II. LANDASAN TEORI
Teorema Dasar Kalkulus
Andaikan   kontinu pada [a,b]. 1.
Jika ,  maka
. 2.
, dengan
F antiturunan sebarang dari f, yakni
. Stewart 2001
Persamaan  Diferensial  Biasa  Linear  dan Taklinear
Sebuah  persamaan  diferensial  biasa  orde ke-n  dikatakan  linear  jika  dapat  ditulis  dalam
bentuk umum:
1.1 Persamaan  diferensial  biasa  yang  tidak  dapat
ditulis  seperti  bentuk  umum  di  atas  disebut persamaan diferensial biasa taklinear.
Farlow 1994
Nilai Reproduksi Dasar
Nilai reproduksi
dasar menggambarkan  rata-rata  jumlah  infeksi
sekunder  yang  disebabkan  oleh  datangnya seorang  individu  yang  terinfeksi  ke  dalam  N
populasi  yang  rentan  terinfeksi.  Dengan mengetahui  angka  nilai  reproduksi  dasar
maka dapat
diprediksi kepesatan
dari penyebaran infeksi penyakit pada populasi.
Jika 1  maka  infeksi  penyakit  akan
menyebar di dalam suatu populasi, sedangkan jika
maka  infeksi  penyakit  tidak akan  menyebar  di  dalam  populasi  karena
banyaknya  individu  yang  terinfeksi  kemudian akan  berkurang  atau  lebih  sedikit  dari  jumlah
individu yang terinfeksi untuk pertama kali.
Mulyanah 2008
Nilai Eigen dan Vektor Eigen Misalkan  A  adalah  matriks
,  suatu
vektor  taknol  x  di  dalam disebut  vektor
eigen  dari  A  jika  untuk  suatu  skalar    yang disebut nilai eigen dari A, berlaku:
1.2 Vektor
x disebut
vektor eigen
yang bersesuaian  dengan  nilai  eigen
.  Untuk
mencari  nilai  eigen  dari  matriks  A  yang berukuran
, maka persamaan 1.3 dapat dituliskan sebagai berikut:
1.3
dengan  I  matriks  identitas.  Persamaan  1.3 mempunyai solusi tak nol jika dan hanya jika
1.4 Persamaan
1.4 disebut
persamaan karakteristik.
Leon 2001 Matriks Taknegatif
Suatu matriks A disebut matriks taknegatif
jika dan  disebut  matriks  positif  jika
untuk setiap i dan j. Leon 2001
Matriks Taktereduksi
Matriks  taknegatif  A    dikatakan  sebagai
matriks  yang  tereduksi  jika  terdapat  suatu partisi  dari  himpunan  indeks  {1,2,...,n}  ke
dalam  himpunan-himpunan  takkosong  yang saling lepas I
1
dan I
2
sehingga apabila
dan .  Jika  tidak  demikian,  A
disebut matriks yang taktereduksi. Leon 2001
Spectral Radius Jika  A  adalah  matriks  berukuran
dengan    nilai  eigen ,  maka
spectral radius dari A adalah
www.wolfram.com
Nilai Eigen dan Vektor Eigen Dominan Jika  A  adalah  matriks  taknegatif  dan  tak
tereduksi  yang  memiliki  sebuah  nilai  eigen real positif terbesar r sehingga
,                                                     1.6 untuk  sembarang  nilai  eigen
dari  A.  Nilai
eigen r disebut nilai eigen dominan dan vektor eigen  dominan  dari  matriks  A  adalah  vektor
eigen yang bersesuaian dengan r. Minc 1988
Transformasi Laplace
Misalkan adalah
fungsi yang
terdefinisi  pada  0,∞.  Transformasi  Laplace dari
didefinisikan  sebagai  fungsi yang diberikan  oleh integral
Daerah  asal  dari adalah  semua  nilai  s
yang  integralnya  terdefinisi.  Transformasi Laplace  dari
dinotasikan  oleh atau
. Farlow 1994
Teorema Konvolusi
Misalkan dan
adalah  fungsi kontinu
yang terdefinisi
pada .
Konvolusi  dari dan
dinotasikan dengan
, didefinisikan sebagai
Jika dan
adalah  fungsi  kontinu dari order eksponensial
maka 1.9
Dimana dan
, sehingga dalam bentuk inverse
1.10 Bukti:
Berdasarkan definisi transformasi Laplace,
Misalkan , maka
dan mengganti  dengan  , sehingga diperoleh
Jika  integral  pada  t  dari    hingga diubah
ke dalam bentuk integral pada   dari 0 hingga t, maka
. Terbukti
Farlow,1994 Fungsi Dirac Delta
Fungsi  dirac  delta  fungsi  impuls  satuan yang  dinotasikan  dengan
didefinisikan s
ebagai  “fungsi”  yang  memenuhi  dua  sifat matematika, yakni:
Farlow 1994 Transformasi  Laplace  pada  Fungsi  Dirac
Delta
Transformasi  Laplace  dari  fungsi  unit impulse
atau fungsi
dirac delta
didefinisikan sebagai .                                           1.13
Bukti: Untuk  mendapatkan  Transformasi  Laplace
dari , pertama cari  transformasi dari rata-
rata fungsi impulse ,
kemudian  mencari  limit  dari ketika
Karena pembilang
dan penyebut  pada
persamaan  di  atas  mendekati  0  ketika ,
maka  gunakan  aturan  L’Hopital  untuk mendapatkan limit
sehingga diperoleh .
Terbukti Farlow 1994
Gambar 1 Fungsi Delta Dirac
“Big”
Notasi Notasi yang digunakan dalam karya ilmiah ini
antara lain: peluang  terjadinya  penyebaran  dari
individu yang
telah terinfeksi
infected  selama    hari  ke  individu yang rentan terinfeksi suspectible;
penderita  dari  wilayah  lain    index case, orang;
laju penularan; laju penyembuhan;
peluang masih terinfeksi pada waktu hari setelah terinfeksi;
=  total populasi orang; laju  kontak  per  individu  yang  dapat
terinfeksi; laju  kontak  dari  individu  yang
sebelumnya  telah  terinfeksi  pada lokasi  l  ke  individu  yang  terinfeksi
pada lokasi k; perbandingan
antara jumlah
individu  yang  dapat  berinteraksi dengan  seorang  penderita  pada
lokasi k dengan besarnya populasi; nilai reproduksi dasar.
III. PEMODELAN