jika dengan. 2.1 Ruang Contoh, Kejadian dan Peluang

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

MODEL PERSAMAAN DIFERENSIAL PADA INTERAKSI DUA POPULASI

KED INTEGRAL JUMLAH PERTEMUAN : 2 PERTEMUAN TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS: Materi : 7.1 Anti Turunan. 7.2 Sifat-sifat Integral Tak Tentu KALKULUS I

PERAN PENTING LAJU PERUBAHAN KALOR PADA MODEL DINAMIK UNSUR UNSUR UTAMA IKLIM

SKEMA NUMERIK PERSAMAAN LESLIE GOWER DENGAN PEMANENAN

BAB 2 PDB Linier Order Satu 2

BAB II LANDASAN TEORI

ANALISIS BIFURKASI PADA MODEL MATEMATIS PREDATOR PREY DENGAN DUA PREDATOR Lia Listyana 1, Dr. Hartono 2, dan Kus Prihantoso Krisnawan,M.

ANALISIS KESTABILAN MODEL MANGSA-PEMANGSA HUTCHINSON DENGAN WAKTU TUNDA DAN PEMANENAN KONSTAN LILIS SAODAH

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

BIFURKASI HOPF PADA SISTEM PREDATOR PREY DENGAN FUNGSI RESPON TIPE II

UJI KONVERGENSI. Januari Tim Dosen Kalkulus 2 TPB ITK

Bab 15. Interaksi antar dua spesies (Model Kerjasama)

BAB I PENDAHULUAN. Besar Penelitian Tanaman Padi, tikus sawah merupakan hama utama penyebab

BIFURKASI HOPF PADA MODEL SILKUS BISNIS KALDOR-KALECKI TANPA WAKTU TUNDA

BAB III INTEGRAL LEBESGUE. Pada bab sebelumnya telah disebutkan bahwa ruang dibangun oleh

BAB III FUNGSI TERUKUR LEBESGUE. Setelah dibahas mengenai ukuran Lebesgue dan beberapa sifatnya pada

FUNGSI BESSEL. 1. PERSAMAAN DIFERENSIAL BESSEL Fungsi Bessel dibangun sebagai penyelesaian persamaan diferensial.

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

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

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Created By Aristastory.Wordpress.com BAB I PENDAHULUAN. Teori sistem dinamik adalah bidang matematika terapan yang digunakan untuk

ANALISIS MODEL MATEMATIKA TENTANG PENGARUH TERAPI GEN TERHADAP DINAMIKA PERTUMBUHAN SEL EFEKTOR DAN SEL TUMOR DALAM PENGOBATAN KANKER SKRIPSI

BAB II LANDASAN TEORI. pada bab pembahasan. Materi-materi yang akan dibahas yaitu pemodelan

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

MODUL PEMBELAJARAN ANALISIS VARIABEL KOMPLEKS 2/22/2012 IKIP BUDI UTOMO MALANG ALFIANI ATHMA PUTRI ROSYADI

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

MODEL MATEMATIKA MANGSA-PEMANGSA DENGAN SEBAGIAN MANGSA SAKIT

BAB II LANDASAN TEORI

III PEMBAHASAN. μ v. r 3. μ h μ h r 4 r 5

ANALISIS KESTABILAN MODEL MATEMATIKA IMMUNOTERAPI BCG PADA KANKER KANDUNG KEMIH

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

LIMIT DAN KEKONTINUAN

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

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

BAB 4 MODEL DINAMIKA NEURON FITZHUGH-NAGUMO

BAB II LANDASAN TEORI

I PENDAHULUAN II LANDASAN TEORI

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

BAB I PENDAHULUAN. Ekologi merupakan cabang ilmu yang mempelajari tentang interaksi antara

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

dy = f(x,y) = p(x) q(y), dx dy = p(x) dx,

Tinjauan Mata Kuliah

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

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

MODIFIKASI SISTEM PREDATOR-PREY: DINAMIKA MODEL LESLIE-GOWER DENGAN DAYA DUKUNG YANG TUMBUH LOGISTIK

BAB IV REDUKSI BIAS PADA PENDUGAAN

IDENTIFIKASI TITIK TITIK BIFURKASI DARI MODEL TRANSMISI PENYAKIT MENULAR

Simulasi Model Mangsa Pemangsa Di Wilayah yang Dilindungi untuk Kasus Pemangsa Tergantung Sebagian pada Mangsa

Kuliah PD. Gaya yang bekerj a pada suatu massa sama dengan laju perubahan momentum terhadap waktu.

Ayundyah Kesumawati. April 29, Prodi Statistika FMIPA-UII. Deret Tak Terhingga. Ayundyah. Barisan Tak Hingga. Deret Tak Terhingga

SISTEM DINAMIK DISKRET. Anggota Kelompok: 1. Inggrid Riana C. 2. Kharisma Madu B. 3. Solehan

BAB II LANDASAN TEORI

BAB I INTEGRAL TAK TENTU

Transkripsi:

LANDASAN TEORI Model Mangsa Pemangsa Lotka Volterra Bagian ini membahas model mangsa pemangsa klasik Lotka Volterra. Model Lotka Volterra menggambarkan laju perubahan populasi dua spesies yang saling berinteraksi. Spesies yang pertama disebut mangsa dan spesies kedua disebut pemangsa. Pada model ini akan dimasukkan spesies scavenger. Model dapat ditulis sebagai sistem persamaan diferensial dalam bentuk:,, (1) dengan dan berturut-turut menyatakan populasi mangsa dan populasi pemangsa sebagai fungsi terhadap waktu. Parameter,,, 0, dinyatakan sebagai berikut :. adalah laju pertumbuhan alami mangsa,. adalah laju perubahan mangsa akibat interaksi,. adalah laju kematian alami pemangsa,. adalah laju perkembangbiakan dan efisiensi pemangsa karena kehadiran mangsa. Model ini memiliki nilai kesetimbangan positif pada saat koordinat berada di titik,. Dengan penskalaan diperoleh bahwa: 1, 1, dan 1, sistem menjadi:,, (2) selanjutnya dari sistem (2) didapatkan nilai kesetimbangan positif pada titik,, 1. Dengan titik awal, (, 1, semua trayektori (kurva solusi) di dalam ruang positif adalah kurva tertutup yang dapat diperoleh, dari membagi persamaan kedua dengan persamaan pertama pada sistem (2):

4 (3) dengan mengintegralkan kedua ruas persamaan (3) maka didapatkan: lnln (4) dimana merupakan konstanta awal yang sesuai. Misalkan diberikan titik awal, dengan dan adalah positif. Persamaan trayektori yang melalui titik, dapat ditentukan dengan mengevaluasi nilai, maka persamaan (4) menjadi: ln ln (5) dengan mensubstitusikan persamaan (5) ke dalam persamaan (4), diperoleh: lnlnln ln (6) kemudian eksponenkan, maka persamaan (6) menjadi: (7) dari nilai awal, dapat ditentukan nilai dan yang memenuhi persamaan (7). Hasilnya diplot pada Gambar 1. Gambar 1 Trayektori model Lotka Volterra. Berdasarkan Gambar 1 dapat diketahui bahwa trayektori sistem (2) adalah periodik. Trayektorinya bergantung pada nilai parameter dan nilai awal.

5 Di sini akan ditunjukkan bahwa rata-rata populasi tiap spesies mendekati nilai titik tetapnya (equilibrium point). Dari sistem (2) dapat dinyatakan bahwa rata-rata populasi mangsa dan pemangsa untuk setiap trayektori adalah berturutturut dan 1. Ditulis: dan lim lim, (8) 1, (9) dengan, 1 adalah titik kesetimbangannya. Misalkan, adalah solusi tidak konstan yang didefinisikan sebagai lingkaran dengan periode ( adalah fungsi dari ). Rata-rata populasi dan adalah: lim lim (10) (11) akan dibuktikan bahwa dan 1. Dari sistem (2), dengan didapatkan: Nilai rataan diperoleh: lim lim, 1 (13). (14) lim ln ln0, lim 0. (15) Hal ini karena, menurut aturan L Hospital limit hasilbagi fungsi sama dengan limit hasilbagi turunannya, asalkan fungsi pada pembilang dan penyebut dapat

6 diturunkan dan turunan fungsi pada pembilang 0 di dekat titik limit (kecuali mungkin di titik limit), maka: lim lim. lim Nilai diperoleh dengan cara yang sama sebagai berikut: lim lim 1 lim ln ln 0 0. (Stewart. 2008) lim 101. (16) Jadi persamaan (8) dan (9) adalah benar. Lema 2.1 Dari sistem (2) didapatkan: lim. (17) Persamaan (17) dapat diperoleh dengan mengintegralkan persamaan pertama pada sistem (2) dari 0 sampai : 0. (18) Jika kedua ruas persamaan (18) dibagi dengan, dan misalkan membuat persamaan di ruas kiri menjadi mendekati 0, maka diperoleh: 1 lim 0 lim 1 lim 0 lim 1 lim lim 1 (19) dari persamaan (19) terbukti bahwa persamaan (17) adalah benar. Berdasar lema 2.1 dapat dinyatakan bahwa rata-rata perubahan dari satu populasi yang

7 berinteraksi dengan yang lain adalah sebanding dengan produk dari dua populasi. Selanjutnya hasil analisis ini dijadikan sebagai dasar analisis model Nolting. Metode Lyapunov Pada penelitian Nolting tidak dianalisis kestabilan pada sistem, di sini kestabilan sistem akan dibahas. Pertimbangkan sistem persamaan diferensial mandiri dari bentuk sistem (1). Kestabilan titik tetap (titik kesetimbangan) ditentukan dari nilai eigen matriks Jacobi. Titik tetap adalah stabil jika bagian real dari semua nilai eigen negatif, dan tidak stabil selainnya. Jika nilai eigen adalah imajiner murni, maka titik tetap adalah center (seperti sistem (1),, ). Dalam masalah seperti ini, jika sistem adalah tidak linear, maka metode Lyapunov dapat digunakan untuk menentukan kestabilan dari titik tetap. Didefinisikan fungsi, yang memenuhi:,,,,, (20) dengan dan (lihat sistem (1))., dapat diidentifikasi sebagai perubahan rata-rata dari sepanjang trayektori dari sistem (1) yang melalui titik,. Jika, adalah solusi dari sistem (1), maka:,,,,,,,,. (Boyce & DiPrima. 2001) (21) Selanjutnya untuk analisis diperlukan definisi dan teorema berikut: Definisi 1 Titik tetap dari sistem (1) dikatakan stabil jika diberikan 0 dengan 0 sedemikian sehingga untuk semua, bilamana, di mana adalah solusi dari sistem (1).

8 Definisi 2 Titik tetap dari sistem (1) dikatakan stabil asimtotik (asymptotically stable) jika titik itu stabil dan ada 0 sedemikian sehingga lim 0, bilamana. Teorema kestabilan Lyapunov Misalkan himpunan buka dari mempunyai titik tetap. Misalkan bahwa adalah kontinu terdiferensialkan dan bahwa ada fungsi kontinu terdiferensialkan, yang mana memenuhi kondisi berikut: 0; 0 jika, dengan. 1. Jika 0 untuk semua, maka adalah stabil; 2. Jika 0 untuk semua, maka adalah stabil asimtotik; 3. Jika 0 untuk semua, maka adalah tidak stabil. Bukti: (lihat Lynch. 2007). Titik tetap dari sistem yang dinyatakan oleh sistem (1) stabil dalam arti Lyapunov, jika untuk setiap, maka di sana ada sedemikian sehingga trayektori yang dimulai pada, tidak meninggalkan, ketika menuju tak terhingga. Kestabilan asimtotik adalah keadaan kesetimbangan dari sistem yang dinyatakan oleh sistem (1) disebut stabil asimtotik, jika keadaan tersebut stabil dalam arti Lyapunov dan jika setiap trayektori yang bertitik awal di dalam tanpa meninggalkan, maka konvergen ke dengan membesarnya menuju tak terhingga. Jika kestabilan asimtotik berlaku untuk semua keadaan (semua titik dalam ruang keadaan) titik awal trayektori, maka keadaan kesetimbangan tersebut disebut asimtotik global. (Ogata. 1997)