Author
frendi-arga-mediansa
View
238
Download
0
Embed Size (px)
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
1/41
Metode Numerik
Disampaikan oleh :
Timbul Yuwono, S.Si., M.PdTeknik Informatika- M
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
2/41
Deskripsi
! Persoalan "an# melibatkan model
matematika ban"ak mun$ul dalam
berba#ai disiplin ilmu pen#etahuan
%bidan# fisika, kimia, Teknik Sipil, Teknik
Mesin, &lektro, dsb
! Metode analitik adalah metode
pen"elesaian model matematika den#anrumus-rumus al'abar "an# sudah la(im
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
3/41
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
4/41
Tahapan dalam men"elesaikan
persolan metode numerik
). Pemodelan %dimodelkan dalam
persamaan
matematika*+me"ederhanakan model
. Men"usun al#oritma+men"usun
pro#ram misaln"a fotran, pas$al, $,
maple, matlab
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
5/41
! Den#an adan"a perkemban#an
komputer sekaran# ini, maka kalkulasi ritmetika "an# ban"ak dan
men'enuhkan bila diker'akan se$ara
manual, akan men'adi lebih mudah
dan men"enan#kan bila den#ankomputasi
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
6/41
Tu'uan
! Setelah menempuh mata kuliah ini,
mahasiswa memahami dasar metode
numerik, memahami kelebihan dan
kekuran#an setiap metode numerik
! Men#implimentasikan metode-metode
numerik dalam pro#ram baik pro#ram
kar"an"a maupun paket standart.
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
7/41
Materi
! Error dalam Komputasi Numerik ! Akar Persamaan Nonlinear
! Solusi Sistem Persamaan Linear
! Interpolasi dan Regresi
• Integrasi Numerik
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
8/41
Pustaka
! Mathews, . /. nd 0ink, 1. D. )222. Numerical Methods Using
MATLAB. Prenti$e /all, pper Saddle 3i4er .! 5tto, S. 3. and Denier, . P. 667. An Introduction to Programming
and Numerical Methods in MATLAB. Sperin#er-8erla# 9ondon
9imited ! Yan#, . Y. 667. Applied Numerical Methods Using Matlab. ohn
ile" ; Sons, In$.
!Triadmod'o.
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
9/41
Sistem Penilaian
! )6 = >ui(
! 7 = Tu#as
! ?6 = 'ian Ten#ah Semester ! ?7 = 'ian khir Semester
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
10/41
turan:
! 1eterlambatan 6 menit sks, )6 menit )
sks berlaku ba#i Dosen dan Mahasiswa
! 1oson# di#anti lain waktu sesuai
kesepakatan mahasiswa ; dosen
! Parameter tu#as : dikumpulkan, benar,
tepat waktu, bukan hasil ke$uran#an.
!
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
11/41
turan:
! ika tidak men#umpulkan tu#as atau u'ian
maka skor u'ian @ 6.
! >ui( dilaksanakan )A sebelum TS dan
)A sebelum S.
! >ui( tdk ada susulan. %ika sakit, di#anti
tu#as den#an konfirmasi dosen*
! 3an#e penilaian standar dikti.
.
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
12/41
1.Error dalam Komputasi
Numerik ! Solusi "an# diperoleh melalui metode numerik
biasan"a adalah solusi "an# men#hampiri atau
mendekati solusi eksak
! Solusi numerik disebut 'u#a solusi hampiran%approximation* atau solusi pendekatan.Solusi
hampiran 'elas tidak tepat sama den#an solusi
eksak, sehin##a ada selisih antara keduan"a.
Solusi antara solusi eksak dan solusi numerik
tersebut biasa disebut seba#ai error .
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
13/41
1.1 Algoritma
! l#oritma adalah prosedur %perintah* "an#
terdiri dari seran#kaian berhin##a operasi
"an# mempun"ai arti tun##al "an# dipakai
untuk men"elesaikan sebuah masalah
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
14/41
l#oritma memiliki beberapa
karakteristik! Tiap lan#kah didefinisikan den#an persis
sehin##a mempun"ai arti "an# 'elas dan
mempun"ai maksud tun##al.
! /arus sampai pada solusiBpen"elesaian
dari masalah setelah berhin##a lan#kah.
!
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
15/41
1omponen-komponen al#oritma:
! Masukan %input *
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
16/41
$ontoh
! Tuliskan al#oritma untuk menentukan
solusi atau akar-akar dari persamaan
kuadrat
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
17/41
).
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
18/41
i*Transformasi ke dalam basis )6
%decimal *.Pada basis )6, semua bilan#an terdiri dari )6an#ka "aitu 6, ), ..., 2. Sembaran# bilan#andecimal dapat diekspansikan berdasarkanan#ka basisn"a %)6*. Perhatikan $ontoh berikut:
! ?)7.E @ ? A)6, F )A)6) FGF A )6-, ! Selan'utn"a, apabila diberikan sembaran#
bilan#an den#an sembaran# basis b, makadiperoleh bilan#an decimal seba#ai berikut.
! ( ) 223
3210123 10...10. −
−−− ×++= d xd d d d d d d
b
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
19/41
$ontoh
! Hontoh )..) Tulislah %))6)).6)* dan
% A.D*) dalam bilan#an decimal
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
20/41
%ii* Transformasi dari basis )6
%decimal * ke basis lain.! da dua bentuk bilan#an decimal , "aitu
inte#er %bilan#an bulat* dan pe$ahan
%6A)*. ntuk bilan#an decimal inte#er x
mempun"ai bentuk bilan#an dalam basis b seba#ai berikut
0
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
21/41
0
0011 ...)...( bd bd d d d d x n
nbnn ×++×== −
=
b
x 1 2 0
1 1
int
...n nn neger
d d b d b d
b
− −
−× + × + + +
1 4 4 4 44 2 4 4 4 4 43
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
22/41
Hontoh ).. Tulislah bentuk binary
dari bilan#an decimal inte#er 7
! *7 Sisa
! *) ) @d
* 6 @d)
*? 6 @ d2
*) ) @ d?
6 ) @ dJ
! adi, 7 @ %))66)*.
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
23/41
Selan'utn"a, untuk bilan#an decimal
pe$ahan mempun"ai bentuk bilan#an dalam
basis b seba#ai berikut ......)( 22
1
121 +×+×== −
−
−
−−− bd bd d d x b
pecahaneger
bd d bx ...12int
1 +×+= −
−−
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
24/41
Hontoh )..? Tulislah bentuk binary
dari bilan#an decimal inte#er 6.72?E7.! Penyelesaian:
! 6.72?E7 inte#er
! A
! 1.)CE76 ) @
! A
! 0.?E766 6 @
! A
! 0.E7666 6 @
! A
! 1.76666 ) @
! A
! 1.66666 ) @
! adi, 6.72?E7 @ %.)66))*.
1−
d
2−d
3−
d
4−d
5−d
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
25/41
latihan
K 1er'akan soal-soal berikut ini den#an benar.L Tuliskan al#oritma untuk menentukan apakah sebuah bilan#an
bulat termasuk bilan#an prima atau bukan.L Tuliskan bilan#an-bilan#an binary berikut ke dalam basis )6
%decimal *. K a. %))6)6).))6)* $. %)).66)66)666)*
K b. %6.))6))6))6* d. %).6))6)6)*L Tuliskan bilan#an-bilan#an octal berikut ke dalam bilan#an
decimal . K a. %7.E*C $. %6.EE)7*C K b. %))?.66*C d. %E.)*C
L Tuliskan bilan#an-bilan#an hexadecimal berikut ke dalambilan#an decimal .
K a. %?D.2! *) $. %6.!" *) K b. % A.B2# *) d. %C). AB? AA# *)
L Tuliskan bilan#an decimal J.E6?)7 dalam bentuk bilan#an K a. binary $. hexadecimal K b. octal
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
26/41
1.3 Kesalahan Error *
!erikut ini merupakan "e"erapa sum"er error
pada suatu solusi hampiran.
). sumsi "an# di#unakan untuk men#ubah
peristiwa alam ke dalam model matematik.
. 1esalahan aritmatik dan pro#rammin#.
?. 1etidakpastian dalam data.
J. 1esalahan mesin.7. 1esalahan matematis dalam kesalahan
pemoton#an atau pembulatan.
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
27/41
Se$ara matematis, error adalah perbedaan nilai
dari suatu besaran antara nilai eksak den#an nilai
hampirann"a
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
28/41
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
29/41
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
30/41
a$am ma$am rror
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
31/41
a$am%ma$am rror
Error Pem"ulatan Rounding Off Error &
pembulatan adalah error "an# timbul akibatpembulatan bilan#an.
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
32/41
hampiran.
). ika di#it pertama "an# dibuan# kuran# dari 7,
maka di#it di depann"a tidak berubah.
. ika di#it pertama "an# dibuan# lebih atau
sama den#an 7, maka nilai di#it di depann"a
ditambah ).
H t h
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
33/41
Hontoh
). Misalkan kita men##unakan komputer den#an
kemampuan men"impan 7 an#-ka desimal.
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
34/41
Dalam komputasi numerik, pen#ulan#an
pembulatan tidak disarankan karena akanmemperbesar error. Seba#ai $ontoh, 'ika nilai
)C.?JJ) dibulatkan sampai ti#a an#ka desimal
diperoleh )C.?J7 dan 'ika dibulatkan la#i sampaidua an#ka desimal didapat )C.?7. kan tetapi,
'ika lan#sun# dibulatkan sampai dua an#ka
desimal hasiln"a adalah )C.?J. Perhatikan
bahwa error dua kali pembulatan adalah
6.667?2, sedan#kan error sekali pembulatan
adalah 6.66J)
Error Pemotongan Truncation Errorsin0.1&
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
35/41
Error Pemotongan Truncation Error
&rror pemoton#an adalah error "an# timbul
akibat pemoton#an rumus matematika tertentuuntuk men#hampiri suatu besaran. Seba#ai
ilustrasi, misal in#in dihitun# nilai sin%6.)*
memakai deret M$ 9aurin. Dari kalkulus diketahui3 5 7 9
sin( ) ...3! 5! 7! 9!
x x x x
x x= − + − + −
≈
3 5(0.1) (0.1)sin(0.1) 0.1
3! 5!≈ − +
sin0.1&
& P t
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
36/41
&rror Pemoton#an
! den#an error pemoton#an sebesar
7 9(0.1) (0.1)...
7! 9!− + −
3 5(0.1) (0.1)sin(0.1) 0.13! 5!
≈ − +
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
37/41
Hontoh ).?.J Tentukan error pemoton#anabsolut dan relatif apabila nilai $os%).7* @
6.6E6E?E dihampiri den#an deret M$ 9aurin
sampai suku ke-J.
000550.0070187.0070737.0 =−
007753007073700005500 = . (
dan error pemotongan relati) adalah
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
38/41
Suku ke-J dari deret $os% x * tersebut adalah ,sehin##a untuk x @ ).7 diperoleh
2 4 6 8 10
cos( ) 1 ...2! 4! 6! 8! 10!
x x x x x x = − + − + − +
2 4 6
(1.5) (1.5) (1.5)cos(1.5) 1 0.0701872! 4! 6!
= − + − ≈
007753.0070737.0000550.0 =dan error pemotongan relati) adalah.
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
39/41
! enam an#ka desimal. adi, error pemoton#an
absolut hampiran tersebut adalah
! dan error pemoton#an relatif adalah
! .
0.070737 0.070187 0.000550− =
0.000550 0.070737 0.007753=
S l l
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
40/41
Soal-soal
8/17/2019 Pertemuan 1 Silabus & Kontrak Perkuliahan
41/41
Thanks for "our attention ...