Subjects numerical analysis

Iterasi Runge Kutta 73F94A

Step-by-step solutions with LaTeX - clean, fast, and student-friendly.

Search Solutions

Iterasi Runge Kutta 73F94A


1. Masalah yang diberikan adalah persamaan iteratif untuk $u^{n+1}$ yang melibatkan beberapa variabel dan operator linear. 2. Persamaan utama adalah: $$u^{n+1} = u^{n} + \frac{k}{6} \left( R^{1}_{u} + 2R^{2}_{u} + 2R^{3}_{u} + R^{4}_{u} \right)$$ 3. Dimana setiap $R^{i}_{u}$ didefinisikan sebagai: $$R^{1}_{u} = \frac{\sigma^{2}}{2} B^{-1}(Au + f_{u}) + \xi_{\tau} w - ru$$ $$R^{2}_{u} = \frac{\sigma^{2}}{2} B^{-1}(Aw + f_{w}) + \xi_{\tau} B^{-1}(Au + f_{u}) - rw$$ $$R^{3}_{u} = \frac{\sigma^{2}}{2} B^{-1}(Ay + f_{y}) + \xi_{\tau} B^{-1}(Aw + f_{w}) - ry$$ $$R^{4}_{u} = \frac{\sigma^{2}}{2} B^{-1}(Az + f_{z}) + \xi_{\tau} B^{-1}(Ay + f_{y}) - rz$$ 4. Langkah pertama adalah substitusi semua $R^{i}_{u}$ ke dalam persamaan utama: $$u^{n+1} = u^{n} + \frac{k}{6} \Biggl( \left( \frac{\sigma^{2}}{2} B^{-1}(Au + f_{u}) + \xi_{\tau} w - ru \right) + 2 \left( \frac{\sigma^{2}}{2} B^{-1}(Aw + f_{w}) + \xi_{\tau} B^{-1}(Au + f_{u}) - rw \right) + 2 \left( \frac{\sigma^{2}}{2} B^{-1}(Ay + f_{y}) + \xi_{\tau} B^{-1}(Aw + f_{w}) - ry \right) + \left( \frac{\sigma^{2}}{2} B^{-1}(Az + f_{z}) + \xi_{\tau} B^{-1}(Ay + f_{y}) - rz \right) \Biggr)$$ 5. Kemudian, kelompokkan suku-suku yang sejenis dan sederhanakan: $$u^{n+1} = u^{n} + \frac{k}{6} \Biggl( \frac{\sigma^{2}}{2} B^{-1} \bigl( Au + f_{u} + 2(Aw + f_{w}) + 2(Ay + f_{y}) + (Az + f_{z}) \bigr) + \xi_{\tau} \bigl( w + 2 B^{-1}(Au + f_{u}) + 2 B^{-1}(Aw + f_{w}) + B^{-1}(Ay + f_{y}) \bigr) - \bigl( ru + 2 rw + 2 ry + rz \bigr) \Biggr)$$ 6. Jika diketahui nilai $A$, $B^{-1}$, $f_{u}$, $f_{w}$, $f_{y}$, $f_{z}$, $r$, $\xi_{\tau}$, $\sigma$, $k$, dan variabel $u$, $w$, $y$, $z$, maka substitusi nilai tersebut dan hitung hasilnya. 7. Solusi akhir adalah nilai $u^{n+1}$ yang diperoleh dari persamaan di atas setelah substitusi dan perhitungan. Penjelasan: Persamaan ini merupakan metode Runge-Kutta orde 4 untuk iterasi solusi numerik, dengan operator linear dan fungsi-fungsi tambahan. Penyelesaian memerlukan substitusi nilai dan evaluasi numerik.