tugas matkim secara keseluruhan

69
Natural science ( ILMU ALAM ) Mempelajari zat dan energi : 1. Fisika : phenomenal 2. Astronomi 3. Kimia : detail reaktif 4. Geologi 5. Biologi : implemantasi hidup Esensinya Mekanika : sebagai pemberi makna fisis (bergerak) Logika (alat komunikasi), terdiri dari : induktif ( statistik ) dan deduktif ( matematika ) Hukum laju reaksi adalah A + B P Hukum laju reaksi : V = k [A] x [B} y V = Ae -EaKbt [A] x [B} y V = c σ * e -EaKbt [A] x [B} y

Upload: ewinghardinita

Post on 02-Dec-2015

50 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

Page 1: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

Natural science ( ILMU ALAM )

Mempelajari zat dan energi :

1. Fisika : phenomenal

2. Astronomi

3. Kimia : detail reaktif

4. Geologi

5. Biologi : implemantasi hidup

Esensinya

Mekanika : sebagai pemberi makna fisis (bergerak)

Logika (alat komunikasi), terdiri dari : induktif ( statistik ) dan deduktif ( matematika )

Hukum laju reaksi adalah

A + B P

Hukum laju reaksi :

V = k [A]x [B}y

V = Ae-EaKbt [A]x [B}y

V = c σ* e-EaKbt [A]x [B}y

Page 2: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

Untuk mencari pengaruh dari salah satu faktor, maka faktor yang lain dibuat tetap.

Persamaan Diferensial

1.dydx

+ sin x = 0

2.d2 ydx 2

+ y x = 0

3.d2wdx 2

+ h

mEy = 0

Untuk menyelesaikan Persamaan Dasar, yaitu dengan cara :

1. Variabel terpisah ( memisahkan variabel lalu mengintegralkannya )

F1 (x) . G2(y) dx + G1(y) . F2(x) dy = 0

Maka kedua ruas dikalikan dengan 1

g2( y) f 2(x)

f 1(x )f 2(x )

dx+g1( y)g2( y)

dy=0

∫ f 1(x)f 2(x)

dx+∫ g1( y )g2( y )

dy=∫0

F(x) + G(x) = c

Contoh :

1. x3 dx+ ( y+1 )2dy=0 variabel sudah terpisah maka langsung diintegralkan

∫ x3 dx+∫ ( y+1 )2dy=∫ 0

14

x4+ 13

( y+1 )2 dy=C agar bulat maka dikali 12

Page 3: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

3 x4+4 ( y+1 )3=12C

3 x4+4 ( y+1 )3=C

2.dx

sin5 x+ dy

(1−sinx )=0

Dikali dengan (sin5 x ) (1−sinx )

(1−sinx )dx+sin5 x dy=0

∫ (1−sinx ) dx+∫ sin5 x dy=∫0

∫ dx+∫ dcosx+∫ (sin2 y )2sin y dy=∫ 0

x+cos x+∫ (1−cos2 y )2 dcos y=C

x+cos x+∫ (1−2cos2 y+cos4 y ) d cos y=C

x+cos x+cos y−23

cos3 y+ 15

cos5 y=C

15 x+15 cos x+15 cos y−10 cos3 y+3 cos y=C

Contoh soal

1. (1+x ) ydx+(1− y ) x dy=0 dikali dengan 1xy

(1+x ) (1+x )x

dx+(1− y ) (1− y )y

dy=0 diintegralkan

∫ (1+x ) 1x

dx+∫ (1− y ) 1y

dy=∫ 0

Konstanta yang baru

Konstanta yang baru

Page 4: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

∫ 1x

dx+dx+n∫ 1y

dy−dy=∫0

ln x+x+ ln y− y=C

Pembuktian :

Mendifferensialkan hasilnya

d ln x+dx+d ln y−dy=dC

1x

dx+dx+ 1y

dy−dy=0

1+ x

xdx+ 1− y

ydy=0 dikali xy

(1+x ) ydx+(1− y ) x dy = 0 (TERBUKTI)

RUMUS INTEGRAL

1. ∫ eu du=eu+C

2. ∫ au du= au

ln au+C

3. ∫undu=¿ un+1

n+1+C ¿

4. ∫ lnu du=u ln u−u+C

5. ∫ duu ln u

=ln ( lnu )+C

6. ∫ueu du=eu(¿u−1)+C ¿

7. ∫unlnudu=u

n+1[ ¿un+1

−1

(n+1)2 ]+C

A x P

Page 5: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

Ketika t = 0 maka A = a

t = t maka A = ( a-x )

maka persamaan laju reaksinya adalah :

−dAdt

=dpdt

=k [ A ]1

−d (a−x )dt

=k ( a−x )

−d (a−x)(a−x )

=k dt

∫0

x −d (a−x )( a−x )

=∫0

t

k dt

−ln ( a−x )∫0

x

¿kt∫0

t

−ln ( a−x )+ln a=kt

ln a−ln ( a−x )=kt

lna

a−x=kt , maka grafiknya :

Berkurang sebesar x tiap waktu ( t )

lna

a−x

Page 6: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

------------------

t

jika t=t 12 atau waktu paroh

sehingga a ~ a/2 , sehingga persamaan menjadi

lnaa2

=k t 12

ln 2=¿k t 12

¿

0,693=k t 12

t 12=0,693

k , satuan waktu sedngkan didapat dari grafik.

lna

(a−x )=kt

a(a−x )

=ekt

(a−x )=a e−kt

At = ae−kt

A = Ao e− tℷ

ℷ=konstanta peluruhan

At = peluruhan Radioaktif

Page 7: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

SOAL

1. A + B x P

t = 0 A=a, B=a

t=t A=a-x , B=a-x

maka persamaan laju reaksinya

−dAdt

=−dBdt

=dPdt

=k [ A ] [B]

−d (a−x)dt

=k ( a−x )(a−x )

∫−d (a−x )(a−x )2 =∫ k dt

−∫(a−x )−2 d ( a−x )=∫ k dt

−1−2+1

∫0

x

¿k t∫0

t

1(a−x )∫0

x

¿kt∫0

t

1(a−x )

−1a=kt

Page 8: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

a−a+xa (a−x )

=kt

xa(a−x )

=kt

2. A + B + C x P

t=0 A=B=C=a

t=t A=B=C=a-x

maka persamaan laju reaksinya :

−dAdt

=−dBdt

=−dCdt

=k [ A ] [B ] [C ]

−d (a−x)dt

=k ( a−x ) (a−x )(a−x )

−d (a−x )dt

=k ( a−x )3

−d (a−x)(a−x)3 =k dt

∫−d (a−x )(a−x )3 =∫ k dt

−(−12

(a−x )−2)∫0

x

¿k t∫0

t

12(a−x)2∫

0

x

¿kt∫0

t

Page 9: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

1

2(a−x)2− 1

2a2=kt

PERSAMAAN DIFERENSIAL HOMOGEN TINGKAT 1

f (x,y) = f (ƛx1 . ƛy) = ƛ f (x1.y)

Soal

(x2 +y2) dx = 2xy dy

x ƛ

[ ƛ x2 + ƛ y2] dx = 2xy dy

[(ƛx)2 + (ƛy)2] dx = 2 (ƛx) (ƛy) dy

[ƛ2 x2 + ƛ2y2] dx = 2 (ƛ2 xy) dy

ƛ2 (x2 + y2) dx = ƛ2 2xy dy

(x2 + y2) dx = 2xy dy

: x2

(1 + y2/ x2) dx = 2y/x dy

Misal : y = u x dy = u dx + x du

u = y/x

(1 + u2) dx = 2u (u dx + x du)

(1 + u2) dx = 2u2 dx + 2 ux du

(1 + u2 ) dx - 2u2 dx - 2 ux du = 0

(1 + u2 - 2u2) dx – 2 ux du = 0

[(1 - u2 ) dx - 2 ux du] = 0 ditukar

dx / x – 2u / 1-u2 du = 0

ʃ dx / x - ʃ 2u / 1-u2 du = 0

ln x + ln (1 - u2 ) = ln C

Page 10: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

ln x (1 - u2 ) = ln C

x (1 - u2 ) = C

x (1- (y/x)2) = C

{x( 1- y2/x2) = C} : x2

x / x2 (x2 - y2) = C

[x2 - y2 / x] = C dikali x

x2 - y2 = C x

Contoh Soal

1. (x3 + y3) dx – 3xy2 dy = 0

[(x3 + y3) dx = 3xy2 dy] : x3

(1 + y3 / x3 ) dx = 3 y2 / x2 dy

Misal :

y = u x ; dy = u dx + x du

u =y /x

(1 + u3) dx = 3 u2 (u dx + x du)

(1 + u3) dx = 3 u3 dx + 2 u2 x du

(1 + u3) dx - 3 u3 dx - 3 u2 x du = 0

(1 + u3 - 3 u3) dx - 3 u2 x du = 0

[(1-2u3) dx – 3u2x du = 0] ditukar

dx/x – 3u2 / (1-2u3) du = 0

ʃ dx / x -ʃ 3u2 / (1-2u3) du = ʃ 0

ln x + ½ ln (1-2u3) = ln C

2 ln x + ln (1-2u3) = ln C

ln x2 (1-2u3) = ln C

x2 (1-2u3) = C

x2 (1-2 (y/ x)3 ) =C

Page 11: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

{ x2 (1-2 y3/ x3 ) = C} dibagi x3

x2 / x3 (x3 – 2y3) = cx3

[ 1/x (x3 – 2y3) = C] dikali x

x3 – 2y3 = Cx

2. (2x + 3y) dx + (y – x) dy = 0

[ (2x + 3y) dx = - (y – x) dy ] dibagi x

(2 + 3y / x) dx = -y /x + 1 dy

Misal :

y = ux ; dy = u dx + x du

u = y/x

(2 + 3u) dx = -u +1 (u dx + x du )

(2 + 3u) dx = -u +1 (u dx + x du )

(2 + 3u) dx = -u2 dx – u x du + u dx + x du

(2 + 3u) dx + u2 dx + u x du - u dx - x du = 0

(2 + 3u + u2 – u) dx + (ux – x) du = 0

dx / ux – x + du / 2+3u+u2 = 0

ʃ dx / ux-x + ʃ du / 2+3u+u2 = ʃ 0

Page 12: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

Persamaan Differensial Linear Tingkat 1

dydx

+P (x) y=g(x )

ye∫p ( x ) dx → y = U.V

dy = U.dV + V.dUdydx

e∫ p ( x ) dx = y.de∫p ( x ) dx + e∫ p ( x ) dx dy

dx

= y p(x)e∫ p ( x ) dx + e∫ p ( x ) dx dydx

= e∫ p ( x ) dx [ y p ( x )+ dydx ]

= e∫ p ( x ) dx [ dydx

+ p(x ) y ]= e∫ p ( x ) dx

Q(x )

= Q ( x ) . e∫ p ( x ) dxdx

∫ dye∫p ( x )dx = ∫Q( x)e∫ p ( x ) dx

dx

y e∫p ( x ) dx = ∫Q( x)e∫ p ( x ) dx

dx+c

Contoh soal :dydx

− y=2ex

y. e∫ p ( x ) dx = ∫Q ( x ) e∫ p (x ) dxdx+c

ye−∫ dx=∫2ex . e

−∫dxdx+c

Page 13: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

ye∫−x=∫2ex . e− xdx+c

ye− x = ∫ dx+c

ye− x=2x+c

y=2x ex+c ex

dydx

=2 [x ex+ex ]+ c ex

dydx

− y=2ex

2 ( x ex+ex)+C ex−(2 x ex+C ex )=2e x

2 xex+2ex−2 x ex−C ex=2e x

2ex = 2ex

Soal

1.dydx

+ 3x2y = x . e− x3

Jawab :

1.dydx

+ 3x2y = x . e− x3

y . e∫p ( x ) dx = ∫Q( x) . e∫ p ( x ) dxdx + C

y . e∫3 x2dx = ∫ x . e−x 3 . e∫

3 x2dxdx+C

y . ex 3 = ∫ x . e−x 3 . ex 3 dx+C

y . ex 3 = 12

x2 + C

y = 12

x2 . e− x3+C .e− x3

Page 14: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

PERSAMAAN DIFFERENSIAL BERNOULLI

dydx

+ p ( x ) y=Q(x ) ynmisal :

y−n dydx

+ p ( x ) y(−n+ 1)=Q(x ) u= y(−n+1)

1(−n+1)

dydx

+p (x ) u=p (x) dudx

= (-n+1)y−n dy

dx

y−n dydx

= 1(−n+1)

dydx

contoh

dydx

− y=x y5

Jawab :

dydx

− y=x y5misal

y−n dydx

− y−4=x y−4=u

-4dudx

−u=xdudx

=−4 y−5 dydx

dudx

+4u=−4 x -4dudx

= y−5 dydx

u . e∫4dx = ∫−4 x . e∫

4dx. dx+c

Page 15: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

u . e4x=∫−4.e4x dx+c

u . e4x=−∫ x d e4x+c

¿ [x e4x−∫ e4x dx ]+c

u . e4x=−[ xe4 x−14

e4 x]+c

:e4 x

u=−x+ 14+c . e−4 x

y−4=−x+ 14+c . e−4 x

Pembuktian:

dy−4=d(−x+ 14+c .e−4 x)

−4 y−5 dy=(−1−4 c . e−4 x ) dx

−4 y−5 dydx

=(−1−4 c . e−4 x )

: -4

y−5 dydx

=( 14+c . e−4 x)

( 14+c . e−4 x)— x+( 1

4+c . e−4x )=x

x=x (Terbukti)

Soal

1.dydx

+xy=x3 y3

2. Sin y dydx

=cos y (1−xcos y )

3.dydx

+ y tg x= y3 sec6 x

Page 16: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

4.dydx

+ yctg x= y2 cos2 x

Jawaban

1.dydx

+xy=x3 y3

y−3 dy

dx + xy−2 =x3

−du2dx

+ xu = x3

dudx

−2 xu=−2x3

u x ∫−2 xdx= ∫−2 x3e ∫−2x3 dx

ue− x2= ∫ −2 x3e− x2 dx + c

= ∫ −2 x2 x e−x 2 dx + c

=∫x2 de− x2 + c

=x2 e−x 2− ∫ e− x2 dx2

=x2 e−x 2− ∫ 2 x . e−x 2 dx

= x2 e−x 2+ ∫ de−x 2

= x2 e−x 2+e−x 2 + c

U = x2+ 1 + cex 2

y−3 = x2 + 1 + cex 2

Misal :

y−2 = u

dudx

= -2 y−3 dy

dx

Page 17: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

PERSAMAAN DIFFERENSIAL EKSAK

F(x,y) = C

dF(x,y)= (∂F∂ x

)y dx + (∂F∂ y

)x dy

0 = (∂F∂ x

)y dx + (∂F∂ y

)x dy

(∂F∂ x

)y = M(x,y) (∂F∂ y

)x = N(x,y)

(∂F∂ x

)y dx + (∂F∂ y

)x dy = 0

M(x,y) dx + N(x,y) dy = 0

(∂ M∂ y

)x = (∂N∂ x

)y

Page 18: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

(∂F∂ x

)y = M(x,y)

∫ dF = ∫M (x,y) dx + h(y)

F(x,y) = ∫M (x,y) dx + h(y)

(∂F∂ x

) = ∂

∂ y ∫M (x,y) dx + d

h( y )dy

N(x,y) = ∂

∂ y ∫M (x,y) dx +

dh( y )dy

dh(y) = [N(x,y) - ∂

∂ y ∫M (x,y)dx]dy

h(y) = ∫¿¿N(x,y) - ∂dy∫M (x,y)dx]dy

F(x,y) = ∫M (x,y)dx + ∫N (x,y) - ∂

∂ y ∫M (x,y)dx]dy

nRV

dT - nRTV 2

dV = 0

M(T,V) = nRV

N(T,V) = - nRTV 2

(∂ M∂V

)T = - nRV 2

(∂N∂T

)V = -nRV 2

(∂ M∂V

)T = (∂N∂T

)V

(∂F∂T

)V = M(T,V)

∫ dF = ∫ nRV

dT + h(V)

F(T,V) = nRTV

+ h(V)

N(T,V)

Page 19: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

(∂ F∂V

)T = - nRTV 2

+ dh (V )

dV

- nRTV 2

= - nRTV 2

+ dh (V )

dV

0 = dh (V )

dV = h(V) = 0

F(T,V) = nRTV

+ 0

P = nRTV

→ PV = nRT

SOAL

1. (3e3xy-2x)dx + e3xdy = 0

2. (y2exy2 + 4x3)dx + (2xyexy2 – 3y2)dy = 0

JAWABAN

1. (3e3xy-2x)dx + e3xdy = 0

M(x,y) = 3e3xy-2x N(x,y) = e3x

(∂ M∂ y

)x = 3e3x (∂N∂ x

)y = 3e3x

(∂ M∂ y

)x = (∂N∂ x

)y

(∂F∂ x

)y = M(x,y) (∂F∂ y

)x = M(x,y)

∫ dF = ∫M (x,y)dx + h(y)

∫ dF = ∫¿¿3e3xy-2x)dx + h(y)

F(x,y) = 3/3e3xy-x2 + h(y)

F(x,y) = e3xy-x2 + h(y)

Mencari nilai h(y) dengan cara mendiferensial secara parsial persamaan tersebut

terhadap x :

(∂F∂ y

)x = e3x + dh( y )

dy

Page 20: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

e3x = e3x + dh( y )

dy

0 = dh( y )

dy

h(y) = 0

Jadi, hasilnya adalah....

F(x,y) = e3xy-x2 + h(y)

F(x,y) = e3xy-x2

2. (y2exy2 + 4x3)dx + (2xyexy2 – 3y2)dy = 0

M(x,y) = y2exy2 + 4x3 N(x,y) = 2xyexy2 – 3y2

= UdV + VdU = UdV + VdU

= y2.2xyexy2 + 2y.exy2 = 2xy.y2exy2 + 2y.exy2

= 2xy3exy2 + 2yexy2 = 2xy3exy2 + 2yexy2

(∂ M∂ y

)x = 2xy3exy2 + 2yexy2 (∂N∂ x

)y = 2xy3exy2 + 2yexy2

(∂ M∂ y

)x = (∂N∂ x

)y

(∂F∂ x

)y = M(x,y) (∂F∂ y

) = N(x,y)

∫ dF = ∫M (x,y)dx + h(y)

∫ dF = ∫¿¿2exy2 + 4x3)dx + h(y)

F(x,y) = y2.1/y2exy2 + x4 + h(y)

Mencari nilai h(y) dengan cara mendiferensialkan secara parsial persamaan tersebut

terhadap y...

[∂F∂ y

]x = 2xyexy2 + dh( y )

dy

Page 21: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

N(x,y) = 2xyexy2 + dh( y )

dy

2xyexy2 – 3y2 = 2xyexy + dh( y )

dy

– 3y2 = dh( y )

dy

dh(y) = -3y2dy

h(y) = ∫−3y2dy

h(y) = -3.1/3y3

h(y) = -y3

maka hasilnya adalah..

F(x,y) = exy2 + x4 + h(y)

F(x,y) = exy2 + x4 – y3

Pembuktian

Dengan mendiferensialkan hasil secara parsial terhadap x dan y....

F(x,y) = exy2 + x4 – y3

[∂F∂ x

]y = y2exy2 + 4x3

[∂F∂ y

]x = 2xexy2 – 3y2

dF(x,y) = [∂F∂ x

]y dx + [∂F∂ y

]x dy = 0

dF(x,y) = (y2exy2 + 4x3)dx + (2xyexy2 – 3y2)dy

PERSAMAAN DIFFERENSIAL TIDAK EKSAK

Page 22: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

Bentuk Umum Persamaan Differensial Tidak Eksak:

m ( x , y ) dx+N ( x , y ) dy=0

( ∂m∂ y )x ≠( ∂ N

∂ x ) y

( ∂m∂ y )x−( ∂ N

∂ x ) y≠ 0

Maka untuk menyelesaikannya harus diubah terlebih dahulu menjadi Persamaan Differensial Eksak dengan cara mengalikannya dengan faktor integral dari persamaan tersebut.

Beberapa faktor integral diantaranya:

Jika:

1. ( ∂m∂ y

−∂ N∂ x

N )=f ( x ) ,maka faktor integralnya fi=e∫ f (x)dx

2. ( ∂m∂ y

−∂ N∂ x

m )=f ( y ) ,maka faktor integralnya fi=e−∫ f ( y)dy

3. mx+Ny ≠ 0 ,maka faktor integralnya fi= 1mx+Ny

4. y f ( x , y ) dx+x g ( x , y )dy=0

f ( x , y )≠ g ( x , y ) ,maka faktor integralnya fi= 1mx−Ny

5. dll

CONTOH :

Page 23: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

1. (x¿¿2+ y2+x)dx+xy dy=0¿

Jawab :

(x¿¿2+ y2+x)dx+xy dy=0¿

m ( x , y )= x2+ y2+x N ( x , y )= xy

(∂ M∂ y

¿ x = 2 y (∂N∂ x

¿ y = y

∂ M∂ y

≠∂ N∂ x

persamaan diferensial tidak eksaks.

Maka harus mencari faktor integralnya dulu:

∂ M∂ y

−∂N∂ x

N=

2 y− yxy

¿ yxy

¿1x f ( x )

fi¿e∫ 1

xdx

= e ln x

fi = x

Untuk dijadikan persamaan eksaks, maka dikalikan dengan faktor

integralnya :

x [(x¿¿2+ y2+x)dx+xy dy¿=0

( x3+x y2+x2 ) dx+ x2 y dy=0

m ( x , y )= x3+x y2+x2 N ( x , y ) = x2 y

( ∂ M∂ y )x=2xy ( ∂ N

∂ x ) y=2 xy

∂ M∂ y

=∂ N∂ x

eksaks.

Page 24: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

(∂F∂ x

¿ y = m ( x , y ) ; (∂F∂ y

¿ x = N ( x , y )

dF=m ( x , y ) dx

∫ df =∫ ( x3+x y2+x2 ) dx+h( y )

F ( x,y ) = 14

x4+ 12

x2 y2+ 13

x3+h( y )

Selanjutnya mencari nilai h(y) dengan cara mendifferensialkan fungsi

diatas secara parsial terhadap y:

(∂F∂ y

¿ x = x2 y + dh( y )

dy

x2 y = x2 y + dh( y )

dy

dh( y ) = 0 dy

h ( y ) = 0

Maka hasilnya menjadi:

F ( x,y ) = 14

x4+ 12

x2 y2+ 13

x3+h( y )

= 14

x4+ 12

x2 y2+ 13

x3+0

= 14

x4+ 12

x2 y2+ 13

x3

Pembuktian :

Dibuktikan dengan cara mendifferensialkan hasilnya secara parsial

terhadap x maupun y:

14

x4+ 12

x2 y2+ 13

x3 = F ( x,y )

(∂F∂ x

¿ y = ( x3 + xy2 + x2 ) ; (∂F∂ y

¿ x = x2y

d F ( x , y )=( ∂ F∂x ) y dx+( ∂ F

∂ y ) xdy=0

Page 25: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

= ( x 3 + xy 2 ) dx + x 2 y dy = 0 : x

= (x2 + y2 + x ) dx + xy dy = 0 terbukti

Soal :

1. (2 x y 4 . e y+2 x y3+ y ) dx+( x2 y 4 .e y−x2 y2−3 x ) dy=0

f. Integral = f(y)

2. (2 x3 y2+4 x2 y+2 x y2+x y 4+2 y ) dx+2 ( y3+x2 y+x ) dy=0 f. Integral = f(x)

3. ( x4+ y 4 ) dx−x y3dy=0 f. Integral = 1

mx+Ny

Jawab :

1. (2 x y 4 . e y+2 x y3+ y ) dx+( x2 y 4 .e y−x2 y2−3 x ) dy=0

m ( x , y )=2 x y 4 .e y+2 x y3+ y

N ( x , y )=x2 y4 . e y−x2 y2−3 x

( ∂m∂ y )x=8 x y3 . ey+e y 2x y4+6 x y2+1

( ∂ N∂ x ) y=2 x y 4 . e y−2 x y2−3

( ∂m∂ y )x ≠( ∂ N

∂ x ) y

maka harus mencari fi nya:

∂m∂ y

−∂N∂ x

m=

8 x y3 . e y+ey 2x y4+6 x y2+1−(2x y4 . e y−2x y2−3)2 x y4 . ey+2 x y3+ y

¿ 8 x y3 e y+8 x y2+42x y4 e y+2x y3+ y

¿4(2 x y3 . e y+2x y2+1)y (2x y3 .e y+2 x y2+1)

¿ 4y

Page 26: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

¿4 y−1

maka fi=e−∫ f ( y ) dy

¿e−∫ 4 y−1 dy

¿e−4 ln y

¿e ln y−4

fi= 1

y4

maka :

1

y4 [(2 x y 4 . e y+2 x y3+ y ) dx+( x2 y 4 .e y−x2 y2−3 x ) dy=0 ]

¿ (2 xe y+2 x y−1+ y−3 ) dx+( x2 e y−x2 y−2−3 x y− 4 ) dy=0

m ( x , y )=2 x ey+2 x y−1+ y−3

N ( x , y )=x2 e y−x2 y−2−3x y−4

( ∂m∂ y )x=2x e y−2 x y−2−3 y−4

( ∂ N∂ x ) y=2 xe y−2 x y−2−3 y−4

( ∂m∂ y )x=( ∂ N

∂ x ) y pers. Differensial eksaks.

(∂F∂ x

¿ y = m ( x , y ) ; (∂F∂ y

¿ x = N ( x , y )

( ∂ F∂ x ) y=2x e y+2x y−1+ y−3

dF=2 x e y+2 x y−1+ y−3 dx

∫ dF=∫ (2x e y+2x y−1+ y−3 ) dx+h( y)

F ( x , y )=x2e y+x2 y−1+ y−3+h( y )

persamaan inididifferensialkan secara parsial terhadap y

( ∂ F∂ y )x=x2 e y+(−x2 y−2 )−3x y−4+

d h( y)dy

Page 27: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

N ( x , y )=x2 e y−x2 y−2−3xy−4+d h( y )

dy

x2 ey−x2 y−2−3 x y−4= x2 e y−x2 y−2−3 x y−4+dh( y)

dy

0=dh ( y)

dy

h ( y )=0

maka persamaannya menjadi :

F ( x , y )=x2e y+x2 y−1+ y−3+h( y )

¿ x2e y+x2 y−1+ y−3+0

¿ x2e y+x2 y−1+ y−3

Pembuktian :

Dengan cara mendifferensialkan hasil diatas secara parsial terhadap x

maupun terhadap y:

F ( x , y )=x2e y+x2 y−1+ y−3

( ∂ F∂ x ) y=2x e y+2x y−1+ y−3

( ∂ F∂ y )x=x2 e y−x2 y−2−3x y−4

d F ( x , y )=( ∂ F∂x ) y dx+( ∂ F

∂ y ) xdy=0

¿ (2 xe y+2 x y−1+ y−3 ) dx+( x2 e y−x2 y−2−3 x y−4 ) dy=0

terbukti

2. (2 x3 y2+4 x2 y+2 x y2+x y 4+2 y ) dx+2 ( y3+x2 y+x ) d y=0

m ( x , y )=2 x3 y2+4 x2 y+2 x y2+x y4+2 y

N ( x , y )=2 y3+2 x2 y+2 x

( ∂m∂ y )x=4 x3 y+4 x2+4 xy+4 x y3+2

Page 28: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

( ∂ N∂ x ) y=4 xy+2

( ∂m∂ y )x ≠( ∂ N

∂ x ) y pers. Diff. Tidak eksak

maka harus mencari fi nya:

∂m∂ y

−∂N∂ x

m=

4 x3 y+4 x2+4 xy+4 x y3+2−(4 xy+2)2 y3+2 x2 y+2 x

¿ 4 x3 y+4 x2+4 x y3

2 y3+2 x2 y+2 x

¿2x (2 y3+2x2 y+2x )(2 y3+2x2 y+2x )

f ( x )=2x

maka fi=e∫f ( x ) dx

¿e∫2x dx

fi=ex2

maka persamaan awaldikalikan dengan fi nya :

ex2

[ (2 x3 y2+4 x2 y+2x y2+x y4+2 y ) dx+2 ( y3+x2 y+x ) dy=0]

¿ (2 x3 y2 ex2

+4 x2 y ex2

+2 x y2ex2

+x y 4 ex2

+2 y ex2 )dx+(2 y3 ex2

+2 x2 y ex2

+2 xex2 )dy=0

m ( x , y )=2 x3 y2 ex2

+4 x2 y ex2

+2 x y2 ex2

+x y 4 ex2

+2 y ex2

N ( x , y )=2 y3 ex2

+2x2 y ex2

+2 x ex2

( ∂m∂ y )x=4 x3 y ex2

+4 x2e x2

+4 xy ex2

+4 x y3ex2

+2ex2

( ∂ N∂ x ) y=2 x .2 y3 ex2

+4 xy ex2

+2xe x2

2x2 y+2ex2

+2 xex2

2 x

¿4 x y3 ex2

+4 xy ex2

+4 x3 y ex2

+2e x2

+4 x2ex2

( ∂m∂ y )x=( ∂ N

∂ x ) y pers. Differensial eksaks.

u v u v

Page 29: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

( ∂ F∂ x ) y=m(x , y ) ; ( ∂ F

∂ y )x=N ( x , y )

( ∂ F∂ y )x=2 y3 ex2

+2x2 ye x2

+2 xe x2

¿ (2 y3+2x2 y+2x ) . ex2

dF=( 2 y3+2 x2 y+2 x ) .e x2

dy

∫ dF=∫ (2 y3+2x2 y+2 x ) . ex2

dy+h (x)

F ( x , y )=( 12

y4

+x2 y2+2 xy) . ex2

+h(x )

Lalu mencari nilai h(x) dengan cara mendifferensialkan persamaan

diatas secara parsial terhadap x :

( ∂ F∂ x ) y=(2x y2+2 y ). ex2

+2 xex2( 12

y4

+ x2 y2+2xy )+ dh(x )dx

m ( x , y )=2 x y2 ex2

+2 ye x2

+x y4 ex2

+2x3 y2e x2

+4 x2 y ex2

+dh(x)

dx

2 x3 y2 ex2

+4 x2 yex2

+2 x y2 ex2

+ x y4 e x2

+2 y ex2

=2x3 y2 ex2

+4 x2 y ex2

+2x y2 ex2

+x y4 ex2

+2 y ex2

+dh(x )

dx

0=dh(x)

dx

h(x) = 0

maka hasilnya adalah :

F ( x , y )=( 12

y4

+x2 y2+2 xy) . ex2

+h(x )

¿( 12

y4

+x2 y2+2 xy) . ex2

+0

F ( x , y )=( 12

y4

+x2 y2+2 xy) . ex2

Pembuktian :

u v

Page 30: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

F ( x , y )=( 12

y4

+x2 y2+2 xy) . ex2

( ∂ F∂ x ) y=(2x y2+2 y ). ex2

+2 xex2( 12

y4

+ x2 y2+2xy ) ¿2 x y2 ex2

+2 y ex2

+x y 4 ex2

+2 x3 y2 ex2

+4 x2 y ex2

( ∂ F∂ y )x=( 2 y3+2 x2 y+2 x ). ex2

¿2 y3 ex2

+2 x2 y ex2

+2x ex2

dF ( x , y )=( ∂F∂ x ) y dx+( ∂ F

∂ y )x dy=0

¿ (2 x y2 ex2

+2 ye x2

+x y4 ex2

+2x3 y2e x2

+4 x2 y ex2 )dx+(2 y3 ex2

+2 x2 y ex2

+2 xex2 )dy=0

terbukti.

3. ( x4+ y 4 ) dx−x y3dy=0

m ( x , y )=x4+ y4 ; N ( x , y )=− x y3

( ∂m∂ y )x=4 y3 ; ( ∂ N

∂ x ) y=− y3

( ∂m∂ y )x ≠( ∂ N

∂ x ) y pers.diff. tidak eksak

maka harus mencari fi nya:

fi= 1mx+Ny

¿ 1

( x4+ y4 ) x+(−x y3 ) y

¿ 1

x5+x y4−x y4

fi= 1

x5

u

v

Page 31: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

selanjutnya persamaanawal dikalikandengan fi nya :

1

x5[ ( x4+ y4 ) dx−x y3 dy=0]

↔ ( x−1+ x−5 y4 ) dx−x−4 y3 dy=0

m ( x , y )=x−1+x−5 y4 ; N ( x , y )=− x−4 y3

( ∂m∂ y )x=( ∂ N

∂ x ) y pers. Differensial eksaks.

( ∂ F∂ x ) y=m(x , y ) ; ( ∂ F

∂ y )x=N ( x , y )

( ∂ F∂ x ) y=x−1+x−5 y4

dF=x−1+x−5 y4 dx

∫ dF=∫(x−1+x−5 y4)dx+h( y )

F ( x , y )=ln x−14

x−4 y4+h( y )

Lalu mencari h(y) dengan cara mendifferensialkan persamaan

tersebut secara parsial terhadap y :

( ∂ F∂ y )x=−x−4 y3+

d h( y )dy

−x−4 y3=− x−4 y3+d h( y)

dy

0=dh ( y)

dy

h ( y )=0

maka hasilnya adalah :

F ( x , y )=ln x−14

x−4 y4+h( y )

¿ ln x−14

x−4 y4+0

Page 32: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

F ( x , y )=ln x−14

x−4 y4

Pembuktian :

Dengan cara mendifferensialkan hasil tersebut secara parsial terhadap x

maupun y:

F ( x , y )=ln x−14

x−4 y4

( ∂ F∂ x ) y=1

x+x−5 y4

( ∂ F∂ y )x=−x−4 y3

d F ( x , y )=( ∂ F∂x ) y dx+( ∂ F

∂ y ) xdy=0

¿(x¿¿−1+x−5 y4)dx+ (−x−4 y3 ) dy=0¿

¿(x¿¿−1+x−5 y4)dx−x−4 y3 dy=0¿ terbukti.

Page 33: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

PERSAMAAN DIFERENSIAL LINIER TINGKAT n

podn ydxn + p1

dn−1 ydxn−1 + p2

dn−2 ydxn−2 +…+ pn−1

dydx

+ pn y=p ( x )

Penyelesaian persamaan diferensial ada 2:1. Penyelesaian komplementer (yc)

2. Penyelesaian khusus (yp)

Sehingga y= yc+ y p

Penyelesaian komplementer dapat dicari dengan operator (D), D= ddx

[ po Dn+ p1 Dn−1+ p2 Dn−2+…+ pn−1 D+ pn ] y=p(x )

yc=( p0 D n+ p1 Dn−1+p2 Dn−2+…+ pn−1 D+ pn=0)( D−m1) ( D−m2 ) ( D−m3 ) … ( D−mn )=0

Akar-akar persamaan m1, m2, m3, . . . , mn

yc=c1 em1 x+c2em2 x+c3 em3 x+…+cn emn x

Penyelesaian khusus, dari persamaan:

( D−m1) ( D−m2 ) ( D−m3 ) … ( D−mn )=Q(x)

y p=Q(x )

( D−m1) ( D−m2 ) ( D−m3 ) … ( D−mn )

misal :U=Q (x )

( D−m1 )( D−m1) U=Q (x )dudx

−m1U=Q ( x )

U e∫m1 xdx=Q ( x ) e∫m1 xdx

dx

U=U (x )

y p=U ( x )

( D−m2) ( D−m3 ) … ( D−mn )

Page 34: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

misal : Z=U ( x )

( D−m2 )( D−m2) Z=U ( x )

dzdx

m2 Z=U ( x )

Ze∫−m2 dx=U ( x ) e∫−m2 dx

dx

Z=Z ( x )

y p

Z (x )( D−m3 ) … ( D−mn )

Contoh:

1.d2 ydx2 −3

dydx

+2 y=ex

[ D2−3 D+2 ] y=ex

( D−2 ) ( D−1 ) y=ex

( D−2 ) ( D−1 )=0m1=2m2=1

yc=c1 e2x+c2ex

y p=ex

( D−2 ) ( D−1 )

misal :U= ex

( D−2 )( D−2 )U=eX

dudx

−2U=ex

U e∫−2 xdx=∫ ex e∫

−2xdxdx

U e−2x=∫ exe−2x dx

U e−2x=∫ e−x dx

U E−2 X=−e−X

U=−ex

sehingga, y p=−ex

( D−1 )

misal : Z= −e x

(D−1 )( D−1 ) Z=−ex

dzdx

−Z=−ex

Ze∫−dx=∫−exe∫

−dxdx

Ze− x=−∫ex e−x dx

Ze− x=−∫dx

Page 35: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

Ze− x=−x

Z=−x ex

sehingga, y p−x ex

maka : y= yc+ y p

y=c1 e2x+c2 ex−xex

Pembuktian:y = yc + yp

y=c1 e2x+c2 ex−xex

dydx

=2c1 e2x+c2 ex−[ xe x+e x ]

d2 ydx2 =4c1 e2 x+c2 ex−[ x ex+ex ]−ex

maka :d2 ydx2 −3

dydx

+2 y=ex

4 c1e2x+c2 ex−x ex−ex−e x−3 [2c1 e2x+c2e

x− xex−ex ]+2 [ c1e2x+c2 ex−xe x]=ex

4 c1e2x+c2 ex−x ex−2ex−6c1 e2 x−3c2e

x+3 x ex+3e x+2c1 e2 x+2c2 ex−2x ex=ex

−2ex+3ex=e x

ex=ex

Jikadijumpai :

( D−m1) ( D−m1 ) ( D−m1 ) ( D−m2 )=0

D=m1=m1=m1

yc=( C1+C2+C3 ) em1x+C4 em2x

Jikadijumpai :

D2=−1D=±√−1=± i

yc=C1 eix+C2 e−ix

e ix=cos x+ isin x

e−ix=cos x−i sin x

yc=C1¿¿ (C1+C2 ) cos x+(C1−C2) i sin x

A B¿ A cos x+Bi sin x

Soal :

1.d3 ydx3 +3

d2 ydx2 −4 y=xe−2 x

Jawaban :

Page 36: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

d3 ydx3 +3

d2 ydx2 −4 y=x e−2x

[ d3

dx3 +3d2

dx2 −4] y=x e−2x

[ D3+3 D2−4 ] y=x e−2x

Akar−akarnya :1 3 0 -4

2 2 2 -41 1 -2 0

2 2 -21 -1 0

-1 -11 0

( D−1 ) ( D+2 ) ( D+2 ) y=x e−2x

( D−1 ) ( D+2 ) ( D+2 )=0

m1=1 ,m2=−2 ,m3=−2

yc=C1 ex+( C2+C3 ) e−2x

( D−1 ) ( D+2 ) ( D+2 ) y=x e−2x

yp= x e−2x

( D−1 ) ( D+2 ) (D+2 )

u= x e−2x

( D−1 )

( D−1 )u=xe−2 x

dudx

- u = x e−2x→u.e∫−dx=∫ xe−2x . e∫

−dxdx

ue− x=∫ x e−2x . e−x dx

ue− x=∫ x e−3x dx

u dv

Page 37: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

dv=e−3x dx

v=−13

e−3x

ue− x=−13

x e−3x —13

e−3 xdx

¿−13

xe−3 x−19

e−3x

MATRIKS

Matriks adalah bilangan atau fungsi yang penulisannya dipisahkan garis

A = 14 B = ex 2 x2

23 sin x cos x

Sub matriks adalah bagian dari matriks induk yang bisa berbentuk kolom atau

mendatar

Sub matriks dari A = [a,j], C = [i,4], D = 4

3

Operasi Matriks

1. Penjumlahan

A = 1 4 , B= 6 2

2 3 1 -5

A + B = 1 4 + 6 2 = 7 6

2 3 1 -5 3 -2

A + B = B + A

Page 38: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

2. Pengurangan

A – B= 1 4 - 6 2 = -5 2

2 3 1 -5 1 8

A + B ≠ B + A

3. Perkalian

A . B = 1 4 . 6 2

2 3 1 -5

A . B ≠ B . A

A . C = 1 4 . 2

2 3 4

= 1.2 + 4.4

2.2 + 3.4

= 18

16

A = m x n

Page 39: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

B = n x r

A . B = m x r

Metode Transpose

A = 1 4 , AT= 1 2 AT = A

2 3 4 3

Mencari AT dari A

A = 3 2 1 , C = 12 6 -16 , CT = 12 4 12

1 6 3 4 2 16 6 2 -10

2 -4 0 12 10 16 -16 16 1 6

A . CT = 3 2 -1 . 12 4 12

1 6 3 6 2 -10

2 -4 0 -16 16 16

= 64 0 0

0 64 0

0 0 64

A-1 = CT / det A

MATRIKS IDENTITAS

Page 40: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

I3 = 1 0 00 1 00 0 1

HCl H2 Cl2

H 1 2 0

Cl 1 0 2

0 0 1

1 2 01 0 20 0 1

1 0 00 1 00 0 1

I A-1

1 0 00 1 00 0 1

1 2 01 0 20 0 1

1 0 00 1 00 0 1

+

1 2 00 −2 20 0 1

1 0 0

−1 1 00 0 1

+

1 2 00 −2 00 0 1

1 0 0

−1 1 −20 0 1

X1

1 0 00 −2 00 0 1

1 1 −2

−1 1 −20 0 1

: -2

I A-1

1 0 00 1 00 0 1

1 1 −212

−12

1

0 0 1

A-1 =

1 1 −212

−12

1

0 0 1

X(-1)

X(-2)

+

A.A-1 = I Cara membuktikan

Page 41: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

-2HCl + 1H2 + 1Cl2 = 0

H2 + Cl2 2HCl

PEMBUKTIAN

A . A-1 = I

1 2 01 0 20 0 1

1 1 −212

−12

1

0 0 1

1.0+2.1

2+0.01 .−1 .0 −2+2 .0

0+0+0 1+0+0 −2+0+20+0+0 0+0+0 0+0+1

= 1 0 00 1 00 0 1

= I

Cl2 HCl H2

Cl 1 2 0

H 1 0 2

0 0 1

A I

2 1 00 1 20 0 1

1 0 00 1 00 0 1

+

2 1 00 1 20 0 1

1 0 00 1 −20 0 1

x (-1)

2 0 00 1 00 0 1

1 0 20 1 −20 0 1

I A-1

1 0 00 1 00 0 1

12

0 1

0 1 −20 0 1

X(-2)

+

: 2

Jika : Fe3+ e Fe2+ Fe 1 0 1e 0 1 0 Muatan 3 -1 2

Tidak perlu ditambah I karena sudah 3 baris

Page 42: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

A-1 =

12

0 1

0 1 −20 0 1

1Cl2 - 2 HCl + H2 = 0

Cl2 + H2 2 HCl

SOAL

1. N2O5 O2 N2

N 2 0 2O 5 2 0

2. O2 N2O5 N2

N 2 5 2O 0 2 0

JAWABANI A-1

1.

2 0 01 −2 00 0 1

1 0 00 −2 00 0 1

+

X(-2)

X(-2)(-)

: 2(-)

: 2

: 2

Page 43: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

A . A-1 = I

=

-1 N2O5 + 5/2 O2 + 1N2 = 0

5/2 O2 + 1N2 N2O5

2. A = A-1

Bukti : A . A-1 = I

=

5/2 O2 – 1 N2O5 + 1N2 = 0

5/2 O2 + 1N2 N2O5

X(-2)+

: 2

(-)

X 5

: 2

Page 44: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

Determinat

|A| = det (A) = ∑i

j

aijc ij

a ij = elemen matrik baris ke i kolom ke j

c ij = cofaktor dari elemen matrik baris ke i kolom ke j

c ij = (−1 )i+ j M ij

M ij = minor matrik baris ke i kolom ke j

A = [1 23 4] = [a b

c d ]|A| = 1 . 4 – 2 . 3

= -2

Page 45: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

|A| = (−1)1+1.1 . (4 )+(−1)1+2 .2.(3)

= (−1 )2 . ( 4 )+(−1 )3 . (6 )

= 4 – 6

= -2

|A| = (−1)1+2 .2 . (3) + (−1)2+2 . 4 . 1

= -1 . 6 + 4

= -2

A = [1 2 34 5 67 8 9]

|A| = (−1)1+1.1 .|5 68 9|+(−1)1+2 .2 .|4 6

7 9|+(−1)1+3 .3 .|4 57 8|

= 1 .1 (-3) + 2 . 6 + 3 . (-3)

= -3 + 12 + (-9)

= 0

A = [3 2 −11 6 32 −4 0 ]

C = [C11 C12 C13

C21 C22 C23

C31 C32 C33]

C ij = (−1)i+ j M ij

C11 = (−1)1+1 | 6 3−4 0|

= 1 . 12 = 12

C12 = (−1)1+2 |1 32 0|

= (−1)3 . (-6)

= (-1) . (-6)

= 6

Page 46: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

C13 = (−1)1+3 |1 62 −4|

= 1 . (-4 - 12)

= -16

C21 = (−1)2+1 | 2 −1−4 0 |

= -1 . (-4)

= 4

C22 = (−1)2+2 |3 −12 0 |

= 1 . (0 – (-2))

= 2

C23 = (−1)2+3 |3 22 −4|

= -1 . (-12 - 4)

= -1 . -16

= 16

C31 = (−1)3+1 |2 −16 3 |

= 1 . (6 – (-6))

= 1 . 12

= 12

C32 = (−1)3+2 |3 −11 3 |

= -1 . (9 – (-1))

= -1 . 10

= -10

C33 = (−1)3+3 |3 21 6|

Page 47: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

= 1 . (18 - 2)

= 16

C = [C11 C12 C13

C21 C22 C23

C31 C32 C33] = [12 6 −16

4 2 1612 −10 16 ]

CT = [ 12 4 126 2 −10

−16 16 16 ]A . CT= [3 2 −1

1 6 32 −4 0 ] [ 12 4 12

6 2 −10−16 16 16 ]

= [64 0 00 64 00 0 64]

|A| = (−1)1+1.3 .| 6 3−4 0|+(−1)1+2 .2 .|1 3

2 0|+(−1)1+3 .−1.|1 62 −4|

= 1 . 3 . (0-(-12)) + -1 . 2 . (0 - 6) + 1 . -1 .(-4 - 12)

= 36 + 12 + 16

= 64

A . CT = [det (A ) 0 00 det ( A) 00 0 det (A )]

A . CT = det ( A) [1 0 00 1 00 0 1 ]

A . CT = det ( A) . I

A . CT = det ( A) . A . A−1

CT = det ( A) . A−1

A−1 = CT

det (A )

A−1 = adj( A)det ( A)

Page 48: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

Soal :

Penerapan dalam kimia

log ¿Io

=ECtx=A

λ1 = 3x + 2y + 5z = 9

λ2 = x + 3y + 2z = 18

λ3 = 2x + y + 4z = 12

A = [3 2 51 3 22 1 4 ] B = [ xyz ] C = [ 9

812]

|A| = (-1)1+1 3 |3 21 4| + (-1)1+2 (2) |1 2

2 4| + (-1)1+3|3 32 1| = 5

A-1 = ? C = [ 10 0 −5−3 2 1−11 −1 7 ]

-logI t

I0 = ∑C t = A

λ1 => 3x + 2y + 5z = 9

x + 3y + 2z = 8 2x + y + 4z = 12

I0 It

UV

x,y,z

λ

A

λ1

y

λ

A

λ2

y

λ

A

λ3

y

Page 49: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

A = [3 2 51 3 22 1 4 ] B = [ xyz ] C = [ 9

812]

C = [C11 C12 C13

C21 C22 C23

C31 C32 C33]

C11 = (−1)1+1 |3 21 4|

= 1 . (12 – 2)

= 10

C12 = (−1)1+2 |1 22 4|

= -1 . (4 - 4)

= (-1) . 0

= 0

C13 = (−1)1+3 |1 32 1|

= 1 . (1 - 6)

= -5

C21 = (−1)2+1 |2 51 4|

= -1 . (8 - 5)

= -3

C22 = (−1)2+2 |3 52 4|

= 1 . (12 – 10)

= 2

C23 = (−1)2+3 |3 22 1|

= -1 . (3 - 4)

= -1 . -1

Page 50: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

= 1

C31 = (−1)3+1 |2 53 2|

= 1 . (4 – 15)

= 1 . -11

= -11

C32 = (−1)3+2 |3 51 2|

= -1 . (6 – 5)

= -1. 1

= -1

C33 = (−1)3+3 |3 21 3|

= 1 . (9 - 2)

= 7

C = [C11 C12 C13

C21 C22 C23

C31 C32 C33] = [ 10 0 −5

−3 2 1−11 −1 7 ]

CT = [ 10 −3 −110 2 −1

−5 1 7 ] A−1 =

15 [ 10 −3 −11

0 2 −1−5 1 7 ]

A−1 . D=[ 2−35

−115

025

−15

−115

75

] [ 9812]

Page 51: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

A−1 . D=[ 18−24

5−11

5

0+16

5−12

5

−9+85

+845

]A−1 . D=[

−66545475

]Pembuktian :

λ1=3 x+2 y+5 z=9

λ1=3(−665 )+2

45+5

475

=9

λ1=−198

5+ 8

5+235

5=9

λ1=9=9 terbukti

λ2=x+3 y+2 z=8

λ2=(−665 )+3

45+2

475

=8

λ2=−66

5+ 12

5+ 94

5=8

λ2=8=8 terbukti

λ3=2x+ y+4 z=12

λ3=2(−665 )+ 4

5+4

475

=12

λ3=−132

5+ 4

5+ 188

5=12

λ3=12=12 terbukti

Page 52: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

B=[ xyz ]=[−66

545475

]A1=[ 9 2 5

8 3 212 1 4 ]

|A1|=(−1 )2 .9|3 21 4|+(−1 )3 2| 8 2

12 4|+ (−1 )4 5| 8 312 1|

|A1|=9 (12−2 )+(−2 ) (32−24 )+5 (8−36 )

|A1|=90−16−140=−66

A2=[3 9 51 8 22 12 4 ]

|A2|=(−1 )2 .3| 8 212 4|+(−1 )3 9|1 2

2 4|+ (−1 )4 5|1 82 12|

|A2|=3 (32−24 )+(−9 ) (4−4 )+5 (12−16 )

|A2|=24+0−20=4

A3=[3 2 91 3 82 1 12]

|A3|=(−1 )2 .3|3 81 12|+(−1 )3 2|1 8

2 12|+(−1 ) 4 9|1 32 1|

|A3|=3 (36−8 )+(−2 ) (12−16 )+9(1−6)

|A3|=84+8−45=47

A−1 . D=[ xyz ]=[|A1||A||A2||A||A3||A|

]

Page 53: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

C = CΠ

σ jiH

H

H

H

C = CΠ

σ jiH

H

H

H

Terapan dalam ikatan kimia

H ij=∫ψ1 Ĥ ψ jdτ

apabila i = j α

apabila i ≠ j (ada ikatan langsung) β

apabila i ≠ j (tidak ada ikatan langsung) 0

Sij=∫ψ1ψ j dτ

Jika i = j 1

Jika i ≠ j 0 , [terhadap dirinya sendiri (1,1) atau (2,2 ),dll]

H ij−E .S ij=0

C11 ;α−E .1=0

C12; β−E .0=0

C21; β−E .0=0

C22;α−E .1=0

[α−E ββ α−E]=0 dibagi dengan β

[ α−Eβ

1

1α−E

β]=0

Misal α−E

β=x

Page 54: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

E

α

α+β

α -β

C = C – C = C

C = C – C = C

[ x 11 x ]=0

|x 11 x|=x2−1=0

X2 = 1

X1 = -1

X2 = 1

α−Eβ

=−1

α−E=−β

E=α+ β

α−Eβ

=1

α−E=β

E=α−β

Nilai β ˂ 0

Gambar :

Soal

1. 1,3 butadiena

2. Benzena

Jawaban

Page 55: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

1.

C11 ;α−E .1=0

C12; β−E .0=0

C13;0−E .0=0

C14;0−E .0=0

C21; β−E .0=0

C22;α−E .1=0

C23; β−E .0=0

C24;0−E .0=0

C31;0−E .0=0

C32; β−E .0=0

C33;α−E .1=0

C34; β−E .0=0

C41;0−E .0=0

C42;0−E .0=0

C43; β−E .0=0

C44 ;α−E .1=0

[α−E β 0 0β α−E β 000

β0

α−Eβ

βα−E

]=0

[α−E

β1 0 0

1α−E

β1 0

00

10

α−Eβ1

1α−E

β]=0

Misal : α−E

β=x

[ x 1 0 01 x 1 000

10

x1

1x]=0

|x 1 0 01 x 1 000

10

x1

1x|=x4−3x2+1

x=±( 12

(1+√5 ))=±1,618

x=±( 12

(√5−1 ))=± 0,618

Page 56: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

α - 1,618 β

α - 0,618 β

α + 0,618 β

α + 1,618 β

E

α

1.α−E

β=1,618

α−E=1,618 βE=α−1,618 β

2.α−E

β=−1,618

α−E=−1,618 βE=α+1,618 β

3.α−E

β=0,618

α−E=0,618 βE=α−0,618 β

4.α−E

β=−0,618

α−E=−0,618 β

E=α+0,618 β

Gambar :

2.Benzena

C11 ;α−E .1=0

C12; β−E .0=0

C13;0−E .0=0

C14;0−E .0=0

C15;0−E .0=0

C16; β−E .0=0

C21; β−E .0=0

C22;α−E .1=0

C23; β−E .0=0

C24;0−E .0=0

C25;0−E .0=0

C26;0−E .0=0

C31;0−E .0=0

C32; β−E .0=0

C33;α−E .1=0

C34; β−E .0=0

C35;0−E .0=0

C36;0−E .0=0

Page 57: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

C41;0−E .0=0

C42;0−E .0=0

C43; β−E .0=0

C44 ;α−E .1=0

C45; β−E .0=0

C46;0−E .0=0

C51;0−E .0=0

C52;0−E .0=0

C53;0−E .0=0

C54; β−E .0=0

C55;α−E .1=0

C56; β−E .0=0

C61; β−E .0=0

C62;0−E .0=0

C63;0−E .0=0

C64;0−E .0=0

C65; β−E .0=0

C66;α−E .1=0

[α−E β 0 0 0 β

β α−E β 0 0 0000β

β000

α−Eβ00

βα−E

β0

α−Eβ

00β

α−E] dibagi β

[α−E

β1 0 0 0 1

1α−E

β1 0 0 0

0001

1000

α−Eβ100

1α−E

β10

01

α−Eβ1

001

α−Eβ

]Misal

α−Eβ

=x

[x 1 0 0 0 11 x 1 0 0 00001

1000

x100

1x10

01x1

001x]

Page 58: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

|x 1 0 0 0 11 x 1 0 0 00001

1000

x100

1x10

01x1

001x|=x6−6 x4+9 x2−4

x=± 2x=± 1

1.α−E

β=2

α−E=2 βE=α−2 β

2.α−E

β=−2

α−E=−2 βE=α+2β

3.α−E

β=1

α−E=βE=α−β

4.α−E

β=−1

α−E=−β

Page 59: Tugas Matkim Secara Keseluruhan

E=α+ β

Cahaya Εn=4 ❑α−1,6 β Melepas e

En=3 ❑α−0,6 β

α ------------------------------

En=2 ↑↓α+0,6 β

En=1 ↑↓α+1,6 β