METODE MÜLLER MENENTUKAN AKAR PERSAMAAN POLINOMIAL NON LINEAR

2. Menentukan persamaan parabola yang melalui , x f x , , 1 1 x f x dan , 2 2 x f x . Untuk mendapatkan persamaan parabola tersebut akan dicari koefisien-koefisien persamaan parabola. 3. Menentukan titik potong parabola dengan sumbu x . Langkah 1 Menentukan tiga hampiran awal, yaitu x , 1 x dan 2 x . Selanjutnya mencari nilai x f , 1 x f dan 2 x f dari ketiga hampiran itu, dimana ketiga hampiran itu tidak boleh menyebabkan x f , 1 x f dan 2 x f saling meniadakan atau nol, karena jika salah satu diantara x f , 1 x f atau 2 x f bernilai nol, hal itu berarti akar persamaannya sudah diperoleh. Selama iterasi, nilai x f , 1 x f dan 2 x f tidak boleh tepat sama. Langkah 2 Setelah mendapatkan nilai x f , 1 x f dan 2 x f , selanjutnya mencari persamaan parabola yang melalui titik , x f x , , 1 1 x f x dan , 2 2 x f x , misalkan disebut titik , , b a dan c . Setelah melewati tahap tersebut, berikutnya mencari perpotongan antara kurva parabola dengan sumbu x . Pendekatan kurva parabola yang melalui titik , x f x , , 1 1 x f x dan , 2 2 x f x dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan parabola, yaitu: c x x b x x a x f      2 2 2 3.1 Persamaan parabola di atas menggunakan parameter 2 x karena nilai pendekatan berikutnya yaitu 3 x diperoleh dari perpotongan kurva parabola yang melalui titik x f , 1 x f dan 2 x f dengan sumbu x . Polinomial tersebut melalui titik , x f x , , 1 1 x f x dan , 2 2 x f x , sehingga diperoleh tiga persamaan, yakni: c x x b x x a x f      2 2 2 3.2 c x x b x x a x f      2 1 2 2 1 1 3.3 c x x b x x a x f      2 2 2 2 2 2 , atau c x f  2 3.4 Dari persamaan di atas, diperoleh tiga persamaan dan dapat dicari koefisien a , b , dan c yang tidak diketahui. Untuk mencari koefisien a dan b yang belum diketahui, dapat dilakukan dengan mensubstitusikan persamaan 3.4 ke dalam persamaan 3.2, sehingga diperoleh c x x b x x a x f      2 2 2 2 2 2 2 x f x x b x x a      atau 2 2 2 2 x x b x x a x f x f      3.5 Dengan mensubstitusikan persamaan 3.4 ke dalam persamaan 3.3, diperoleh c x x b x x a x f      2 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2 1 x f x x b x x a      atau 2 1 2 2 1 2 1 x x b x x a x f x f      3.6 Selanjutnya akan ditentukan jarak antara nilai tebakan awal, yaitu antara 1 x dengan x dan 2 x dengan 1 x , misalkan: 1 x x h   3.7 dan 1 2 1 x x h   3.8 Dari persamaan 3.7 dan 3.8 diperoleh 2 1 x x h h    atau 1 2 h h x x     3.9 Didefinisikan, 1 1 x x x f x f     = 1 h x f x f  , sehingga 1 x f x f h     3.10 1 2 1 2 1 x x x f x f     = 1 1 2 h x f x f  , sehingga 1 2 1 1 x f x f h     3.11 Selanjutnya dari persamaan 3.10 dan 3.11, diperoleh 1 2 1 1 1 x f x f x f x f h h        atau 2 1 1 x f x f h h      atau 1 1 2 h h x f x f      3.12 Dengan demikian, dari persamaan 3.5, 3.9 dan 3.12 didapat 2 2 2 2 x x b x x a x f x f      atau 1 2 1 1 1 h h b h h a h h           atau 1 2 1 1 1 h h b h h a h h          3.13 dan dari persamaan 3.6, 3.8, dan 3.11 diperoleh 2 1 2 2 1 2 1 x x b x x a x f x f      atau 1 2 1 1 1 h b h a h       atau 1 2 1 1 1 h b h a h       3.14 Selisih persamaan 3.13 dan 3.14 akan menghasilkan     1 1 h h 1 2 1 1 2 1 1 1 h b h a h h b h h a h             1 2 2 h b h h a h a h         3.15 Bila persamaan 3.14 dikalikan h dan dari persamaan 3.15 dikalikan 1 h , diperoleh 1 2 1 1 1 h bh h ah h h     3.16 1 2 1 1 2 1 2 h bh h ah h ah h h      3.17 Selisih dari persamaan 3.16 dan persamaan 3.17 akan menghasilkan 1 1 1 1 h h h ah h h      Sehingga persamaannya menjadi 1 1 1 1 1 2 1 1 1                h a b b h a h b h a h 1 1 h h a      3.18 Dari persamman 3.14 diperoleh atau 3.19 Dengan demikian, nilai parameter a , b , dan c pada persamaan 3.1 adalah 1 1 h h a      1 1    ah b dan 2 x f c  Langkah 3 Selanjutnya dari persamaan 3.1 akan dicari titik potong dengan sumbu x , yaitu 2 2 2      c x x b x x a 3.20 Bila 3 x disubstitusikan ke dalam persamaan 3.20 menjadi 2 3 2 2 3      c x x b x x a 3.21 Dari persamaan 3.21, diperoleh rumus persamaan umum a ac b b x x 2 4 2 2 3      3.22 Dalam hal ac b 4 2  dimana 2 b sangat besar dibandingkan dengan ac 4 , maka selisih pembilang akan sangat kecil sehingga kesalahan akibat ac b b c ac b b a ac ac b b a ac b b ac b b ac b b a ac b b x x 4 2 4 2 4 4 2 4 4 4 2 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3                           ac b b c x x ac b b c x x 4 2 4 2 2 2 3 2 2 3          pembulatan menjadi besar. Hal ini disebabkan karena masalah kesalahan pembulatan yang disebabkan oleh pengurangan angka hampir sama. Oleh karena itu akan digunakan cara lain, yaitu 3.23 3.24 Dengan menggunakan rumus kuadratis 3.24 , kedua akar real dan kompleks dapat ditemukan. Hal ini merupakan kelebihan dari metode Müller. Sebagai tambahan, persamaan 3.23 menunjukkan keteraturan untuk menentukan aproksimasi galat. Karena sisi kiri merupakan selisih antara pendekatan akar saat ini 3 x dan pendekatan sebelumnya 2 x , maka galatnya adalah: 100 3 2 3 x x x a   ε Dalam metode Müller, diusahakan 3 x berdekatan dengan 2 x , artinya nilai pecahan ac b b c 4 2 2   diusahakan sekecil-kecilnya atau nilai penyebut diusahakan sebesar-besarnya. Jadi, tanda di depan ac b 4 2  harus dipilih sama dengan tanda b . Dari rumus di atas, tampak bahwa akar kompleks dapat juga diperoleh dengan metode Müller. Jika 3 x dan galatnya telah diperoleh, maka iterasinya berhenti. Namun bila galatnya masih terlalu besar, maka iterasinya diulangi lagi menggunakan rumus 3.18,3.19, dan 3.24 untuk memperoleh 3 x yang baru. Strategi untuk memilih nilai x mana yang masih dipakai dalam iterasi adalah sebagai berikut: 1. Jika yang akan dicari hanya akar real saja, maka dipilih dua titik yang paling dekat dengan 3 x . 2. Jika yang dicari adalah akar real maupun akar kompleks, maka 1 x menggantikan x , 2 x mengantikan 1 x , dan 3 x menggantikan 2 x .

B. ALGORITMA METODE MÜLLER

Metode Müller adalah sebuah metode untuk mencari penyelesaian persamaan polinomial yang penyelesaiannya tidak hanya berupa akar-akar real tetapi juga akar-akar kompleks. Berdasarkan uraian pada bagian sebelumnya, maka prosedur dalam menentukan akar-akar polinomial dengan metode Müller adalah sebagai berikut: 1. Menentukan tiga titik sebagai hampiran awal, yaitu x , 1 x dan 2 x 2. Mencari nilai x f , 1 x f dan 2 x f dari ketiga hampiran itu. 3. Menghitung jarak antara nilai tebakan awal, yaitu antara 1 x dengan x dan 2 x dengan 1 x . 1 x x h   dan 1 2 1 x x h   Kemudian menghitung jarak antara nilai fungsi, yaitu 1 1 x x x f x f     dan 1 2 1 2 1 x x x f x f     4. Selanjutnya menentukan 2  i , karena pada tebakan awal terdiri dari tiga titik yaitu x , 1 x dan 2 x , sehingga yang diambil adalah tebakan awal yang terakhir yaitu 2 x . 5. Menghitung nilai koefisien-koefisien yang terdapat dalam rumus kuadratis. 1 1 h h a      1 1    ah b 2 x f c  6. Menghitung nilai diskriminan dari polinomial yang diberikan, yaitu ac b D 4 2   dan menghitung nilai D b  dan D b  . Jila nilai D b D b    , maka D b c x x     2 2 3 , jika nilai D b D b    , maka D b c x x     2 2 3 7. Menghitung galatnya dengan rumus: 100 1 1     i i i a x x x ε Jika 3 x dan galatnya telah diperoleh 100 1 1     i i i a x x x ε toleransi , maka iterasinya berhenti. Namun bila 100 1 1     i i i a x x x ε toleransi, maka iterasinya diulangi lagi. Contoh 3.1 Gunakan metode Müller dengan tebakan awal 5 . 4  x , 5 . 5 1  x , dan 5 2  x dan toleransi galatnya adalah 0.0001 atau 0.01 , untuk menentukan akar dari persamaan 12 13 3    x x x f Penyelesaian Iterasi 1 Pertama, mencari nilai fungsi tebakan awal 625 . 20 5 . 4  f 875 . 82 5 . 5  f 48 5  f Dari ketiga nilai fungsi di atas, dapat digunakan untuk menghitung: 1 5 . 4 5 . 5    h 5 . 5 . 5 5 1     h