Contoh Soal PDP
-
Upload
fitrisilalahi -
Category
Documents
-
view
526 -
download
23
Transcript of Contoh Soal PDP
Contoh Soal Persamaan Differensial Linear OrdeSatu
Fitriani Tupa R. Silalahi
August 25, 2013
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 1
Akan diselesaikan persamaan
ut − 3ux = 0 (1)
dengan kondisi batas u(x , 0) = e−x2
Pandang −3ux + ut = 0 dan u(x , 0) = e−x2
Kita telah tahu persamaan koefisien konstan bahwa jika
aux + buy = 0 (2)
makau(x , y) = f (bx − ay) (3)
Sehingga u(x , t) = f (x + 3t)
Maka, u(x , 0) = f (x) = e−x2
Jadi u(x , t) = e−(x+3t)2
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 1
Akan diselesaikan persamaan
ut − 3ux = 0 (1)
dengan kondisi batas u(x , 0) = e−x2
Pandang −3ux + ut = 0 dan u(x , 0) = e−x2
Kita telah tahu persamaan koefisien konstan bahwa jika
aux + buy = 0 (2)
makau(x , y) = f (bx − ay) (3)
Sehingga u(x , t) = f (x + 3t)
Maka, u(x , 0) = f (x) = e−x2
Jadi u(x , t) = e−(x+3t)2
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 1
Akan diselesaikan persamaan
ut − 3ux = 0 (1)
dengan kondisi batas u(x , 0) = e−x2
Pandang −3ux + ut = 0 dan u(x , 0) = e−x2
Kita telah tahu persamaan koefisien konstan bahwa jika
aux + buy = 0 (2)
makau(x , y) = f (bx − ay) (3)
Sehingga u(x , t) = f (x + 3t)
Maka, u(x , 0) = f (x) = e−x2
Jadi u(x , t) = e−(x+3t)2
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 1
Akan diselesaikan persamaan
ut − 3ux = 0 (1)
dengan kondisi batas u(x , 0) = e−x2
Pandang −3ux + ut = 0 dan u(x , 0) = e−x2
Kita telah tahu persamaan koefisien konstan bahwa jika
aux + buy = 0 (2)
makau(x , y) = f (bx − ay) (3)
Sehingga u(x , t) = f (x + 3t)
Maka, u(x , 0) = f (x) = e−x2
Jadi u(x , t) = e−(x+3t)2
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 1
Akan diselesaikan persamaan
ut − 3ux = 0 (1)
dengan kondisi batas u(x , 0) = e−x2
Pandang −3ux + ut = 0 dan u(x , 0) = e−x2
Kita telah tahu persamaan koefisien konstan bahwa jika
aux + buy = 0 (2)
makau(x , y) = f (bx − ay) (3)
Sehingga u(x , t) = f (x + 3t)
Maka, u(x , 0) = f (x) = e−x2
Jadi u(x , t) = e−(x+3t)2
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 1
Akan diselesaikan persamaan
ut − 3ux = 0 (1)
dengan kondisi batas u(x , 0) = e−x2
Pandang −3ux + ut = 0 dan u(x , 0) = e−x2
Kita telah tahu persamaan koefisien konstan bahwa jika
aux + buy = 0 (2)
makau(x , y) = f (bx − ay) (3)
Sehingga u(x , t) = f (x + 3t)
Maka, u(x , 0) = f (x) = e−x2
Jadi u(x , t) = e−(x+3t)2
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 2
Kita akan menyelesaikan persamaan
3uy + uxy = 0 (4)
dengan substitusi v = uy
Perhatikan persamaan 3uy + uxy = 0. Dengan mensubstitusiv = uy , kita peroleh persamaan
3v + vx = 0 (5)
Dengan mengalikan e3x pada kedua ruas, kita peroleh
e3x(3v + vx) = 0 =∂
∂x(e3xv) (6)
Sehinggae3xv(x , y) = f (y) (7)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 2
Kita akan menyelesaikan persamaan
3uy + uxy = 0 (4)
dengan substitusi v = uy
Perhatikan persamaan 3uy + uxy = 0. Dengan mensubstitusiv = uy , kita peroleh persamaan
3v + vx = 0 (5)
Dengan mengalikan e3x pada kedua ruas, kita peroleh
e3x(3v + vx) = 0 =∂
∂x(e3xv) (6)
Sehinggae3xv(x , y) = f (y) (7)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 2
Kita akan menyelesaikan persamaan
3uy + uxy = 0 (4)
dengan substitusi v = uy
Perhatikan persamaan 3uy + uxy = 0. Dengan mensubstitusiv = uy , kita peroleh persamaan
3v + vx = 0 (5)
Dengan mengalikan e3x pada kedua ruas, kita peroleh
e3x(3v + vx) = 0 =∂
∂x(e3xv) (6)
Sehinggae3xv(x , y) = f (y) (7)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 2
Kita akan menyelesaikan persamaan
3uy + uxy = 0 (4)
dengan substitusi v = uy
Perhatikan persamaan 3uy + uxy = 0. Dengan mensubstitusiv = uy , kita peroleh persamaan
3v + vx = 0 (5)
Dengan mengalikan e3x pada kedua ruas, kita peroleh
e3x(3v + vx) = 0 =∂
∂x(e3xv) (6)
Sehinggae3xv(x , y) = f (y) (7)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 2
Kita akan menyelesaikan persamaan
3uy + uxy = 0 (4)
dengan substitusi v = uy
Perhatikan persamaan 3uy + uxy = 0. Dengan mensubstitusiv = uy , kita peroleh persamaan
3v + vx = 0 (5)
Dengan mengalikan e3x pada kedua ruas, kita peroleh
e3x(3v + vx) = 0 =∂
∂x(e3xv) (6)
Sehinggae3xv(x , y) = f (y) (7)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 2
Makav(x , y) = f (y)e−3x (8)
Oleh karena v = uy , maka
uy (x , y) = f (y)e−3x (9)
Jadi diperoleh solusi persamaan
u(x , y) = f (y)e−3x + g(x) (10)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 2
Makav(x , y) = f (y)e−3x (8)
Oleh karena v = uy , maka
uy (x , y) = f (y)e−3x (9)
Jadi diperoleh solusi persamaan
u(x , y) = f (y)e−3x + g(x) (10)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 2
Makav(x , y) = f (y)e−3x (8)
Oleh karena v = uy , maka
uy (x , y) = f (y)e−3x (9)
Jadi diperoleh solusi persamaan
u(x , y) = f (y)e−3x + g(x) (10)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 2
Makav(x , y) = f (y)e−3x (8)
Oleh karena v = uy , maka
uy (x , y) = f (y)e−3x (9)
Jadi diperoleh solusi persamaan
u(x , y) = f (y)e−3x + g(x) (10)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 3
Kita akan menyelesaikan persamaan
(1 + x2)ux + uy = 0 (11)
Perhatikan bahwady
dx=
1
1 + x2(12)
Maka(1 + x2)dy = dx (13)
Sehinggay(x) = tan−1x + c (14)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 3
Kita akan menyelesaikan persamaan
(1 + x2)ux + uy = 0 (11)
Perhatikan bahwady
dx=
1
1 + x2(12)
Maka(1 + x2)dy = dx (13)
Sehinggay(x) = tan−1x + c (14)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 3
Kita akan menyelesaikan persamaan
(1 + x2)ux + uy = 0 (11)
Perhatikan bahwady
dx=
1
1 + x2(12)
Maka(1 + x2)dy = dx (13)
Sehinggay(x) = tan−1x + c (14)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 3
Kita akan menyelesaikan persamaan
(1 + x2)ux + uy = 0 (11)
Perhatikan bahwady
dx=
1
1 + x2(12)
Maka(1 + x2)dy = dx (13)
Sehinggay(x) = tan−1x + c (14)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 3
Kita akan menyelesaikan persamaan
(1 + x2)ux + uy = 0 (11)
Perhatikan bahwady
dx=
1
1 + x2(12)
Maka(1 + x2)dy = dx (13)
Sehinggay(x) = tan−1x + c (14)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 3
Maka kita peroleh
c = y − tan−1(x) (15)
Jadiu(x , y) = f (c) = f (y − tan−1(x)) (16)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 3
Maka kita peroleh
c = y − tan−1(x) (15)
Jadiu(x , y) = f (c) = f (y − tan−1(x)) (16)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 3
Maka kita peroleh
c = y − tan−1(x) (15)
Jadiu(x , y) = f (c) = f (y − tan−1(x)) (16)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 4
Dengan menggunakan metode koordinat, kita akanmenyelesaikan persamaan
aux + buy + cu = 0 (17)
Misalkanx ′ = ax + by , y ′ = bx − ay (18)
Sesuai dengan chain rule untuk turunan fungsi komposisi, kitapunya
ux =∂u
∂x=∂u
∂x ′∂x ′
∂x+∂u
∂y ′∂y ′
∂x= aux ′ + buy ′ (19)
uy =∂u
∂y=∂u
∂x ′∂x ′
∂y+∂u
∂y ′∂y ′
∂y= bux ′ − auy ′ (20)
(21)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 4
Dengan menggunakan metode koordinat, kita akanmenyelesaikan persamaan
aux + buy + cu = 0 (17)
Misalkanx ′ = ax + by , y ′ = bx − ay (18)
Sesuai dengan chain rule untuk turunan fungsi komposisi, kitapunya
ux =∂u
∂x=∂u
∂x ′∂x ′
∂x+∂u
∂y ′∂y ′
∂x= aux ′ + buy ′ (19)
uy =∂u
∂y=∂u
∂x ′∂x ′
∂y+∂u
∂y ′∂y ′
∂y= bux ′ − auy ′ (20)
(21)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 4
Dengan menggunakan metode koordinat, kita akanmenyelesaikan persamaan
aux + buy + cu = 0 (17)
Misalkanx ′ = ax + by , y ′ = bx − ay (18)
Sesuai dengan chain rule untuk turunan fungsi komposisi, kitapunya
ux =∂u
∂x=∂u
∂x ′∂x ′
∂x+∂u
∂y ′∂y ′
∂x= aux ′ + buy ′ (19)
uy =∂u
∂y=∂u
∂x ′∂x ′
∂y+∂u
∂y ′∂y ′
∂y= bux ′ − auy ′ (20)
(21)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 4
Dengan menggunakan metode koordinat, kita akanmenyelesaikan persamaan
aux + buy + cu = 0 (17)
Misalkanx ′ = ax + by , y ′ = bx − ay (18)
Sesuai dengan chain rule untuk turunan fungsi komposisi, kitapunya
ux =∂u
∂x=∂u
∂x ′∂x ′
∂x+∂u
∂y ′∂y ′
∂x= aux ′ + buy ′ (19)
uy =∂u
∂y=∂u
∂x ′∂x ′
∂y+∂u
∂y ′∂y ′
∂y= bux ′ − auy ′ (20)
(21)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 4
Selanjutnya, persamaan aux + buy = 0 dapat ditulis dalambentuk
a2ux ′ + abuy ′ + b2ux ′ − abuy ′ = 0 (22)
Yaitu(a2 + b2)ux ′ = 0 (23)
Jadi kita telah memiliki persamaan aux + buy = (a2 + b2)ux ′
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 4
Selanjutnya, persamaan aux + buy = 0 dapat ditulis dalambentuk
a2ux ′ + abuy ′ + b2ux ′ − abuy ′ = 0 (22)
Yaitu(a2 + b2)ux ′ = 0 (23)
Jadi kita telah memiliki persamaan aux + buy = (a2 + b2)ux ′
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 4
Selanjutnya, persamaan aux + buy = 0 dapat ditulis dalambentuk
a2ux ′ + abuy ′ + b2ux ′ − abuy ′ = 0 (22)
Yaitu(a2 + b2)ux ′ = 0 (23)
Jadi kita telah memiliki persamaan aux + buy = (a2 + b2)ux ′
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 4
Selanjutnya, persamaan aux + buy = 0 dapat ditulis dalambentuk
a2ux ′ + abuy ′ + b2ux ′ − abuy ′ = 0 (22)
Yaitu(a2 + b2)ux ′ = 0 (23)
Jadi kita telah memiliki persamaan aux + buy = (a2 + b2)ux ′
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 4
Selanjutnya, tulis
(a2 + b2)ux ′ + cu = 0 (24)
Makaux ′
u= − c
a2 + b2(25)
Selanjutnya
ln(u) = − c
a2 + b2x ′+ f (y ′) (26)
Sehingga
u(x ′, y ′) = f (y ′)e− c(ax+by)
a2+b2 (27)
Jadi
u(x , y) = f (bx − ay)e−c(ax+by
a2+b2 (28)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 4
Selanjutnya, tulis
(a2 + b2)ux ′ + cu = 0 (24)
Makaux ′
u= − c
a2 + b2(25)
Selanjutnya
ln(u) = − c
a2 + b2x ′+ f (y ′) (26)
Sehingga
u(x ′, y ′) = f (y ′)e− c(ax+by)
a2+b2 (27)
Jadi
u(x , y) = f (bx − ay)e−c(ax+by
a2+b2 (28)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 4
Selanjutnya, tulis
(a2 + b2)ux ′ + cu = 0 (24)
Makaux ′
u= − c
a2 + b2(25)
Selanjutnya
ln(u) = − c
a2 + b2x ′+ f (y ′) (26)
Sehingga
u(x ′, y ′) = f (y ′)e− c(ax+by)
a2+b2 (27)
Jadi
u(x , y) = f (bx − ay)e−c(ax+by
a2+b2 (28)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 4
Selanjutnya, tulis
(a2 + b2)ux ′ + cu = 0 (24)
Makaux ′
u= − c
a2 + b2(25)
Selanjutnya
ln(u) = − c
a2 + b2x ′+ f (y ′) (26)
Sehingga
u(x ′, y ′) = f (y ′)e− c(ax+by)
a2+b2 (27)
Jadi
u(x , y) = f (bx − ay)e−c(ax+by
a2+b2 (28)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 4
Selanjutnya, tulis
(a2 + b2)ux ′ + cu = 0 (24)
Makaux ′
u= − c
a2 + b2(25)
Selanjutnya
ln(u) = − c
a2 + b2x ′+ f (y ′) (26)
Sehingga
u(x ′, y ′) = f (y ′)e− c(ax+by)
a2+b2 (27)
Jadi
u(x , y) = f (bx − ay)e−c(ax+by
a2+b2 (28)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 4
Selanjutnya, tulis
(a2 + b2)ux ′ + cu = 0 (24)
Makaux ′
u= − c
a2 + b2(25)
Selanjutnya
ln(u) = − c
a2 + b2x ′+ f (y ′) (26)
Sehingga
u(x ′, y ′) = f (y ′)e− c(ax+by)
a2+b2 (27)
Jadi
u(x , y) = f (bx − ay)e−c(ax+by
a2+b2 (28)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 5
Kita akan menyelesaikan persamaan ut + cux = −λu denganmenggunakan transformasi variabel bebas ξ = x − ct danτ = t
Perhatikan persamaan ut + cux = −λuDengan menggunakan metode koordinat, tulis
ut =∂u
∂t=∂u
∂ξ
∂ξ
∂t+∂u
∂τ
∂τ
∂t= −cuξ + uτ (29)
ux =∂u
∂x=∂u
∂ξ
∂ξ
∂x+∂u
∂τ
∂τ
∂x= uξ + uτ .0 = uξ (30)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 5
Kita akan menyelesaikan persamaan ut + cux = −λu denganmenggunakan transformasi variabel bebas ξ = x − ct danτ = t
Perhatikan persamaan ut + cux = −λuDengan menggunakan metode koordinat, tulis
ut =∂u
∂t=∂u
∂ξ
∂ξ
∂t+∂u
∂τ
∂τ
∂t= −cuξ + uτ (29)
ux =∂u
∂x=∂u
∂ξ
∂ξ
∂x+∂u
∂τ
∂τ
∂x= uξ + uτ .0 = uξ (30)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 5
Kita akan menyelesaikan persamaan ut + cux = −λu denganmenggunakan transformasi variabel bebas ξ = x − ct danτ = t
Perhatikan persamaan ut + cux = −λu
Dengan menggunakan metode koordinat, tulis
ut =∂u
∂t=∂u
∂ξ
∂ξ
∂t+∂u
∂τ
∂τ
∂t= −cuξ + uτ (29)
ux =∂u
∂x=∂u
∂ξ
∂ξ
∂x+∂u
∂τ
∂τ
∂x= uξ + uτ .0 = uξ (30)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 5
Kita akan menyelesaikan persamaan ut + cux = −λu denganmenggunakan transformasi variabel bebas ξ = x − ct danτ = t
Perhatikan persamaan ut + cux = −λuDengan menggunakan metode koordinat, tulis
ut =∂u
∂t=∂u
∂ξ
∂ξ
∂t+∂u
∂τ
∂τ
∂t= −cuξ + uτ (29)
ux =∂u
∂x=∂u
∂ξ
∂ξ
∂x+∂u
∂τ
∂τ
∂x= uξ + uτ .0 = uξ (30)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 5
Maka kita peroleh ut + cux = uτ + 0 = −λuDengan menggunakan faktor integral, maka persamaan
du
dτ+ λu = 0 (31)
memiliki solusi
u(x , t) = e−λtg(ξ) = e−λtg(x − ct) (32)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 5
Maka kita peroleh ut + cux = uτ + 0 = −λu
Dengan menggunakan faktor integral, maka persamaan
du
dτ+ λu = 0 (31)
memiliki solusi
u(x , t) = e−λtg(ξ) = e−λtg(x − ct) (32)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 5
Maka kita peroleh ut + cux = uτ + 0 = −λuDengan menggunakan faktor integral, maka persamaan
du
dτ+ λu = 0 (31)
memiliki solusi
u(x , t) = e−λtg(ξ) = e−λtg(x − ct) (32)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 6
Kita akan menyelesaikan persamaan ut + 2ux = −3u dengankondisi awal u(x , 0) = 1
1+x2dengan menggunakan
transformasi variabel bebas ξ = x − 2t dan τ = t
Perhatikan persamaan ut + 2ux = −3u
Dengan menggunakan metode koordinat, tulis
ut =∂u
∂t=∂u
∂ξ
∂ξ
∂t+∂u
∂τ
∂τ
∂t= −cuξ + uτ (33)
ux =∂u
∂x=∂u
∂ξ
∂ξ
∂x+∂u
∂τ
∂τ
∂x= uξ + uτ .0 = uξ (34)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 6
Kita akan menyelesaikan persamaan ut + 2ux = −3u dengankondisi awal u(x , 0) = 1
1+x2dengan menggunakan
transformasi variabel bebas ξ = x − 2t dan τ = t
Perhatikan persamaan ut + 2ux = −3u
Dengan menggunakan metode koordinat, tulis
ut =∂u
∂t=∂u
∂ξ
∂ξ
∂t+∂u
∂τ
∂τ
∂t= −cuξ + uτ (33)
ux =∂u
∂x=∂u
∂ξ
∂ξ
∂x+∂u
∂τ
∂τ
∂x= uξ + uτ .0 = uξ (34)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 6
Kita akan menyelesaikan persamaan ut + 2ux = −3u dengankondisi awal u(x , 0) = 1
1+x2dengan menggunakan
transformasi variabel bebas ξ = x − 2t dan τ = t
Perhatikan persamaan ut + 2ux = −3u
Dengan menggunakan metode koordinat, tulis
ut =∂u
∂t=∂u
∂ξ
∂ξ
∂t+∂u
∂τ
∂τ
∂t= −cuξ + uτ (33)
ux =∂u
∂x=∂u
∂ξ
∂ξ
∂x+∂u
∂τ
∂τ
∂x= uξ + uτ .0 = uξ (34)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 6
Kita akan menyelesaikan persamaan ut + 2ux = −3u dengankondisi awal u(x , 0) = 1
1+x2dengan menggunakan
transformasi variabel bebas ξ = x − 2t dan τ = t
Perhatikan persamaan ut + 2ux = −3u
Dengan menggunakan metode koordinat, tulis
ut =∂u
∂t=∂u
∂ξ
∂ξ
∂t+∂u
∂τ
∂τ
∂t= −cuξ + uτ (33)
ux =∂u
∂x=∂u
∂ξ
∂ξ
∂x+∂u
∂τ
∂τ
∂x= uξ + uτ .0 = uξ (34)
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 6
Maka kita peroleh ut + 2ux = uτ + 0 = −3u
Dengan menggunakan faktor integral, maka persamaan
du
dτ+ (−3)u = 0 (35)
memiliki solusi
u(x , t) = e−3tg(ξ) = e−3tg(x − 2t) (36)
Perhatikan kondisi awal u(x , 0) = 1(1+x)2
.
Dengan mensubstitusi kondisi awal ke persamaan u(x,t)diperoleh g(x) = 1
x2+1
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 6
Maka kita peroleh ut + 2ux = uτ + 0 = −3u
Dengan menggunakan faktor integral, maka persamaan
du
dτ+ (−3)u = 0 (35)
memiliki solusi
u(x , t) = e−3tg(ξ) = e−3tg(x − 2t) (36)
Perhatikan kondisi awal u(x , 0) = 1(1+x)2
.
Dengan mensubstitusi kondisi awal ke persamaan u(x,t)diperoleh g(x) = 1
x2+1
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 6
Maka kita peroleh ut + 2ux = uτ + 0 = −3u
Dengan menggunakan faktor integral, maka persamaan
du
dτ+ (−3)u = 0 (35)
memiliki solusi
u(x , t) = e−3tg(ξ) = e−3tg(x − 2t) (36)
Perhatikan kondisi awal u(x , 0) = 1(1+x)2
.
Dengan mensubstitusi kondisi awal ke persamaan u(x,t)diperoleh g(x) = 1
x2+1
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 6
Maka kita peroleh ut + 2ux = uτ + 0 = −3u
Dengan menggunakan faktor integral, maka persamaan
du
dτ+ (−3)u = 0 (35)
memiliki solusi
u(x , t) = e−3tg(ξ) = e−3tg(x − 2t) (36)
Perhatikan kondisi awal u(x , 0) = 1(1+x)2
.
Dengan mensubstitusi kondisi awal ke persamaan u(x,t)diperoleh g(x) = 1
x2+1
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 6
Maka kita peroleh ut + 2ux = uτ + 0 = −3u
Dengan menggunakan faktor integral, maka persamaan
du
dτ+ (−3)u = 0 (35)
memiliki solusi
u(x , t) = e−3tg(ξ) = e−3tg(x − 2t) (36)
Perhatikan kondisi awal u(x , 0) = 1(1+x)2
.
Dengan mensubstitusi kondisi awal ke persamaan u(x,t)diperoleh g(x) = 1
x2+1
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 6
Maka solusi yang diperoleh adalah u(x , t) = e−3t
1+(x−2t)2
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu
Contoh 6
Maka solusi yang diperoleh adalah u(x , t) = e−3t
1+(x−2t)2
Fitriani Tupa R. Silalahi Contoh Soal Persamaan Differensial Linear Orde Satu