Model Verhults

20
1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Manusia tidak lepas dari berbagai macam permasalahan dalam kehidupan di dunia. Permasalahan permasalahan tersebut menyangkut berbagai aspek, dimana dalam penyelesaiannya diperlukan sebuah pemahaman melalui suatu metode dan ilmu bantu tertentu. Salah satu ilmu bantu yang dapat digunakan adalah matematika. Matematika merupakan alat untuk menyederhanakan penyajian dan pemahaman masalah. Matematika mempunyai bahasa dan aturan yang jelas, sistematis dan keterkaitan antar konsep yang kuat. Oleh karena itu, banyak permasalahan di luar bidang matematika yang bisa diselesaikan dengan mudah menggunakan matematika. Salah satu cabang dari ilmu matematika adalah pemodelan matematika. Model matematika adalah himpunan dari rumus dan atau persamaan berdasarkan fenomena nyata dan dibuat dengan harapan bisa merepresentasikan dengan baik fenomena nyata tersebut menurut ilmu yang melatarbelakanginya. Melalui model matematika, matematika berusaha merepresentasikan berbagai fenomena yang terjadi di alam ini. Dalam perkembangannya, model matematika telah digunakan dalam ilmu fisika, biologi, kesehatan dan bahkan ilmu-ilmu sosial. Salah satu persoalan paling penting di dunia adalah proyeksi populasi. Ukuran dan pertumbuhan populasi dalam suatu negara secara langsung mempengaruhi keadaan ekonomi, politik, budaya, pendidikan dan lingkungan dari negara tersebut dan menentukan eksplorasi dan kebutuhan sumber daya alam. Tidak ada yang ingin menunggu sampai sumber daya ini habis karena ledakan populasi. Dengan dibentuknya sebuah model matematika, proyeksi populasi tiap tahun dapat dilakukan berdasar data sensus penduduk yang sudah ada, sehingga tidak perlu melaksanakan sensus penduduk tiap tahun. Pemerintah dan sektor perusahaan selalu membutuhkan gambaran akurat tentang ukuran yang akan

description

model matematik dalam biologi

Transcript of Model Verhults

  • 1

    BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1 Latar Belakang Masalah

    Manusia tidak lepas dari berbagai macam permasalahan dalam kehidupan di

    dunia. Permasalahan permasalahan tersebut menyangkut berbagai aspek, dimana

    dalam penyelesaiannya diperlukan sebuah pemahaman melalui suatu metode dan

    ilmu bantu tertentu. Salah satu ilmu bantu yang dapat digunakan adalah

    matematika.

    Matematika merupakan alat untuk menyederhanakan penyajian dan

    pemahaman masalah. Matematika mempunyai bahasa dan aturan yang jelas,

    sistematis dan keterkaitan antar konsep yang kuat. Oleh karena itu, banyak

    permasalahan di luar bidang matematika yang bisa diselesaikan dengan mudah

    menggunakan matematika. Salah satu cabang dari ilmu matematika adalah

    pemodelan matematika. Model matematika adalah himpunan dari rumus dan atau

    persamaan berdasarkan fenomena nyata dan dibuat dengan harapan bisa

    merepresentasikan dengan baik fenomena nyata tersebut menurut ilmu yang

    melatarbelakanginya. Melalui model matematika, matematika berusaha

    merepresentasikan berbagai fenomena yang terjadi di alam ini. Dalam

    perkembangannya, model matematika telah digunakan dalam ilmu fisika, biologi,

    kesehatan dan bahkan ilmu-ilmu sosial.

    Salah satu persoalan paling penting di dunia adalah proyeksi populasi.

    Ukuran dan pertumbuhan populasi dalam suatu negara secara langsung

    mempengaruhi keadaan ekonomi, politik, budaya, pendidikan dan lingkungan dari

    negara tersebut dan menentukan eksplorasi dan kebutuhan sumber daya alam.

    Tidak ada yang ingin menunggu sampai sumber daya ini habis karena ledakan

    populasi.

    Dengan dibentuknya sebuah model matematika, proyeksi populasi tiap

    tahun dapat dilakukan berdasar data sensus penduduk yang sudah ada, sehingga

    tidak perlu melaksanakan sensus penduduk tiap tahun. Pemerintah dan sektor

    perusahaan selalu membutuhkan gambaran akurat tentang ukuran yang akan

  • 2

    datang dari bermacam entitas seperti populasi, sumber daya, kebutuhan dan

    konsumsi untuk perencanaan kegiatan.

    Salah satu model matematika untuk pertumbuhan populasi adalah model

    logistik pertumbuhan populasi (model Verhults). Model ini memasukkan batas

    untuk populasinya sehingga jumlah populasi dengan model ini tidak akan tumbuh

    secara tak terhingga. Laju pertumbuhan penduduk akan terbatas akan ketersediaan

    makanan, tempat tinggal, dan sumber hidup lainnya. Dengan asumsi tersebut,

    jumlah populasi dengan model ini akan selalu terbatas pada suatu nilai tertentu.

    Pada masa tertentu jumlah populasi akan mendekati titik kesetimbangan

    (equilibrium), pada titik ini jumlah kelahiran dan kematian dianggap sama. Laju

    pertumbuhan, yaitu nilai yang menggambarkan daya tumbuh suatu populasi

    diasumsikan positif, karena mengingat setiap populasi memiliki potensi untuk

    berkembang biak.

    Indonesia adalah Negara besar dengan jumlah penduduk yang banyak. Agar

    tidak terjadi ledakan populasi yang dapat menimbulkan bencana, maka diperlukan

    perencanaan untuk pengendalian jumlah populasi, salah satunya bisa dimulai

    dengan memprediksi pertumbuhan populasi penduduk Indonesia.

    Berdasarkan uraian diatas, maka penulis mengambil judul Penerapan

    Model Verhults pada Populasi Penduduk Indonesia.

    1.2 Rumusan Masalah

    Berdasarkan latar belakang yang diuraikan diatas, permasalahan yang akan

    dibahas dalam penelitian ini adalah :

    Bagaimana memprediksi jumlah populasi menggunakan model logistik

    pertumbuhan populasi?

    Bagaimana menentukan daya tampung dan laju pertumbuhan intrinsik

    berdasarkan model logistik pertumbuhan populasi ?

    1.3 Batasan Masalah

    Adapun batasan masalah yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

    Model pertumbuhan populasi yang dibahas adalah model logistik

    pertumbuhan populasi Verhulst.

  • 3

    1.4 Tujuan Penelitian

    Berdasarkan rumusan masalah diatas maka tujuan dari penelitian ini adalah :

    Mengetahui hasil prediksi populasi berdasarkan perhitungan model logistik

    pertumbuhan populasi (Verhulst).

    Menentukan daya tampung dan laju pertumbuhan intrinsik dari suatu populasi

    menggunakan model logistik pertumbuhan populasi (model Verhults).

    1.5 Metode Penelitian

    Penelitian ini dilakukan dengan pendekatan teoritis, dimana penulis

    menganalisa jurnal, mengeksplor apa yang ada didalam jurnal dan kemudian

    menarik kesimpulan dari penelitian ini.

    1.6 Sistematika Penulisan

    Adapun sistematika yang dipakai dalam penyusunan studi literatur ini,

    adalah sebagai berikut :

    BAB I PENDAHULUAN

    Bab ini meliputi Latar Belakang Masalah, Rumusan masalah, Batasan

    Masalah, Tujuan Penelitian, Metode Penelitian, Sistematika Penulisan dan

    Kerangka Berfikir dari studi literatur.

    BAB II LANDASAN TEORI

    Bab ini akan menguraikan dasar teori yang akan digunakan dalam

    penyusunan studi literatur, yang meliputi Persamaan Diferensial dan Model

    Pertumbuhan Populasi (model eksponensial pertumbuhan populasi (model

    Malthus) dan model logistik pertumbuhan populasi (Verhulst)).

    BAB III

    Bab ini merupakan bab pembahasan yang merupakan aplikasi teori yaitu

    model logistik pertumbuhan populasi (model Verhults) menggunakan studi kasus

    pertumbuhan populasi Indonesia.

    BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

    Dalam bab ini, berisi kesimpulan dan saran yang merupakan hasil yang

    telah didapatkan.

  • 4

    DAFTAR PUSTAKA

    1.7 Kerangka Berfikir

    Ledakan pertumbuhan populasi manusia dan penggunaan sumberdaya

    secara besar-besaran merupakan penyebab utama kerusakan lingkungan. Kedua

    kekuatan utama yang mempengaruhi pertumbuhan populasi, yaitu angka kelahiran

    dan angka kematian, dapat diukur dan digunakan untuk memprediksi bagaimana

    ukuran populasi akan berubah menurut waktu.

    Model eksponensial pertumbuhan populasi menjelaskan suatu pertumbuhan

    populasi ideal dalam lingkungan yang tidak terbatas. Model ini memprediksi

    bahwa semakin besar suatu populasi akan semakin cepat populasi tersebut

    tumbuh. Namun, pertumbuhan eksponensial tidak dapat dipertahankan tanpa batas

    dalam populasi apapun. Model logistik, merupakan model yang lebih realistis

    membatasi pertumbuhan dengan menyertakan daya tampung, ukuran populasi

    yang dapat didukung oleh sumberdaya yang tersedia.

    BAB II

    LANDASAN TEORI

    2.1 Persamaan Diferensial

    Banyak hukum-hukum alam yang mendasari perubahan-perubahan di alam

    ini dinyatakan dalam bentuk persamaan yang memuat laju perubahan dari suatu

    kuantitas, yang tak lain adalah berupa persamaan diferensial.

    Persaman diferensial adalah suatu persamaan yang memuat satu atau

    beberapa turunan dari suatu fungsi, dengan satu atau lebih peubah yang tak

    diketahui. Jika fungsi yang tidak diketahui itu hanya bergantung pada satu peubah

    saja, maka persamaan diferensial tersebut dinamakan persamaan diferensial biasa.

    Sedangkan jika fungsinya bergantung pada dua atau lebih peubah, maka

    persamaan diferensial tersebut dinamakan persamaan diferensial parsial.

    Orde dari persamaan diferensial didefinisikan sebagai orde turunan

    tertinggi yang terkandung pada persamaan tersebut. Persamaan diferensial orde

  • 5

    pertama hanya mengandung . bentuk umum dari persamaan diferensial pertama

    dapat dituliskan sebagai ,, = 0, atau biasa di tulis = (,). Arti

    fisis diferensial adalah, laju perubahan sebuah peubah terhadap peubah lain.

    Banyak kegunaan praktis persamaan diferensial biasa dapat diturunkan

    kedalam bentuk

    = () ...(2.1)

    dengan manipulasi aljabar murni. Maka dapat diintegralkan kedua sisi terhadap ,

    diperoleh

    = + (2.2)

    Dikiri dapat dapat diubah kepada sebagai variabel dari pengintegralan. Dengan

    kalkulus, = , maka

    = + (2.3)

    Jika dan adalah fungsi kontinu, integral di (2.3) ada, dan dengan

    mengevaluasinya diperoleh solusi umum dari (2.1). Metode penyelesaian

    persamaan direfensial biasa ini disebut metode variabel terpisah , dan (2.1)

    disebut persamaan terpisah , karena di (2.3) variabel sekarang terpisah : hanya

    muncul dikanan dan hanya dikiri. [6]

    2.2 Model Pertumbuhan Populasi

    Kedua kekuatan utama yang mempengaruhi pertumbuhan populasi, yaitu

    angka kelahiran dan angka kematian, dapat diukur dan digunakan untuk

    memprediksi bagaimana ukuran populasi akan berubah menurut waktu. [8]

    2.2.1 Model Eksponensial

    Model eksponensial merupakan model pertumbuhan yang sangat sederhana.

    Model eksponensial pertumbuhan populasi menjelaskan suatu populasi ideal

    dalam lingkungan yang tidak terbatas. Pada model ini individu berkembang tidak

    dibatasi oleh lingkungan seperti kompetisi dan keterbatasan akan suplai makanan.

    Laju perubahan populasi dapat dihitung jika banyaknya kelahiran, kematian dan

    migrasi diketahui.

    Prediksi bahwa jumlah populasi akan tumbuh secara eksponensial pertama

    kali dicetuskan oleh Malthus (1798) [1]. Populasi yang tumbuh secara

  • 6

    eksponensial pertama kali diamati terjadi di alam bebas. Dinamika populasi dapat

    di aproksimasi dengan model ini hanya untuk periode waktu yang pendek saja.

    Mengasumsikan bahwa laju pertumbuhan populasi terhadap waktu

    berbanding lurus dengan jumlah populasi yang ada. [2]

    Misalkan () menyatakan jumlah populasi pada saat dan diketahui

    bahwa jumlah populasi saat = 0 = 0 adalah 0 , maka model matematikanya

    dapat dituliskan :

    = ; dimana konstan (2.4)

    Berikut ini adalah solusi jumlah populasi pada saat atau ()

    berdasarkan (2.4) :

    =

    ln = +

    () = +

    () = .

    () = 1

    Karena 0 = 0 = 1(0) = 1 , maka :

    = () ...(2.5)

    dimana

    : daya tumbuh suatu populasi (intrinsic growth rate) / perbedaan antara angka

    kelahiran dan kematian per kapita ( = angka kelahiran tahunan perkapita angka

    kematian tahunan per kapita) / laju pertumbuhan populasi per kapita.

    Persamaan (2.5) dikenal sebagai Model Eksponensial pertumbuhan

    populasi / Model pertumbuhan populasi Malthus.

    Dari (2.5) dapat diperoleh :

    (0) = 0

    ln (0) =

    0

    =

    ()

    (2.6)

    Jika solusi (2.5) ditampilkan dalam bentuk grafik, maka didapatkan dua

    grafik berikut :

  • 7

    Dari Gambar.2.1 jelas bahwa untuk > 0 diperoleh lim = . Jika

    hasil ini dikaitkan dengan jumlah suatu populasi, maka akan menimbulkan pertanyaan :

    dapatkah suatu populasi berkembang sampai pada jumlah tak-hingga?

    = 0

    0

    0

    Gambar.2.1

    Grafik Pertumbuhan Eksponensial

    Grafik untuk > 0

    = 0

    0

    0

    Gambar.2.2

    Grafik Pertumbuhan Eksponensial

    Grafik untuk < 0

  • 8

    Gambar.2.2, untuk < 0 akan didapatkan lim = 0, yang mana jika

    dikaitkan dengan jumlah populasi nampaknya hasil ini cukup logis. Suatu populasi akan

    mendekati kepunahan (akan habis) jika laju pertumbuhannya negatif.

    Model ini memprediksi bahwa semakin besar suatu populasi akan semakin cepat

    populasi tersebut tumbuh.

    2.2.2 Model Logistik

    Model ini merupakan penyempurnaan dari model eksponensial dan pertama

    kali diperkenalkan oleh Pierre Verhulst pada tahun 1838. [1]

    Model pertumbuhan eksponensial mengasumsikan sumberdaya yang tidak

    terbatas, model ini merupakan kasus yang tidak pernah ditemukan di dunia nyata

    ini. Karena setiap populasi tumbuh dan tumbuh sehingga jumlahnya semakin

    besar, peningkatan kepadatan populasi bisa mempengaruhi kemampuan individu

    untuk mengambil sumberdaya yang mencukupi untuk pemeliharaan,

    pertumbuhan, dan reproduksi. Populasi hidup dari jumlah sumberdaya yang

    terbatas, dan ketika populasi menjadi semakin padat, masing-masing individu

    mendapat bagian sumberdaya yang semakin kecil. Akhirnya, terdapat suatu batas

    dari jumlah individu yang dapat menempati suatu habitat. Para ahli ekologi

    mendefinisikan daya tampung (carrying capacity) sebagai ukuran populasi

    maksimum yang dapat ditampung oleh suatu lingkungan tertentu tanpa ada

    pertambahan atau penurunan ukuran populasi selama periode waktu yang relatif

    lama. [8] Daya tampung yang disimbolkan dengan

    adalah ciri lingkungan,

    dengan demikian daya tampung bervariasi terhadap waktu dan ruang dengan

    keberlimpahan sumberdaya yang terbatas.

    Kepadatan dan keterbatasan sumberdaya dapat mempunyai dampak yang

    besar pada laju pertumbuhan populasi. Jika individu tidak mendapatkan

    sumberdaya yang mencukupi untuk bereproduksi, angka kelahiran per kapita akan

    menurun. Jika mereka tidak memperoleh cukup energi untuk mempertahankan

    diri mereka sendiri, angka kematian per kapita akan meningkat. Suatu penurunan

    dalam angka kelahiran tahunan per kapita atau suatu peningkatan dalam angka

    kematian tahunan per kapita akan mengakibatkan laju pertumbuhan populasi yang

    lebih kecil.

  • 9

    Model ini memasukkan batas untuk populasinya sehingga jumlah populasi

    dengan model ini tidak akan tumbuh secara tak terhingga. Laju pertumbuhan

    penduduk akan terbatas akan ketersediaan makanan, tempat tinggal, dan sumber

    hidup lainnya. Dengan asumsi tersebut, jumlah populasi dengan model ini akan

    selalu terbatas pada suatu nilai tertentu. Pada masa tertentu jumlah populasi akan

    mendekati titik kesetimbangan (equilibrium), pada titik ini jumlah kelahiran dan

    kematian dianggap sama. [5]

    Verhulst menunjukkan bahwa pertumbuhan populasi tidak hanya

    bergantung pada ukuran populasi tetapi juga pada sejauh mana ukuran ini dari

    batas atasnya seperti daya tampung. Dia memodifikasi model Malthus

    (eksponensial) untuk membuat ukuran populasi sesuai baik untuk populasi

    sebelumnya dengan syarat

    , dimana dan disebut koefisien vital dari

    populasi.

    Suatu model logistik diawali dengan model pertumbuhan eksponensial dan

    menciptakan suatu ekspresi yang mengurangi nilai ketika meningkat. Jika

    ukuran populasi maksimum yang dapat dipertahankan adalah

    , maka

    akan memberikan petunjuk berapa banyak individu tambahan yang dapat

    ditampung oleh lingkungan tersebut, dan

    =

    memberikan petunjuk

    berapa fraksi

    yang masih tersedia untuk pertumbuhan populasi.

    Persamaan yang telah dimodifikasi menggunakan syarat baru adalah :

    =

    =

    22

    = 2

    = (2.7)

    Model ini merupakan persamaan diferensial nonlinear yang mempunyai solusi :

    2=

    1

    1

    +

    =

    1

    1

    +

    = +

    ( ( )) = + (2.8)

    Diketahui bahwa jumlah populasi saat = 0 = 0 adalah 0 , maka:

    =1

    (ln0 ln( 0))

  • 10

    Dengan mensubstitusi nilai , persamaan (2.8) menjadi :

    1

    (ln ln( )) = +

    1

    (ln0 ln( 0))

    1

    (ln ln( )) (ln0 ln( 0)) =

    0

    0=

    (0)

    0()=

    Dengan melakukan pengeksponensialan pada kedua ruas, diperoleh :

    (0)

    0()=

    0 = ( 0)

    0 0

    = ( 0)

    0 = 0 + (0

    )

    0 = ( 0 + 0

    )

    =0

    0+0 (bagi dengan 0

    )

    =

    1+ 00

    1

    =

    1+

    01

    1

    () =

    +

    (2.9)

    Persamaan (2.9) dikenal sebagai Model Logistik pertumbuhan populasi /

    Model pertumbuhan populasi Verhulst .

    Jika persamaan (2.9) dilimitkan sebagai , didapatkan (untuk > 0) :

    = =

    ..(2.10)

    Verhulst menjelaskan bagaimana parameter dan

    dapat diperkirakan dari

    populasi () dalam tiga yang berlainan tetapi dengan jarak tahun yang sama. [1]

    Jika 0 adalah populasi pada saat = 0 , 1 pada saat = 1 dan 2 pada saat = 2,

    maka dari persamaan (2.9) dapat diperoleh :

    Ambil = 1, sehingga adalah 1

    1 =

    1+ 0

    1 (1)

  • 11

    =

    1+

    01

    =

    1+ 00

    =

    0+

    0

    0

    =0

    (0+0 )

    1 =0

    0+0

    1

    1 =

    0+0

    0

    =

    +

    00

    0

    1

    1=

    1 +

    0

    =

    ..(2.11)

    Ambil = 2, sehingga adalah 2 dengan cara yang sama diperoleh :

    =

    ..(2.12)

    Bagi (2.12) oleh (2.11) untuk mengeliminasi

    , diperoleh :

    12 =

    1

    22

    0

    1 =

    1

    1

    0

    1 + =

    1

    22

    01

    1

    0

    =

    022

    0201

    01

    =01(02

    2 )

    02(01 )

    =1(02

    2 )

    2(01 )

    =0112

    2

    0212

  • 12

    =0112

    2

    0 212

    0212

    0212

    02 12 = 01 12

    2 (02 12)

    02 12

    2 = 01 122 02 +12

    02 12

    = 01 02

    02 +12

    = 01 +02

    (1

    2

    0

    2) = 01 +02

    =0201

    1202

    =()

    () ..(2.13)

    Substitusi (2.13) ke (2.11), maka :

    1

    0(21)

    2(10) =

    1

    1

    0(21)

    2(10)

    0

    2(10)

    2(10)0(21)

    2(10) =

    2(10)1(21)

    12(10)

    =

    2(10)1(21)

    12(10)

    2(10)0(21)

    2(10)

    =2(10) 2(10)1(21)

    12(10) 2(10)0(21)

    =120212+1

    2

    1(120202+01)

    =1

    202

    1(01202+12)

    =

    (+)

    ..(2.14)

    Dengan mensubstitusi (2.14) ke (2.10) , diperoleh :

    = =

    =(+)

    ..(2.15)

    Ketika ukuran suatu populasi berada dibawah daya tampungnya,

    pertumbuhan populasi akan berjalan cepat menurut model logistik, akan tetapi

    ketika mendekati

    , pertumbuhan populasi akan menjadi lambat.

  • 13

    Untuk > 0 berlaku lim =

    , sehingga disimpulkan bahwa grafik

    dari (2.9) mempunyai asimtot mendatar =

    . Grafik solusi untuk kasus

    dapat dilihat pada Gambar.2.3

    Dapat dilihat bahwa kurva logistik adalah -shaped dan mempunyai titik

    infleksi ketika =

    2 . (dihasilkan dari

    2

    2= =0). [3]

    Sedangkan untuk

    < 0 , > 0 grafik solusinya adalah :

    () =

    1 +

    0

    1

    () =

    1 +

    0

    1

    0

    0

    ()

    Gambar.2.3

    Grafik pertumbuhan logistik yang Naik

    2

    () =

    1 +

    0

    1

    0

    ()

    Kasus

    < 0 , > 0

    Gambar.2.4

    Grafik pertumbuhan Logistik yang Menurun

  • 14

    Untuk < 0 didapatkan solusi yang tidak stabil, yaitu tidak mengarah pada

    titik kesetimbangan tertentu. Himpunan grafik solusinya adalah sebagai berikut :

    Dari (2.9) dapat diperoleh nilai dengan cara sebagai berikut :

    () =

    1+

    0

    1

    =

    1

    01

    =

    1

    01

    =

    ..(2.16)

    Persamaan (2.16) adalah nilai yang menunjukkan waktu ketika mencapai

    setengah dari batas populasi maksimum. [1]

    Gambar.2.5

    Solusi Model Pertumbuhan Logistik dengan < 0

    () =

    1 +

    0

    1

    ()

    Kasus < 0

  • 15

    Model pertumbuhan logistik memberikan pengertian akan jumlah populasi

    maksimum atau minimum sebagai titik jenuh pertumbuhannya.

    BAB III

    PENERAPAN MODEL VERHULTS

    PADA POPULASI PENDUDUK INDONESIA

    Salah satu persoalan paling penting di dunia adalah proyeksi populasi.

    Ukuran dan pertumbuhan populasi dalam suatu negara secara langsung

    mempengaruhi keadaan ekonomi, politik, budaya, pendidikan dan lingkungan dari

    negara tersebut dan menentukan eksplorasi dan kebutuhan sumber daya alam.

    Tidak ada yang ingin menunggu sampai sumber daya ini habis karena ledakan

    populasi.

    Dengan dibentuknya sebuah model matematika, proyeksi populasi tiap

    tahun dapat dilakukan berdasar data sensus penduduk yang sudah ada, sehingga

    tidak perlu melaksanakan sensus penduduk tiap tahun. Pemerintah dan sektor

    perusahaan selalu membutuhkan gambaran akurat tentang ukuran yang akan

    datang dari bermacam entitas seperti populasi, sumber daya, kebutuhan dan

    konsumsi untuk perencanaan kegiatan.

    Indonesia merupakan Negara kepulauan yang berdasarkan posisi garis

    lintang dan garis bujur berada diantara 60 LU 110 LS dan 950 BT 1410 BT.

    Secara geografis Indonesia terletak diantara dua samudera dan dua benua, yaitu

    Samudera Pasifik dan Samudera Hindia, serta Benua Asia dan Benua Australia.

    Topografi wilayah Indonesia sangat bervariasi, hal tersebut berpengaruh pada

    kehidupan masyarakatnya. Masyarakat Indonesia merupakan masyarakat yang

    majemuk, dimana Indonesia memiliki berbagai macam bahasa, agama, mata

    pencaharian, suku bangsa dan lain-lain.

    Indonesia juga merupakan Negara besar dengan jumlah penduduk yang

    banyak. Agar tidak terjadi ledakan populasi yang dapat menimbulkan bencana,

    maka diperlukan perencanaan untuk pengendalian jumlah populasi, salah satunya

    bisa dimulai dengan memprediksi pertumbuhan populasi pendudukIndonesia.

  • 16

    Studi literatur ini memusatkan pada aplikasi model logistik pertumbuhan

    populasi (model Verhults) untuk memprediksi pertumbuhan populasi Indonesia

    menggunakan data dari tahun 1987 sampai 2010.

    Data jumlah penduduk Indonesia dari tahun 1987 sampai dengan 2010

    berdasarkan katalog BPS (Badan Pusat Statistik) : 3101015. [4]

    Tabel.3.1 Jumlah penduduk Indonesia (ribu), 1987-2010

    Sumber : Badan Pusat Statistik

    Tahun Populasi Tahun Populasi

    1987 170653 1999 207437

    1988 173472 2000 205132

    1989 176336 2001 207995

    1990 179379 2002 210898

    1991 182940 2003 213841

    1992 186043 2004 216826

    1993 189136 2005 219852

    1994 192217 2006 222747

    1995 195283 2007 225642

    1996 198320 2008 228523

    1997 201353 2009 231370

    1998 204393 2010 237556

    Gambar.3.1

    Grafik jumlah populasi penduduk sebenarnya dari tahun 1987 sampai 2010

  • 17

    Berdasarkan pada populasi dari tahun 1987 sampai 2010 pada Tabel.3.1 ,

    misal = 0,1,2 mewakili masing-masing tahun 1987, 1988 dan 1989 . Maka

    0,1,2 berturut-turut adalah 170653, 173472 dan 176336.

    Substitusi 0,1 dan 2 kedalam persamaan (2.15) diperoleh :

    = lim =

    = 1(01202+12)

    1202

    =173472( 170653 173472 2 170653 176336 +(173472)( 176336)

    (173472)2( 170653 176336 )

    =1.446928564 1012

    267376

    = 5411587.293

    ini merupakan prediksi daya tampung (carring capacity) atau ukuran populasi

    penduduk maksimum yang dapat ditampung Indonesia.

    Dari persamaan (2.13), dengan mensubstitusi 0,1 dan 2 diperoleh :

    =0(21)

    2(10)

    =170653(176336173472)

    176336(173472170653)

    =488750192

    497091184

    = 0.9832220398

    = ln 0.9832220398

    = 0.016920304

    = 1.692030459%

    ini mengimplikasikan bahwa laju pertumbuhan populasi penduduk Indonesia

    diperkirakan 1.692030459% pertahun.

    Untuk memperoleh prediksi populasi, substitusi nilai 0, dan

    kedalam

    persamaan (2.9) sebagai berikut :

    =

    1+ 0

    1

    =5411587.293

    1+ 5411 587 .293

    170653 1 (0.9832220398 )

  • 18

    Tabel.3.2 Jumlah penduduk Indonesia (ribu), 1987-2010

    Populasi sebenarnya dan populasi prediksi berdasarkan model Verhults.

    Tahun Populasi

    Sebenarnya

    Prediksi

    Populasi Tahun

    Populasi

    Sebenarnya

    Prediksi

    Populasi

    1987 170653 170653 1999 207437 207598

    1988 173472 173472 2000 205132 211002

    1989 176336 176335 2001 207995 214460

    1990 179379 179245 2002 210898 217972

    1991 182940 182200 2003 213841 221539

    1992 186043 185203 2004 216826 225162

    1993 189136 188254 2005 219852 228842

    1994 192217 191352 2006 222747 232579

    1995 195283 194500 2007 225642 236375

    1996 198320 197698 2008 228523 240229

    1997 201353 200946 2009 231370 244144

    1998 204393 204246 2010 237556 248119

    Gambar.3.2

    Grafik jumlah populasi prediksi berdasarkan model Verhults

    Kurva logistik mempunyai titik infleksi ketika =

    2 . [3]

    2= 2705793.647

  • 19

    Dari persamaan (2.16) diperoleh nilai sebagai berikut :

    =

    1

    0

    1

    =

    5411 587.2932705793.647

    1

    5411 587.293

    1706531

    0.016920304

    =3.424622827

    0.016920304

    = 202.3972399

    202

    Jadi, populasi penduduk Indonesia diprediksikan menjadi 2705793.647 pada

    tahun 2202.

    BAB IV

    KESIMPULAN DAN SARAN

    4.1 Kesimpulan

    Dari kajian studi literatur yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan

    bahwa sebagai berikut :

    Model logistik pertumbuhan populasi (model Verhults) adalah :

    () =

    1+

    0

    1 (9)

    dimana :

    () : jumlah populasi pada saat

    : daya tampung / carrying capacity (ukuran populasi maksimum yang dapat

    ditampung oleh suatu lingkungan tertentu tanpa ada pertambahan atau penurunan

    ukuran populasi selama periode waktu yang relatif lama).

    : daya tumbuh suatu populasi (intrinsic growth rate) / perbedaan antara angka

    kelahiran dan kematian per kapita ( = angka kelahiran tahunan perkapita angka

  • 20

    kematian tahunan per kapita) / laju pertumbuhan populasi per kapita dan

    diasumsikan positif.

    Dengan model logistik pertumbuhan populasi (model Verhults)

    diprediksikan daya tampung untuk populasi Indonesia adalah 5411587.293 .

    Berdasarkan model ini, laju pertumbuhan populasi Indonesia adalah

    1.692030459% pertahun, dan populasi akan mencapai 2705793.647 pada tahun

    2202.

    4.2 Saran

    Dalam kajian studi literatur ini, penulis hanya membahas model logistik

    pertumbuhan populasi (model Verhults) untuk prediksi pertumbuhan populasi di

    Indonesia. Dari kajian studi literatur yang telah dilakukan, pembaca dapat

    memperhatikan kelebihan dan kekurangan dari model logistik pertumbuhan

    populasi (model Verhults), sehingga diharapkan bagi yang akan menyusun studi

    literatur mengenai pemodelan matematika khususnya model matematika untuk

    pertumbuhan populasi, modifikasi dari pertumbuhan logistik pertumbuhan

    populasi atau model pertumbuhan populasi lainnya dapat dijadikan sebagai bahan

    penulisan selanjutnya.