Konsep Deret & Jenis-jenis Galat



dokumen-dokumen yang mirip
BAB I PENDAHULUAN. Tahap-tahap memecahkan masalah dengan metode numeric : 1. Pemodelan 2. Penyederhanaan model 3.

Triyana Muliawati, S.Si., M.Si.

Program Studi Pendidikan Matematika UNTIRTA. 10 Maret 2010

METODE NUMERIK. MODUL 1 Galat dalam Komputasi Numerik 1. Zuhair Jurusan Teknik Informatika Universitas Mercu Buana Jakarta 2008 年 09 月 21 日 ( 日 )

Galat & Analisisnya. FTI-Universitas Yarsi

DeretTaylor dananalisisgalat

Definisi Metode Numerik

Analisa Numerik. Teknik Sipil. 1.1 Deret Taylor, Teorema Taylor dan Teorema Nilai Tengah. 3x 2 x 3 + 2x 2 x + 1, f (n) (c) = n!

Bab 2 Deret Taylor dan Analisis Galat

BAB I ARTI PENTING ANALISIS NUMERIK

Hendra Gunawan. 26 Februari 2014

Metode Numerik. Muhtadin, ST. MT. Metode Numerik. By : Muhtadin

Pengantar Metode Numerik

Ringkasan Kalkulus 2, Untuk dipakai di ITB 1

CNH2B4 / KOMPUTASI NUMERIK

p2(x)

METODE NUMERIK 3SKS-TEKNIK INFORMATIKA-S1. Mohamad Sidiq PERTEMUAN-2

Metode Numerik: 3 SKS

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER GLOBAL INFORMATIKA MDP

UJI KONVERGENSI. Januari Tim Dosen Kalkulus 2 TPB ITK

Aplikasi Aljabar Lanjar pada Metode Numerik

Metode Numerik & Lab. Muhtadin, ST. MT. Metode Numerik & Komputasi. By : Muhtadin

RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER (RPS) METODE NUMERIK

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Implementasi Metode Jumlah Riemann untuk Mendekati Luas Daerah di Bawah Kurva Suatu Fungsi Polinom dengan Divide and Conquer

Barisan dan Deret Agus Yodi Gunawan

BAB I METODE NUMERIK SECARA UMUM. dengan rumus rumus aljabar yang sudah baku atau lazim.

Metode Numerik Analisa Galat & Deret Taylor. Teknik Informatika-Unitomo Anik Vega Vitianingsih

METODE NUMERIK 2- PENDEKATAN DAN KESALAHAN. Buku : Metode Numerik untuk Teknik Penulis : Steven C Chapra & Raymond P.Canale

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

Kunci Jawaban Quis 1 (Bab 1,2 dan 3) tipe 1

BANK SOAL METODE KOMPUTASI

METODA NUMERIK (3 SKS)

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang. Suatu integral dapat diselesaikan dengan 2 cara, yaitu secara analitik dan

KALKULUS (IT 131) Fakultas Teknologi Informasi - Universitas Kristan Satya Wacana. Bagian 3. Limit & Kontinuitas ALZ DANNY WOWOR

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

ISBN. PT SINAR BARU ALGENSINDO

Ilustrasi Persoalan Matematika

Modul KALKULUS MULTIVARIABEL II

Metode Numerik (Pendahuluan) Instruktur : Ferry Wahyu Wibowo, S.Si., M.Cs.

INTISARI KALKULUS 2. Penyusun: Drs. Warsoma Djohan M.Si. Open Source. Not For Commercial Use

BAB II LANDASAN TEORI. Pada Bab Landasan Teori ini akan dibahas mengenai definisi-definisi, dan

GALAT DALAM KOMPUTASI NUMERIK

MA1201 KALKULUS 2A Do maths and you see the world

GALAT DALAM KOMPUTASI NUMERIK

Ujian Tengah Semester

Metode Numerik, Sistim Angka, dan Kesalahan

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

METODE GARIS SINGGUNG DALAM MENENTUKAN HAMPIRAN INTEGRAL TENTU SUATU FUNGSI PADA SELANG TERTUTUP [, ]

Catatan Kuliah Analisis Numerik Pertemuan 1 : 10 Februari 2015 Sri Istiyarti Uswatun Chasanah G Oleh : Dr.Ir.Sri Nurdiati, M.

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

SD kelas 4 - MATEMATIKA PECAHAN (K13 REVISI 2016)UJI KOMPETENSI PECAHAN (K13 REVISI 2016)

PAM 252 Metode Numerik Bab 4 Pencocokan Kurva

untuk i = 0, 1, 2,..., n

BAB 1 PENDAHULUAN. Metode Numerik

Deret Taylor. dengan radius kekonvergenan positif. Maka, dengan menggunakan teorema turunan deret pangkat, (x a) + f 00 (a) 2! (x a) 2 + f 000 (a) 3!

Konsep Dasar Perhitungan Numerik

PENDAHULUAN METODE NUMERIK

BAB II PENGANTAR SOLUSI PERSOALAN FISIKA MENURUT PENDEKATAN ANALITIK DAN NUMERIK

Akar-Akar Persamaan. Definisi akar :

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

Kata Pengantar... Daftar Isi... Daftar Padan Kata...

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

5.1 Fungsi periodik, fungsi genap, fungsi ganjil

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. pembeli opsi untuk menjual atau membeli suatu sekuritas tertentu pada waktu dan

PENURUNAN FUNGSI SECARA NUMERIK

Perbandingan Skema Numerik Metode Finite Difference dan Spectral

MACLAURIN S SERIES. Ghifari Eka

Penerapan Integrasi Numerik pada Medan Magnet karena Arus Listrik

INTERPOLASI CHEBYSHEV MAKALAH. Disusun untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Metode Numerik yang dibimbing oleh. Dr. Trisilowati, S.Si., M.

BAB III DAN DASAR-DASAR MATEMATIKA. FTI-Universitas Yarsi

Perhitungan Nilai Golden Ratio dengan Beberapa Algoritma Solusi Persamaan Nirlanjar

ISBN: Cetakan Pertama, tahun Semua informasi tentang buku ini, silahkan scan QR Code di cover belakang buku ini

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

KALKULUS (IT 131) Fakultas Teknologi Informasi - Universitas Kristen Satya Wacana. Bagian 4. Derivatif ALZ DANNY WOWOR

Kekeliruan Dalam Komputasi Saintifik

PERBANDINGAN BEBERAPA METODE NUMERIK DALAM MENGHITUNG NILAI PI

METODE NUMERIK TKM4104. Kuliah ke-2 DERET TAYLOR DAN ANALISIS GALAT

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

Definisi 4.1 Fungsi f dikatakan kontinu di titik a (continuous at a) jika dan hanya jika ketiga syarat berikut dipenuhi: (1) f(a) ada,

MA1201 KALKULUS 2A (Kelas 10) Bab 8: Bentuk Tak Tentu d

Minggu 11. MA2151 Simulasi dan Komputasi Matematika

II. LANDASAN TEORI. sєs (S ruang sampel) dengan sebuah bilangan real. Salah satu peubah acak adalah

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

METODE NUMERIK. ROBIA ASTUTI, M.Pd. STKIP Muhammadiyah Pringsewu Lampung

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

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

RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER (RPS) PENDIDIKAN KARAKTER

SEBUAH VARIASI BARU METODE NEWTON BERDASARKAN TRAPESIUM KOMPOSIT ABSTRACT

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

PENYELESAIAN PERSAMAAN NONLINIER DENGAN METODE MODIFIKASI BAGI DUA

Modul Praktikum Analisis Numerik

PAM 252 Metode Numerik Bab 2 Persamaan Nonlinier

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SYIAH KUALA Darussalam, Banda Aceh

Interpolasi. Metode Numerik POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA DEPARTEMEN TEKNIK INFORMATIKA DAN KOMPUTER PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

MODUL 2 APROKSIMASI. Disusun oleh: Ani Ismayani S.Pd

TINJAUAN SINGKAT KALKULUS

Kata Pengantar... Daftar Isi... Daftar Padan Kata...

Pendekatan dan Kesalahan

Pembahasan Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN)

Transkripsi:

Metode Numerik (IT 402) Fakultas Teknologi Informasi - Universitas Kristen Satya Wacana Bagian 2 Konsep Deret & Jenis-jenis Galat ALZ DANNY WOWOR

1. Pengatar Dalam Kalkulus, deret sering digunakan untuk mengintegralkan fungsi yang 4dak mempunyai an4 turunan elementer, menyelesaikan persamaan diferensial, dan menghampiri fungsi dengan polinom. Contoh: Untuk menghitung dan Masalah integral dan limit di atas 4dak dapat diselesaikan apabila integran dan fungsi pada limit 4dak dinyatakan kedalam bentuk deret. 2

Deret menjadi bagian yang pen4ng dalam metode numerik, karena digunakan untuk menghampiri suatu fungsi yang rumit kedalam bentuk polinomial, sehingga fungsi tersebut menjadi lebih sederhana. Selanjutnya akan deret yang akan digunakan adalah deret Taylor dan deret Maclaurin 3

2. Deret Taylor Defenisi Deret Taylor Dimisalkan fungsi f dan semua turunannya f, f, f,... berada pada selang [a, b]. Diambil x 0 [a, b], maka untuk nilai- nilai di sekitar x 0, x dan x [a, b], f(x) dapat diperluas (diekspansi) ke dalam deret Taylor: x0 (1) 4

Pada persamaan (1), jika dimisalkan x - x 0 = h, maka diperoleh (2) 5

Contoh 1. Deret Taylor Hampiri fungsi f(x)= sin (x), ke dalam deret Taylor di sekitar x 0 = 1 Penyelesaian: Untuk menyelesaikan, harus menentukan turunan dari sin (x) terlebih dahulu. f(x)= sin (x), f (x)= cos (x), f (x)= - sin (x), f (x)= - cos (x) f 4 (x)= sin (x) dan seterusnya 6

Maka, berdasarkan persamaan (1), sin (x) dihampiri dengan deret Taylor sebagai berikut Jika dimisalkan x - 1 = h, maka berdasarkan persamaan (2), diperoleh 7

Deret Maclaurin Deret Maclaurin merupakan suatu deret yang diperluas berdasarkan deret Taylor. Jadi suatu fungsi yang diperluas dengan mengambil x 0 = 0, yang merupakan deret Taylor baku. Dengan mengambil x 0 = 0 pada persamaan (1) diperoleh (3) 8

Contoh 2. Deret Maclaurin Uraikan f(x)= sin (x), e x, cos (x), ln (x + 1) masing- masing ke dalam deret Maclaurin Penyelesaian: Beberapa turunan untuk sin (x) f(0)= sin (0), f (0)= cos (0), f (0)= - sin (0), f (0)= - cos (0) f 4 (0)= sin (0) dan seterusnya 9

Untuk menentukan deret Maclaurin untuk e x, harus menentukan turunan dari e x f(x)= e x, f (x)= e x, f (x)= e x, f (x)= e x f 4 (x)= e x dan seterusnya Deret Maclaurin dari e x adalah 10

Untuk menentukan deret Maclaurin untuk cos(x), harus menentukan turunannya f(x)= cos(x), f (x)= - sin(x), f (x)= - cos(x), f (x)= sin(x), f 4 (x)= cos(x), dan seterusnya Deret Maclaurin dari cos(x), adalah 11

Untuk menentukan deret Maclaurin untuk ln (x + 1), harus menentukan turunan dari ln (x + 1) f(x)= ln (x+1), f (x)= (x+1) - 1, f (x)= - (x+1) - 2, f (x)= 2(x+1) - 3 f 4 (x)= - 6(x+1) - 4 dan seterusnya Deret Maclaurin dari ln (x + 1) adalah 12

Contoh 3. Nilai hampiran deret Maclaurin Hitunglah hampiran nilai untuk cos(0.2), dengan deret Maclaurin sampai suku orde n = 6. Penyelesaian Dari hasil deret Maclaurin untuk cos(x) pada contoh sebelumnya, maka diperoleh: 13

Deret Taylor Terpotong Karena deret Taylor 4dak berhingga banyaknya, maka untuk alasan prak4s deret tersebut dipotong sampai suku orde tertentu. Deret Taylor yang dipotong sampai orde ke- n dinamakan deret Taylor terpotong dan dinyatakan oleh: (4) yang dalam hal ini (5) disebut galat atau sisa (residu) 14

Dengan demikian deret Taylor yang dipotong sampai suku orde ke- n dapat ditulis sebagai: yang dalam hal ini 15

Sebagai contoh, sin (x) pada contoh 1, jika dihampiri dengan deret Taylor orde 4 di sekitar x 0 = 1 adalah yang dalam hal ini

Deret Taylor terpotong di sekitar x 0 = 0, disebut sebagai deret Maclaurin terpotong. Berdasarkan Contoh 2, maka deret Maclaurin terpotong untuk sin (x), e x, cos (x), dan ln (x + 1) adalah: (sampai suku orde 5) (sampai suku orde 4) (sampai suku orde 6) dimana (sampai suku orde 4)

3. Analisis Galat Solusi dengan metode numerik adalah solusi hampiran (aproksimasi) Hampiran terhadap solusi eksak, oleh karena itu solusi numerik mengandung galat. Galat (ε): selisih antara solusi hampiran dengan solusi eksak. Misalkan adalah nilai hampiran terhadap nilai seja4 a, maka galat didefenisikan Jika tanda galat (posi4f dan nega4f) 4dak diperhitungkan maka didefenisikan galat mutlak sebagai 18

Galat ε kurang bermakna sebab 4dak menunjukan seberapa besar galat itu dibandingkan dengan nilai seja4nya. Misalnya seorang anak melaporkan panjang sebatang kawat 99cm, padahal 100cm dan anak yang lain memberitahukan panjang pensil 9cm, tetapi panjang sebernanya 10cm. Galat dari panjang kawat dan pensil sama 1cm. Untuk mengatasi kesalahan interpretasi, maka galat dinormalkan terhadap nilai seja4nya, gagasan ini melahirkan galat rela@f. atau dalam persentase 19

Kadang dalam penggunaan nilai seja4 a 4dak diketahui, karena itu galat ε seringkali dinormalkan dengan solusi hampirannya, sehingga galat rela4fnya dinamakan dengan galat rela@f hampiran. Sebagai contoh, misalkan nilai seja4 = 10/3 dan nilai hampiran = 3.333. Hitunglah galat, galat mutlak, galat rela4f, dan galat rela4f hampiran. 20

Sumber Utama Galat Secara umum terdapat dua sumber utama penyebab galat dalam perhitungan numerik: 1. Galat Pemotongan (trunca.on error) 2. Galat pembulatan (round- off error) 21

Galat Pemotongan Galat yang ditimbulkan akibat penggunaan hampiran (aproksimasi) sebagai pengganti formula eksak Contohnya, hampiran fungsi cos(x) dengan bantuan deret taylor di sekitar x = 0 pemotongan 22

Galat pemotongan tidak dapat dihitung dengan pasti, karena jumlah seluruh suku-suku setelah dipotong tidak mengkin dihiutng. Namun dapat dihampiri dengan rumus suku sisa. maka untuk cos(x) diperoleh 23

Nilai R n yang tepat hampir 4dak pernah diperoleh, karena 4dak diketahui nilai c sebernanya. Oleh karena itu dicari nilai maksimum yang mungkin dari R n untuk c dalam selang yang diberikan. 24

Contoh 4. Nilai Galat Pemotongan Gunakan deret Taylor orde 4 di sekitar x 0 = 1, untuk menghampiri ln(0.9) dan berikan taksiran untuk galat pemotongan maksimum yang dibuat. Penyelesaian f(x) = ln(x) f(1) = 0 f (x) =1/x f (1) = 1 f (x) = - 1/x 2 f (1) = - 1 f (x) =2/x 3 f (1) = 2 f 4 (x) = - 6/x 4 f 4 (1) = - 6 f 5 (x) =24/x 5 f 5 (1) = 24/c 5 Deret Taylornya adalah: 25

Sehingga untuk ln(0.9) adalah juga dan nilai Max 24/c 5 di dalam selang 0.9 < c < 1 adalah pada c = 0.9, dengan berdasar pada suatu pecahan nilainya semakin besar apabila penyebutnya dibuat manjadi lebih kecil Jadi ln(0.9) = - 0.1053583 dengan galat pemotongan lebih kecil dari 0.0000034 26

Galat Pembulatan Menurut Sahid dalam (Pengantar Numerik dengan Matlab, hal 23) Galat Pembulatan sering dilakukan dalam proses komputasi. Pembulatan artinya mengurangi cacah digit pada suatu nilai hampiran dengan cara membuang beberapa digit terakhir. Cara melakukan pembulatan suatu nilai hampiran menggunakan aturan sebagai berikut: Jika digit pertama yang dibuang kurang dari 5, digit didepanya tidak berubah Jika digit pertama yang dibuang lebih atau sama dengan 5, maka angka didepannya ditambah 1 nilainya. 27

Sebagai contoh Nilai- nilai 2.324, 2.316, dan 2.315 jika dibulatkan sampai dua angka desimal (di belakang koma), hasilnya adalah 2.32 Nilai 3.14159, - 0.0025, dan 84.009974 jika dibulatkan berturut sampai dua, 4ga, dan empat angka desimal (di belakang koma), hasilnya berturut- turut adalah 3.14, - 0.003, dan 84.0100. Catatan: Pengulangan pembulatan 4dak disarankan, karena akan memperbesar galat Misalnya nilai 18.34461 dibulatkan sampai 3 angka desimal hasilnya 18.345, jika dibulatkan lagi sampai dua angka desimal menjadi 18.35. Akan tetapi, jika langsung dibulatkan sampai dua anga desimal hasilnya adalah 18.34. Galat dua kali pembulatan sampai 2 angka desimal adalah 0.00539, sedangkan galat sekali pembulatan senilai 0.00461 28

Menurut Rinaldi Munir: Galat Pembulatan merupakan galat yang timbul akibat keterbatasan komputer dalam merepresentasikan bilangan riil. Contoh: 1/6 = 0.1666666666..., dalam mesin dengan 6-digit direpresentasikan sebagai 0.166667. Galat pembulatan = 1/6 0.166667 = - 0.000000333. Dalam sistem biner misalnya 1/10 = 0.00011001100110011001100110011...2 direpresentasikan di dalam komputer dalam jumlah bit yang terbatas. 29

Represenatasi Bilangan Riil dalam Komputer 1. Bilangan titik-tetap (fixed-point) Setiap bilangan riil disajikan dengan jumlah tempat desimal yang tetap Contoh: 62.358, 0.013, 1.000. 2. Bilangan titik-kambang (floating-point) Setiap bilangan riil disajikan dengan jumlah digit berar4 yang sudah tetap Contoh: 0.6238 10 3, 0.1714 10-13 30

Angka Bena (signifikan) Angka bena adalah angka bermakna, angka penting, atau angka yang dapat digunakan dengan pasti Contoh: 43.123 memiliki 5 angka bena (yaitu 4, 3, 1, 2, 3) 0.1764 memiliki 4 angka bena (yaitu 1, 7, 6, 4) 0.0000012 memiliki 2 angka bena (yaitu 1, 2) 278.300 memiliki 6 angka bena (yaitu 2, 7, 8, 3,0,0) 270.0090 memiliki 7 angka bena (yaitu 2, 7, 0, 0,0,9,0) 0.0090 memiliki 2 angka bena (yaitu 9, 0) 1360, 1.360, 0.001360 semuanya memiliki 4 angka bena 31

4.3123 x 10 1 memiliki 5 angka bena 1.764 x 10-1 memiliki 4 angka bena 1.2 x 10-6 memiliki 2 angka bena 2.78300 x 10 2 memiliki 6 angka bena 0.2700090 x 10 3 memiliki 7 angka bena 9.0 x 10-3 memiliki 2 angka bena 13.60 x 10 2, 0.1360 x 10 1, 1.360 x 10-3 semuanya memiliki 4 angka bena Komputer hanya menyimpan sejumlah tertentu angka bena. Bilangan riil yang jumlah angka benanya melebihi jumlah angka bena komputer akan disimpan dalam sejumlah angka bena komputer itu. Pengabaian angka bena sisanya itulah yang menimbulkan galat pembulatan. 32

Galat Total Galat total adalah galat akhir pada solusi numerik merupakan jumlah galat pemotongan dan galat pembulatan. Misalnya pada contoh 3, deret Maclaurin orde-4 untuk menghampiri cos(0.2) galat pemotongan galat pembulatan Galat pemotongan timbul karena cos(0.2) dihmapiri sampai suku orde-4, sedangkan galat pembulatan timbul karena membulatkan nilai hampiran ke dalam 7 digit bena. 33

Latihan 1. Dengan menggunakan deret Maclaurin sampai orde 8, Hitunglah (a) (b) 2. Dari hasil integaral pada soal 1(a), hitunglah nilai integral dengan batas 0 x 1 34