180 likes | 411 Views
PERSAMAAN DIFFERENSIAL. Tim Kalkulus 2. DEFINISI PERSAMAAN DIFFERENSIAL. Persamaan differensial adalah suatu persamaan yang mengandung satu atau beberapa turunan dari suatu fungsi yang tidak diketahui . Bentuk persamaan differensial ( persamaan differensial biasa berorde n)
E N D
PERSAMAAN DIFFERENSIAL Tim Kalkulus 2
DEFINISI PERSAMAAN DIFFERENSIAL Persamaandifferensialadalahsuatupersamaan yang mengandungsatuataubeberapaturunandarisuatufungsi yang tidakdiketahui. Bentukpersamaandifferensial (persamaandifferensialbiasaberorde n) F(x, y, y´, y(2), … , y(n)) = 0
dimana y(k)adalahturunan y terhadap x yang ke k, danpersamaandifferensialdiatasdisebutpersamaandifferensialbiasaorde / berorde n. Contoh: • Padaorde 1: y´+2 sin x = 0 • Padaorde 2: • Padaorde 3:
f(x) dikatakanpenyelesaianatausolusipersamaandifferensialapabila f(x) disubstitusikanuntuk y dalampersamaandifferensial, persamaan yang dihasilkanmerupakansuatukesamaanuntuksemua x dalamsuatu interval. Contoh: • f(x) = 2 cos x + 10 adalahsuatupenyelesaiandaripersamaandifferensial y´+2 sin x = 0 karena
f ´(x) + 2 sin x = -2 sin x+ 2 sin x = 0 (terpenuhi) • 2 cos x + C disebutpenyelesaianatausolusiumum, • 2 cos x + 10 disebutpenyelesaiankhusus (denganmengganti C suatunilaitertentu yang memenuhisyaratawal).
Contoh • Tentukansolusiumumdari y´ = 2x • Tentukansolusikhususdari y´ = 2x yang memenuhisyaratawal y=3 untuk x=0. Contoh Tunjukanbahwauntuksetiap C1,C2R merupakansolusiumumdaripersamaandifferensial y´´ - 25 y = 0
Catatan: Dari contohdiatasdapatditarikkesimpulanbahwauntukpersamaandifferensial yang berorde 1 mengandung 1 parameter C, danuntukpersamaandifferensial yang berorde 2 mengandung 2 parameter C, makauntukpersamaandifferensial yang berorde n terdiridari n parameter C1, C2 ,…,Cn.
Menyelesaikan PD denganmetodepemisahanvariabel Bentuk PD yang sederhanaadalah M(x) + N(y) y´ = 0 M(x) + N(y) dy/dx = 0 untuk M, N fungsikontinu. Apabila f(x) solusidari PD diatasmaka, M(x) + N(f(x)) f´(x) = 0
apabila f ´(x) kontinu, Contoh: Selesaikan PD 1. 2.
PersamaanDifferensial Linier berorde 1 Definisi PersamaanDifferensial Linier berorde 1 adalahsuatupersamaan yang mempunyaibentuk y´ + P(x) y = Q(x), untuk P dan Q suatufungsikontinu.
Dari definisidiatassaat Q(x)=0 untuksetiap x, maka y´+ P(x) y = 0 sehinggadapatditulis denganmengintegralkankeduaruasnyadiperoleh
denganmengintegralkankeduaruasnyamakasolusiimplisitdaripersamaandifferensial linier orde 1 daridefinisidiatasadalah:
Theorema PersamaanDifferensial Linier berorde 1 y´+P(x)y=Q(x) dapatditransformasikedalampersamaandifferensialterpisahdenganmengalikankeduasisinya denganfaktor integral Contoh Selesaikanpersamaandifferensial
Contoh Sebuahtangkimula-mulaberisi 120 galon air asin, larutantersebutmengandung 75 pongaramlaut. Air garam yang berisi 1,2 pongaram/galonmemasukitangkidenganlaju 2 galon/menitdan air asinkeluarmengalirdenganlaju yang sama. Tentukanbanyaknyagaramdalamtangkisetelah 1 jam.
Definisi Persamaandifferensial linier orde n adalahpersamaandalambentuk untukfungsi f1, f2, … , fndan k adalahfungsisatuvariabel yang mempunyai domain yang sama. Jika k(x)=0 untuksetiap x, makapersamaanhomogen. Jika k(x)≠0 untuksebarang x, persamaannonhomogen.