11. hampiran numerik solusi persamaan diferensial

Upload: cantik02m89

Post on 30-May-2018

246 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

  • 8/14/2019 11. Hampiran Numerik Solusi Persamaan Diferensial

    1/15

  • 8/14/2019 11. Hampiran Numerik Solusi Persamaan Diferensial

    2/15

    HAMPIRAN NUMERIK SOLUSI

    PERSAMAAN DIFERENSIALPertemuan 11

    Matakuliah : METODE NUMERIK I

    Tahun : 2008

  • 8/14/2019 11. Hampiran Numerik Solusi Persamaan Diferensial

    3/15

    Bina Nusantara

    METODE PICARD

    Perhatikan Persamaan differensial berikut:

    )........(*),(),(

    .....

    ),(

    000

    0

    00

    +==

    ==

    =

    x

    x

    x

    x

    y

    y

    dxyxfyydxyxfdy

    xxuntukyy

    yxfdx

    dy

  • 8/14/2019 11. Hampiran Numerik Solusi Persamaan Diferensial

    4/15

    Bina Nusantara

    Selesaikan persamaan (*) dengan substitusi y0diperoleh nilai pendekatan y berikutnya

    1. Diberikan syarat awal y = y0

    untuk x = x0

    2. Hitung

    3. Hitung

    4. Hitung

    +=x

    x

    dxyxfyy0

    ),( 001

    +=x

    x

    dxyxfyy

    0

    ),( 102

    +=x

    x

    dxyxfyy

    0

    ),( 203

  • 8/14/2019 11. Hampiran Numerik Solusi Persamaan Diferensial

    5/15

    Bina Nusantara

    1)0(,20=== yydenganxy

    dxdy

    Contoh : Selesaikan Persamaan :

    1. y(0) = 1

    2.y1= 1 + =1+ = 1+ [x2+ x]

    ox

    = 1 + x + x2

    3.y2

    = 1 + ( 2x +y1)dx =1+ (2x +1 + x + x2)dx

    = 1 + x + 3x2/2 + x3/3

    x

    0

    ( 2x +y1)dx

    x

    0

    ( 2x + 1 ) dxx

    0

    x

    0

    Bila diselesaikan secara analitik diperoleh

  • 8/14/2019 11. Hampiran Numerik Solusi Persamaan Diferensial

    6/15

    Bina Nusantara

    Cont,

    Dengan memasukkan syarat awal , y(0) = 1, didapat c = 3.

    Sehingga

  • 8/14/2019 11. Hampiran Numerik Solusi Persamaan Diferensial

    7/15

    Bina Nusantara

    METODE TAYLOR Pendekatan Deret Taylor sebagai penyelesaian

    persamaan diferensial untuk X atau h tertentu adalahsebagai berikut:

    ....!2

    )('')(')()()( 020001 +++== +

    xyhxhyxyxyxy h

  • 8/14/2019 11. Hampiran Numerik Solusi Persamaan Diferensial

    8/15

    Bina Nusantara

    Gunakan Deret Taylor order 2 untuk menyelesaikan

    PDB berikut

    1)0(..,..10....,;..1

    :

    =++= yuntukxpadaxydx

    dy

    Contoh

    )(''!2

    )(')()()( 0

    2

    0001 xyhxhyxyxyxy h ++== +

    Deret Taylor order 2

  • 8/14/2019 11. Hampiran Numerik Solusi Persamaan Diferensial

    9/15

    Bina Nusantara

    Hitung:

    1. y(x0)=1

    2. y(x0)=-y

    0+x

    0+1=-1+0+1=0

    3. y(x0)=d

    /dx(dy

    /dx) = -y(x0)+1=-0+1 =1Selanjutnya substitusikan ke persamaan

    deret Taylor order 2, andaikan h=0,1

    0050,1)1(!2

    1,0

    )0(1,01)1,0(

    2

    =++=yUntuk X1 =0,1, maka

    Dapat dilanjutkan untk nilai x berikutnya, hasilnya dapat dilihat pada

    tabel berikut

  • 8/14/2019 11. Hampiran Numerik Solusi Persamaan Diferensial

    10/15

    Bina Nusantara

    X

  • 8/14/2019 11. Hampiran Numerik Solusi Persamaan Diferensial

    11/15

    Bina Nusantara

    Metode Euler

    Perhatikan turunan pertama suatu fungsi

    .

    ),(.

    ),(.,,,,,,....

    )(....

    )(),(.)()(

    )()('.)()(

    ),('

    1112

    0001

    0

    2

    2

    2

    dst

    yxfhyy

    yxfhyymakaxxuntuk

    hOabaikan

    hOyxfhxyhxy

    atau

    hOxyhxyhxy

    yxfy

    +=

    +=

    =

    ++=+

    ++=+

    = Substitusikan ke persamaan berikut

  • 8/14/2019 11. Hampiran Numerik Solusi Persamaan Diferensial

    12/15

    Bina Nusantara

    Metode Euler secara umum dapat dinyatakandengan

    ),(.1 kkxx yxfhyy +=+

    kkk yhyy '.1 +=+

    atau

  • 8/14/2019 11. Hampiran Numerik Solusi Persamaan Diferensial

    13/15

    Bina Nusantara

    Selesaikan PDB berikut menggunakan metode Euler

    1,0.. . ,,1)0(. . . ., . .10.. . . ,; . .1

    :

    ==++= hd a nyu n t u k x p a d axyd x

    d y

    C o n t oh

  • 8/14/2019 11. Hampiran Numerik Solusi Persamaan Diferensial

    14/15

    Bina Nusantara

    Hasilnya adalah sebagai berikut

  • 8/14/2019 11. Hampiran Numerik Solusi Persamaan Diferensial

    15/15

    Bina Nusantara

    Soal Latihan

    Gunakan Metode Deret Taylor order 2 dan Metode Euler

    2. y=-y+x, pada 0x2, y(0)=1, h=0,5 dan h=0,2

    25,0...;5,0...,,1)0(....

    ,20....,;...

    .......1

    2

    ===

    =

    hdanhdanyuntuk

    xpadayxydx

    dy

    berikutPDBSelesaikan