Sep 11 2012

Aturan Simpson 1 per 3 (2)

Pada tulisan sebelumnya saya sudah membahas Aturan Simpson 1 per 3 beserta pembuktian formulanya. Melalui tulisan ini saya akan mencoba menurunkan atau membuktikan formula aturan simpson 1 per 3 dengan cara yang berbeda. Tulisan sebelumnya saya memandang $x_0 = -h$ , $x_1 = 0$ , dan $x_2 = h$ , tapi sekarang saya akan memandang $x_0 = 0$ , $x_1 = h$ , dan $x_2 = 2h$ .

Misal kita punya polinom berderajat dua yaitu $f(x) = Ax^2 + Bx + C$ , substitusi nilai $x_0 = 0$ , $x_1 = h$ , dan $x_2 = 2h$ ke fungsi $f(x)$ ,

$(0, f(x_0)) \rightarrow f(x_0) = C$ … (i)

$(h, f(x_1)) \rightarrow f(x_1) = Ah^2 + Bh + C$ … (ii)

$(2h, f(x_2)) \rightarrow f(x_2) = 4Ah^2 + 2Bh + C$ … (iii)

pandang luas dibawah kurva sebagai pengintegralan dari fungsi $f(x)$ .

$\displaystyle \int_{x_0}^{x_2} f(x) ~dx = \int_0^{2h} (Ax^2 + Bx + C) ~dx$

= $\dfrac{1}{3} Ax^3 + \dfrac{1}{2} Bx^2 + Cx ~|_0^{2h}$

= $\dfrac{8}{3} Ah^3 + 2Bh^2 + 2Ch$ … (iv)

asumsikan luas area = $P \cdot f(x_0) + Q \cdot f(x_1) + R \cdot f(x_2)$ , sehingga diperoleh

$\dfrac{8}{3} Ah^3 + 2Bh^2 + 2Ch = P \cdot f(x_0) + Q \cdot f(x_1) + R \cdot f(x_2)$ … (v)

Substitusi persamaan (i), (ii) dan (iii) ke persamaan (v),

$\dfrac{8}{3} Ah^3 + 2Bh^2 + 2Ch = P \cdot C + Q(Ah^2 + Bh + C) + R.(4Ah^2 + 2Bh + C)$

$= P \cdot C + Q \cdot Ah^2 + Q \cdot Bh + Q \cdot C + R \cdot 4Ah^2 + R \cdot 2Bh + R \cdot C$

$= Ah^2(Q + 4R) + Bh(Q + 2R) + C(P + Q + R)$

Dari koefesien yang bersesuaian, diperoleh,

$\dfrac{8}{3} h = Q + 4R$ … (vi)

$2h = Q + 2R$ … (vii)

$2h = P + Q + R$ … (viii)

dari (vii) dan (viii) diperoleh

$2h = \dfrac{8}{3}h -4R + 2R$

$R = \dfrac{1}{3}h$ … (ix)

dari (vii),(viii) dan (ix) diperoleh,

$2h = P + 2h -2R + R$

$0 = P -R$

$P = R = \dfrac{1}{3}h$

dari (viii) diperoleh,

$Q = 2h -P -R$

$= 2h -\dfrac{1}{3}h -\dfrac{1}{3}h$

$= \dfrac{4}{3}h$

Karena,

$\displaystyle \int_{x_0}^{x_2} f(x) ~dx = P \cdot f(x_0) + Q.f(x_1) + R \cdot f(x_2)$

$= \dfrac{1}{3}h f(x_0) + \dfrac{4}{3}h f(x_1) + \dfrac{1}{3}h f(x_2)$

$S_1(f) = \dfrac{1}{3}h \left[ f(x_0) + 4f(x_1) + f(x_2) \right]$

Jadi untuk rumus Aturan Simpson 1 per 3 dengan $n$ partisi atau banyak pias adalah :

$S_n(f) = \dfrac{1}{3}h \left[ f(x_0) + 4f(x_1) + f(x_2) \right] + \dfrac{1}{3}h \left[ f(x_2) + 4f(x_3) + f(x_4) \right] + \ldots + \dfrac{1}{3}h \left[ f(x_{n-4}) + 4f(x_{n-3}) + f(x_{n-2}) \right] + \dfrac{1}{3}h \left[ f(x_{n-2}) + 4f(x_{n-1}) + f(x_{n}) \right]$

$= \dfrac{1}{3}h \left[ f(x_0) + 4f(x_1) + f(x_2) + f(x_2) + 4f(x_3) + f(x_4) + \ldots + \right.$

$\left. f(x_{n-4}) + 4f(x_{n-3}) + f(x_{n-2}) + f(x_{n-2}) + 4f(x_{n-1}) + f(x_{n}) \right]$

$= \dfrac{1}{3}h \left[ (f(x_0) + f(x_{n})) + 4(f(x_1) + f(x_3) + \ldots + \right.$

$\left. f(x_{n-3}) + f(x_{n-1})) + 2(f(x_2) + f(x_4) + f(x_{n-4}) + f(x_{n-2})) \right]$

$= \displaystyle \dfrac{1}{3}h \left[ (f(x_0) + f(x_n)) + 4 \sum_{i=1}^{n-1} f(x_i) + 2\sum_{i=2}^{n-2} f(x_i) \right]$

INGAT : Aturan Simpson 1 per 3 ini berlaku untuk kurva yang jumlah partisinya kelipatan 2.

Contoh :

Hitunglah $I = \displaystyle \int_0^4 e^x ~dx$ menggunakan Metode Simpson 1 per 3 dengan 8 pias.

Penyelesaian :

$h = \dfrac{4-0}{8} = 0.5$

$x_0 = 0$

$x_1 = a + h = 0.5$

$x_2 = a + 2h = 1$

$x_3 = a + 3h = 1.5$

$x_4 = a + 4h = 2$

$x_5 = a + 5h = 2.5$

$x_6 = a + 6h = 3$

$x_7 = a + 6h = 3.5$

$x_8 = a + 6h = 4$

$S_8 (x) = \dfrac{1}{3}h [ (f(x_0) + f(x_8)) + 4(f(x_1) + f(x_3) + f(x_5) + f(x_7)) + 2(f(x_2) + f(x_4) + f(x_6)) ]$

$= \dfrac{1}{3}(0.5) \left[ (e^0 + e^4) + 4(e^{0.5} + e^{1.5}+ e^{2.5} + e^{3.5}) + 2(e^1 + e^2 + e^3) \right]$

$= \dfrac{1}{6} [(1 + 54.5981) + 4(1.6487 + 4.4816 + 12.1824 + 33.1554) + 2(2.7182 + 7.3890 + 20.0855)]$

$= \dfrac{1}{6} (55.5981 + 205.8724 + 60.3854)$

$= 53.6426$

One comment on “Aturan Simpson 1 per 3 (2)”

sulai22

Mei 3, 2015 @ 11:42 pm

Thank’s banget kunbal

Balas

Tinggalkan Balasan Batalkan balasan

Ketikkan komentar di sini...

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Surel (wajib) (Alamat takkan pernah dipublikasikan)

Nama (wajib)

Situs Web

You are commenting using your WordPress.com account. ( Logout / Ubah )

You are commenting using your Google account. ( Logout / Ubah )

You are commenting using your Twitter account. ( Logout / Ubah )

You are commenting using your Facebook account. ( Logout / Ubah )

Batal

Connecting to %s

	syafia pada Pembahasan TPA USM STAN DIII 2…
	D pada Pembahasan TPA USM STAN 2013…
	anonymous pada Pembahasan Matematika Dasar SB…
	User pada Pembahasan TPA USM STAN 2013…
	Adi pada Daerah Integral
	Ridho pada Aturan Simpson 1 per 3 (Simpso…
	septiansuryaandika pada Metode Regula Falsi (Regula Fa…
	Nazhif Rizaldi pada Deret MacLaurin
	MayRomly pada Tanya Jawab MATEMATIKA
	MayRomly pada Tanya Jawab MATEMATIKA

Share this:

Sukai ini:

Terkait

One comment on “Aturan Simpson 1 per 3 (2)”

Tinggalkan Balasan Batalkan balasan