SISTIM PERSAMAAN LINIER BENTUK UMUM PERMASALAHAN CARI X 1 X n SEDEMIKIAN RUPA SEHINGGA PERSAMAAN DIATAS TERPENUHI SECARA SIMULTAN ? BENTUK TERBATAS n = 3 n n nn j j n 2 n2 1 n1 i n n i j j i 2 2 i 1 1 i n n j j 2 1 n n j j 2 1 x x x x x x x x x x x x x x x x b a a a a b a a a a b a a a a b a a a a 2 2 2 22 21 1 1 1 12 11 3 33 32 31 2 23 22 21 1 13 12 11 b a a a b a a a b a a a 3 2 1 3 2 1 3 2 1 x x x x x x x x x a ij , b i = KONSTANTA X j = VAR.YG DICARI i = BARIS j = KOLOM 10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
19
Embed
1 2 j j n n SISTIM PERSAMAAN LINIER a a a a b x x x x CRAMER DESKRIPSI : CARA ANALITIS DIMANA X 1 X n AKAN DIHITUNG DENGAN DETERMINANNYA. PENYELESAIAN : UNTUK n = 3, METODE ELEMINASI
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
SISTIM PERSAMAAN LINIER
BENTUK UMUM
PERMASALAHAN
CARI X1 Xn SEDEMIKIAN RUPA SEHINGGA PERSAMAAN DIATAS
TERPENUHI SECARA SIMULTAN ?
BENTUK TERBATAS n = 3
nnnnjj n2n21n1
inn ijj i22 i11 i
nnjj21
nnjj21
xxxx
xxxx
xxxx
xxxx
baaaa
baaaa
baaaa
baaaa
2222221
1111211
3333231
2232221
1131211
baaa
baaa
baaa
321
321
321
xxx
xxx
xxx
aij , bi = KONSTANTA
Xj = VAR.YG DICARI
i = BARIS
j = KOLOM
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
METODE CRAMERDESKRIPSI : CARA ANALITIS DIMANA X1 Xn AKAN DIHITUNG DENGAN DETERMINANNYA.
PENYELESAIAN : UNTUK n = 3,
METODE ELEMINASI GAUSSDESKRIPSI : CARA SEMI NUMERIK DIMANA X1 Xn AKAN DIHITUNG MELALUI PROSEDUR BERIKUT :
A
Ax1
333231
232221
131211
33323
23222
13121
1
aaa
aaa
aaa
aab
aab
aab U/ X2 GANTI KOLOM 2
PEMBILANG DGN RUAS
KANAN.
U/ X3 GANTI KOLOM 3
PEMBILANG DGN RUAS
KANAN.
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
PENYELESAIAN : UNTUK n = 3,
BILA a11 0 FAKTOR PENGALI m1 = a21 / a11
BILA a11 = 0 PERMUTASIKAN / PERTUKARKAN LEBIH DULU
BARIS YG MENGANDUNG a11 0.
TRANSFORMASI ELEMENTER BARIS 2 DIKURANGKAN DGN
[ BARIS 1 DIKALIKAN DGN m1 ] :
ANALOOG UNTUK ELIMINASI a31 DAN a32 !!!
HASIL TRIANGGULASI ATAS :
22322
1213231222
'''
)()()(0
baa
bbaaaa
32
13121
xx
mxmxm
SISTIM PERSAMAAN
LINIER ( SEGIEMPAT )TRANSFORMASI ELEMENTER
SISTIM TRIANGGULASI
ATAS ( SEGITIGA ATAS )
333
22322
1131211
""
'''
ba
baa
baaa
3
32
321
x
xx
xxx
DEFINISIKAN FAKTOR PENGALI U/ MENGELIMINASIKAN
ELEMEN-ELEMEN KOLOM DIBAWAH DIAGONAL
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
HASIL PENYELESAIAN AKHIR :
KELEMAHAN :
TRANSFORMASI ELEMENTER MENGANDUNG BANYAK OPERASI
ARITMATIKA BILA n >>> MAKA OPERASI ARITMATIKA >>>
SEHINGGA KESALAHAN >>> !!!
METODE ITERASI GAUSS-SEIDEL
DESKRIPSI : CARA NUMERIK PENUH DIMANA X1 Xn AKAN
DIHITUNG MELALUI PROSEDUR BERIKUT :
11
13121
22
232
33
33
'
''
"
"
a
aab
a
ab
a
b 321
323
xx x
x xx
SISTIM PERSAMAAN
LINIER
BENTUK RUMUS
ITERASI
ITERASI S / D : X(k) X(k-1) DGN
KETELITIAN TERTENTU
PENYELESAIAN PDKT AWAL
Xj(0) , j = 1,2,3 … . . n
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
RUMUS ITERASI : U/ n = 3,
ASUMSI : a11 0 , a22 0 , a33 0 DAN k = ITERASI
PROSES ITERASI :
ITERASI 1 DIAMBIL P.P.A X1(0), X2
(0) DAN X3(0) :
N1,2,...,j(k)
2
(k)
1
(k)
3
1)-(k
3
(k)
1
(k)
2
1)-(k
3
1)-(k
2
(k)
1
xx x
xx x
x-x- 1
x
32313
33
23212
22
13121
11
1
1
aaba
aaba
aaba
xx x
xx x
x-x- 1
x
(1)
2
(1)
1
(1)
3
(0)
3
(1)
1
(1)
2
(0)
3
(0)
2
(1)
1
32313
33
23212
22
13121
11
1
1
aaba
aaba
aaba
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
ITERASI 2 DIAMBIL X1(1), X2
(1) DAN X3(1) :
DAN SETERUSNYA S / D DIPEROLEH X(k) X(k-1) DAN ITERASI
DIHENTIKAN ATAS DASAR KRITERIA :
RUMUS UMUM ITERASI : U/ ( n X n ),
xx x
xx x
x-x- 1
x
(2)
2
(2)
1
(2)
3
(1)
3
(2)
1
(2)
2
(1)
3
(1)
2
(2)
1
32313
33
23212
22
13121
11
1
1
aaba
aaba
aaba
ketelitian x-xm 1)-(k(k)(k)
N1,2,3,...,kn1,2,3,..., ji ,
(k)
j
n
1ij i i
i j1)(k
j
1-i
1j i i
i j
i i
i1)(k
i
x xxa
a
a
a
a
b
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
KELEMAHAN :
SANGAT PEKA THD VARIASI ANTAR ELEMEN YG KECIL
SANGAT LAMBAT KONVERGEN BILA DETERMINAN 0
PERLU DIKEMBANGKAN KRITERIA KONVERGENSI !!!
KRITERIA KONVERGENSI
BENTUK MATRIKS
BENTUK UMUM ( DIMENSI n X n ) :
n
ij1,j
i ji i aa
n
j
n
j
2
1
nnnjnn
inijii
nj
nj
x
x
x
x
b
b
b
b
aaaa
aaaa
aaaa
aaaa
2
1
21
21
222221
111211
BXA
atau x iji j ba
ELEMEN DIAGONAL HARUS
DOMINAN !!!
BENTUK SINGKAT :
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
BENTUK AUGMENTASI : U/ n x n,
BENTUK U/ n = 3 :
PENYELESAIAN DG METODE INVERSI / CRAMER / KOFAKTOR :
[A]-1 = INVERS MATRIKS A, adj [A] = ADJOINT MATRIKS A,
ij = KOFAKTOR DAN Mij = MINOR.
3333231
2232221
1131211
3
2
1
333231
232221
131211
baaa
baaa
baaa
b
b
b
aaa
aaa
aaa
3
2
1
x
x
x
ij
ji
ijji MAadjA
AadjA
BAX
)1(1
1
ji j ba
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
METODE CROUT ( DEKOMPOSISI MATRIKS )
DESKRIPSI : CARA SEMI NUMERIK DIMANA X1 Xn AKAN DIHITUNG
MELALUI PROSEDUR BERIKUT ,
PENYELESAIAN : U/ 3 x 3,
[ aij : bi ] = [ Lij ][ Tij : ci ]
HITUNG KOEFISIEN
Lij , Tij , Ci
PENYELESAIAN
Xj
TEKNIK INSPEKSI ( HASIL KESAMAAN
RUAS KIRI DAN KANAN )
TEKNIK SUBSTITUSI TERBALIK
PADA [ Tij : CI ]
3
223
11312
333231
2221
11
c 100
c T10
c TT1
LLL
0LL
00L
3333231
2232221
1131211
baaa
baaa
baaa
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
HASIL PERHITUNGAN KOEFISIEN :
PENYELESAIANNYA :
X3 = C3 X2 = C2 – T23 X3 X1 =C1 – T13 X3 – T12 X2
RUMUS UMUM DAN PENYELESAIAN :
33
2321313
22
1212
11
1
233213313312313231
22
13212312212221
11
13
11
1211
L
)cL-cLc
L
cLc
Lc
TL-TLL TLL L
L
TLT TLL L
L
T L
T L
321
333231
232221
131211
()(
)(
bbb
aaa
aaa
aaa
)1(,...,3,2,11
1
nj n2,3,4,..., i
1-i
1k
kiki
i i
i
n
1jr
rjrjjn2,3,4,..., j , ji
1-i
1k
kjiki j
i i
i j
nn n1,2,3,..., j , jikj
1j-
1k
ikiji j
, cLL
c
xTc x , TLL
T
cx , TLL
b
a
a
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
METODE CHOLESKI ( MATRIKS SIMETRIS )
DESKRIPSI : CARA SEMI NUMERIK DIMANA X1 Xn AKAN DIHITUNG
MELALUI PROSEDUR BERIKUT :
PENYELESAIAN : U/ 3 x 3,
[ aij : bi ] = [ Uji ][ Uij : ci ]
HITUNG KOEFISIEN
Uij , Ci
PENYELESAIAN
Xj
TEKNIK INSPEKSI ( HASIL KESAMAAN
RUAS KIRI DAN KANAN )
TEKNIK SUBSTITUSI TERBALIK
PADA [ Uij : CI ]
333
22322
1131211
332313
2212
11
c U00
c UU0
c UUU
UUU
0UU
00U
3333231
2232221
1131211
baaa
baaa
baaa
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
HASIL PERHITUNGAN KOEFISIEN :
PENYELESAIAN :
RUMUS UMUM ( n x n ) :
33
2321313
2
23
2
1333
12
13
22
1212
22
131223
11
12
11
1
2
122211
U
)Uc-Ucc UUU
UU
U
Ucc
U
UUU
UU
U
c UU U
323
13
22312
12211
(
)()(
ba
a
baa
baa
i i
1-i
1k
kkii
i n2,3,4,..., j
i i
1-i
1k
kjkii j
i j
n2,3,4,..., i
i
1k
2
kii ii i
U
cU
c , U
UU
U
, UU
ba
a1
11
31321211
22
32322
33
33
U
xU-xU-c x
U
xUc x
U
cx
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
X1
X2
( 0,0 )
1
2
1
PENYELESAIANNYA :
CONTOH SOAL :
INTEPRETASI GEOMETRIK M ITERASI SPL 2 X 2 :
1)-(n1,2,3,...,i
i i
n
1ik
kiki
i
nn
nn
, U
xUc
x
U
cx
2 X1 + X2 = 2
X1 – 2 X2 = 2
TITIK POTONG PENYELESAIAN
YANG DICARI !!!
ARAH PERGERAKAN ITERASI MENUJU
TITIK POTONG DUA KURVA KONVERGEN !!!
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
INVERSI MATRIKS
BENTUK MATRIKS U/ SPL DGN 3 PERSAMAAN :
DALAM BNTK SINGKAT DAN BNTK AUGMENTASI :
PENYELESAIAN :
BILA [ A ] NON SINGULAR ( A 0 ), MAKA :
ATURAN CRAMER ( METODE KOFAKTOR )
A = DETERMINAN [ A ], [ C ]T = ADJOINT [ A ].
3
2
1
3
2
1
333231
232221
131211
x
x
x
b
b
b
aaa
aaa
aaa
bAA BX
Invers Matriks
11
111
X
X
ABA
IAABAAA
T C
AA
11
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
METODE ELIMINASI GAUSS-JORDAN :
AMBIL :
HASIL PERKALIAN DLM BNTK MATRIKS :
C11 , C12 , . . . , C33 DAPAT DIHITUNG, NAMUN PERHITUNGAN
MENJADI BANYAK !!!
IACCA
ccc
ccc
ccc
CA
333231
232221
131211
1
100
010
001
333231
232221
131211
333231
232221
131211
ccc
ccc
ccc
aaa
aaa
aaa
1
0
0
1
00
000
000
000
33
13
12
11
3331
31
21
11
c
c
c
c
aa
a
a
a
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
PENYEDERHANAAN DLM BTK AUGMENTASI :
METODE REDUKSI
AMBIL SPL DG 3 PERSAMAAN DLM BTK MATRIKS :
PROSEDUR REDUKSI :
[ Ri ] = MATRIKS PEREDUKSI, DIAMBIL SDRS HASIL PERKALIAN
AKHIR [ RI ] [ A ] = [ I ], DENGAN i = DIMENSI MATRIKS.
333231
232221
131211
333231
232221
131211
100
010
001
100
010
001
ccc
ccc
ccc
aaa
aaa
aaa
CIIA
BA
b
b
b
aaa
aaa
aaa
X
x
x
x
3
2
1
3
2
1
333231
232221
131211
1,2,3i ,X ii BRAR
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
REDUKSI KOLOM 1 DR [ A ] [ R1 ] DIAMBIL BERIKUT :
HASIL PERKALIAN :
DALAM BENTUK SINGKAT :
BRAR
a
a
a
a
a
R 11
11
31
11
21
11
1 X
10
01
001
3
2
1
1
3
2
1
'
33
'
32
'
23
'
22
'
13
'
12
x
x
x
0
0
1
b
b
b
R
aa
aa
aa
BRA 11 X
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
REDUKSI KOLOM 2 DR [ A ] [ R2 ] DIAMBIL BERIKUT :
HASIL PERKALIAN :
DALAM BENTUK SINGKAT :
BRRAR
a
a
a
a
a
R X 1212
'
22
'
32
'
22
'
22
'
12
2
10
01
0
01
3
2
1
12
3
2
1
"
33
"
23
"
13
x
x
x
00
10
01
b
b
b
RR
a
a
a
BRRA 122 X
10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB
REDUKSI KOLOM 3 DR [ A ] [ R3 ] DIAMBIL BERIKUT :
HASIL PERKALIAN :
DENGAN DEMIKIAN :
BENTUK UMUM U/ MATRIKS n x n :
BRRRAR
a
a
a
a
a
R 12323
"
33
"
33
"
23
"
33
"
13
3 X
100
10
01
3
2
1
123
3
2
1
x
x
x
100
010
001
b
b
b
RRR
-1
123 RRRA
-1
12n1nn RRRRA 10/2/2008 Kuliah Sarjana Teknik Sipil FTUB