pd-eksak_na.doc_0

5
x N y M N y u = = , , , , 2 2 y x u x N x y u y M M x u = = = x N y M = PD Eksak Jika kita mempunyai fungsi u(x,y) yang mempunyai turunan parsial kontinyu, maka turunanya dapat ditulis sebagai berikut: dy x u dx x u du + = Jika u(x,y) = c = constant, maka du = 0; Contoh: u= 5y + 2xy 2 Sehingga du = 0; du= ( 2 y 2 ) dx+ 4xy dy= 0 y'= dy dx =− 2 y 2 4xy Sebuah persamaan differensial orde 1 dapat ditulis sebagai: M(x,y)dx+ N (x,y)dy=0 Dan dikatakan persamaan diferensial eksak jika dapat ditulis dalam bentuk: 0 = + = dy x u dx x u du *persamaan dy x u dx x u du + = (a) (b) * Penyelesaian untuk + = ); ( y k Mdx u + = ); ( x l Ndy u Universitas Muhammadiyah Malang

Upload: endah-wahyuni

Post on 19-Nov-2015

15 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

pd eksak

TRANSCRIPT

  • xN

    yM

    Nyu

    =

    = ,

    ,

    ,

    ,

    2

    2

    yxu

    xN

    xyu

    yM

    Mxu

    =

    =

    =

    xN

    yM

    =

    PD Eksak

    Jika kita mempunyai fungsi u(x,y) yang mempunyai turunan parsial kontinyu, maka turunanya dapat ditulis sebagai berikut:

    dyxudx

    xudu

    +

    =

    Jika u(x,y) = c = constant, maka du = 0;

    Contoh: u= 5y + 2xy2

    Sehingga du = 0;du=(2 y 2 )dx+ 4xy dy= 0

    y'= dydx=2 y

    2

    4xy

    Sebuah persamaan differensial orde 1 dapat ditulis sebagai:M(x,y)dx+ N (x,y)dy=0

    Dan dikatakan persamaan diferensial eksak jika dapat ditulis dalam bentuk:

    0=+

    = dy

    xudx

    xudu

    *persamaan dyxudx

    xudu

    +

    =

    (a) (b)

    * Penyelesaian untuk

    += );(ykMdxu += );(xlNdyu

    Universitas M

    uhamm

    adiyah Malang

  • 1

    1

    =

    =

    xNy

    M

    Contohsin( x+y )dx+(5y2+3y+sin( x+y )dy=0 . Apakah persamaan tersebut diatas eksak?

    M=sin ( x + y),N=(5y2+3y+sin( x+y ) ,M y

    =cos( x+y ) ,

    N x

    =cos ( x+y ),

    ++=+= )()cos()( ykdxyxykMdxu = cos (x+y) + k (y),

    Mencari nilai k(y)

    u y

    =sin( x+y )+ k y

    = N = 5y2+3y+sin( x+y ) ,

    dk /dy = 5y23y

    k(y) = 53

    y3+ 32

    y2+c

    Didapatkan hasil akhir

    u( x,y )= sin( x+y )+ 53

    y3+ 32

    y2 +c

    Persamaan untuk PD tidak eksak

    Contoh : - ydx + xdy = 0

    M = -y

    N = xPersamaan bukan PD eksak

    Penyelesaian :

    ykx

    yu

    ykxyykMdxu

    +=

    +=+= ),()( ........ tidak dapat diselesaikan

    Penyelesaian yang mungkin-ydx+xdy = 0

    0122 =

    =+=+

    xyddy

    xdx

    xy

    xxdyydx

    Universitas M

    uhamm

    adiyah Malang

  • contoh diatas memberikan ide tentang penyelesaian PD tidak eksak P(x,y)dx+ Q(x,y)dy=0FP dx+FQdy=0

    Fungsi F(x,y) disebut sebagai factor integrasi

    Menghitung Faktor Integrasi Untuk persamaan: Mdx+Ndy = 0

    Dikatakan Eksak jika dxNdyM // =Dan untuk persamaan: FP dx+FQdy=0

    Eksak jika: )()( FQxFP

    y =

    Dengan hukum perkalian turunan didapatkan XXYY FQQFFPPF +=+

    Anggap bahwa F hanya tergantung dari variable x saja, sehingga:F= F(x)F X =0F x = F '

    XY FQQFFP +='

    XXYY FQQFFPPF +=+Dan jika dianggap bahwa F hanya tergantung dari variable y saja, sehingga:

    F*=F*(y)

    =

    =

    yP

    xQ

    PR

    Rdy

    dFF

    1

    ,1

    *

    **

    *

    Contoh :Selesaikan persamaan berikut

    1)0(,0)1()( ==+++ ydyxedxyee yyyx

    Penyelesaian:Pengujian eksak

    yyyxyyx yeeeyeeyy

    P ++=+=

    ++ )(

    yy exexx

    Q ==

    )1(

    Faktor integrasi pertama

    ),(1

    11 yyyyxy eyeeexex

    QyP

    QR ++

    =

    = +

    =

    =

    =

    dxxRxF

    xQ

    yP

    QR

    RdxdF

    F

    )(exp)(

    )(1

    ,1

    = dyyRyF )(exp)( **

    Universitas M

    uhamm

    adiyah Malang

  • Faktor integrasi kedua

    1)(11* =+

    =

    = ++

    yyyxyyyx yeeeeyexy

    PxQ

    PR

    Kita dapatkan faktor integrasi yeyF =)(*

    yeyF =)(*0)1()( =+++ dyxedxyee yyyx

    0)()( =++ dyexdxye yx

    )()( ykxyedxyeu xx ++=+= ,yexN

    dydkx

    yu ==+=

    ,yedydk =

    cexyeyxu yx =++= ),(

    Masukan nilai initial conditiony (0) = -1 gives u(0, -1) = 1 + 0 + e = 3.72

    Latihan

    xyxyxy

    dxdy

    ++= 2

    23

    Penyelesaian:

    cyxyxyxu =+= 22

    3

    2),(

    Soal : Tentukan du dari persamaan-persamaan berikut ini.1. u=2x2+2x/y2. u=2x2+5xy3. u=0.5x2y3+6x2y4. u=6x3/y2-2xy2

    Uji du dari persamaan diatas apakah PD Eksak?

    Universitas M

    uhamm

    adiyah Malang

  • Universitas M

    uhamm

    adiyah Malang