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:

Email (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

	Riza Alfiana pada Penyelesaian Persamaan Diferen…
	Rahmi pada Tanya Jawab MATEMATIKA
	Surya Nanda Saputra pada Garis Singgung Persekutuan Dal…
	Dinna pada Kumpulan Soal dan Pembahasan S…
	Natasya pada Jasa Jawab Soal
	Naura pada Tanya Jawab MATEMATIKA
	Naura pada Tanya Jawab MATEMATIKA
	Purnama pada Tanya Jawab MATEMATIKA
	hariyanto pada Pembahasan TPA Deret USM STAN…
	Halimah pada Pembahasan Soal Peluang UN…

Share this:

Menyukai ini:

Terkait

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

Tinggalkan Balasan Batalkan balasan