modul persamaan diferensial

59
MODUL PERSAMAAN DIFERENSIAL Persamaan Diferensial Orde Satu Diajukan untuk Tugas Mata Kuliah Persamaan Diferensial Disusun oleh : Debora Lusiana 1913150010 Program Studi Pendidikan Matematika Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Kristen Indonesia 2021-2022

Transcript of modul persamaan diferensial

MODUL PERSAMAAN DIFERENSIAL

Persamaan Diferensial Orde Satu

Diajukan untuk Tugas Mata Kuliah

Persamaan Diferensial

Disusun oleh :

Debora Lusiana 1913150010

Program Studi Pendidikan Matematika

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Kristen Indonesia

2021-2022

i

PRAKATA

Puji dan Syukur kita panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa,

karena berkat Tuhan kami penulis mendapatkan kekuatan, semangat,

pikiran yang kuat sehingga dapat menyelesaiakan penulisan modul

ini.

Modul ini berisikan kumpulan pembelajaran persamaan diferensial

orde satu. Dengan kehadiran modul ini, semoga dapat menjadi bahan

referensi bagi dosen, mahasiswa/i pendidikan matematika, ataupun

pihak pendidikan lainnya, pada tahun-tahun berikutnya.

Modul Ini sangat sederhana dan masih banyak kekurangan. Maka

dari itu, dengan segala kerendahan hati kami mengharapkan saran

dan kritik dari semua pihak, sehingga kami penulis dapat melakukan

perbaikan pada edisi berikutnya. Untuk itu, terima kasih setulus-

tulusnya penulis sampaikan kepada semua pihak yang telah

membantu, sehingga modul ini dapat di selesaikan.

Jakarta,11Januari 2022

(Debora Lusiana)

ii

DAFTAR ISI

PRAKATA ........................................................................................ i

DAFTAR ISI .................................................................................... ii

MODUL 1 ........................................................................................ 1

PERSAMAAN DIFERENSIAL UMUM ORDE 1 ........................ 1

1.1. Bentuk umum orde 1 ............................................................ 4

1.2. Variabel Terrpisah ............................................................. 13

1.3. Variabel yang dipisahkan ................................................... 21

1.4. Rangkuman ........................................................................ 28

1.5. Soal Diskusi Kelompok Mahasiswa .................................. 31

1.6. Latihan Mandiri Mahasiswa ............................................. 46

INDEKS ......................................................................................... 50

GLOSARIUM ................................................................................ 51

DAFTAR PUSTAKA .................................................................... 53

1

Capaian Kompetensi Uraian Materi

1. Mahasiswa/i dapat

memahami pengertian,

konsep, metode Persamaan

Diferensial Orde I.

2. Mahasiswai/i dapat

mengerjakan/menyelesaikan

persoalan yang berkaitan

dengan persamaan

diferensial orde I.

1. Menentukan faktor

integrasi terhadap

persamaan kategori linear.

2. Menentukan solusi general

persamaan diferensial

kategori linear.

3. Menentukan Persamaan

diferensial yang

variabelnya yang dapat

terpisahkan maupun

dipisahkan

4. P.D yang homogen

5. P.D yang tidak homogen

dengan transformasi

MODUL 1

PERSAMAAN DIFERENSIAL UMUM ORDE 1

2

Pendidikan matematika merupakan pendidikan yang

mendasari dasar dan teori – teori matematika, misalkan aljabar,

geometri statistika dan lainnya. Dalam pendidikan matematika ada

banyak mata kuliah yang dipelajari, sebut saja seperti yang akan

dibahas dalam modul ini yaitu persamaan diferensial. Persamaan

diferensial memiliki beberapa fungsi yang dapat digunakan dalam

pemodelan matematika di bidang teknik dan sains. Persamaan

diferensial biasanya mengkaji tentang pengertian persamaan

diferensial, jenis dan orde, kemudian persamaan diferensial orde

pertama beserta solusinya, persamaan orde kedua dan aplikasi

persamaann diferensial. Namun, pada makalah ini kita hanya

membahas persamaan diferesnsial orde satu.

Persamaan diferensial merupakan bagian dari persamaan

matematika yang berguna sebagai variabel pertama atau lebih,

kemudian saling berkaitakan dengan nilai dari fungsi dan juga

turunan dalam beragam jenis orde. Selain penting dalam matematika

persamaan diferensial juga memiliki peranan yang penting dalam

bidang rekayasa, ilmu ekonomi, fisika dan lainya.

Teori persamaan diferensial dapat dikatakan sudah

berkembang dan metode yang digunakan pun beragam variasi sesuai

dengan jenisnya yaitu merupakaan persamaan diferensial biasa yang

fungsinya tidak diketahui atau disebut variabel terikat dan fungsi

dari variabel bebas tunggal. Kemudian, ada juga diferensial parsial

PENDAHULUAN

3

merupakan persamaan yang mana fungsinya tidak diketahui atau

memiliki fungsi dari banyaknya variabel bebas yang melibatkan

turunan parsial. Namun, dalam makalah ini kami akan membahas

persamaan diferensial biasa orde satu. Selain itu juga, makalah ini

berisi contoh dan soal – soal yang dapat menjadi referensi bagi

penulis dan terutama bagi pembacanya.

1.2 Tujuan Kajian

Tujuan makalah ini dibuat yaitu sebagai bahan pengetahuan

untuk mengetahui pengertian dan metode menyelesaian persamaan

diferensial orde pertama (satu) dan juga bertujuan supaya makalah

ini dapat menjadi pengangan atau referensi penulis dan pembaca dan

lembaga lainnya.

1.3 Kegunaan Kajian

Dalam makalah persamaan diferensial ini diharapkan dapat

bermanfaat bagi semua, baik penulis maupun pembacanya. Bagi

penulis, makalah ini digunakan sebagai bahan ajar untuk

dipresentasikan dalam kelas dan juga untuk menambah referensi

mengenai bidang matematika. Bagi pembaca, makalah ini

diharapkan bermanfaat yang dapat menambah wawasan dan juga

sebagai literatur atau referensi untuk mempelajari lebih dalam

mengenai materi ini.

4

Pada awal materi, penulis akan menjelaskan terkait materi

persamaan diferensial baik secara umum hingga khusus yang

merujuk ke persamaan diferensial orde 1. Secara umum, adalah

persamaan yang memuat turunan, terdiri dari satu atau beberapa

variabel bebas dan beberapa pangkat dari variabel terikat. Persamaan

tersebut dipecah hingga terdapat beberapa bagian, yaitu persamaan

diferensial biasa dan persamaan diferensial linear. Suatu persamaan

dikatakan persamaan diferensial biasa, bila terdapat satu variabel

bebas saja (J. Lumbantoruan, 2019a). Kemudian, jika pangkat dari

variabel terikat tidak lebih dari satu, maka disebutkan persamaan

diferensial linear.

Pada dasarnya, klasifikasi persamaan diferensial ditinjau dari

ordenya. Orde merupakan nama lain dari tingkat, sedangkan derajat

adalah pangkat (J. Lumbantoruan, 2019c). Berikut bentuk umum

dari persamaan diferensial biasa (Nababan, 2021),

Kegiatan Pembelajaran I

1.1 Bentuk umum orde I

MODUL 1

PERSAMAAN DIFERENSIAL ORDE 1

𝐹 (π‘₯, 𝑦,𝑑𝑦

𝑑π‘₯,𝑑2𝑦

𝑑π‘₯2,𝑑3𝑦

𝑑π‘₯3, … ,

𝑑𝑛𝑦

𝑑π‘₯𝑛) = 0

5

Dikatakan 𝐹 merupakan suatu fungsi rill yang diberikan dan 𝑑𝑛𝑦

𝑑π‘₯𝑛

sebagai turunan ke 𝑛 dari variabel 𝑦 terhadap variabel π‘₯.

Selanjuntnya, ada bentuk umum dari persamaan diferensial linear

dan tidak linear.

(J. Lumbantoruan, 2019b), persamaan yang di atas adalah

gambaran dari persamaaan diferensial linear, yang di mana

π‘Ž0, π‘Ž1, … , π‘Žπ‘› dan 𝐹 adalah fungsi-fungsi yang diberikan dan

diperoleh dari variabel π‘₯ saja. Dengan syarat, π‘Ž0 (π‘₯) β‰  0.

(BAB IV PERSAMAAN DIFERENSIAL LINIER, 2013), adapun

beberapa contoh bentuk dari persamaan diferensial linear yaitu :

π‘₯𝑑3𝑦

𝑑π‘₯3 + 2𝑑𝑦

𝑑π‘₯βˆ’ 4π‘₯𝑦 = 0

π‘Žπ‘‘5𝑏

π‘‘π‘Ž5 + 6𝑑2𝑏

π‘‘π‘Ž2 βˆ’ 2π‘Žπ‘ = 4

π‘šπ‘‘8𝑛

π‘‘π‘š8 βˆ’ 10𝑑4𝑛

π‘‘π‘š4 = sin 3π‘₯

Selain itu, ada juga beberapa contoh bentuk persamaan diferensial

yang bukan linear yaitu (J. Lumbantoruan, 2015) :

π‘₯𝑑3𝑦

𝑑π‘₯3 + 2 (𝑑𝑦

𝑑π‘₯)

2

βˆ’ 4π‘₯𝑦 = 0

π‘Ž (𝑑5𝑏

π‘‘π‘Ž5)3

+ 6𝑑2𝑏

π‘‘π‘Ž2 βˆ’ 2π‘Žπ‘ = 4

π‘Ž0(π‘₯)𝑦𝑛 + π‘Ž1(π‘₯)π‘¦π‘›βˆ’1 + β‹― + π‘Žπ‘›(π‘₯)𝑦 = 𝐹(π‘₯)

6

π‘šπ‘‘8𝑛

π‘‘π‘š8βˆ’ 10 (

𝑑4𝑛

π‘‘π‘š4)

6

= sin 3π‘₯

Berikut beberapa contoh persamaan berorde 1, 2, dan 3:

𝑑𝑦

𝑑π‘₯+ 8π‘₯ βˆ’ 3 = 0 orde 1

𝑑2𝑦

𝑑π‘₯2+ 6π‘₯ + 8 = 0 orde 2

𝑑3𝑦

𝑑π‘₯3 + 4𝑦 βˆ’ 2 = 0 orde 3

2𝑑3π‘₯

𝑑𝑦3 + 4𝑑2π‘₯

𝑑𝑦2 βˆ’π‘‘π‘₯

𝑑𝑦= 2π‘₯ + 3 Persamaan Diferensial Orde 1, 2, dan 3

(Saputro, 2020), setelah Anda memahami pernyataan

sebelumnya, secara tidak langsung pasti sudah tergambarkan seperti

apa persamaan diferensial orde satu yang akan dikupas lebih dalam

lagi. Persamaan diferensial orde pertama merupakan persamaan

yang mudah dipahami, karena hanya melibatkan turunan pertama

pada fungsi tertentu dan biasanya lebih cepat mencari solusinya dan

tidak melibatkan orde lain (Male & Lumbantoruan, 2021).

Bentuk Umum persamaan diferensial orde satu:

𝑑𝑦

𝑑π‘₯= 𝑓(π‘₯, 𝑦)

Keterangan,

𝑑𝑦

𝑑π‘₯ = Turunan pertama

7

𝑓(π‘₯, 𝑦) = fungsi yang melibatkan π‘₯, 𝑦

Contoh 1

Carilah penyelesaian dari persamaan diferensial berikut!

𝑑𝑏

π‘‘π‘Ž= π‘Ž2 + 2π‘Ž + 1

Pembahasan

Integralkan pada variabel x

βˆ«π‘‘π‘

π‘‘π‘Žπ‘‘π‘Ž = ∫ π‘Ž2 + 2π‘Ž + 1 π‘‘π‘Ž

𝑏 =1

3π‘Ž3 + π‘Ž2 + π‘Ž + 𝑐

∎

Contoh 2

Carilah nilai fungsi yang telah diberikan!

𝑓(π‘₯) = 2 cos π‘₯ + 10

Pembahasan

𝑑𝑦

𝑑π‘₯= βˆ’2 sin π‘₯

∎

Berikut persamaan yang dapat diperoleh:

8

𝑑𝑏

π‘‘π‘Ž+ 𝑃(π‘Ž)𝑏 = 𝑄(π‘Ž)

Keterangan:

𝑃(π‘Ž)𝑏 = 𝑄(π‘Ž) merupakan fungsi linear.

(J. Lumbantoruan, 2020), dari bentuk persamaan yang ada, dapat

diselesaikan melalui beberapa langkah, sebagai berikut :

1. Jika pada soal tidak sesuai dengan bentuk umum, maka

sesuaikanlah,

2. Buatlah ke dalam bentuk integrasi π‘’βˆ« 𝑃(π‘Ž)𝑑π‘₯

3. Kalikan kedua ruas dengan hasil faktor integrasi,

4. Selesaikan ke bentuk 𝑏 = β‹―

Materi prasyarat(J. Lumbantoruan, 2021a):

1. Perkalian turunan = 𝑒 Γ— 𝑣′ + 𝑒′ Γ— 𝑣

2. Integral tak tentu

Contoh 3

Tentukanlah nilai dari persamaan diferensial berikut!

𝑑𝑦

𝑑π‘₯+

2

π‘₯𝑦 =

sin 3π‘₯

π‘₯2

Pembahasan

𝑑𝑦

𝑑π‘₯+

2

π‘₯𝑦 =

sin 3π‘₯

π‘₯2 Langkah 1 telah sesuai

9

π‘’βˆ«(2

π‘₯)𝑑π‘₯ = 𝑒2 ln|π‘₯|+𝑐 Langkah 2 telah sesuai

= 𝑒ln|π‘₯|2+𝑐 = 𝑒ln π‘₯2+𝑐 = π‘₯2

(𝑑𝑦

𝑑π‘₯+

2

π‘₯𝑦 =

sin 3π‘₯

π‘₯2) Γ— π‘₯2 Langkah 3 telah sesuai

π‘₯2𝑑𝑦

𝑑π‘₯+ 2π‘₯𝑦 = sin 3π‘₯

Perhatikan pernyataan di atas seperti pola perkalian turunan, Anda

dapat mengikuti pola tersebut.

𝑑

𝑑π‘₯(𝑒 Γ— 𝑣) = 𝑒 Γ— 𝑣′ + 𝑒′ Γ— 𝑣

𝑑

𝑑π‘₯(π‘₯2 Γ— 𝑦) = sin 3π‘₯

βˆ«π‘‘π‘¦

𝑑π‘₯(π‘₯2 Γ— 𝑦)𝑑π‘₯ = ∫ sin 3π‘₯ 𝑑π‘₯

π‘₯2 Γ— 𝑦 =βˆ’ cos 3π‘₯

3+ 𝑐

(π‘₯2 Γ— 𝑦 =βˆ’ cos 3π‘₯

3+ 𝑐) Γ—

1

π‘₯2

𝑦 = βˆ’cos 3π‘₯

3π‘₯2+

𝑐

π‘₯2

𝑦 = (βˆ’1

3cos 3π‘₯ + 𝑐) π‘₯βˆ’2 Langkah 4 telah sesuai.

∎

10

Contoh 4

π‘šπ‘‘π‘›

π‘‘π‘š+ (1 + π‘š)𝑛 = π‘’βˆ’π‘š; 𝑛 = 0 bilamana π‘š = 1

Pembahasan

Langkah pertama, terlebih dahulu Anda sesuaikan bentuk soal

dengan bentuk umum persamaan diferensial orde satu.

(π‘šπ‘‘π‘›

π‘‘π‘š+ (1 + π‘š)𝑛 = π‘’βˆ’π‘š) Γ—

1

π‘š

𝑑𝑛

π‘‘π‘š+

(1+π‘š)

π‘šπ‘› =

π‘’βˆ’π‘š

π‘š Langkah 1 telah sesuai

π‘’βˆ«(1+π‘š

π‘š)π‘‘π‘š = π‘’βˆ«(

1

π‘š+1)π‘‘π‘š

Langkah 2 telah sesuai

(𝑑𝑛

π‘‘π‘š+

(1 + π‘š)

π‘šπ‘› =

π‘’βˆ’π‘š

π‘š) Γ— (π‘šπ‘’π‘š)

π‘šπ‘’π‘š 𝑑𝑛

π‘‘π‘š+ π‘’π‘š(1 + π‘š)𝑛 = π‘’βˆ’π‘š Langkah 3 telah sesuai

Kedua ruas dikali 1

π‘šπ‘’π‘š

Catatan

𝑒ln π‘Ž = π‘Ž

𝑒ln π‘₯ = π‘₯

Jadi, 𝑒ln|π‘₯|+π‘₯ = 𝑒ln|π‘₯| Γ— 𝑒π‘₯ = π‘₯𝑒π‘₯

11

𝑛 =βˆ’π‘’βˆ’π‘š

π‘šπ‘’π‘š+

𝑐

π‘šπ‘’π‘š

𝑛 = βˆ’1

π‘šπ‘’2π‘š+

𝑐

π‘šπ‘’π‘š

Substitusikan pada 𝑛 = 0 bilamana π‘š = 1

0 = βˆ’1

𝑒2+

𝑐

𝑒

1

𝑒2 =𝑐

𝑒 β†’ 𝑐 =

1

𝑒

Jadi, Anda dapat memasukkan nilai c pada persamaan yang telah

didapatkan sebelumnya.

𝑛 = βˆ’1

π‘šπ‘’2π‘š+

1𝑒

π‘šπ‘’π‘š

∎

Contoh 5

sin(𝑖)𝑑𝑗

𝑑𝑖+ 𝑗 π‘π‘œπ‘  (𝑖) = sin(𝑖)

Tentukan solusi umum dari persamaan linear diferensial di atas!

Pembahasan

sin(𝑖)𝑑𝑗

𝑑𝑖+ 𝑗 cos(𝑖) = sin(𝑖) kedua ruas dibagi 𝑠𝑖𝑛(𝑖)

𝑑𝑗

𝑑𝑖+ 𝑗 cot(𝑖) = 1 Langkah 1 telah sesuai

12

𝑣(𝑖) = π‘’βˆ« cot(𝑖)𝑑𝑖 Langkah 2 telah sesuai

= 𝑒ln|sin 𝑖| = sin 𝑖

𝑑𝑗

𝑑𝑖+ 𝑗 cot(𝑖) = 1

sin(𝑖)𝑑𝑗

𝑑𝑖+ 𝑗 cos(𝑖) = sin(𝑖) Langkah 3 telah sesuai

Perhatikan pernyataan di atas seperti pola perkalian turunan, Anda

dapat mengikuti pola tersebut.

𝑑

𝑑𝑖(𝑒 Γ— 𝑣) = 𝑒 Γ— 𝑣′ + 𝑒′ Γ— 𝑣

βˆ«π‘‘

𝑑𝑖 (sin 𝑖 . 𝑗)𝑑𝑖 = ∫ sin(𝑖) 𝑑𝑖

sin 𝑖 . 𝑗 = βˆ’ cos(𝑖) + 𝐢

𝑗 = βˆ’π‘π‘‘π‘” (𝑖) + 𝐢 . π‘π‘œπ‘ π‘’π‘ (𝑖) Langkah 4 telah sesuai

∎

13

Persamaan diferensial variable terpisah adalah β€œpersamaan yang

melibatkan turunan, pada suatu fungsi tertentu”(J. Lumbantoruan,

2021b).

Bentuk umum(Umami, n.d.),

𝑀(π‘₯, 𝑦)𝑑π‘₯ + 𝑁(π‘₯, 𝑦)𝑑𝑦 = 0

Bentuk persamaan diferensial 𝑓(π‘₯)𝑑π‘₯ + 𝑔(𝑦)𝑑𝑦 = 0

Solusi nya kedua ruas kita integralkan

∫ 𝑓(π‘₯)𝑑π‘₯ + ∫ 𝑔(𝑦)𝑑𝑦 = 𝑐

Dalam persamaan yang memiliki bentuk 𝑀 𝑑π‘₯ + 𝑁 𝑑𝑦 = 0 akan

selalu memiliki konsep M fungsi adalah x saja dan N adalah variable

fungsi y(J. Lumbantoruan et al., 2021). Maka

πœ•π‘€

πœ•π‘¦+

πœ•π‘

πœ•π‘₯= 0

Hal ini bentuk paling sederhana dari persamaan diferensial yang

disebut dengan eksa (variable terpisah) (Ibrahim Boiliu et al., 2021).

∫ 𝑀 𝑑π‘₯ ∫ 𝑁𝑑𝑦 = 𝐢

Kegiatan Pembelajaran II

1.2 Variabel Terpisah

14

Contoh 1 :

𝑦′ =𝑦

π‘˜

𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

𝑦

π‘₯π‘Žπ‘‘π‘Žπ‘’

𝑑𝑦

π‘¦βˆ’

𝑑π‘₯

π‘₯= 0

Pembahasan

βˆ«π‘‘π‘¦

π‘¦βˆ’ ∫

𝑑π‘₯

π‘₯= 0 π‘‘π‘Žπ‘› ln 𝑦 βˆ’ ln π‘₯ = 𝑐1

ln𝑑𝑦

𝑦= 𝑐1,

𝑦

π‘₯= 2𝑐1 = 𝑐 π‘‘π‘Žπ‘› 𝑦 = 𝑐π‘₯

∎

Contoh 2 :

𝑑𝑦

𝑑π‘₯+

1 + 𝑦3

π‘₯𝑦2(1 + π‘₯2)= 0

Pembahasan

𝑦2𝑑𝑦

1 + 𝑦3+

1

π‘₯(1 + π‘₯2)𝑑π‘₯ = 0

Variabel-variabel nya terpisah maka

𝑦2𝑑𝑦

1 + 𝑦3+

𝑑π‘₯

π‘₯βˆ’

π‘₯𝑑π‘₯

1 + π‘₯2

15

1

3𝑙𝑛|1 + 𝑦3||+𝑙𝑛||π‘₯| βˆ’

1

2ln(1 + 𝑦2) = 𝑐1

2 ln|1 + 𝑦3| + 6 ln|π‘₯| βˆ’ 3 ln(1 + π‘₯2) = 6𝑐1 = 𝑐2

lnπ‘₯6(1 + 𝑦3)2

(1 + 𝑦2)3= 𝑒𝑐2 = 𝐢

∎

Contoh 3 : (π‘₯ + 1)𝑑π‘₯(𝑦2 βˆ’ 3)𝑑𝑦 = 0

Maka solusi nya kita integral kan saja terhadap variabelnya masing-

masing menjadi

∫(π‘₯ + 1)𝑑π‘₯ + ∫ 𝑦2 βˆ’ 3𝑑𝑦 = 0

Pembahasan

1

2π‘₯2 + π‘₯ +

1

3𝑦3 βˆ’ 3𝑦 = 𝑐

Bentuk persamaan diferensial nya (Manalu, 2019):

𝑓1(π‘₯)𝑔1(𝑦)𝑑π‘₯ + 𝑓2(π‘₯)𝑔2(𝑦)𝑑𝑦 = 0

𝑀(π‘₯, 𝑦)𝑑π‘₯ + 𝑁(π‘₯, 𝑦)𝑑𝑦 = 0

𝑓1(π‘₯)𝑔1(𝑦) 𝑓2(π‘₯)𝑔2(𝑦)𝑑𝑦 = 0

𝑔1(𝑦)𝑓2(π‘₯)

16

Direduksi dengan mengalikan 𝐼

𝑔1(𝑦)𝑓2(π‘₯) persamaan diferensial

menjadi

𝑓1(π‘₯)

𝑓2(π‘₯)𝑑π‘₯ +

𝑔2(𝑦)

𝑔1(𝑦)𝑑𝑦 = 0

Karena telah menjadi variabel terpisah, maka persamaan diferensial

variable terpisah nya menjadi (J. H. Lumbantoruan, 2017).

βˆ«π‘“1(π‘₯)

𝑓2(π‘₯)𝑑π‘₯ + ∫

𝑔2(𝑦)

𝑔1(𝑦)𝑑𝑦 = 𝑐

𝑑𝑦

𝑑π‘₯= π‘‘π‘’π‘Ÿπ‘’π‘›π‘Žπ‘› π‘π‘’π‘Ÿπ‘‘π‘Žπ‘šπ‘Ž π‘‘π‘’π‘Ÿβ„Žπ‘Žπ‘‘π‘Žπ‘ π‘£π‘Žπ‘Ÿπ‘–π‘Žπ‘π‘’π‘™ π‘₯

𝑑𝑠

𝑑𝑑= π‘‘π‘’π‘Ÿπ‘’π‘›π‘Žπ‘› π‘π‘’π‘Ÿπ‘‘π‘Žπ‘šπ‘Ž π‘‘π‘’π‘Ÿβ„Žπ‘Žπ‘‘π‘Žπ‘ π‘£π‘Žπ‘Ÿπ‘–π‘Žπ‘π‘’π‘™ 𝑑

Contoh 4

𝑑𝑦

𝑑π‘₯= π‘₯2

Pembahasan

𝑑𝑦

𝑑π‘₯= π‘₯2

∫ 𝑑𝑦 = ∫ π‘₯2 𝑑π‘₯

𝑦 =1

3π‘₯3 + 𝑐

Γ— (𝑑π‘₯)

17

∎

(J. Lumbantoruan et al., 2020), persamaan diferensial dengan

variable nya dapat di pisahkan, jika pemisahan nya ini bisa

dilakukan.

Maka kita dapat tulis

𝑓(𝑦)𝑑𝑦 + 𝑔(π‘₯)𝑑π‘₯ = 0

Kemudian jika kita integrasi, kita mendapatkan solusi satu tetapan

sembarang K/C menjadi

∫ 𝑓(𝑦)𝑑𝑦 + ∫ 𝑔(π‘₯)𝑑π‘₯) = 𝐾

Contoh 5

𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

1

π‘₯𝑦

Pembahasan

ydy =dy

x

∫ 𝑦𝑑𝑦 βˆ’ βˆ«π‘‘π‘₯

π‘₯= π‘˜

𝑦2

2βˆ’ ln π‘₯ = π‘˜

18

Contoh 6

Apakah persamaan 𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

π‘₯2

2βˆ’π‘¦2 merupakan persamaan diferensial

yang dapat di pisahkan ?

𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

π‘₯2

2 βˆ’ 𝑦2

Pembahasan

= (2 βˆ’ 𝑦2)𝑑𝑦 = (π‘₯2)𝑑π‘₯

Perlu Anda pahami, bahwa persamaan yang

berekspresi 𝑦 = 𝑓(π‘₯) disebut persamaan fungsi eksplisit.

contohnya 𝑦 = 3π‘₯Β² + 5π‘₯ βˆ’ 7; 𝑦 = π‘₯Β² + 𝑠𝑖𝑛 π‘₯

Kemudian, tidak semua fungsi dapat dituliskan dalam ekspresi

eksplisit. Contohnya seperti berikut ini:

π‘π‘œπ‘ (π‘₯ + 𝑦) + √(π‘₯𝑦²) βˆ’ 5π‘₯ = 0;

𝑦 + π‘π‘œπ‘ (π‘₯𝑦²) + 3π‘₯Β² = 5𝑦² βˆ’ 6

1. π‘₯𝑦′ + 𝑦2 + π‘₯2 + 1 = 0 π‘Žπ‘‘π‘Žπ‘’ π‘₯𝑑𝑦

𝑑π‘₯+ 𝑦2 + π‘₯2 + 1 = 0

Persamaan diferensial Orde satu Implisit

2. 𝑦" βˆ’ 2𝑦 + 𝑒π‘₯ = 0 π‘Žπ‘‘π‘Žπ‘’π‘‘2𝑦

𝑑π‘₯2βˆ’ 2𝑦 + 𝑒π‘₯ = 0

19

Bukan Persamaan diferensial orde I, tetapi Persamaan diferensial

Orde II bentuk implisit

3. 𝑦′ = 2𝑦 + 𝑒π‘₯

Persamaan diferensial orde satu bentuk eksplit 𝑓(π‘₯, 𝑦) = 2𝑦 + 𝑒π‘₯

Secara umum, fungsi f(x,y) = c, di mana c adalah anggota bilangan

real yang dikatakan sebagai persamaan fungsi implisit. Turunan

fungsi implisit dapat memuat fungsi-fungsi implisit tanpa harus

mengubah bentuk fungsi implisit menjadi fungsi eksplisit.

Menurunkan fungsi implisit terhadap x dapat dilakukan dengan cara:

1. Turunkan kedua ruas (ruas kanan dan ruas kiri) terhadap x;

2. Menggunakan aturan rantai;

3. Tentukan 𝑑𝑦

𝑑π‘₯.

Contoh 7 :(𝑑 + 1)𝑑𝑑 βˆ’1

𝑦2 𝑑𝑦 = 0

Tentukan solusi persamaan diferensial yang dapat dipisahkan pada

bentuk di atas!

Pembahasan

(𝑑 + 1)𝑑𝑑 βˆ’1

𝑦2 𝑑𝑦 = 0

∫(𝑑 + 1)𝑑𝑑 = ∫1

𝑦2𝑑𝑦

+(1

𝑦2𝑑𝑦)

Γ— (βˆ’1)

20

1

2𝑑2 + 𝑑 + 𝑐 = ∫ π‘¦βˆ’2𝑑𝑦

1

2𝑑2 + 𝑑 + 𝑐 = βˆ’π‘¦βˆ’1 + 𝑐

1

2𝑑2 + 𝑑 + 𝑐 = βˆ’π‘¦βˆ’1

(βˆ’1

2𝑑2 βˆ’ 𝑑 βˆ’ 𝑐)βˆ’1 = (π‘¦βˆ’1)βˆ’1

(βˆ’1

2𝑑2 βˆ’ 𝑑 βˆ’ 𝑐)βˆ’1 = 𝑦′

Contoh 5 :

(𝑦 βˆ’ 𝑦2)𝑑𝑦

𝑑π‘₯βˆ’ π‘₯2 =

(𝑦 βˆ’ 𝑦2)𝑑𝑦

𝑑π‘₯= π‘₯2

∫(𝑦 βˆ’ 𝑦2). 𝑑𝑦 = ∫ π‘₯2𝑑π‘₯

1

2𝑦2 βˆ’

1

3𝑦3 + 𝑐 =

1

3π‘₯3 + 𝑐

1

2𝑦2 βˆ’

1

3𝑦3 =

1

3π‘₯3 + 𝑐

∎

+π‘₯2

Γ— (𝑑π‘₯)

21

Persamaan diferensial 𝑦′ =𝑦+π‘₯

π‘₯ merupakan PD yang tidak dapat

dipisahkan(Husnah, n.d.).

Bukti :

𝑦′ =𝑦+π‘₯

π‘₯=

𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

𝑦+π‘₯

π‘₯ (kemudian dipindah ruaskan namun kita bisa

melihat bahwa tidak bisa terpisah)

=𝑑𝑦

𝑦 + π‘₯=

𝑑π‘₯

π‘₯ β†’ 𝑃𝐷 π‘‘π‘–π‘‘π‘Žπ‘˜ π‘‘π‘Žπ‘π‘Žπ‘‘ π‘‘π‘–π‘π‘–π‘ π‘Žβ„Žπ‘˜π‘Žπ‘›

∎

Dalam fungsi suatu persamaan diferensial yang memiliki bentuk

𝑑𝑦

𝑑π‘₯= 𝑓(π‘₯, 𝑦) dapat disebut homogen jika :

𝑓(πœ†π‘₯ πœ†π‘¦) = πœ†π‘›, 𝑓 (π‘₯, 𝑦).

Persamaan 𝑀 (π‘Ž, 𝑏)π‘‘π‘Ž + 𝑁 (π‘Ž, 𝑏)𝑑𝑏 = 0 disebut homogen jika

𝑀(π‘Ž, 𝑏) dan 𝑁(π‘Ž, 𝑏) homogen dengan derajat sama. Persamaan

homogen dilakukan menggunakan transformasi atau subtitusi

(Annisa Yanti Efendi, n.d.):

𝑏 = π‘£π‘Ž

Kegiatan Pembelajaran III

1.3 Variabel yang dipisahkan

22

𝑣 =𝑏

π‘Ž

𝑑𝑏 = 𝑣 π‘‘π‘Ž + π‘Ž 𝑑𝑣.

𝑑𝑣 =𝑏 π‘‘π‘Ž βˆ’ π‘Ž 𝑑𝑏

π‘Ž2

Dengan transformasi maka diperoleh suatu persamaan diferensial

dalam π‘Ž dan 𝑏 dengan variabel terpisah. Kemudian apabila substitusi

dari persamaan homogen diubah menjadi bentuk variabel yang

terpisah π‘Ž dan 𝑣. Sehingga diperoleh :

Contoh :

1. π‘₯ 𝑑𝑦 + 𝑦 𝑑π‘₯ = 0

Misal :

𝑀π‘₯ = π‘₯, 𝑀′π‘₯ = 1

𝑁𝑦 = 𝑦, 𝑁′𝑦 = 1

𝑀′π‘₯ βˆ’ 𝑁′𝑦 = 1 βˆ’ 1 = 0

π‘₯ 𝑑𝑦 + 𝑦 𝑑π‘₯ = 0

βˆ«π‘‘π‘¦

𝑦+ ∫

𝑑π‘₯

π‘₯= ∫ 0

ln 𝑦 + ln π‘₯ = ln 𝑐

23

𝑦π‘₯ = 𝐢

∎

2. Selesaikanlah 𝑏′ =π‘Ž2+𝑏2

π‘Žπ‘

Pembahasan

𝑏′ =π‘Ž2 + 𝑏2

π‘Žπ‘

𝑑𝑏

π‘‘π‘Ž=

π‘Ž2 + 𝑏2

π‘Žπ‘

π‘Žπ‘π‘‘π‘ = (π‘Ž2 + 𝑏2) π‘‘π‘Ž

π‘€π‘Ž = π‘Žπ‘

π‘€β€²π‘Ž = 𝑏

𝑁𝑏 = (π‘Ž2 + 𝑏2)

𝑁′𝑏 = 2𝑏

𝑀′ βˆ’ 𝑁′ = 𝑏 βˆ’ 2𝑏 = βˆ’π‘ β‰  0

𝑏 = π‘£π‘Ž

π‘Ž =𝑣

𝑏

π‘‘π‘Ž =𝑣𝑑𝑏 βˆ’ 𝑏𝑑𝑣

𝑏2

24

𝑏′ =π‘Ž2 + 𝑏2

π‘Žπ‘

𝑏′ =π‘Ž

𝑏+

𝑏

π‘Ž

𝑑𝑏

π‘‘π‘Ž=

1

𝑣+ 𝑣

𝑑𝑏 = (1

𝑣+ 𝑣) π‘‘π‘Ž

𝑑𝑏 = (1

𝑣+ 𝑣) (

𝑣𝑑𝑏 βˆ’ 𝑏𝑑𝑣

𝑏2)

𝑣𝑑𝑣 βˆ’π‘‘π‘Ž

π‘Ž=, 0

1

2𝑣2 βˆ’ ln|π‘Ž| = 𝑐1

𝑏2 = π‘Ž2 ln π‘Ž2 + π‘π‘Ž2 untuk 𝑏 β‰  0 dan π‘Ž β‰  0

∎

3. Tentukan apakah persamaan diferensial ini homogen atau tidak

𝑦′ =𝑦2

π‘₯

Pembahasan

Kita bisa langsung melihat bahwa persamaan dibawah ini adalah

persamaan tidak homogen karena kita dapat membuktikannya

langsung.

Bukti :

25

𝑓(𝑑π‘₯, 𝑑𝑦) =(𝑑𝑦)2

𝑑π‘₯=

𝑑2𝑦2

𝑑π‘₯= 𝑑

𝑦2

π‘₯β‰  𝑓(π‘₯, 𝑦)

∎

4. (π‘₯2 + 𝑦2)𝑑π‘₯ + π‘₯𝑦 𝑑𝑦 = 0

Pembahasan

Substitusikan

𝑦 = 𝑣π‘₯ dan 𝑑𝑦 = 𝑣 𝑑π‘₯ + π‘₯ 𝑑𝑣

Maka :

(π‘₯2 + 𝑦2)𝑑π‘₯ + π‘₯𝑦 𝑑𝑦 = 0

(π‘₯2 + (𝑣π‘₯)2)𝑑π‘₯ + π‘₯(𝑣π‘₯) (𝑣 𝑑π‘₯ + π‘₯ 𝑑𝑣) = 0

(π‘₯2 + 2π‘₯2𝑣2)𝑑π‘₯ + π‘₯3𝑣𝑑𝑣 = 0

π‘₯2(1 + 2𝑣2)𝑑π‘₯ + π‘₯3𝑣𝑑𝑣 = 0 Persamaan diferensial V. Terpisah

𝑑π‘₯

π‘₯+

𝑣𝑑𝑣

(1 + 2𝑣2)= 0

βˆ«π‘‘π‘₯

π‘₯+ ∫

𝑣𝑑𝑣

(1 + 2𝑣2)= 0

ln π‘₯ +1

4ln(1 + 2𝑣2) = 𝑐

ln π‘₯ +1

4ln (1 + 2

𝑦2

π‘₯2) = 𝑐

26

∎

5. Apakah persamaan diferensial 𝑦′ =𝑦+π‘₯

π‘₯ merupakan persamaan

diferensial homogen ?

Pembahasan

𝑦′ =𝑦 + π‘₯

π‘₯β†’ 𝑓(π‘₯, 𝑦) =

𝑦 + π‘₯

π‘₯

𝑓(πœ†π‘₯, πœ†π‘¦) =πœ†π‘¦ + πœ†π‘₯

πœ†π‘₯

𝑓(πœ†π‘₯, πœ†π‘¦) =πœ†(𝑦 + π‘₯)

πœ†π‘₯=

(𝑦 + π‘₯)

π‘₯= 𝑓(π‘₯, 𝑦)

∎

Maka persamaan diferensial 𝑦′ =𝑦+π‘₯

π‘₯ merupakan persamaan

homogeny.

6. Apakah persamaan diferensial 𝑦′ =π‘₯3+3𝑦

π‘₯𝑦 merupakan persamaan

diferensial homogen :

Pembahasan

𝑓(π‘₯, 𝑦) =π‘₯3+3𝑦

π‘₯𝑦

𝑓(πœ†π‘₯, πœ†π‘¦) =(πœ†π‘₯)3 + 3(πœ†π‘¦)

(πœ†π‘₯)(πœ†π‘¦)

27

𝑓(πœ†π‘₯, πœ†π‘¦) =πœ†3π‘₯3 + 3πœ†π‘¦

πœ†2π‘₯𝑦

=πœ†(πœ†2π‘₯3 + 3𝑦)

𝑑2π‘₯𝑦=

πœ†2π‘₯2 + 3𝑦

πœ†π‘₯𝑦≠ 𝑓(π‘₯, 𝑦)

∎

Maka persamaan diferensial 𝑦′ =π‘₯3+3𝑦

π‘₯𝑦 merupakan bukan

persamaan diferensial homogen

28

Persamaan diferensial merupakan persamaan matematika

yang berfungsi untuk satu variabel atau lebih, yang menghubungkan

nilai fungsi itu sendiri dan turunan dalam berbagai orde. Persamaan

diferensial dapat digolongkan menjadi beberapa bagian, yaitu

persamaan diferensial biasa dan linear.

Suatu persamaan dikatakan persamaan diferensial biasa, bila

terdapat satu variabel bebas saja. Kemudian, jika pangkat dari

variabel terikat tidak lebih dari satu, maka disebutkan persamaan

diferensial linear. Persamaan diferensil orde satu, hanya melibatkan

turunan pertama pada fungsi tertentu dan biasanya lebih cepat

mencari solusinya dan tidak melibatkan orde lain.

Bentuk umum dari berikut persamaan yang dapat diperoleh:

𝑑𝑏

π‘‘π‘Ž+ 𝑃(π‘Ž)𝑏 = 𝑄(π‘Ž)

Keterangan:

𝑃(π‘Ž)𝑏 = 𝑄(π‘Ž) merupakan fungsi linear.

Dari bentuk persamaan yang ada, dapat diselesaikan melalui

beberapa langkah, sesuai yang telah dijelaskan pada materi subbab

satu. Adapun materi prasyaratnya, yaitu perkalian turunan = 𝑒 Γ—

𝑣′ + 𝑒′ Γ— 𝑣 dan Integral tak tentu.

Kegiatan Pembelajaran IV

1.4 Rangkuman

29

Persamaan Diferensial Parsial adalah persamaan yang

memiliki lebih dari satu variabel terikat. Persamaan Diferensial Orde

satu hanya dapat melibatkan turunan pertama atau bisa dikatakan

suatu fungsi yang memuat satu variabel bebas (π‘₯) dan satu variabel

yang tak bebas (𝑦) beserta turunan pertamanya (𝑦′) yang dapat

dikaitkan secara eksplisit ataupun implisit.

Solusi umum Persamaan Diferensial itu adalah fungsi yang

memuat konstanta atau sering dikatakan sebagai variabel C dan

memenuhi Persamaan Diferensial. Solusi khusus dapat diperoleh

dari solusi yang diperoleh dari solusi umum dengan mengambil nilai

C suatu bilangan tertentu atau solusi yang memenuhi syarat yang

diberikan. Persamaan Diferensial yang memiliki solusi umumnya

diberikan oleh fungsi 𝑔(π‘₯, 𝑦, 𝐢) = 0 dapat ditentukan dengan

mengeliminasi 𝐢 dari kedua persaman:

{𝑔(π‘₯, 𝑦, 𝐢) = 0

𝑑

𝑑π‘₯𝑔(π‘₯, 𝑦, 𝐢) = 0

Metode Integral Langsung dapat digunakan jika persamaan

diferensial dapat dinyatakan dalam bentuk 𝑑𝑦

𝑑π‘₯= 𝑓(π‘₯) artinya bentuk

persamaannya dapat diintegralkan secara langsung dan dapat

diperoleh menjadi ∫ 𝑑𝑦 = ∫ 𝑓(π‘₯)𝑑π‘₯ β†’ 𝑦 = 𝐹(π‘₯) + 𝐢. Metode

Pemisahan Variabel dapat digunakan jika persamaan diferensial

mempunyai dua variabel dan dapat dipisahkan pada ruas yang

berbeda dan dapat ditulis dalam bentuk:

30

𝑑𝑦

𝑑π‘₯= 𝑓(π‘₯, 𝑦)

β†’ dengan catatan 𝑓 (π‘₯, 𝑦)dapat dipisahkan menjadi 𝑓(π‘₯) dan 𝑔(𝑦)

Sehingga dapat diperoleh ∫ 𝑔(𝑦)𝑑𝑦 = ∫ 𝑓(π‘₯)𝑑π‘₯ β†’ 𝑦 = 𝐹(π‘₯) + 𝐢

Metode Subtitusi biasanya digunakan pada persamaan diferensial

homogen yang mempunyai dua variabel tetapi tidak dapat

dipisahkan secara langsung pada ruas yang berbeda.Untuk

melakukan menyelesaikan perlu diubah agar variabelnya dapat

dipisahkan, biasanya diambil subtitusi

𝑦 = 𝑣 βˆ™ π‘₯ →𝑑𝑦

𝑑π‘₯= 𝑣 + π‘₯

𝑑𝑣

𝑑π‘₯

Penyelesaian selanjutnya serupa dengan Metode Pemisahan

Variabel.

Dalam fungsi suatu persamaan diferensial yang memiliki

bentuk 𝑑𝑦

𝑑π‘₯= 𝑓(π‘₯, 𝑦) dapat disebut homogen jika :

𝑓(πœ†π‘₯ πœ†π‘¦) = πœ†π‘›, 𝑓 (π‘₯, 𝑦).

Persamaan 𝑀 (π‘Ž, 𝑏)π‘‘π‘Ž + 𝑁 (π‘Ž, 𝑏)𝑑𝑏 = 0 disebut homogen jika

𝑀(π‘Ž, 𝑏) π‘‘π‘Žπ‘› 𝑁(π‘Ž, 𝑏) homogen dengan derajat sama. Persamaan

homogen dilakukan menggunakan transformasi atau subtitusi: 𝑏 =

π‘£π‘Ž.

31

1. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯+ 4𝑦 = π‘₯ βˆ’ 2π‘₯2

Pembahasan

Faktor integral adalah :

e∫ p(x)𝑑π‘₯ = π‘’βˆ«β‹― = 𝑒⋯

e∫ p(x)𝑑π‘₯𝑦 = ∫ 𝑄(π‘₯)e∫ p(x)𝑑π‘₯ + 𝐢

𝑒⋯𝑦 = ∫ π‘₯ βˆ’ β‹― 𝑒⋯ + 𝐢

𝑦 = (β‹― βˆ’ 2π‘₯2

4βˆ’

1 βˆ’ β‹―

β‹―βˆ’

1

β‹―) +

𝐢

β‹―β‹―

𝑦 = (β‹― βˆ’ 8π‘₯2 βˆ’ β‹― + β‹― βˆ’ 1

β‹―) +

𝐢

𝑒4π‘₯

𝑦 = (β‹― βˆ’ β‹― βˆ’ β‹―

8) +

𝐢

𝑒4π‘₯

2. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯= βˆ’2π‘₯𝑦

Pembahasan

Kegiatan Pembelajaran V

1.5 Soal Diskusi Kelompok Mahasiswa

32

βˆ«π‘‘π‘¦

𝑑π‘₯= ∫ βˆ’2π‘₯𝑦

ln y = βˆ’ β‹―β‹― + 𝐢

y = eβˆ’ β‹― + 𝐢

y = 𝐢. eβˆ’ β‹―

3. 𝑦′ + 𝑦 = (1 + π‘₯)2

Pembahasan

𝑑𝑦

𝑑π‘₯+ 𝑦 = (1 + π‘₯)2

Faktor Integral adalah

e∫ p(x)𝑑π‘₯ = π‘’βˆ« 1 = 𝑒⋯

e∫ p(x)𝑑π‘₯𝑦 = ∫ 𝑄(π‘₯)e∫ p(x)𝑑π‘₯ + 𝐢

𝑒⋯𝑦 = ∫(1 + π‘₯)β‹― 𝑒π‘₯ + 𝐢

𝑒⋯𝑦 = ∫ 𝑒⋯(1 + π‘₯)β‹― βˆ’ 2𝑒π‘₯(β‹― + π‘₯) +2𝑒π‘₯ + 𝐢

𝑦 = (1 + π‘₯)β‹― βˆ’ 2(β‹― + π‘₯) + 2 +𝑐

𝑒π‘₯

33

4. π‘₯𝑦′ + 𝑦 = 3

Pembahasan

Persamaan diubah menjadi:

π‘₯𝑑𝑦

𝑑π‘₯= 3 βˆ’ 𝑦 kalikan kedua ruas dengan

𝑑π‘₯

π‘₯(3 βˆ’ 𝑦)

1

β‹― βˆ’ ⋯𝑑𝑦 =

1

π‘₯𝑑π‘₯

∫1

3 βˆ’ 𝑦𝑑𝑦 = ∫

1

π‘₯𝑑π‘₯

βˆ’ ln(β‹― βˆ’ β‹― ) 𝑑𝑦 = ln β‹― + ln β‹― = ln β‹―

ln(3 βˆ’ 𝑦)βˆ’ β‹― = ln β‹―

(3 βˆ’ 𝑦)βˆ’ β‹― = 𝐢π‘₯

5. 5. 𝑦2(𝑦 + 1) 𝑑π‘₯ + 𝑦2(𝑦 βˆ’ 1)𝑑𝑦 = 0

Pembahasan

Persamaan diatas diubah menjadi:

1

π‘₯ βˆ’ 1𝑑π‘₯ +

1

𝑦 + 1𝑑𝑦 = 0

∫1

π‘₯ βˆ’ 1𝑑π‘₯ + ∫

1

𝑦 + 1𝑑𝑦 = ln | β‹― |

34

ln|β‹― βˆ’ β‹― | + ln|β‹― + β‹― | = ln | β‹― |

ln|(β‹― βˆ’ β‹― )(β‹― + β‹― )| = ln | β‹― |

(β‹― βˆ’ 1)(β‹― + 1) = β‹―

6. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

π‘₯+3π‘₯2

𝑦2 untuk 𝑦 = 6 ketika π‘₯ = 0

Pembahasan

Persamaan di atas kita ubah menjadi 𝑦2𝑑𝑦 = (π‘₯ + 3π‘₯2)𝑑π‘₯

𝑦2𝑑𝑦 = (π‘₯ + 3π‘₯2)𝑑π‘₯

1

⋯𝑦3 = β‹― π‘₯2 + β‹― + 𝐢0 dikalikan 3

𝑦3 =β‹―

β‹―π‘₯2+ β‹― π‘₯β‹― + 𝐢

𝑦 = βˆšβ‹―

β‹―π‘₯2+ β‹― π‘₯3 + 𝐢

3

Substitusikan y = 6dan x = 0, sehingga diperoleh :

β‹― = βˆšβ‹― + β‹― + 𝐢3

β†’ 𝐢 = β‹―3 = 216

Jadi, penyelesaiannya adalah :

𝑦 = βˆšβ‹―

2π‘₯2+ β‹― π‘₯3 + 216

3

35

7. 2(𝑦 + 3)𝑑π‘₯ βˆ’ π‘₯𝑦 𝑑𝑦 = 0

Pembahasan

2(𝑦 + 3)𝑑π‘₯ βˆ’ π‘₯𝑦 𝑑𝑦 = 0

2

π‘₯𝑑π‘₯ +

𝑦

𝑦 + 3𝑑𝑦 = 0

∫2

π‘₯𝑑π‘₯ + ∫

β‹―

β‹― + ⋯𝑑𝑦 = 0

β‹― ln x + βˆ«β‹― + β‹― βˆ’ β‹―

β‹― + ⋯𝑑𝑦 = β‹―

2 ln π‘₯ + βˆ«β‹― + β‹―

β‹― + ⋯𝑑𝑦 βˆ’ ∫

β‹―

𝑦 + ⋯𝑑𝑦 = β‹―

2 ln π‘₯ + β‹― βˆ’ βˆ«β‹―

𝑦 + β‹―

β‹― (𝑦 + β‹― )

β‹―= 𝐢

8. Periksa apakah (3𝑦 βˆ’ 4π‘₯)𝑑π‘₯ + (𝑦 βˆ’ π‘₯)𝑑𝑦 = 0 homogen atau

tidak.

Pembahasan

karena persamaan diatas dapat ditulis kembali sebagai

𝑣 =𝑦

π‘₯ maka persamaan ini homogen

36

9. Apakah PD (3𝑦 βˆ’ 4π‘₯) 𝑑π‘₯ + (𝑦 βˆ’ π‘₯)𝑑𝑦 = 0 homogen atau

tidak?

Pembahasan

(3𝑦 βˆ’ 4π‘₯) 𝑑π‘₯ + (𝑦 βˆ’ π‘₯)𝑑𝑦 = 0

𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

… βˆ’ 4π‘₯

π‘₯ βˆ’ 𝑦

π‘₯ (3.𝑦π‘₯ – 4)

π‘₯ (… βˆ’π‘¦π‘₯)

=…

𝑑π‘₯

3.𝑦π‘₯ βˆ’ β‹―

1 βˆ’π‘¦π‘₯

=𝑑𝑦

…

Karena variabel PD di atas dapat ditulis kembali sebagai 𝑣 =𝑦

π‘₯,

maka PD ini homogen.

10. Selesaikan Persamaan Diferensial

(π‘₯2 + 𝑦2)𝑑π‘₯ + 2π‘₯𝑦𝑑𝑦 = 0

Pembahasan

𝑑𝑦

𝑑π‘₯= βˆ’

π‘₯2 + 𝑦2

2π‘₯𝑦= βˆ’

{1 + (…π‘₯ )

2

2(𝑦…)

37

Subtitusi 𝑦 = 𝑣π‘₯ dan 𝑑𝑦 = 𝑣𝑑π‘₯ + π‘₯𝑑𝑣 maka Persamaan

Diferensial menjadi

(… + 𝑣2)𝑑π‘₯ + 2𝑣(𝑣𝑑π‘₯ + π‘₯𝑑𝑣) = 0

2𝑣𝑑𝑣

1 + 3𝑣2+

…

π‘₯= 0

1

3∫

𝑑(… + 3𝑉2)

1 + β‹―+ ∫

𝑑π‘₯

…= 𝐢

ln(1 + 3𝑣2)π‘₯3 = 𝐢

maka Persamaan Umum Persamaan Diferensial

(… + 3𝑦2

π‘₯2) π‘₯3 = 𝐢

11. Selesaikan persamaan diferensial yang telah diberikan!

(π‘Ÿ)𝑑𝑠

π‘‘π‘Ÿ+ (2π‘Ÿ + 1)𝑠 = (π‘Ÿ)π‘’βˆ’2π‘₯

Pembahasan

Langkah pertama, jika pada soal tidak sesuai dengan bentuk

umum, maka harus disesuaikan.

(π‘Ÿ)𝑑𝑠

π‘‘π‘Ÿ+ (2π‘Ÿ + 1)𝑠 = (π‘Ÿ)π‘’βˆ’2π‘Ÿ kedua ruas dibagi (π‘Ÿ)

38

𝑑𝑠

π‘‘π‘Ÿ+ (

2π‘Ÿ+1

…) 𝑠 = π‘’βˆ’2π‘₯ Langkah ke 1 telah sesuai

π‘’βˆ« 2π‘Ÿ+ln… = 𝑒2π‘Ÿ . 𝑒ln… = β‹― 𝑒2π‘Ÿ Langkah ke 2 telah sesuai

(𝑑𝑠

π‘‘π‘Ÿ+ (

2π‘Ÿ+1

…) 𝑠 = π‘’βˆ’2π‘₯) Γ— … 𝑒2π‘Ÿ Langkah ke 3 telah sesuai

… 𝑒2π‘Ÿπ‘‘π‘ 

π‘‘π‘Ÿ+ (… 𝑒2π‘Ÿ) (

2π‘Ÿ + 1

…) 𝑠 = (… 𝑒2π‘Ÿ)𝑒2π‘Ÿ

𝑑

π‘‘π‘Ÿ(π‘Ÿπ‘’2π‘Ÿπ‘ ) = π‘Ÿ

π‘Ÿπ‘’2π‘Ÿπ‘  = ∫ … π‘‘π‘Ÿ

π‘Ÿπ‘’2π‘Ÿπ‘  =1

β€¦π‘Ÿ2 + 𝑐

𝑦 =…

2𝑒2π‘Ÿ+ 𝑐

12. Temukanlah solusi dari

π‘šπ‘‘π‘›

π‘‘π‘š+ 2𝑛 = π‘šβˆ’3

Pembahasan

𝑑𝑦

π‘‘π‘š+

…

π‘šπ‘› = π‘šβˆ’4

39

𝑝(π‘š) =…

π‘š

π‘’βˆ«β€¦π‘š

π‘‘π‘š = 𝑒2 ln|… | = 𝑒ln|…2 |=π‘š2

π‘š2 (𝑑𝑛

π‘‘π‘š+

…

π‘šπ‘› = π‘šβˆ’4)

π‘š2𝑑𝑛

…+ 2 … 𝑦 = π‘šβˆ’2

𝑑

π‘‘π‘š(π‘š2. 𝑛)π‘‘π‘š = β‹― π‘‘π‘š

βˆ«π‘‘

π‘‘π‘š(π‘š2. 𝑛)π‘‘π‘š = ∫ … π‘‘π‘š

π‘š2𝑛 = βˆ’π‘šβˆ’1 + 𝑐

𝑦 = βˆ’1

…+

𝑐

…

13. Tentukanlah solusi dari

𝑑𝑔

𝑑𝑓+ 4𝑔 βˆ’ π‘’βˆ’π‘“ = 0, 𝑔(0) =

4

3

Pembahasan

𝑑𝑔

𝑑𝑓+ 4𝑔 = π‘’βˆ’π‘“

𝑝(𝑓) = 4

40

π‘’βˆ« 𝑝(𝑓) = π‘’βˆ«β€¦π‘‘π‘“ = 𝑒4𝑓

𝑒4𝑓 (𝑑𝑔

𝑑𝑓+ 4𝑔 = π‘’βˆ’π‘“)

𝑒4𝑓𝑑𝑔

…+ 4𝑒…𝑔 = 𝑒…

𝑑

𝑑𝑓(𝑒4𝑓. 𝑔) = 𝑒…

βˆ«π‘‘

𝑑𝑓(… Γ— … ) = ∫ 𝑒3𝑓 𝑑𝑓

𝑒4𝑓 . 𝑔 =1

…𝑒3𝑓 + 𝑐

𝑦 =1

β€¦π‘’βˆ’π‘“ + π‘π‘’βˆ’4𝑓

14. Carilah solusi dari

sin (π‘Ž)𝑑𝑏

π‘‘π‘Ž+ 𝑏 cos(π‘Ž) = π‘Ž sin(π‘Ž)

, 𝑏 (

πœ‹

2) = 2

Pembahasan

βˆ«π‘‘

π‘‘π‘Ž(sin(… ) . 𝑏 π‘‘π‘Ž = ∫ π‘Ž sin(π‘Ž) π‘‘π‘Ž

sin(… ) . 𝑏 = βˆ’π‘Ž cos(… ) + sin(… ) + 𝑐

41

𝑏 = βˆ’π‘Ž cot(π‘Ž) + β‹― + 𝑐 . csc(… )

Ingat!

𝑏 (πœ‹

2) = 2

𝑏(π‘Ž) = 2

π‘Ž =πœ‹

2

2 = βˆ’πœ‹

2cot (

πœ‹

2) + … + 𝑐. csc(… )

2 = 0 + 1 + 𝑐

𝑐 = 1

Jadi, 𝑏 = βˆ’π‘Ž cot(… ) + β‹― + β‹― csc(π‘Ž)

15. Temukanlah penyelesaian dari

𝑖′ + β„Žβˆ’1𝑖 = 4β„Ž2

Pembahasan

𝑑𝑖

π‘‘β„Ž+ β„Žβˆ’1𝑖 = 4β„Ž2

𝑝(β„Ž) = β„Žβˆ’1

π‘’βˆ« 𝑝(β„Ž)π‘‘β„Ž = π‘’βˆ« β„Žβˆ’1π‘‘β„Ž = 𝑒ln|… | = β„Ž

42

𝑖. β„Ž = ∫ … β„Ž2 . β„Ž π‘‘β„Ž + 𝑐

β„Žπ‘– = β„Ž4 + 𝑐

𝑖 = β‹― +𝑐

β„Ž

16. Buktikan bahwa persamaan diferensial ini adalah persamaan

homogen

𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

𝑦2 βˆ’ π‘₯2

2π‘₯𝑦

Pembahasan

𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

𝑦2 βˆ’ π‘₯2

2π‘₯𝑦

𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

…2

2π‘₯π‘¦βˆ’

…2

2π‘₯𝑦

𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

…

β€¦βˆ’

…

…

𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

…

β€¦βˆ™

𝑦

π‘₯βˆ’

…

β€¦βˆ™

π‘₯

𝑦→ 𝑃𝐷 π»π‘œπ‘šπ‘œπ‘”π‘’π‘›

17. Tunjukkan bahwa persamaan berikut merupakan persamaan

diferensial homogen

(π‘₯3 βˆ’ 3π‘₯2)𝑑π‘₯ + 2π‘₯𝑦 𝑑𝑦 = 0

Pembahasan

(π‘₯3 βˆ’ 3π‘₯2)𝑑π‘₯ + 2π‘₯𝑦 𝑑𝑦 = 0

𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

3 …2 βˆ’. .2

2 … …= 𝑓(π‘₯, 𝑦) β†’ 𝑃𝐷 π»π‘œπ‘šπ‘œπ‘”π‘’π‘›

43

18. Carilah solusi dari persamaan diferensial berikut

(3π‘₯2 βˆ’ 𝑦2)𝑑π‘₯ + 2π‘₯𝑦 𝑑𝑦 = 0

Pembahasan

(3π‘₯2 βˆ’ 𝑦2)𝑑π‘₯ + 2π‘₯𝑦 𝑑𝑦 = 0

𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

3𝑦2 βˆ’ π‘₯2

2π‘₯𝑦

Substitusikan 𝑦 = 𝑣π‘₯

Maka diperoleh

𝑑(𝑣π‘₯)

𝑑π‘₯=

… (… )2 βˆ’ π‘₯2

… π‘₯(… )

π‘₯𝑑𝑣

𝑑π‘₯+ 𝑣 =

…2 (… …2 βˆ’ 1)

… …2 …

π‘₯𝑑𝑣

𝑑π‘₯=

… …2 βˆ’ 1

… β€¦βˆ’

… …2

… …

π‘₯𝑑𝑣

𝑑π‘₯=

…2 βˆ’ 1

… …

βˆ«β€¦ …

…2 βˆ’ 1𝑑𝑣 = ∫

… …

…

βˆ«π‘‘(…2 βˆ’ 1)

…2 βˆ’ 1= ln … + ln …

ln|…1 βˆ’ 1| = ln | … … |

|…2 βˆ’ 1| = | … … |

| (…

…)

2

βˆ’ 1 = | … … |

Jika 𝑦 β‰₯ π‘₯ > 0, π‘šπ‘Žπ‘˜π‘Ž π‘‘π‘–π‘π‘’π‘Ÿπ‘œπ‘™π‘’β„Žβ€¦2βˆ’β€¦2

…2 = β‹― …

Msaka solusi dari persamaan diferensial berikut adalah …2 βˆ’

…2 = β‹― …3

44

19. Selesaikan persamaan diferensial berikut

(π‘₯ + 𝑦)𝑑π‘₯ + (π‘₯ + 𝑦 βˆ’ 1)𝑑𝑦 = 0

Pembahasan

Substitusikan

𝑒 = π‘₯ + 𝑦

𝑑𝑒 = 𝑑π‘₯ + 𝑑𝑦, 𝑑𝑦 = 𝑑𝑒 βˆ’ 𝑑π‘₯

… 𝑑π‘₯ + (… βˆ’ β‹― )(… βˆ’ β‹― ) = 0

… 𝑑π‘₯ + β‹― 𝑑𝑒 βˆ’ β‹― βˆ’ β‹― 𝑑π‘₯ = 0

βˆ’ β‹― + (… βˆ’ 1)𝑑𝑒 = 0β†’bukan persamaan diferensial homogen

βˆ’ ∫ … + ∫(… βˆ’ 1) 𝑑𝑒 = ∫ 0

… +1

2…2 βˆ’ β‹― = 𝐢

… +1

2(… + β‹― )2 βˆ’ (… + β‹― ) = 𝑐

Maka solusi umum dari persamaan diferensial berikut yaitu

1

2(π‘₯ + 𝑦)2 βˆ’ 𝑦 = 𝐢

20. Selesaikan persamaan diferensial berikut

(π‘₯2 + 𝑦2)𝑑π‘₯ + (π‘₯2 βˆ’ π‘₯𝑦)𝑑𝑦 = 0

Pembahasan

Misalkan 𝑦 = 𝑣π‘₯, 𝑑𝑦 = 𝑣 𝑑π‘₯ + π‘₯ 𝑑𝑣

Substitusikan

(…2 + …2 )𝑑π‘₯ + (…2 βˆ’ β‹― (… ))(… 𝑑π‘₯ + β‹― 𝑑𝑣) = 0

…2 𝑑π‘₯ + …2 … 𝑑π‘₯ + …3 𝑑𝑣 βˆ’ β‹― …3 𝑑𝑣 = 0

…2 (1 + β‹― )𝑑π‘₯ + …3 𝑑𝑣 … …3 𝑑𝑣 = 0

45

∫1

…𝑑π‘₯ + ∫

1 βˆ’ β‹―

1 + β‹― . 𝑑𝑣 = ∫ 0

ln … + βˆ«βˆ’1 + β‹―

1 + β‹― 𝑑𝑣 = ∫ 0

ln … + βˆ«βˆ’1 + β‹―

1 + β‹―+

2

1 + β‹―= 𝐢

ln … + βˆ’ β‹― + 2 ln(1 + β‹― ) = 𝐢

ln … βˆ’β€¦

…+ 2 ln (1 +

. . .

…) = 𝐢

46

1-14. Selesaikan persamaan diferensial orde-pertama

1. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯+ 𝑦 = π‘’βˆ’π‘₯

2. (π‘₯ + 1)𝑑𝑦

𝑑π‘₯+ 𝑦 = π‘₯2 βˆ’ 1

3. (1 βˆ’ π‘₯2)𝑑𝑦

𝑑π‘₯+ π‘₯𝑦 = π‘Žπ‘₯, |π‘₯| < 1

4. 𝑦′ + 𝑦 tan π‘₯ = sec π‘₯

5. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯βˆ’

𝑦

π‘₯= π‘₯𝑒π‘₯

6. 𝑦′ βˆ’ π‘Žπ‘¦ = 𝑓(π‘₯)

7. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯+

𝑦

π‘₯=

1

π‘₯

8. 𝑦′ +2𝑦

π‘₯+1= (π‘₯ + 1)3

9. 9. 𝑦′ + 𝑦𝑓(π‘₯) = 𝑓(π‘₯)

10. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯+ 2𝑦 = π‘₯

11. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯βˆ’

𝑦

π‘₯= 3π‘₯3; 𝑦 = 3 bilamana π‘₯ = 1

12. 𝑦′ = 𝑒2π‘₯ βˆ’ 3𝑦; 𝑦 = 1 bilamana π‘₯ = 0

13. π‘₯𝑦′ + (1 + π‘₯)𝑦 = π‘’βˆ’π‘₯; 𝑦 = 0 bilamana π‘₯ = 1

14. 𝑦′′′= 𝑒2π‘₯ + 3𝑦; 𝑦 = βˆ’1 bilamana π‘₯ = βˆ’3

15-45. Selesaikan persamaan diferensial di bawah ini

15. π‘₯3𝑑π‘₯ + (𝑦 + 1)2𝑑𝑦 = 0

16. π‘₯2(𝑦 + 1)𝑑π‘₯ 𝑦2(π‘₯ βˆ’ 1)𝑑𝑦 = 0

Kegiatan Pembelajaran VI

1.6 Latihan Mandiri Mahasiswa

47

17. π‘₯ 92y 𝑑π‘₯ + 5 π‘₯3 𝑦 𝑑𝑦 = 0

18. π‘₯ 92y 𝑑π‘₯ + 5 π‘₯9 𝑦 𝑑𝑦 = 0

19. π‘₯ 92y 𝑑π‘₯ + 5 33 x 𝑦 𝑑𝑦 = 0

20. (π‘₯ + 3𝑦)𝑑π‘₯ + ( 3π‘₯ – 9𝑦)𝑑𝑦 = 0

21. π‘₯𝑦2 𝑑π‘₯ + 5 π‘₯3 𝑦 𝑑𝑦 = 0

22. Sin π‘₯ cos 𝑦 𝑑π‘₯ + 5 cos π‘₯ sin 𝑦 𝑑𝑦 = 0

23. (2π‘₯ + 3𝑦)𝑑π‘₯ + ( 3π‘₯ + 8 𝑦)𝑑𝑦 = 0

24. (7π‘₯ + 3𝑦)𝑑π‘₯ + ( 3π‘₯ + 2 𝑦)𝑑𝑦 = 0

25. π‘₯𝑦’ = 𝑒 βˆ’ π‘₯𝑦 βˆ’ 𝑦 (π‘₯𝑦 = 𝑣)

26. 𝑦’ = (𝑦 βˆ’ π‘₯)2 (𝑦 βˆ’ π‘₯ = 𝑣)

27. 𝑦′ =π‘¦βˆ’π‘₯+1

π‘¦βˆ’π‘₯+5 (y βˆ’ x = v).

28. 𝑦′ =2π‘₯

𝑦+1 β†’ (𝑦 + 1)𝑦′ = 2

29. 𝑦′ = (1 + π‘₯)(1 + 𝑦)

30. 𝑦′ = 𝑦2+π‘₯𝑦2

π‘₯2π‘¦βˆ’π‘₯2

31. 𝑦 tan π‘₯ . 𝑦′ = (4 + 𝑦2) sec2π‘₯

32. (π‘₯2 + 𝑦2)𝑦′ = π‘₯𝑦

33. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

2

(𝑦+1)

34. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

π‘₯+3𝑦

2π‘₯

35. (2π‘₯ + 𝑦)𝑑π‘₯ + (π‘₯ + 3𝑦)𝑑𝑦 = 0

36. π‘₯ 𝑑𝑦

𝑑π‘₯βˆ’ 2𝑦 = βˆ’π‘₯

37. 𝑦′ + π‘₯βˆšπ‘¦ = 𝑦

48

38. π‘₯5 𝑑π‘₯ + (𝑦 + 2)2 𝑑𝑦 = 0

39. (1 + 2𝑦)𝑑π‘₯ + (π‘₯ βˆ’ 4) 𝑑𝑦 = 0

40. π‘₯𝑦 𝑑π‘₯ + (1 + π‘₯2)𝑑𝑦 = 0

41. (π‘₯𝑦 + π‘₯)𝑑π‘₯ + (π‘₯𝑦 βˆ’ π‘₯)𝑑𝑦 = 0

42. 2π‘₯ 𝑑𝑦 βˆ’ 2𝑦 𝑑π‘₯ = 0

43. (π‘₯ + 2𝑦) 𝑑π‘₯ + (2π‘₯ + 3𝑦) 𝑑𝑦 = 0

44. (𝑦2 βˆ’ π‘₯2) 𝑑π‘₯ + π‘₯𝑦 𝑑𝑦 = 0

45. (π‘₯3 + 𝑦3) 𝑑π‘₯ + 3π‘₯𝑦2 𝑑𝑦 = 0

46-50. Tentukan solusi dari persamaan diferensial

46. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯+ π‘₯𝑦 = 4π‘₯

47. 𝑦′ + 2π‘₯𝑦 = 2π‘₯

48. π‘₯𝑑𝑦

𝑑π‘₯= 𝑦 + π‘₯3 + 3π‘₯2 βˆ’ 2π‘₯

49. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯= βˆ’2π‘₯𝑦

50. 4π‘₯𝑦 𝑑π‘₯ + (π‘₯2 + 1)𝑑𝑦 = 0

51. 2(𝑦 + 3)𝑑π‘₯ βˆ’ π‘₯𝑦 𝑑𝑦

52. 𝑦 𝑑π‘₯ + (1 + π‘₯2)

53. (π‘₯2 + 𝑦2)𝑑π‘₯ + π‘₯𝑦 𝑑𝑦 = 0

54. (π‘₯2 + 2𝑦2)𝑑𝑦 + 2π‘₯𝑦 𝑑π‘₯ = 0

55. (𝑦 𝑠𝑖𝑛 2π‘₯ βˆ’ cos π‘₯)𝑑π‘₯ + (1 + 𝑠𝑖𝑛2π‘₯)𝑑𝑦 = 0

56. π‘₯2 𝑑𝑦

𝑑π‘₯+ sin π‘₯ βˆ’ 𝑦 = 0

57. (π‘Ž + 𝑏 + 1)π‘‘π‘Ž βˆ’ 𝑑𝑏 = 0

58. π‘›π‘‘π‘š

𝑑𝑛+ 2π‘š = 5𝑛3

49

59. 𝑑𝑒

π‘‘π‘‘βˆ’

𝑒

𝑑= 𝑑𝑒𝑑, 𝑒(1) = 𝑒 βˆ’ 1

60. 𝑑𝑔

𝑑𝑓+

3𝑔

𝑓+ 2 = 3𝑓, 𝑔(1) = 1

61. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯= βˆ’6π‘₯𝑦

62. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

π‘₯2

𝑦(1+π‘₯3)

63. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

π‘₯βˆ’π‘’βˆ’π‘₯

𝑦+𝑒𝑦

64. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

4𝑦

π‘₯π‘¦βˆ’3π‘₯

65. 𝑦(π‘₯ βˆ’ 1)𝑑π‘₯ + (𝑦 + 2)π‘₯ 𝑑𝑦 = 0

66. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯=

5𝑦

π‘₯π‘¦βˆ’2π‘₯

67. 8π‘₯𝑦 𝑑π‘₯ + (π‘₯2 + 3)𝑑𝑦 = 0

68. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯= 9π‘₯𝑦

69. 2π‘₯2𝑦′ =π‘₯2+2

6𝑦2+1

70. 𝑑𝑦

𝑑π‘₯βˆ’ 4𝑦 = 𝑒2𝑑, 𝑦(0) = 5

50

INDEKS

D

Diferensial, 3, 4,

E

Eksak, 2

Eksplisit, 53

F

Faktor integrasi, 52

H

Homogen, 2, 23, 32,53

I

Implisit, 53

Integral, 53

L

Linear, 52

O

Orde, 48

P

Persamaan diferensial, 3,

52

S

Substitusi, 53

T

Transformasi, 53

Turunan, 53

V

Variabel, 52

51

GLOSARIUM

Diferensial : Salah satu cabang kalkulus yang membicarakan

tentang penurunan suatu fungsi yang berasal dari notasi integral.

Eksak : Memiliki arti pasti atau sudah tentu dan tidak dapat diubah-

ubah.

Eksplisit : Penyampaian secara langsung sehingga makna dan isinya

dapat diketahui secara mudah.

Faktor Integrasi : Faktor pengali dari hasil integral ekspresi

eksponensial.

Homogen : Ekspresi persamaan.

Implisit : Penyampaian secara tidak langsung dan isinya terkesan

tidak jelas.

Integral : Anti turunan diferensial.

Linear : Perubahan laju yang konstan terhadap waktu yang

ditentukan berdasarkan arahnya, yang biasanya membicarakan suatu

kuantitas.

Orde : pangkat yang tertinggi dari turunan yang muncul pada

persamaan diferensial.

Persamaan Diferensial : Persamaan diferensial adalah persamaan

yang mengandung turunan yang terdiri dari satu atau beberapa

52

variabel bebas dan beberapa pangkat dari variabel terikat (variabel

tidak bebas).

Substitusi : Metode untuk memperoleh atau mendapatkan

penyelesaian dengan cara memasukkan suatu persamaan linear ke

persamaan linear lainnya.

Transformasi : Suatu fungsi yang memetakan keadaan setiap titik

dari posisi awal ke posisi baru.

Turunan : Suatu nilai fungsi yang dapat berubah seiring perubahan

nilai yang dimasukan.

Variabel : Nilai yang berbentuk abjad dan sifatnya dapat berubah

dalam soal maupun himpunan yang diberikan.

53

DAFTAR PUSTAKA

Annisa Yanti Efendi. (n.d.). Persamaan Diferensial

Variabel Terpisah & Homogen | PDF. Retrieved

December 30, 2021, from

https://www.scribd.com/document/435979011/Persa

maan-Diferensial-Variabel-Terpisah-Homogen-1

BAB IV PERSAMAAN DIFERENSIAL LINIER. (2013).

Matematika Teknik I.

http://sigitkus.lecture.ub.ac.id/files/2013/05/BAB-IV-

PERSAMAAN-DIFERENSIAL-LINIER.pdf

EduMatSains, J. L.-J., & 2019, U. (2019). Pengembangan

Bahan Ajar Persamaan Diferensial Berbasis Model

Brown Di Program Studi Pendidikan Matematika

Fakultas Keguruan Dan IlmuPendidikan. Jurnal

EduMatSains, 3(2), 147-168 Pengembangan.

http://repository.uki.ac.id/id/eprint/1865

Husnah, N. (n.d.). Persamaan Diferensial Homogen part 1

(bentuk) - YouTube. Retrieved December 30, 2021,

from

https://www.youtube.com/watch?v=haFv0nfvVAY

Ibrahim Boiliu, N., Rela Intarti, E., & Halomoan

Lumbantoruan, J. (2021). Influence of the Personal

Competence of Teachers of Christian Religious

Education on Learning Motivation in High School

Students in South Tangerang City.

https://www.atlantis-

press.com/article/125957922.pdf

Lumbantoruan, J. (2015). Modul Kalkulus Lanjut 2015.

54

Program Studi Pendidikan Matematika Fakultas

Keguruan Dan Ilmu Pendidikan Universitas Kristen

Indonesia. http://repository.uki.ac.id/1637/

Lumbantoruan, J. (2019a). BUKU MATERI

PEMBELAJARAN MATEMATIKA DASAR. Program

Studi Pendidikan Matematika Fakultas Keguruan Dan

Ilmu Pendidikan Universitas Kristen Indonesia.

http://repository.uki.ac.id/1657/1/BMP

Matematika.pdf

Lumbantoruan, J. (2019b). BUKU MATERI

PEMBELAJARAN TEORI PELUANG DAN

KOMBINATORIKA. Program Studi Pendidikan

Matematika Fakultas Keguruan Dan Ilmu Pendidikan

Universitas Kristen Indonesia.

http://repository.uki.ac.id/1811/1/BUKU MATERI

PEMBELAJARAN.pdf

Lumbantoruan, J. (2019c). Integral Tentu Jilid II. Program

Studi Pendidikan Matematika Fakultas Keguruan Dan

Ilmu Pendidikan Universitas Kristen Indonesia.

http://repository.uki.ac.id/705/1/INTEGRAL TENTU

JILID 2%2C EDISI 1%28Jitu Halomoan

Lumbantoruan%2C S.Pd.%2CM.Pd%29 2.pdf

Lumbantoruan, J. (2020). BUKU MATERI

PEMBELAJARAN PEMOGRAMAN LINEAR.

Program Studi Pendidikan Matematika Fakultas

Keguruan Dan Ilmu Pendidikan Universitas Kristen

Indonesia. http://repository.uki.ac.id/1813/1/BUKU

MATERI PEMBELAJARAN.pdf

Lumbantoruan, J. (2021a). Mata Kualiah: Geometri II.

55

Program Studi Pendidikan Matematika Fakultas

Keguruan Dan Ilmu Pendidikan Universitas Kristen

Indonesia.

http://repository.uki.ac.id/4807/1/URLbuktidokumen

GeometriII.pdf

Lumbantoruan, J. (2021b). Mata Kuliah: Persamaan

Diferensial. http://repository.uki.ac.id/3517/

Lumbantoruan, J., EduMatSains, H. M.-J., & 2020, U.

(2020). Analisis Miskonsepsi Pada Soal Cerita Teori

Peluang Di Program Studi Pendidikan Matematika.

Jurnal EduMatSains, 4(2), 156–173.

http://repository.uki.ac.id/1864/

Lumbantoruan, J. H. (2016). Modul Kalkulus Dasar. Prodi

Pendidikan Matematika Universitas Kristen

Indonesia.

Lumbantoruan, J. H. (2017). Pengembangan bahan ajar

integral tak tentu berbasis model small group

discussion di program studi pendidikan matematika

FKIP UKI tahun 2016/2017. Jurnal Dinamika

Pendidikan, 10(2), 99–118.

http://ejournal.uki.ac.id/index.php/jdp/article/view/61

0

Lumbantoruan, J., Technology, S. N.-S. S., & 2021, U.

(2021). Development of a Constructivism-Based

Statistics Module for Class VIII Junior High School

Students. Solid State Technology, 64(2), 4427–4444.

http://repository.uki.ac.id/id/eprint/4134

Male, H., & Lumbantoruan, J. H. (2021). Students’

Perceptions and Attitudes Towards Statistics.

56

Proceedings of the 2nd Annual Conference on

Blended Learning, Educational Technology and

Innovation (ACBLETI 2020), 560, 507–513.

https://doi.org/10.2991/assehr.k.210615.095

Manalu, R. (2019). Probalitas (J. H. Lumbantoruan (Ed.)).

UKI Press 2019.

http://repository.uki.ac.id/id/eprint/1304

Nababan, S. (2021). Persamaan Diferensial Orde Satu.

Universitas Terbuka.

Rangkuman, Contoh Soal dan Pembahasan - Turunan

Implisit. (n.d.). Retrieved December 30, 2021, from

https://www.sheetmath.com/2017/06/rangkuman-

contoh-soal-dan-pembahasan_21.html?m=1

Saputro, P. . (2020). Lihat artikel. PENGEMBANGAN

MEDIA PEMBELAJARAN MATEMATIKA

BERBASIS ARTICULATE STORYLINE PADA

MATERI BANGUN RUANG SISI DATAR KELAS

VIII, 1(1), 35–49.

https://scholar.google.com/citations?view_op=view_

citation&hl=id&user=LOerqUQAAAAJ&alert_previ

ew_top_rm=2&citation_for_view=LOerqUQAAAAJ

:ZeXyd9-uunAC

Umami, M. (n.d.). Modul persamaan diferensial 1. Prodi

Pendidikan Matematika FKIP. Retrieved December

30, 2021, from

https://www.slideshare.net/MayaUmami/modul-

persamaan-diferensial-1