AKARAKAR PERSAMAAN EDY SUPRAPTO PROGRAM STUDI PENDIDIKAN MATEMATIKA

AKAR-AKAR PERSAMAAN EDY SUPRAPTO PROGRAM STUDI PENDIDIKAN MATEMATIKA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM IKIP PGRI MADIUN 2012

Akar-Akar Persamaan Polinomial derajat dua ax 2 + bx + c = 0 Akar-akarnya Polinomial derajat tinggi • Tidak ada rumus yang dapat f (x) = x 3 + x 2 – 3 x – 3 = 0 digunakan untuk f (x) = x 5 + 2 x 4 + 3 x 3 + 4 x 2 – 3 x – 1 = 0 menyelesaiakannya f (x) = ex – 3 x = 0 • Sulit diselesaiakan secara f (x) = 3 x + sin x – ex = 0 eksplisit Salah satu cara yang paling sederhana untuk mendapatkan penyelesaian perkiraan akar-akar dari polinomial berderajat tinggi adalah dengan cara menggambarkan fungsi tersebut dan kemudian dicari titik potongnya dengan sumbu x yang menunjukkan akar dari persamaan tersebut. Tid n e i s i f E ak Cara yang lain yaitu dengan cara coba banding, yaitu dengan mencoba nilai x sembarang kemudian dievaluasi apakah nilai f(x) = 0. Jika nilai f(x) Page 2 tidak sama dengan nol kemudian dicoba dengan nilai x yang lainnya.

Metode Setengah Interval Langkah-langkah penyelesaian persamaan dengan metode setengah interval adalah sebagai berikut: 1. Hitung fungsi pada interval yang sama dari x sampai pada perubahan tanda dari fungsi f(xi) dan f(xi+1), yaitu apabila f(xi) x f(xi+1) < 0. 2. Perkiraan pertama dari akar xt dihitung dari rerata nilai xi dan xi+1: 3. Buat evaluasi berikut untuk menentukan di dalam sub interval mana akar persamaan berada: a. jika f(xi) x f(xi+1) < 0, akar persamaan berada pada sub interval pertama, kemudian tetapkan xi+1 = xt dan lanjutkan pada langkah ke 4. b. jika f(xi) x f(xi+1) > 0, akar persamaan berada pada sub interval kedua, kemudian tetapkan xi = xt dan lanjutkan pada langkah ke 4. c. jika f(xi) x f(xi+1) = 0, akar persamaan adalah xt dan hitungan selesai. d. Hitung perkiraan baru dari akar dengan cara berikut: Page 3

Metode Setengah Interval 5. Apabila perkiraan baru sudah cukup kecil (sesuai dengan batasan yang ditentukan), maka hitungan selesai, dan xt adalah akar persamaan yang dicari. Jika belum, maka hitungan kembai ke langkah 3. y x 1 x 3 x 5 x 4 x 1 Page 4 x 3 x 2 Akar persamaan x 2 x 3 x 4 x 3 x 5 x 4 x 2 x

Metode Setengah Interval Contoh: 1. Hitunglah satu akar dari persamaan pangkat tiga berikut pada [1, 2] dengan menggunakan metode setengah interval: f (x) = x 3 + x 2 – 3 x – 3 = 0 2. Hitunglah satu akar dari persamaan berikut ini (gunakan [1; 1, 5]). f (x) = 2 x 4 – x 2 – 3 x – 1 = 0 Page 5

Metode Interpolasi-Linear Metode interpolasi-linear didasarkan pada interpolasi antara dua nilai dari fungsi yang mempunyai tanda berlawanan. Mula-mula dicari nilai fungsi untuk setiap ∆x yang sama sampai akhirnya didapat dua nilai fungsi f(xi) dan f(xi+1) berturutan yang mempunyai tanda berlawanan. Dari kedua nilai fungsi f(xi) dan f(xi+1) ditarik garis lurus sehingga terbentuk suatu segitiga. Dengan menggunakan sifat segitiga sebangun didapat persamaan berikut: f(x) Nilai tersebut digunakan untuk menghitung nilai f(x*), yang kemudian digunakan untuk interpolasi linear dengan nilai f(xi) atau f(xi+1) sedemikian hingga kedua fungsi mempunyai tanda berbeda. Page 6 xi f(xi+1) xi+1 x* xi+1 – xi f(xi+1) – f(xi) x

Metode Interpolasi-Linear Contoh: 1. Hitunglah satu akar dari persamaan pangkat tiga berikut pada [1, 2] dengan menggunakan metode interpolasi-linear: f (x) = x 3 + x 2 – 3 x – 3 = 0 2. Hitunglah satu akar dari persamaan berikut ini (gunakan [1; 1, 5]). f (x) = 2 x 4 – x 2 – 3 x – 1 = 0 Page 7

Metode Newton-Raphson banyak digunakan dalam mencari akar-akar dari suatu persamaan. Jika perkiraan awal dari akar adalah xi, suatu garis singgung dapat dibuat dari titik (xi, f(xi)). Titik di mana garis singgung tersebut memotong sumbu x biasanya memberikan perkiraan yang lebih dekat dari nilai akar. f(x) A B f(x) xi+1 xi xi – xi+1 Page 8 f(xi) – 0 atau

Metode Newton-Raphson Contoh: 1. Hitunglah satu akar dari persamaan pangkat tiga berikut dengan menggunakan metode Newton-Raphson: f (x) = x 3 + x 2 – 3 x – 3 = 0 2. Hitunglah satu akar dari persamaan berikut ini. f (x) = 2 x 4 – x 2 – 3 x – 1 = 0 Page 9