Metode Linearisasi Persamaan Integral Taklinear dalam Model Pemanenan
METODE LINEARISASI PERSAMAAN INTEGRAL TAKLINEAR
DALAM MODEL PEMANENAN
RENI NURAENI
DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
METODE LINEARISASI PERSAMAAN INTEGRAL TAKLINEAR
DALAM MODEL PEMANENAN
RENI NURAENI
G54104041
DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
METODE LINEARISASI PERSAMAAN INTEGRAL TAKLINEAR
DALAM MODEL PEMANENAN
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
RENI NURAENI
G54104041
DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
ABSTRAK
RENI NURAENI. Metode Linearisasi Persamaan Integral Taklinear dalam Model Pemanenan.
Dibimbing oleh HADI SUMARNO dan JAHARUDDIN
Mayoritas penduduk di negara maritim memperoleh pendapatan dari sektor perikanan. Secara
tidak langsung, hal tersebut dapat menyebabkan tereksploitasinya biologis perairan.
Tujuan dari karya ilmiah ini adalah untuk mengembangkan model jumlah kelahiran dan model
jumlah populasi yang melibatkan persamaan integral tak linear. Setelah itu, model tersebut
digunakan untuk mempelajari pola pertumbuhan populasi ikan sebelum dan setelah pemanenan.
Untuk menyelesaikan persamaan integral tak linear dalam model tersebut digunakan metode
linearisasi. Metode tersebut menggunakan pendekatan deret taylor. Selanjutnya, dengan model
tersebut diberikan ilustrasi yang terdiri dari dua kasus. Kasus pertama diasumsikan bahwa tingkat
kelahiran dan kematian individu adalah konstan. Kasus kedua diasumsikan bahwa tingkat
kelahiran dan tingkat kematian individu hanya tergantung pada waktu. Waktu pemanenan terbaik
dipilih berdasarkan nilai dari rasio pemanenan yang akan menyebabkan populasi setelah
pemanenan relatif konstan.
ABSTRACT
RENI NURAENI. Linearization Method of Nonlinear Integral Equation in Harvesting Model.
Supervised by HADI SUMARNO and JAHARUDDIN
Most of citizens in maritime countries live from fishery sector. Indirectly, it exploits the
biological population in ocean as well as in freshwater.
The aim of this study is to develop models of number of birth and number of population, which
involve nonlinear integral equation. The models are used to study the pattern of population growth
of fish, before and after harvesting. To solve the nonlinear integral equation in the model, a
linearization method is used. The method implements truncation of taylor series. Two cases are
given for illustration. First case assumes that fertility and mortality rate are constant. Second case
assumes that fertility and mortality rate are time dependent. The best harvesting time is determined
based on the value of harvesting ratio, such that the population after harvesting will be relatively
constant.
Judul
Nama
NRP
:
:
:
Metode Linearisasi Persamaan Integral Taklinear dalam Model Pemanenan
Reni Nuraeni
G54104041
Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Dr.Ir. Hadi Sumarno, MS.
NIP 131 430 804
Dr. Jaharuddin, M.Si.
NIP 132 045 530
Mengetahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Dr. drh. Hasim, DEA
NIP. 131 578 806
Tanggal Lulus:
KATA PENGANTAR
Teriring salam dan do’a semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan taufiq dan hidayah-Nya
kepada kita semua dalam menjalankan aktivitas sehari-hari. Amin.. Shalawat serta salam
senantiasa tercurah kepada junjungan kita nabi besar Muhammad SAW yang telah memberikan
suri tauladan tak henti-hentinya kepada umatnya hingga akhir jaman.
Karya ilmiah ini merupakan permasalahan yang ditemukan dalam kehidupan bermasyarakat
sehari-hari yang pengelolaannya belum bisa di sebut optimal. Pengaplikasiannya di Indonesia
maupun di Negara lain menjadi suatu rutinitas khususnya di daerah yang berpotensial dalam
bidang perikanan. Penulis melakukan pencarian referensi dalam bidang ini. Pada akhirnya penulis
berhasil menyusun karya ilmiah ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana
sains.
Berbagai permasalahan dan kendala muncul selama penulisan karya ilmiah ini. Oleh karena itu,
dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Dr.Ir. Hadi Sumarno selaku Pembimbing I dan Dr. Jaharudin, M.Si. selaku Pembimbing II
yang telah meluangkan waktu, tenaga dan pikirannya untuk membimbing, memberikan
dorongan dan pengarahan kepada penulis hingga penulisan karya ilmiah ini selesai. Terima
kasih juga kepada Drs. Ali Kusnanto,M.Si. selaku dosen penguji atas saran dan masukan yang
telah diberikan.
2. Mamah, Bapak, mimih, Kakak tercinta dan kakak ipar atas segala usaha, doa restu dan kasih
sayang yang telah diberikan hingga sekarang, serta dukungan semangat dengan sepenuh hati.
Seluruh keluarga besar di Yogyakarta dan Maniis Purwakarta yang telah memberikan
semangat dan dukungan hingga penulisan ini selesai.
3. Heri Sanjaya Putra yang telah memberikan motivasi, pengertian, kesabaran dan limpahan kisah
kasih manis.
4. Seluruh dosen dan staf di Departemen Matematika, atas ilmu yang telah diberikan.
5. Kawan-kawan seperjuangan di HMI Cabang Bogor, KOHATI Cabang Bogor serta komisariat
MIPA. Yakin usaha sampai.
6. Romce, Kecrit, Fitrong, More, Kesha, Dinste, Boytse, Penoy, GuRite, uwie, dodol, Windha,
Lulu dan Ichu, atas perhatian, masukan, kritikan, bantuan, dorongan serta kebersamaan.
7. Pak jarwoto, ibu Sri dan keluarga besar dan Koi atas doa dan kebersamaan yang selalu menjadi
orang tua dan keluarga besar keduaku, serta mengenang teh Nio.
8. T-SHIRT (The Six Smart Girls) Che2, Kempez, Lie, Beduz, Milly, Ziviet and me atas
kebersamaan kita, dan Esa sobat tercintaku yang tak cukup dengan kata terima kasih yang
diberikan.
9. Teman-teman Matematika 41, Selamat Berjuang kawan, karena hidup adalah perjuangan.
10. Kakak kelas kamith, Blobo, matematika 40, 39, juga adik-adik kelas matematika 42, 43, dan
44 keep for fighting.
11. Para ITB’ers, JuPenty arigato gozaimasu dan TIN’ers and to aLL crew ITB. Tak lupa pula
untuk sekretariat IPMM yang telah menjadi tempat kost keduaku.
12. Semua pihak yang telah membantu penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulisan karya ilmiah ini tidak mungkin luput dari kekurangan, oleh karena itu kritik dan
saran dari semua pihak akan sangat membantu demi kesempurnaan penulisan ini. Harapan penulis
semoga karya ilmiah ini akan memberikan manfaat bagi para pembacanya.
Bogor, Agustus 2008
Reni Nuraeni
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Purwakarta pada tanggal 9 Agustus 1986 dan merupakan anak kedua dari
pasangan bapak Toyiban dan Ibu Neneng Mulyati.
Awal pendidikan penulis dimulai dari Sekolah Dasar Negeri Citamiang 1 Kabupaten
Purwakarta pada tahun 1992 – 1998. Kemudian melanjutkan pendidikan ke SLTP Negeri I Maniis
Kabupaten Purwakarta pada tahun 1998 – 2001. Pada tahun 2001 penulis melanjutkan pendidikan
ke SMU Negeri 1 Cianjur Jawa Barat hingga tahun 2004. Pada tahun 2004 penulis melanjutkan
pendidikan di Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI dengan memilih Departemen
Metematika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti kegiatan perkuliahan penulis aktif dalam keanggotaan himpunan mahasiswa
Departemen Matematika (GUMATIKA). Periode 2005 - 2006 penulis aktif sebagai staf bidang
kesekretariatan GUMATIKA. Selama masa kepengurusan di GUMATIKA, penulis menjadi
panitia berbagai kegiatan seperti Matematika Ria 2006, Musyawarah Wilayah III IKAHIMATIKA
2006. Penulis juga pernah mengikuti seminar LEMM ( Lets Make Money ) yang diadakan oleh
BEM FMIPA IPB.
Selain aktif di internal kampus penulis pun aktif di eksternal kampus. Pada periode 2006 - 2007
penulis aktif sebagai Bendahara Umum HMI Cabang Bogor Komisariat FMIPA IPB, dan di
departemen Eksternal Korps HMI-WATI (KOHATI) HMI Cabang Bogor. Pada periode 2007 2008 penulis juga aktif menjadi Sekretaris Umum KOHATI HMI Cabang Bogor. Selama di HMI,
penulis telah mengikuti Basic Training (Latihan Kader I) pada tahun 2006, Intermediate Training
(Latihan Kader II) pada tahun 2007, Latihan Khusus KOHATI (LKK) pada tahun 2007 dan
Senior Course (SC) pada tahun 2008.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ............................................................................................................................ vii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................................... ix
PENDAHULUAN ............................................................................................................................ 1
Latar Belakang ............................................................................................................................ 1
Tujuan ......................................................................................................................................... 1
Sistematika Penulisan ................................................................................................................. 1
LANDASAN TEORI .......................................................................................................................
Pelinearan Persamaan Integral Tak Linear ................................................................................
1
2
MODEL PEMANENAN .................................................................................................................
Jumlah Kelahiran (
) ............................................................................................................
Jumlah Kelahiran
yang Dipanen pada Semua Umur ........................................................
Jumlah Populasi (
) .............................................................................................................
Jumlah Populasi
yang Dipanen pada Semua Umur .........................................................
4
4
4
5
5
PEMBAHASAN ..............................................................................................................................
Kasus 1........................................................................................................................................
Linearisasi Model .......................................................................................................................
Kasus 2........................................................................................................................................
6
6
6
9
KESIMPULAN ................................................................................................................................ 12
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................................... 13
vi
DAFTAR TABEL
Halaman
1
Jumlah Kelahiran sebelum pemanenan pada kasus 1 ......................................................
6
2
Jumlah Populasi N(t) sebelum pemanenan pada kasus 1 ...............................................
7
3
Nilai X(t) setelah pemanenan pada kasus 1 .....................................................................
7
4
Nilai N(t) setelah pemanenan pada kasus 1 .....................................................................
8
5
Kelahiran sebelum pemanenan pada kasus 2 ...................................................................
9
6
N(t) sebelum pemanenan pada kasus 2 ............................................................................ 10
7
X(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.01 – 0.10....................................................... 10
8
N(t) setelah pemanenan pada kasus 2 dengan nilai H=0.01 – 0.10 ................................. 11
vii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Grafik X(t) sebelum pemanenan pada kasus 1.................................................................
6
2
Grafik N(t) sebelum pemanenan pada kasus 1.................................................................
7
3
Grafik X(t) setelah pemanenan pada kasus 1 dengan nilai H=0.03,0.04 dan 0.05 .........
8
4
Grafik N(t) setelah pemanenan pada kasus 1 dengan nilai H=0.03,0.04 dan 0.05 ........
8
5
Grafik X(t) sebelum pemanenan pada kasus 2.................................................................
9
6
Grafik N(t) sebelum pemanenan pada kasus 2................................................................. 10
7
Grafik X(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.01 – 0.10 ........................................... 11
8
Grafik N(t) setelah pemanenan pada kasus 2 dengan nilai H=0.01 – 0.10 .................... 11
viii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Uraian Tabel Jumlah Kelahiran sebelum pemanenan pada kasus 1 ................................ 15
2
Uraian Tabel Jumlah Individu N(t) sebelum pemanenan pada kasus 1 ......................... 15
3
Uraian Tabel X(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.03, 0.04, 0.05 ......................... 16
4
Uraian Tabel N(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.03,0.04 dan 0.05 .................... 17
5
Uraian Tabel Jumlah Kelahiran sebelum pemanenan pada kasus 2 ............................... 18
6
Uraian Tabel N(t) sebelum pemanenan pada kasus 2 ...................................................... 18
7
Uraian Tabel X(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.01 – 0.10 ................................ 19
8
Uraian Tabel N(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.01 – 0.10 ................................ 23
ix
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Eksploitasi terhadap populasi biologis dan
ekosistem di perairan sering terjadi saat ini.
Salah satunya di dunia perikanan, baik di
wilayah daratan maupun perairan. Hal ini
disebabkan adanya sifat
egosentris dan
ketidakfahaman manusia itu sendiri. Banyak
sektor perikanan mengalami kerugian yang
disebabkan kurangnya manajemen dalam
pengelolaannya. Sehingga berpengaruh pula
pada sektor lain, diantaranya sektor ekonomi.
Perekonomian akan semakin terpuruk apabila
sektor-sektor
penunjangnya
mengalami
degradasi dan berpengaruh pula pada
kesejahteraan para peternak ikan yang akan
semakin menurun. Untuk mencegah hal
tersebut para pengusaha ikan harus dapat
mempertimbangkan
seberapa
banyak
komposisi yang harus dipelihara dan yang
harus dipanen. Pada proses pemanenan ikan
juga harus diperhatikan berapa tingkat
kelahiran dan tingkat kematiannya. Hal
tersebut dilakukan agar dapat memaksimalkan
keuntungan pada saat pemanenan ikan.
Berdasarkan hal tersebut dapat dibuat suatu
model
yang
dapat
mengaplikasikan
perkembangan atau pertumbuhan populasi
ikan.
Dengan adanya model tersebut, maka
dapat dilakukan simulasi untuk menentukan
berapa bagian yang seharusnya dipanen, agar
jumlah individu setelah pemanenan tidak
terlalu menurun bahkan punah.
Namun demikian, seringkali tidak mudah
untuk mendapatkan solusi dari model
pertumbuhan
tersebut,
terutama
jika
melibatkan persamaan integral tak linear,
sehingga pada model pertumbuhan ini
digunakan
metode
linearisasi
dalam
penyelesaiannya.
Tujuan
Berdasarkan uraian di atas, tujuan dari
penulisan ini adalah :
1. Merumuskan model pertumbuhan
populasi ikan dan mengkaji kasus
tingkat pemanenan yang mungkin.
2. Menggunakan metode linearisasi
pada model yang berupa persamaan
integral taklinear.
Sistematika Penulisan
Karya ilmiah ini terdiri atas lima bab. Bab
pertama merupakan uraian mengenai latar
belakang permasalahan dan tujuan penulisan.
Bab kedua berupa landasan teori, berisi
beberapa istilah dan metode linearisasi untuk
menyelesaikan persamaan integral tak linear
yang digunakan dalam pembahasan. Bab
ketiga berupa model pemanenan, berisi
persamaan
jumlah
kelahiran,
jumlah
keseluruhan individu sebelum pemanenan dan
setelah pemanenan yang ditinjau pada semua
umur. Bab keempat berupa pembahasan
mengenai ilustrasi model pemanenan dan
aplikasi dari persamaan yang didapat dengan
asumsi tingkat kelahiran dan kematiannya
konstan dan hanya tergantung pada waktu.
Selain itu, diperlihatkan pula beberapa grafik
persamaan tersebut. Bab terakhir pada tulisan
ini berisi kesimpulan dari keseluruhan
penulisan.
LANDASAN TEORI
Untuk memahami pembahasan yang akan
diberikan pada bagian selanjutnya, maka
berikut ini akan diberikan beberapa istilah,
yaitu :
1. Perikanan ( Fishery ) adalah semua
yang
berhubungan
dengan
pengelolaan
dan
pemanfaatan
sumberdaya ikan dan lingkungannya
mulai dari pra produksi, produksi,
pengolahan, sampai pemasaran yang
dilaksanakan dalam suatu sistem
bisnis perikanan.
2.
3.
(Soewardi, K. 2007)
Tingkat Kelahiran ( Fertility Rates )
adalah jumlah dari individu baru
yang rata-rata akan dimiliki induk
individu semasa hidupnya.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Tingkat
kelahiran , 10 April 2008)
Tingkat Kematian ( Mortality Rates )
adalah jumlah dari individu yang
rata-rata akan mengalami kematian
pada waktu tertentu.
2
(http://id.wikipedia.org/wiki/Tingkat
kematian, 10 April 2008)
4. Ekosistem adalah komunitas dan
lingkungan abiotik yang berfungsi
bersama.
(Suyasa,1997)
5. Populasi adalah kumpulan individuindividu yang sejenis.
(Suyasa,1997)
Selanjutnya, untuk memahami konsep
matematika yang muncul pada bagian
berikutnya, maka berikut ini akan diberikan
uraian metode yang digunakan. Metode
tersebut adalah metode linearisasi untuk
menyelesaikan persamaan integral tak linear.
,
, ,
Pelinearan Persamaan Integral Tak Linear
Tinjau persamaan integral berikut :
, ,
dimana
adalah fungsi yang tidak
diketahui,
adalah konstanta real,
dan
, ,
berturut-turut merupakan fungsi
pada
dan
. Fungsi
, ,
adalah
fungsi tak linear yang memiliki turunan
dengan pendekatan nilai K di ( , ,
dinyatakan dalam deret Taylor berikut :
,
,
,
,
,
,
,
,
. ..
Jika persamaan (2) disubstitusikan ke
dalam persamaan (1), maka diperoleh
,
dengan
, dan
,
,
,
,
(4)
,
,
,
,
,
.
Persamaan (3) dapat ditulis
,
atau
3
.
Jika kedua ruas persamaan (7) diturunkan
terhadap , maka diperoleh
.
Persamaan (8) merupakan persamaan
diferensial biasa yang linear, dengan solusi
dalam bentuk
exp
exp
exp
9
Persamaan (9) dapat dituliskan sebagai berikut
exp
exp
exp
Persamaan (10) dan persamaan
(4)
digunakan untuk menyelesaikan persamaan
. Dengan asumsi
(1) dengan asumsi
ini, solusi persamaan (1) di
, , , … adalah
, untuk
4
exp
dengan
∆
Untuk ∆
∆
∆
dengan
exp
exp
dan
, , ,…
.
∆
,
,
dan
menjadi
maka persamaan (11)
exp
exp
.
exp
Penurunan lengkap dapat dilihat pada pustaka [Darania,2005].
MODEL PEMANENAN
Untuk memahami masalah pemanenan,
akan dibahas terlebih dahulu masalah
kelahiran. Setelah itu, menentukan berapa
jumlah
populasi
yang
ada
dengan
menggunakan persamaan jumlah kelahiran
yang telah didapat terlebih dahulu, baik
sebelum proses pemanenan maupun setelah
pemanenan.
Jumlah Kelahiran (
Jumlah kelahiran individu pada waktu t,
t ∈ [t0,∞) dengan asumsi kompetisi diabaikan
dapat dirumuskan sebagai berikut :
,
dengan T adalah umur maksimal individu
dalam populasi,
dan
berturut-turut
adalah tingkat kelahiran dan kematian pada
umur ,
. Fungsi
dan
diasumsikan selalu positif dan merupakan
fungsi kontinu pada ∈ , .
Berdasarkan persamaan (13), jumlah
kelahiran individu pada waktu
sampai
adalah jumlah dari tingkat kematian individu
dikalikan dengan tingkat kelahiran individu.
Untuk menuju ke proses pemanenan, perlu
adanya
identifikasi
mengenai
jumlah
keseluruhan individu yang akan dipanen agar
banyaknya bagian individu yang dipanen
dapat ditentukan.
Jumlah Kelahiran
yang Dipanen pada
Semua Umur
Bentuk
pada persamaan
akan
dimodifikasi untuk menentukan persamaan
dengan asumsi pemanenan dilakukan
pada semua umur. Misalkan rasio pemanenan
dari individu pada semua umur dinyatakan
oleh konstanta
dengan 0
. Rasio
pemanenan tersebut dipanen pada waktu .
Kemudian diasumsikan pula bahwa
bagian dari populasi akan hidup hingga mati
5
secara alami. Sehingga persamaan
menjadi
.
Dengan demikian, persamaan untuk
menentukan kelahiran setelah pemanenan
pada semua umur adalah
.
Jumlah Populasi (
)
Proses pemanenan dilakukan pada jumlah
populasi yang ada. Jumlah total individu
tersebut didapat dari perkalian antara tingkat
kematian individu dikalikan dengan kelahiran
individu. Sehingga N(t) dapat diformulasikan
sebagai berikut
.
Persamaan (16) menunjukkan bahwa tiap
perubahan waktu individu yang ditanam akan
ada proses kematian dan kelahiran. Bentuk
menunjukkan jumlah keseluruhan
individu pada waktu
sampai setelah
mengalami kematian dan kelahiran.
Jumlah Populasi
yang Dipanen pada
Semua Umur
Bentuk
pada persamaan
akan
dimodifikasi untuk menentukan persamaan
untuk
dengan asumsi pemanenan
dilakukan pada semua umur. Misalkan rasio
pemanenan dari individu pada semua umur
dinyatakan oleh konstanta dengan 0
. Rasio pemanenan tersebut dipanen pada
waktu . Kemudian diasumsikan pula bahwa
bagian dari populasi akan hidup
hingga mati secara alami. Sehingga
yang
dipanen adalah
.
dan nilai
yang tidak dipanen adalah :
.
Dengan demikian, persamaan untuk
menentukan kelahiran setelah pemanenan
pada semua umur adalah persamaan (18).
Untuk menentukan jumlah populasi
yang memenuhi persamaan (18), maka
diperlukan nilai
. Nilai
dan
masing-masing ditentukan dari persamaan
(15) dan (18) dengan cara linearisasi pada
kedua persamaan tersebut.
6
PEMBAHASAN
Dalam pembahasan ini akan dikaji bentuk
yaitu jumlah kelahiran individu dan
bentuk
yaitu jumlah populasi. Dalam hal
ini akan di tinjau dua kasus, yaitu kasus
dimana tingkat kelahiran dan kematian yang
ditinjau konstan dan dimana tingkat kelahiran
dan kematiannya hanya bergantung pada
waktu . Selain itu, akan dibahas pula perilaku
fungsi
dan
terhadap perubahan
nilai , yaitu rasio pemanenan populasi ikan
sesudah pemanenan.
Kasus 1
Pada kasus ini, diasumsikan tingkat
kelahiran dan kematian pada populasi ikan
adalah konstan, misalkan
. ,
. .
9
Berdasarkan persamaan (19), maka
diperoleh jumlah kelahiran
dan jumlah
populasi
baik sebelum maupun setelah
pemanenan. Berikut akan dibahas terlebih
dahulu bentuk
dan
sebelum
pemanenan.
Berdasarkan
yang dinyatakan oleh
persamaan (13) dengan nilai-nilai pada
persamaan (19) diperoleh
.
.
.
.
Misalkan
pada selang waktu
dan
pada selang waktu ,
maka dari persamaan (24), diperoleh
.
.
.
.
pada selang waktu
Misalkan
dan
pada selang waktu ,
maka dari persamaan (27) diperoleh
,
,
,
.
Linearisasi Model
Berdasarkan persamaan (12), dengan nilai
linearisasi persamaan (13) dan (16)
berturut-turut dinyatakan sebagai berikut
.
exp
exp
.
Selanjutnya, persamaan
yang
dinyatakan oleh persamaan (16) dengan nilainilai pada persamaan (19) diperoleh
— .
.
.
, ,
,
.
.
7
Dengan menggunakan bentuk linear yang
diberikan oleh persamaan (24) dengan nilai
dan
. (tanda negatif digunakan
agar nilai
positif), maka dari persamaan
(21), (4) dan (5) diperoleh :
=
=
=
=
=
.
exp
.
.
exp
. .
Dengan menggunakan bentuk linear yang
diberikan oleh persamaan (25) dengan nilai
dan
. (tanda negatif digunakan
agar nilai
positif), maka dari persamaan
(23), (4) dan (5) diperoleh :
=
=
=
=
=
Sehingga dari persamaan (24) dengan
nilai-nilai pada persamaan (26) akan diperoleh
, yaitu kelahiran sebelum pemanenan
disajikan dalam Tabel 1. Berdasarkan Tabel 1,
dibuat Grafik
sebelum pemanenan
seperti disajikan pada Gambar 1.
Tabel 1 Jumlah Kelahiran sebelum
pemanenan pada kasus 1
exp
exp
.
.
.
= (26)
Sehingga dari persamaan (25) dengan
nilai-nilai pada persamaan (27) diperoleh
bentuk
, yaitu jumlah populasi sebelum
pemanenan seperti disajikan dalam Tabel 2.
Berdasarkan Tabel 2, dibuat Grafik
sebelum pemanenan, dan disajikan pada
Gambar 2.
Tabel 2 Jumlah Populasi
sebelum
pemanenan pada kasus 1
tn
X(tn+1)
0
51.72487411
tn
N(tn+1)
1
53.44974822
0
51.12819066
2
55.17462233
1
52.85306477
3
56.89949643
2
54.57793888
4
58.62437054
3
56.30281299
5
60.34924465
4
58.0276871
5
59.75256121
x
N
62
60
58
56
54
52
50
t
0
5
10
Gambar1 Grafik
sebelum pemanenan
pada kasus 1
Dengan asumsi bahwa tingkat kelahiran
dan kematian populasi ikan adalah konstan,
serta tingkat kelahiran lebih besar dari tingkat
kematiannya, maka pada grafik yang
diberikan dalam Gambar 1 diperoleh bahwa
jumlah kelahiran populasi ikan tersebut adalah
meningkat.
62
60
58
56
54
52
50
t
0
5
10
Gambar 2 Grafik
sebelum pemanenan
pada kasus 1
Grafik pada Gambar 2 memperlihatkan
meningkatnya jumlah individu yang ada,
sehingga dapat dilakukan proses pemanenan.
Setelah itu, akan dilakukan proses pemanenan
dengan berbagai nilai rasio pemanenan
pada semua umur.
8
Berdasarkan persamaan (12), dengan nilai
, linearisasi persamaan (15) dan (18)
berturut-turut dinyatakan sebagai berikut
exp
exp
9
Berdasarkan nilai
yang dinyatakan
oleh persamaan (15) dan bentuk linearnya
pada persamaan (28), dengan nilai-nilai pada
persamaan
(19)
dan
nilai
. , . , . , .
dan
. ,
maka diperoleh
, yaitu kelahiran setelah
pemanenan yang disajikan oleh Tabel 3.
Berdasarkan tabel 3 dibuat grafik
setelah
pemanenan yang disajikan pada Gambar 3.
Tabel 3 Nilai X(t) setelah pemanenan pada
kasus 1
H
0.04
0.03
0.05
tn
0
49.655879
50.173127
49.138630
1
49.325523
50.341061
48.320329
2
49.008381
50.503957
47.542943
3
48.703925
50.661967
46.80442
4
48.411647
50.815235
46.10283
5
48.131060
50.963906
45.43632
X
70
60
50
40
(H=0.04)
30
(H=0.03)
20
(H=0.05)
10
0
t
0
Gambar 3 Grafik
1
2
3
4
5
setelah pemanenan pada kasus 1 dengan nilai
Grafik pada Gambar 3 memperlihatkan
empat kurva dengan rasio pemanenan yang
berbeda. Semakin besar nilai , maka jumlah
kelahiran akan semakin kecil, karena individu
yang ada akan semakin sedikit.
6
.
, .
dan .
Berdasarkan nilai
yang dinyatakan
oleh persamaan (18) dan bentuk linearnya
pada persamaan (29), dengan nilai-nilai pada
persamaan
(23)
dan
nilai
. , . , . , .
dan
. ,
9
maka diperoleh
, yaitu jumlah populasi
setelah pemanenan yang disajikan oleh Tabel
4. Berdasarkan tabel 4 dibuat grafik
setelah pemanenan yang disajikan pada
Gambar 4.
Tabel 4 Nilai N(t) setelah pemanenan pada
kasus 1
H
0.05
0.04
0.03
tn
0
51.1281
51.1281
51.1281
1
50.2668
50.7840
51.3013
2
49.4485
50.4537
51.4692
3
48.6711
50.1365
51.6321
4
47.9326
49.8321
51.7901
5
47.2310
49.5398
51.9434
N
70
60
50
40
(H=0.05)
30
(H=0.04)
(H=0.03)
20
10
t
0
0
Gambar 4 Grafik
1
2
3
4
5
setelah pemanenan pada kasus 1 dengan nilai
Dari grafik
pada Gambar 4, dapat
ditentukan berapa bagian dari jumlah
keseluruhan individu yang akan dipanen. Dari
Gambar 4 terlihat bahwa nilai
. dapat
menghasilkan jumlah individu yang relatif
konstan, sehingga pada kasus ini dipilih
. .
Kasus 2
Pada kasus ini, diasumsikan tingkat
kelahiran dan kematian pada populasi ikan
hanya tergantung pada waktu . Misalkan
(30)
Berdasarkan persamaan (30) diperoleh
jumlah kelahiran
dan jumlah populasi
baik sebelum maupun setelah
pemanenan. Berikut ini akan dibahas terlebih
dahulu
dan
sebelum pemanenan.
6
.
, .
dan .
Berdasarkan
yang dinyatakan oleh
persamaan (13) dengan nilai-nilai pada
persamaan (30) diperoleh
.
Misalkan
pada selang waktu ,
dan
pada waktu ,
, maka dari
persamaan (31) diperoleh
.
Berdasarkan bentuk linear yang diberikan
oleh persamaan (24) dan pemilihan nilai
. (tanda negatif digunakan agar nilai
positif), maka diperoleh
, yaitu
jumlah kelahiran sebelum pemanenan yang
disajikan dalam Tabel 5. Nilai
tersebut
10
didapatkan dengan proses yang sama pada
kasus 1. Berdasarkan Tabel 5, dibuat Grafik
sebelum pemanenan, yang disajikan
pada Gambar 5.
Tabel 5 Kelahiran sebelum
pemanenan pada kasus 2
tn
Xn+1
0
35
1
37.67225756
2
40.08121
3
41.62028569
4
42.46487893
5
42.88974963
Berdasarkan bentuk linear yang diberikan
oleh persamaan (25), dan memilih nilai
. (tanda negatif digunakan agar nilai
positif), maka diperoleh
, yaitu
jumlah populasi sebelum pemanenan yang
disajikan dalam Tabel 6. Nilai
tersebut
didapatkan dengan proses yang sama pada
kasus 1. Berdasarkan Tabel 6, dibuat Grafik
sebelum pemanenan, yang disajikan
pada Gambar 6.
Tabel 6 N(t) sebelum pemanenan
pada kasus 2
X
tn
Nn+1
0
31.00317156
1
33.48220634
2
37.01381798
3
39.80251416
44
4
41.5060427
42
5
42.41911385
40
N
38
44
36
42
34
40
t
32
0
2
4
6
Gambar 5 Grafik
sebelum pemanenan
pada kasus 2
Pada kasus ini, diasumsikan bahwa tingkat
kelahiran dan kematian hanya tergantung pada
waktu . Pada Gambar 5, memperlihatkan
perilaku
kurva yang nilainya meningkat
secara eksponen.
Berdasarkan N(t) yang dinyatakan oleh
persamaan (16) dengan nilai-nilai pada
persamaan (30), diperoleh
.
Misalkan nilai
,
dan
,
, maka
diperoleh
pada selang waktu
pada selang waktu
dari persamaan (33)
.
38
36
34
32
t
30
0
2
4
6
Gambar 6 Grafik
sebelum pemanenan
pada kasus 2
Pada Gambar 6, grafik
sebelum
pemanenan didapat kurva yang nilainya
meningkat. Ini berarti populasi tersebut dapat
dipanen.
Dalam proses pemanenan akan dikaji
untuk berbagai nilai rasio pemanenan pada
semua umur.
Berdasarkan nilai
yang dinyatakan
oleh persamaan (15) dan persamaan (28), serta
nilai-nilai pada persamaan (30) dengan nilai
.
.
dan
. , maka
diperoleh
yaitu kelahiran setelah
pemanenan yang disajikan oleh Tabel 7. Nilai
tersebut didapatkan dengan proses yang
sama pada kasus 1. Berdasarkan Tabel 7-
11
dibuat Grafik
setelah pemanenan, yang
disajikan pada Gambar 7.
Tabel 7 X(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.01 – 0.10
H
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
tn
0.08
0.09
0.10
0
34.65
34.3
33.95
33.6
33.25
32.9
32.55
32.2
31.85
31.5
1
36.92
35.67
35.44
34.72
33.99
33.29
32.58
31.88
31.19
30.51
2
38.89
36.61
36.58
35.46
34.37
33.29
32.24
31.21
30.20
29.21
3
39.98
36.82
36.84
35.35
33.89
32.49
31.13
29.82
28.54
27.30
4
40.38
36.55
36.46
34.62
32.86
31.16
29.54
27.99
26.49
25.07
5
40.38
36.03
35.73
33.57
31.53
29.59
27.75
26.01
24.35
22.79
X
45
H=0.01
40
H=0.02
35
H=0.03
30
H=0.04
25
20
H=0.05
15
H=0.06
10
H=0.07
5
H=0.08
0
t
0
1
Gambar 7 Grafik
2
3
4
5
setelah pemanenan dengan nilai
Grafik pada Gambar 7 memperlihatkan
kurva dengan rasio pemanenan yang berbeda.
Semakin besar nilai
, maka jumlah
kelahiran akan semakin kecil, karena individu
yang ada semakin sedikit.
Berdasarkan nilai
yang dinyatakan
oleh persamaan (18) dan persamaan (29),
serta nilai-nilai pada persamaan (30), dengan
.
H=0.09
6
– .
nilai
.
.
dan
. maka
diperoleh
yaitu jumlah populasi setelah
pemanenan yang disajikan oleh Tabel 8. Nilai
tersebut didapatkan dengan proses yang
sama pada kasus 1. Berdasarkan Tabel 8
digunakan Grafik
setelah pemanenan.
Tabel 8 N(t) setelah pemanenan pada kasus 2 dengan nilai H=0.01 – 0.10
H
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
tn
0.09
0.1
0
31.01
31.01
31.01
31.01
31.01
31.01
31.01
31.01
31.01
31.01
1
33.15
32.82
32.48
32.14
31.81
31.47
31.14
30.80
30.47
30.13
2
36.28
35.05
34.83
34.12
33.41
32.71
32.01
31.33
30.65
29.98
3
38.63
36.36
36.33
35.21
34.13
33.06
32.02
30.99
29.99
29.02
4
39.87
36.72
36.74
35.25
33.81
32.41
31.05
29.73
28.46
27.23
5
40.34
36.51
36.43
34.59
32.82
31.13
29.51
27.96
26.47
25.05
12
N
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
t
0
1
2
3
4
5
6
(H=0.01)
(H=0.02)
(H=0.03)
(H=0.04)
(H=0.05)
(H=0.06)
(H=0.07)
(H=0.08)
(H=0.09)
(H=0.10)
Gambar 8 Grafik N(t) setelah pemanenan pada kasus 2 dengan nilai H=0.01 – 0.10
Dari Grafik
pada Gambar 8, dapat
ditentukan besarnya bagian dari jumlah
keseluruhan individu yang akan dipanen. Dari
Gambar 8 terlihat bahwa nilai
.
dan
.
dapat menghasilkan jumlah
individu yang relatif konstan, sehingga pada
kasus ini dipilih
.
atau
. .
KESIMPULAN
Pola pertumbuhan populasi dipengaruhi
oleh tingkat kelahiran dan tingkat kematian
individu. Model pertumbuhan dengan
persamaan integral tak linear dapat digunakan
untuk menentukan jumlah kelahiran dan
jumlah populasi ikan dengan berbagai
alternatif rasio pemanenan.
Dari model yang digunakan, jika tingkat
kelahiran dan kematian individu konstan dan
tingkat kelahiran lebih besar dari tingkat
kematian individu, maka diperoleh grafik
jumlah populasi berbentuk linear yang terus
meningkat, baik sebelum maupun setelah
pemanenan. Jika tingkat kelahiran dan
kematian individu hanya tergantung pada
waktu, maka grafik jumlah populasi berbentuk
tidak linear. Pada berbagai variasi pemanenan
dengan berbagai nilai rasio pemanenan,
diperoleh kurva yang nilainya meningkat pada
waktu tertentu dan kemudian menurun.
Dengan metode linearisasi, diperoleh
solusi yang dapat memperlihatkan berapa
banyak bagian dari jumlah keseluruhan
individu yang dapat dipanen. Sehingga,
jumlah individu yang tidak dipanen tidak
mengalami penurunan atau kepunahan.
13
DAFTAR PUSTAKA
Darania, A.Ebadian and Oskoi. 2005.
Linearization Method For Solving
Nonlinear Integral Equation. Mathematical
Problems in Engineering. 2006 : 1-10.
integro-differential equations,. Website
EqWorld — The World of Mathematical
Equations,_http://eqworld.ipmnet.ru/en/m
ethods/ie/ie-meth3.htm. 25 April 2008.
Farlow, Stanley. 1994. An Introduction to
Differential
Equations
and
Their
Applications.University of Maine. Maine.
Rockafeller, Tyrell. 1970. Convex Analysis.
Princeton University Press, Princeton.
Hritonenko, N dan Yatsenko, Y. 2006.
Optimization of Harvesting Return from
Age-Structured Population. Journal of
Bioeconomics.8:167-179.
Integral_equation._http://en.wikipedia.org/w
iki/Integral_equation. 25April 2008.
Polyanin, AD dan Zhurov, A.I. 2007. A
solution method for some classes of
nonlinear integral, integro-functional, and
Soewardi, K. 2007. Pengelolaan Keragaman
Genetik Sumberdaya Perikanan dan
Kelautan. Intramedia, Bogor.
Suyasa, I N. 1997. Ekologi Perairan. Sekolah
Tinggi Perikanan Jakarta. Jakarta.
Wikipedia._http://id.wikipedia.org/wiki/Ting
kat kelahiran,tingkat kematian, example
problem of integral non linear , 10 April
2008).
14
LAMPIRAN
15
Lampiran 1 Uraian Tabel Jumlah Kelahiran sebelum pemanenan pada kasus 1
.
.
. 9
n
tn
0
0
50
-2.9484797
-16.9579
1.034497482
1
1
51.72487411
-2.9484797
-17.5429
1.034497482
2
2
53.44974822
-2.9484797
-18.1279
1.034497482
3
3
55.17462233
-2.9484797
-18.7129
4
4
56.89949643
-2.9484797
-19.2979
5
5
58.62437054
-2.9484797
-19.8829
Xn
1/Zn
Kn
exp(Znh)
exp(Znh)*(1/Zn*Kn)
X(tn+1)
50
51.72487411
51.72487411
51.7249
53.50925203
53.44974822
53.4497
55.29362995
55.17462233
1.034497482
55.1746
57.07800788
56.89949643
1.034497482
56.8995
58.8623858
58.62437054
1.034497482
58.6244
60.64676372
60.34924465
1/Zn*Kn
Lampiran 2 Uraian Tabel Jumlah Individu N(t) sebelum pemanenan pada kasus 1
.
.
n
tn
0
.
.
Xn
1/Zn
Kn
exp(Znh)
1/Zn*Kn
exp(Znh)*(1/Zn*Kn)
N(tn+1)
0
50
-4.48168907
-11.15650801
1.022563813
50
51.12819066
51.12819066
1
1
51.72487411
-4.48168907
-11.54137944
1.022563813
51.72487411
52.89198451
52.85306477
2
2
53.44974822
-4.48168907
-11.92625088
1.022563813
53.44974822
54.65577835
54.57793888
3
3
55.17462233
-4.48168907
-12.31112232
1.022563813
55.17462233
56.4195722
56.30281299
4
4
56.89949643
-4.48168907
-12.69599375
1.022563813
56.89949643
58.18336605
58.0276871
5
5
58.62437054
-4.48168907
-13.08086519
1.022563813
58.62437054
59.94715989
59.75256121
Lampiran 3 Uraian Tabel X(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.03, 0.04, 0.05
.
.
.
.
9
.
, .
, .
16
n
tn
Xn
1/Zn
Kn
exp(Znh)
1/Zn*Kn
exp(Znh)*(1/Zn*Kn)
X(tn+1)
(1-H)
X(tn+1)*(1-H)
0
0
50
-2.948479652
-16.95789217
1.034497482
50
51.72487411
51.72487411
0.97
50.17312789
1
1
50.17312789
-2.948479652
-17.01660985
1.034497482
50.17312789
51.90397447
51.89800199
0.97
50.34106193
2
2
50.34106193
-2.948479652
-17.073566
1.034497482
50.34106193
52.07770182
52.06593604
0.97
50.50395796
3
3
50.50395796
-2.948479652
-17.12881347
1.034497482
50.50395796
52.24621735
52.22883207
0.97
50.66196711
4
4
50.66196711
-2.948479652
-17.18240351
1.034497482
50.66196711
52.40967742
52.38684122
0.97
50.81523598
5
5
50.81523598
-2.948479652
-17.23438585
1.034497482
50.81523598
52.56823368
52.54011009
0.97
50.96390679
n
tn
Xn
1/Zn
Kn
exp(Znh)
1/Zn*Kn
exp(Znh)*(1/Zn*Kn)
X(tn+1)
(1-H)
X(tn+1)*(1-H)
0
0
50
-2.948479652
-16.95789217
1.034497482
50
51.72487411
51.72487411
0.96
49.65587914
1
1
49.65587914
-2.948479652
-16.84118088
1.034497482
49.65587914
51.36888195
51.38075325
0.96
49.32552312
2
2
49.32552312
-2.948479652
-16.72913805
1.034497482
49.32552312
51.02712948
51.05039723
0.96
49.00838134
3
3
49.00838134
-2.948479652
-16.62157693
1.034497482
49.00838134
50.6990471
50.73325545
0.96
48.70392523
4
4
48.70392523
-2.948479652
-16.51831825
1.034497482
48.70392523
50.38408803
50.42879934
0.96
48.41164737
5
5
48.41164737
-2.948479652
-16.41918992
1.034497482
48.41164737
50.08172731
50.13652148
0.96
48.13106062
n
tn
Xn
1/Zn
Kn
exp(Znh)
1/Zn*Kn
exp(Znh)*(1/Zn*Kn)
X(tn+1)
(1-H)
X(tn+1)*(1-H)
0
0
50
-2.948479652
-16.95789217
1.034497482
50
51.72487411
51.72487411
0.95
49.1386304
1
1
49.1386304
-2.948479652
-16.66575192
1.034497482
49.1386304
50.83378943
50.86350451
0.95
48.32032929
2
2
48.32032929
-2.948479652
-16.38821867
1.034497482
48.32032929
49.98725898
50.0452034
0.95
47.54294323
3
3
47.54294323
-2.948479652
-16.12456209
1.034497482
47.54294323
49.18305506
49.26781733
0.95
46.80442647
4
4
46.80442647
-2.948479652
-15.87408834
1.034497482
46.80442647
48.41906134
48.52930058
0.95
46.10283555
5
5
46.10283555
-2.948479652
-15.63613828
1.034497482
46.10283555
47.69326729
47.82770966
0.95
45.43632417
17
Lampiran 4 Uraian Tabel N(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.03,0.04 dan 0.05
.
.
.
n
tn
Xn
1/Zn
Kn
exp(Znh)
1/Zn*Kn
exp(Znh)*(1/Zn*Kn)
N(tn+1)
0
0
50
-4.48168907
-11.15650801
1.022563813
50
51.12819066
51.12819066
1
1
50.17312789
-4.48168907
-11.19513806
1.022563813
50.17312789
51.30522497
51.30131855
2
2
50.34106193
-4.48168907
-11.23260921
1.022563813
50.34106193
51.47694825
51.4692526
3
3
50.50395796
-4.48168907
-11.26895623
1.022563813
50.50395796
51.64351984
51.63214862
4
4
50.66196711
-4.48168907
-11.30421283
1.022563813
50.66196711
51.80509427
51.79015777
5
5
50.81523598
-4.48168907
-11.33841174
1.022563813
50.81523598
51.96182147
51.94342664
n
tn
Xn
1/Zn
Kn
exp(Znh)
1/Zn*Kn
exp(Znh)*(1/Zn*Kn)
N(tn+1)
0
0
50
-4.48168907
-11.15650801
1.022563813
50
51.12819066
51.12819066
1
1
49.65587914
-4.48168907
-11.07972427
1.022563813
49.65587914
50.77630513
50.78406981
2
2
49.32552312
-4.48168907
-11.00601187
1.022563813
49.32552312
50.43849501
50.45371378
3
3
49.00838134
-4.48168907
-10.93524798
1.022563813
49.00838134
50.11419731
50.136572
4
4
48.70392523
-4.48168907
-10.86731464
1.022563813
48.70392523
49.80287151
49.83211589
5
5
48.41164737
-4.48168907
-10.80209863
1.022563813
48.41164737
49.50399874
49.53983803
n
tn
Xn
1/Zn
Kn
exp(Znh)
1/Zn*Kn
exp(Znh)*(1/Zn*Kn)
N(tn+1)
0
0
50
-4.48168907
-11.15650801
1.022563813
50
51.12819066
51.12819066
1
1
49.1386304
-4.48168907
-10.96431047
1.022563813
49.1386304
50.24738528
50.26682106
2
2
48.32032929
-4.48168907
-10.78172281
1.022563813
48.32032929
49.41062017
49.44851995
3
3
47.54294323
-4.48168907
-10.60826454
1.022563813
47.54294323
48.61569332
48.67113389
4
4
46.80442647
-4.48168907
-10.44347917
1.022563813
46.80442647
47.8605128
47.93261713
5
5
46.10283555
-4.48168907
-10.28693308
1.022563813
46.10283555
47.14309132
47.23102621
18
Lampiran 5 Uraian Tabel Jumlah Kelahiran sebelum pemanenan pada kasus 2
.
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
0
0
35
0
0
-0.2
-70
1
1
35
-0.735758882
-25.75156088
-3.018281828
0
2
2
37.67225756
-0.541341133
-20.39354259
-4.094528049
10.19677129
3
3
40.08121
-0.29872241
-11.97315566
-7.195178974
7.982103771
4
4
41.62028569
-0.146525111
-6.098416986
-14.24953751
4.573812739
5
5
42.46487893
-0.06737947
-2.861261035
-30.38263182
2.289008828
Lampiran 6 Uraian Tabel N(t) sebelum pemanenan pada kasus 2
.
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
1
0
35
1.076350216
35
37.67225756
1.055626166
111.0300894
40.08121
1.030322893
226.998035
41.62028569
1.014760385
480.1796094
42.46487893
1.006760698
1067.826324
42.88974963
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Nn+1
0
0
35
1
35
-0.2
-35
0.904837418
42
31.00317156
1
1
35
0.367879441
12.87578044
5.136563657
-12.87578044
0.96388051
-151.779728
33.48220634
2
2
37.67225756
0.135335283
5.098385647
14.3781122
-5.098385647
0.986557638
-511.5181398
37.01381798
3
3
40.08121
0.049787068
1.995525943
39.67107385
-1.995525943
0.995033666
-1557.999674
39.80251416
4
4
41.62028569
0.018315639
0.762302123
108.5963001
-0.762302123
0.998170112
-4486.512805
41.5060427
5
5
42.46487893
0.006737947
0.286126104
296.1263182
-0.286126104
0.999326432
-12540.99635
42.41911385
19
Lampiran 7 Uraian Tabel X(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.01 – 0.10
n
tn
Zn
0
Xn
35
0
1
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
0
1
34.65
-0.735758
2
2
36.92257963
-0.541341
-19.987711
-4.0945280
3
3
38.89075799
-0.298722
-11.61754
-7.1951789
4
4
39.98028037
-0.146525
-5.8581150
-14.249537
5
5
40.38367733
-0.067379
-2.7210307
n
tn
Xn
Zn
0
0
35
1
1
2
exp(Znh)
0
-0.2
-70
1
-25.494045
-3.0182818
0
1.076350216
9.993855544
1.055626166
7.745027307
1.030322893
4.393586268
-30.382631
2.17682462
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
0
0
0
-70
34.3
-0.7357588
-25.2365296
-3.01828182
2
35.670295
-0.5413411
-19.3097983
3
3
36.610607
-0.2987224
4
4
36.821454
5
5
n
.
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
0
35
0.99
34.65
34.65
37.29553498
0.99
36.92257963
108.8205906
39.28359393
0.99
38.89075799
220.2559664
40.38412159
0.99
39.98028037
1.014760385
461.2586169
40.79159326
0.99
40.38367733
1.006760698
1015.492209
40.78772514
0.99
40.37984789
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
1
0
35
0.98
34.3
-25.2365296
1.076350216
-62.36706672
36.39826099
0.98
35.67029577
-4.09452804
-9.65489916
1.055626166
-33.78918794
37.35776237
0.98
36.61060712
-10.936408
-7.19517897
-3.64546959
1.030322893
-48.75530927
37.57291226
0.98
36.82145401
-0.1465251
-5.39526764
-14.2495375
-1.34881691
1.014760385
-92.5096458
37.29704869
0.98
36.55110771
36.551107
-0.0673794
-2.46279426
-30.3826318
-0.49255885
1.006760698
-184.0906176
36.76857095
0.98
36.03319953
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
0
0
35
0
0
0
-70
1
0
35
0.97
33.95
1
1
33.95
-0.735758
-24.979014
-3.01828182
0
1.076350216
33.95
36.54208983
0.97
35.44582713
2
2
35.445827
-0.541341
-19.188284
-4.09452804
9.59414211
1.055626166
104.4682111
37.71241049
0.97
36.58103818
3
3
36.581038
-0.298722
-10.927575
-7.19517897
7.285050595
1.030322893
207.1749776
37.985711
0.97
36.84613967
4
4
36.846139
-0.146525
-5.398884
-14.2495375
4.049163532
1.014760385
425.0995557
37.59385199
0.97
36.46603643
5
5
36.466036
-0.067379
-2.4570622
-30.3826318
1.965649766
1.006760698
916.9787977
36.83088736
0.97
35.72596074
20
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
0
0
35
0
0
0
-70
1
0
35
0.96
33.6
1
1
33.6
-0.73575
-24.72149
-3.0182818
0
1.076350216
33.6
36.16536725
0.96
34.71875256
2
2
34.718752
-0.54134
-18.79468
-4.0945280
9.397344424
1.055626166
102.3253304
36.93884314
0.96
35.46128941
3
3
35.461289
-0.29872
-10.59308
-7.1951789
7.062054562
1.030322893
200.8333335
36.82296508
0.96
35.35004648
4
4
35.350046
-0.14652
-5.179669
-14.249537
3.884752116
1.014760385
407.8388994
36.06739884
0.96
34.62470288
5
5
34.624702
-0.06737
-2.332994
-30.382631
1.866395303
1.006760698
870.6764301
34.97113085
0.96
33.57228562
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
0
0
35
0
0
0
-70
1
0
35
0.95
33.25
1
1
33.25
-0.73575
-24.463982
-3.0182818
0
1.076350216
33.25
35.78864468
0.95
33.99921244
2
2
33.99921244
-0.54134
-18.405172
-4.0945280
9.202586092
1.055626166
100.2046557
36.17329203
0.95
34.36462743
3
3
34.36462743
-0.29872
-10.265484
-7.1951789
6.843656221
1.030322893
194.6224403
35.68419245
0.95
33.89998282
4
4
33.89998282
-0.14652
-4.967198
-14.249537
3.725399062
1.014760385
391.109293
34.58790929
0.95
32.85851383
5
5
32.85851383
-0.06737
-2.2139892
-30.382631
1.771191397
1.006760698
826.2636538
33.18727067
0.95
31.52790714
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
0
0
35
0
0
-0.2
-70
1
0
35
0.94
32.9
1
1
32.9
-0.73575
-24.2064
-3.018281828
0
1.076350216
32.9
35.4119221
0.94
33.287206
2
2
33.287206
-0.54134
-18.0197
-4.094528049
9.00986711
1.055626166
98.10618702
35.41575716
0.94
33.290811
3
3
33.290811
-0.29872
-9.94471
-7.195178974
6.62980767
1.030322893
188.5409359
34.56914337
0.94
32.494994
4
4
32.494994
-0.14652
-4.76133
-14.24953751
3.57099953
1.014760385
374.8997307
33.15441006
0.94
31.165145
5
5
31.165145
-0.06737
-2.09989
-30.38263182
1.67991278
1.006760698
783.6820342
31.47695977
0.94
29.588342
21
n
0
1
2
tn
0
1
2
Xn
35
32.55
32.58273
Zn
0
-0.73575
-0.54134
Kn
0
-23.9489
-17.6383
(n+2)h+2/Zn
-0.2
-3.018281828
-4.094528049
Jn
-70
0
8.819187491
exp(Znh)
1
1.076350216
1.055626166
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
0
32.55
96.02992434
Xn+1
35
35.03519953
34.66623853
(1-H)
0.93
0.93
0.93
X(n+1)*(1-H)
32.55
32.582735
32.239601
3
4
5
3
4
5
32.23960
31.13413
29.54232
-0.29872
-0.14652
-0.06737
-9.63069
-4.56193
-1.99054
-7.195178974
-14.24953751
-30.38263182
6.420461043
3.421449813
1.592436819
1.030322893
1.014760385
1.006760698
182.5874584
359.199322
742.8743538
33.47756814
31.76593804
29.83789998
0.93
0.93
0.93
31.134138
29.542322
27.74924698
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
0
0
35
0
0
-0.2
-70
1
0
35
0.92
32.2
1
1
32.2
-0.73575
-23.6914
-3.01828182
0
1.076350216
32.2
34.65847695
0.92
31.8857988
2
2
31.88579
-0.54134
-17.2610
-4.09452804
8.630547222
1.055626166
93.97586769
33.92473615
0.92
31.21075726
3
3
31.210757
-0.29872
-9.32335
-7.19517897
6.215568421
1.030322893
176.7606459
32.40921703
0.92
29.81647966
4
4
29.816479
-0.14652
-4.36886
-14.2495375
3.276647247
1.014760385
343.9972917
30.42154031
0.92
27.98781709
5
5
27.987817
-0.06737
-1.88580
-30.3826318
1.508643425
1.006760698
703.7845999
28.26784151
0.92
26.00641419
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
0
0
35
0
0
-0.2
-70
1
0
35
0.91
31.85
1
1
31.85
-0.735758
-23.43392
-3.0182818
0
1.076350216
31.85
34.28175438
0.91
31.19639
2
2
31.1963
-0.541341
-16.88789
-4.0945280
8.443946308
1.055626166
91.94401705
33.19125
0.91
30.2040
3
3
30.2040
-0.298722
-9.022622
-7.1951789
6.015081921
1.030322893
171.0591362
31.36384031
0.91
28.5410
4
4
28.5410
-0.146525
-4.181987
-14.249537
3.136490302
1.014760385
329.2829799
29.12027416
0.91
26.4994
5
5
26.4994
-0.067379
-1.785518
-30.382631
1.428415089
1.006760698
666.3579514
26.76458246
0.91
24.3557
22
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
0
0
35
0
0
-0.2
-70
1
0
35
0.9
31.5
1
1
31.5
-0.735758
-23.17640
-3.018281
0
1.07635021
31.5
33.9050318
0.9
30.51452862
2
2
30.51452
-0.541341
-16.51876
-4.094528
8.2593847
1.05562616
89.93437243
32.4657801
0.9
29.21920209
3
3
29.21920
-0.298722
-8.728430
-7.1951789
5.8189536
1.03032289
165.4815675
30.34118827
0.9
27.30706944
4
4
27.30706
-0.146525
-4.001171
-14.249537
3.0008785
1.01476038
315.0458417
27.86120706
0.9
25.07508636
5
5
25.07508
-0.067379
-1.689546
-30.382631
1.3516368
1.00676069
630.5407659
25.32596826
0.9
22.79337143
Lampiran 8 Uraian Tabel N(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.01 – 0.10
.
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Nn+1
0
0
35
1
35
-0.2
-35
0.904837418
42
31.00317156
1
1
34.65
0.367879441
12.74702264
5.136563657
-12.74702264
0.96388051
-150.2619307
33.14738427
2
2
36.92257963
0.135335283
4.996927772
14.3781122
-4.996927772
0.986557638
-501.3389289
36.277243
3
3
38.89075799
0.049787068
1.936256827
39.67107385
-1.936256827
0.995033666
-1511.725526
38.62033969
4
4
39.98028037
0.018315639
0.732264378
108.5963001
-0.732264378
0.998170112
-4309.7263
39.87053901
5
5
40.38367733
0.006737947
0.272103077
296.1263182
-0.272103077
0.999326432
-11926.36274
40.3401552
23
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Nn+1
0
0
35
1
35
-0.2
-35
0.904837418
42
31.00317156
1
1
34.3
0.367879441
12.61826483
5.136563657
-12.61826483
0.96388051
-148.7441334
32.81256221
2
2
35.67029577
0.135335283
4.827449581
14.3781122
-4.827449581
0.986557638
-484.3352781
35.04684669
3
3
36.61060712
0.049787068
1.8227348
39.67107385
-1.8227348
0.995033666
-1423.093613
36.35604335
4
4
36.82145401
0.018315639
0.674408455
108.5963001
-0.674408455
0.998170112
-3969.216505
36.72038327
5
5
36.55110771
0.006737947
0.246279427
2
DALAM MODEL PEMANENAN
RENI NURAENI
DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
METODE LINEARISASI PERSAMAAN INTEGRAL TAKLINEAR
DALAM MODEL PEMANENAN
RENI NURAENI
G54104041
DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
METODE LINEARISASI PERSAMAAN INTEGRAL TAKLINEAR
DALAM MODEL PEMANENAN
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
RENI NURAENI
G54104041
DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
ABSTRAK
RENI NURAENI. Metode Linearisasi Persamaan Integral Taklinear dalam Model Pemanenan.
Dibimbing oleh HADI SUMARNO dan JAHARUDDIN
Mayoritas penduduk di negara maritim memperoleh pendapatan dari sektor perikanan. Secara
tidak langsung, hal tersebut dapat menyebabkan tereksploitasinya biologis perairan.
Tujuan dari karya ilmiah ini adalah untuk mengembangkan model jumlah kelahiran dan model
jumlah populasi yang melibatkan persamaan integral tak linear. Setelah itu, model tersebut
digunakan untuk mempelajari pola pertumbuhan populasi ikan sebelum dan setelah pemanenan.
Untuk menyelesaikan persamaan integral tak linear dalam model tersebut digunakan metode
linearisasi. Metode tersebut menggunakan pendekatan deret taylor. Selanjutnya, dengan model
tersebut diberikan ilustrasi yang terdiri dari dua kasus. Kasus pertama diasumsikan bahwa tingkat
kelahiran dan kematian individu adalah konstan. Kasus kedua diasumsikan bahwa tingkat
kelahiran dan tingkat kematian individu hanya tergantung pada waktu. Waktu pemanenan terbaik
dipilih berdasarkan nilai dari rasio pemanenan yang akan menyebabkan populasi setelah
pemanenan relatif konstan.
ABSTRACT
RENI NURAENI. Linearization Method of Nonlinear Integral Equation in Harvesting Model.
Supervised by HADI SUMARNO and JAHARUDDIN
Most of citizens in maritime countries live from fishery sector. Indirectly, it exploits the
biological population in ocean as well as in freshwater.
The aim of this study is to develop models of number of birth and number of population, which
involve nonlinear integral equation. The models are used to study the pattern of population growth
of fish, before and after harvesting. To solve the nonlinear integral equation in the model, a
linearization method is used. The method implements truncation of taylor series. Two cases are
given for illustration. First case assumes that fertility and mortality rate are constant. Second case
assumes that fertility and mortality rate are time dependent. The best harvesting time is determined
based on the value of harvesting ratio, such that the population after harvesting will be relatively
constant.
Judul
Nama
NRP
:
:
:
Metode Linearisasi Persamaan Integral Taklinear dalam Model Pemanenan
Reni Nuraeni
G54104041
Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Dr.Ir. Hadi Sumarno, MS.
NIP 131 430 804
Dr. Jaharuddin, M.Si.
NIP 132 045 530
Mengetahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Dr. drh. Hasim, DEA
NIP. 131 578 806
Tanggal Lulus:
KATA PENGANTAR
Teriring salam dan do’a semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan taufiq dan hidayah-Nya
kepada kita semua dalam menjalankan aktivitas sehari-hari. Amin.. Shalawat serta salam
senantiasa tercurah kepada junjungan kita nabi besar Muhammad SAW yang telah memberikan
suri tauladan tak henti-hentinya kepada umatnya hingga akhir jaman.
Karya ilmiah ini merupakan permasalahan yang ditemukan dalam kehidupan bermasyarakat
sehari-hari yang pengelolaannya belum bisa di sebut optimal. Pengaplikasiannya di Indonesia
maupun di Negara lain menjadi suatu rutinitas khususnya di daerah yang berpotensial dalam
bidang perikanan. Penulis melakukan pencarian referensi dalam bidang ini. Pada akhirnya penulis
berhasil menyusun karya ilmiah ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana
sains.
Berbagai permasalahan dan kendala muncul selama penulisan karya ilmiah ini. Oleh karena itu,
dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Dr.Ir. Hadi Sumarno selaku Pembimbing I dan Dr. Jaharudin, M.Si. selaku Pembimbing II
yang telah meluangkan waktu, tenaga dan pikirannya untuk membimbing, memberikan
dorongan dan pengarahan kepada penulis hingga penulisan karya ilmiah ini selesai. Terima
kasih juga kepada Drs. Ali Kusnanto,M.Si. selaku dosen penguji atas saran dan masukan yang
telah diberikan.
2. Mamah, Bapak, mimih, Kakak tercinta dan kakak ipar atas segala usaha, doa restu dan kasih
sayang yang telah diberikan hingga sekarang, serta dukungan semangat dengan sepenuh hati.
Seluruh keluarga besar di Yogyakarta dan Maniis Purwakarta yang telah memberikan
semangat dan dukungan hingga penulisan ini selesai.
3. Heri Sanjaya Putra yang telah memberikan motivasi, pengertian, kesabaran dan limpahan kisah
kasih manis.
4. Seluruh dosen dan staf di Departemen Matematika, atas ilmu yang telah diberikan.
5. Kawan-kawan seperjuangan di HMI Cabang Bogor, KOHATI Cabang Bogor serta komisariat
MIPA. Yakin usaha sampai.
6. Romce, Kecrit, Fitrong, More, Kesha, Dinste, Boytse, Penoy, GuRite, uwie, dodol, Windha,
Lulu dan Ichu, atas perhatian, masukan, kritikan, bantuan, dorongan serta kebersamaan.
7. Pak jarwoto, ibu Sri dan keluarga besar dan Koi atas doa dan kebersamaan yang selalu menjadi
orang tua dan keluarga besar keduaku, serta mengenang teh Nio.
8. T-SHIRT (The Six Smart Girls) Che2, Kempez, Lie, Beduz, Milly, Ziviet and me atas
kebersamaan kita, dan Esa sobat tercintaku yang tak cukup dengan kata terima kasih yang
diberikan.
9. Teman-teman Matematika 41, Selamat Berjuang kawan, karena hidup adalah perjuangan.
10. Kakak kelas kamith, Blobo, matematika 40, 39, juga adik-adik kelas matematika 42, 43, dan
44 keep for fighting.
11. Para ITB’ers, JuPenty arigato gozaimasu dan TIN’ers and to aLL crew ITB. Tak lupa pula
untuk sekretariat IPMM yang telah menjadi tempat kost keduaku.
12. Semua pihak yang telah membantu penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulisan karya ilmiah ini tidak mungkin luput dari kekurangan, oleh karena itu kritik dan
saran dari semua pihak akan sangat membantu demi kesempurnaan penulisan ini. Harapan penulis
semoga karya ilmiah ini akan memberikan manfaat bagi para pembacanya.
Bogor, Agustus 2008
Reni Nuraeni
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Purwakarta pada tanggal 9 Agustus 1986 dan merupakan anak kedua dari
pasangan bapak Toyiban dan Ibu Neneng Mulyati.
Awal pendidikan penulis dimulai dari Sekolah Dasar Negeri Citamiang 1 Kabupaten
Purwakarta pada tahun 1992 – 1998. Kemudian melanjutkan pendidikan ke SLTP Negeri I Maniis
Kabupaten Purwakarta pada tahun 1998 – 2001. Pada tahun 2001 penulis melanjutkan pendidikan
ke SMU Negeri 1 Cianjur Jawa Barat hingga tahun 2004. Pada tahun 2004 penulis melanjutkan
pendidikan di Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI dengan memilih Departemen
Metematika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti kegiatan perkuliahan penulis aktif dalam keanggotaan himpunan mahasiswa
Departemen Matematika (GUMATIKA). Periode 2005 - 2006 penulis aktif sebagai staf bidang
kesekretariatan GUMATIKA. Selama masa kepengurusan di GUMATIKA, penulis menjadi
panitia berbagai kegiatan seperti Matematika Ria 2006, Musyawarah Wilayah III IKAHIMATIKA
2006. Penulis juga pernah mengikuti seminar LEMM ( Lets Make Money ) yang diadakan oleh
BEM FMIPA IPB.
Selain aktif di internal kampus penulis pun aktif di eksternal kampus. Pada periode 2006 - 2007
penulis aktif sebagai Bendahara Umum HMI Cabang Bogor Komisariat FMIPA IPB, dan di
departemen Eksternal Korps HMI-WATI (KOHATI) HMI Cabang Bogor. Pada periode 2007 2008 penulis juga aktif menjadi Sekretaris Umum KOHATI HMI Cabang Bogor. Selama di HMI,
penulis telah mengikuti Basic Training (Latihan Kader I) pada tahun 2006, Intermediate Training
(Latihan Kader II) pada tahun 2007, Latihan Khusus KOHATI (LKK) pada tahun 2007 dan
Senior Course (SC) pada tahun 2008.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ............................................................................................................................ vii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................................... ix
PENDAHULUAN ............................................................................................................................ 1
Latar Belakang ............................................................................................................................ 1
Tujuan ......................................................................................................................................... 1
Sistematika Penulisan ................................................................................................................. 1
LANDASAN TEORI .......................................................................................................................
Pelinearan Persamaan Integral Tak Linear ................................................................................
1
2
MODEL PEMANENAN .................................................................................................................
Jumlah Kelahiran (
) ............................................................................................................
Jumlah Kelahiran
yang Dipanen pada Semua Umur ........................................................
Jumlah Populasi (
) .............................................................................................................
Jumlah Populasi
yang Dipanen pada Semua Umur .........................................................
4
4
4
5
5
PEMBAHASAN ..............................................................................................................................
Kasus 1........................................................................................................................................
Linearisasi Model .......................................................................................................................
Kasus 2........................................................................................................................................
6
6
6
9
KESIMPULAN ................................................................................................................................ 12
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................................... 13
vi
DAFTAR TABEL
Halaman
1
Jumlah Kelahiran sebelum pemanenan pada kasus 1 ......................................................
6
2
Jumlah Populasi N(t) sebelum pemanenan pada kasus 1 ...............................................
7
3
Nilai X(t) setelah pemanenan pada kasus 1 .....................................................................
7
4
Nilai N(t) setelah pemanenan pada kasus 1 .....................................................................
8
5
Kelahiran sebelum pemanenan pada kasus 2 ...................................................................
9
6
N(t) sebelum pemanenan pada kasus 2 ............................................................................ 10
7
X(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.01 – 0.10....................................................... 10
8
N(t) setelah pemanenan pada kasus 2 dengan nilai H=0.01 – 0.10 ................................. 11
vii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Grafik X(t) sebelum pemanenan pada kasus 1.................................................................
6
2
Grafik N(t) sebelum pemanenan pada kasus 1.................................................................
7
3
Grafik X(t) setelah pemanenan pada kasus 1 dengan nilai H=0.03,0.04 dan 0.05 .........
8
4
Grafik N(t) setelah pemanenan pada kasus 1 dengan nilai H=0.03,0.04 dan 0.05 ........
8
5
Grafik X(t) sebelum pemanenan pada kasus 2.................................................................
9
6
Grafik N(t) sebelum pemanenan pada kasus 2................................................................. 10
7
Grafik X(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.01 – 0.10 ........................................... 11
8
Grafik N(t) setelah pemanenan pada kasus 2 dengan nilai H=0.01 – 0.10 .................... 11
viii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Uraian Tabel Jumlah Kelahiran sebelum pemanenan pada kasus 1 ................................ 15
2
Uraian Tabel Jumlah Individu N(t) sebelum pemanenan pada kasus 1 ......................... 15
3
Uraian Tabel X(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.03, 0.04, 0.05 ......................... 16
4
Uraian Tabel N(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.03,0.04 dan 0.05 .................... 17
5
Uraian Tabel Jumlah Kelahiran sebelum pemanenan pada kasus 2 ............................... 18
6
Uraian Tabel N(t) sebelum pemanenan pada kasus 2 ...................................................... 18
7
Uraian Tabel X(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.01 – 0.10 ................................ 19
8
Uraian Tabel N(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.01 – 0.10 ................................ 23
ix
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Eksploitasi terhadap populasi biologis dan
ekosistem di perairan sering terjadi saat ini.
Salah satunya di dunia perikanan, baik di
wilayah daratan maupun perairan. Hal ini
disebabkan adanya sifat
egosentris dan
ketidakfahaman manusia itu sendiri. Banyak
sektor perikanan mengalami kerugian yang
disebabkan kurangnya manajemen dalam
pengelolaannya. Sehingga berpengaruh pula
pada sektor lain, diantaranya sektor ekonomi.
Perekonomian akan semakin terpuruk apabila
sektor-sektor
penunjangnya
mengalami
degradasi dan berpengaruh pula pada
kesejahteraan para peternak ikan yang akan
semakin menurun. Untuk mencegah hal
tersebut para pengusaha ikan harus dapat
mempertimbangkan
seberapa
banyak
komposisi yang harus dipelihara dan yang
harus dipanen. Pada proses pemanenan ikan
juga harus diperhatikan berapa tingkat
kelahiran dan tingkat kematiannya. Hal
tersebut dilakukan agar dapat memaksimalkan
keuntungan pada saat pemanenan ikan.
Berdasarkan hal tersebut dapat dibuat suatu
model
yang
dapat
mengaplikasikan
perkembangan atau pertumbuhan populasi
ikan.
Dengan adanya model tersebut, maka
dapat dilakukan simulasi untuk menentukan
berapa bagian yang seharusnya dipanen, agar
jumlah individu setelah pemanenan tidak
terlalu menurun bahkan punah.
Namun demikian, seringkali tidak mudah
untuk mendapatkan solusi dari model
pertumbuhan
tersebut,
terutama
jika
melibatkan persamaan integral tak linear,
sehingga pada model pertumbuhan ini
digunakan
metode
linearisasi
dalam
penyelesaiannya.
Tujuan
Berdasarkan uraian di atas, tujuan dari
penulisan ini adalah :
1. Merumuskan model pertumbuhan
populasi ikan dan mengkaji kasus
tingkat pemanenan yang mungkin.
2. Menggunakan metode linearisasi
pada model yang berupa persamaan
integral taklinear.
Sistematika Penulisan
Karya ilmiah ini terdiri atas lima bab. Bab
pertama merupakan uraian mengenai latar
belakang permasalahan dan tujuan penulisan.
Bab kedua berupa landasan teori, berisi
beberapa istilah dan metode linearisasi untuk
menyelesaikan persamaan integral tak linear
yang digunakan dalam pembahasan. Bab
ketiga berupa model pemanenan, berisi
persamaan
jumlah
kelahiran,
jumlah
keseluruhan individu sebelum pemanenan dan
setelah pemanenan yang ditinjau pada semua
umur. Bab keempat berupa pembahasan
mengenai ilustrasi model pemanenan dan
aplikasi dari persamaan yang didapat dengan
asumsi tingkat kelahiran dan kematiannya
konstan dan hanya tergantung pada waktu.
Selain itu, diperlihatkan pula beberapa grafik
persamaan tersebut. Bab terakhir pada tulisan
ini berisi kesimpulan dari keseluruhan
penulisan.
LANDASAN TEORI
Untuk memahami pembahasan yang akan
diberikan pada bagian selanjutnya, maka
berikut ini akan diberikan beberapa istilah,
yaitu :
1. Perikanan ( Fishery ) adalah semua
yang
berhubungan
dengan
pengelolaan
dan
pemanfaatan
sumberdaya ikan dan lingkungannya
mulai dari pra produksi, produksi,
pengolahan, sampai pemasaran yang
dilaksanakan dalam suatu sistem
bisnis perikanan.
2.
3.
(Soewardi, K. 2007)
Tingkat Kelahiran ( Fertility Rates )
adalah jumlah dari individu baru
yang rata-rata akan dimiliki induk
individu semasa hidupnya.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Tingkat
kelahiran , 10 April 2008)
Tingkat Kematian ( Mortality Rates )
adalah jumlah dari individu yang
rata-rata akan mengalami kematian
pada waktu tertentu.
2
(http://id.wikipedia.org/wiki/Tingkat
kematian, 10 April 2008)
4. Ekosistem adalah komunitas dan
lingkungan abiotik yang berfungsi
bersama.
(Suyasa,1997)
5. Populasi adalah kumpulan individuindividu yang sejenis.
(Suyasa,1997)
Selanjutnya, untuk memahami konsep
matematika yang muncul pada bagian
berikutnya, maka berikut ini akan diberikan
uraian metode yang digunakan. Metode
tersebut adalah metode linearisasi untuk
menyelesaikan persamaan integral tak linear.
,
, ,
Pelinearan Persamaan Integral Tak Linear
Tinjau persamaan integral berikut :
, ,
dimana
adalah fungsi yang tidak
diketahui,
adalah konstanta real,
dan
, ,
berturut-turut merupakan fungsi
pada
dan
. Fungsi
, ,
adalah
fungsi tak linear yang memiliki turunan
dengan pendekatan nilai K di ( , ,
dinyatakan dalam deret Taylor berikut :
,
,
,
,
,
,
,
,
. ..
Jika persamaan (2) disubstitusikan ke
dalam persamaan (1), maka diperoleh
,
dengan
, dan
,
,
,
,
(4)
,
,
,
,
,
.
Persamaan (3) dapat ditulis
,
atau
3
.
Jika kedua ruas persamaan (7) diturunkan
terhadap , maka diperoleh
.
Persamaan (8) merupakan persamaan
diferensial biasa yang linear, dengan solusi
dalam bentuk
exp
exp
exp
9
Persamaan (9) dapat dituliskan sebagai berikut
exp
exp
exp
Persamaan (10) dan persamaan
(4)
digunakan untuk menyelesaikan persamaan
. Dengan asumsi
(1) dengan asumsi
ini, solusi persamaan (1) di
, , , … adalah
, untuk
4
exp
dengan
∆
Untuk ∆
∆
∆
dengan
exp
exp
dan
, , ,…
.
∆
,
,
dan
menjadi
maka persamaan (11)
exp
exp
.
exp
Penurunan lengkap dapat dilihat pada pustaka [Darania,2005].
MODEL PEMANENAN
Untuk memahami masalah pemanenan,
akan dibahas terlebih dahulu masalah
kelahiran. Setelah itu, menentukan berapa
jumlah
populasi
yang
ada
dengan
menggunakan persamaan jumlah kelahiran
yang telah didapat terlebih dahulu, baik
sebelum proses pemanenan maupun setelah
pemanenan.
Jumlah Kelahiran (
Jumlah kelahiran individu pada waktu t,
t ∈ [t0,∞) dengan asumsi kompetisi diabaikan
dapat dirumuskan sebagai berikut :
,
dengan T adalah umur maksimal individu
dalam populasi,
dan
berturut-turut
adalah tingkat kelahiran dan kematian pada
umur ,
. Fungsi
dan
diasumsikan selalu positif dan merupakan
fungsi kontinu pada ∈ , .
Berdasarkan persamaan (13), jumlah
kelahiran individu pada waktu
sampai
adalah jumlah dari tingkat kematian individu
dikalikan dengan tingkat kelahiran individu.
Untuk menuju ke proses pemanenan, perlu
adanya
identifikasi
mengenai
jumlah
keseluruhan individu yang akan dipanen agar
banyaknya bagian individu yang dipanen
dapat ditentukan.
Jumlah Kelahiran
yang Dipanen pada
Semua Umur
Bentuk
pada persamaan
akan
dimodifikasi untuk menentukan persamaan
dengan asumsi pemanenan dilakukan
pada semua umur. Misalkan rasio pemanenan
dari individu pada semua umur dinyatakan
oleh konstanta
dengan 0
. Rasio
pemanenan tersebut dipanen pada waktu .
Kemudian diasumsikan pula bahwa
bagian dari populasi akan hidup hingga mati
5
secara alami. Sehingga persamaan
menjadi
.
Dengan demikian, persamaan untuk
menentukan kelahiran setelah pemanenan
pada semua umur adalah
.
Jumlah Populasi (
)
Proses pemanenan dilakukan pada jumlah
populasi yang ada. Jumlah total individu
tersebut didapat dari perkalian antara tingkat
kematian individu dikalikan dengan kelahiran
individu. Sehingga N(t) dapat diformulasikan
sebagai berikut
.
Persamaan (16) menunjukkan bahwa tiap
perubahan waktu individu yang ditanam akan
ada proses kematian dan kelahiran. Bentuk
menunjukkan jumlah keseluruhan
individu pada waktu
sampai setelah
mengalami kematian dan kelahiran.
Jumlah Populasi
yang Dipanen pada
Semua Umur
Bentuk
pada persamaan
akan
dimodifikasi untuk menentukan persamaan
untuk
dengan asumsi pemanenan
dilakukan pada semua umur. Misalkan rasio
pemanenan dari individu pada semua umur
dinyatakan oleh konstanta dengan 0
. Rasio pemanenan tersebut dipanen pada
waktu . Kemudian diasumsikan pula bahwa
bagian dari populasi akan hidup
hingga mati secara alami. Sehingga
yang
dipanen adalah
.
dan nilai
yang tidak dipanen adalah :
.
Dengan demikian, persamaan untuk
menentukan kelahiran setelah pemanenan
pada semua umur adalah persamaan (18).
Untuk menentukan jumlah populasi
yang memenuhi persamaan (18), maka
diperlukan nilai
. Nilai
dan
masing-masing ditentukan dari persamaan
(15) dan (18) dengan cara linearisasi pada
kedua persamaan tersebut.
6
PEMBAHASAN
Dalam pembahasan ini akan dikaji bentuk
yaitu jumlah kelahiran individu dan
bentuk
yaitu jumlah populasi. Dalam hal
ini akan di tinjau dua kasus, yaitu kasus
dimana tingkat kelahiran dan kematian yang
ditinjau konstan dan dimana tingkat kelahiran
dan kematiannya hanya bergantung pada
waktu . Selain itu, akan dibahas pula perilaku
fungsi
dan
terhadap perubahan
nilai , yaitu rasio pemanenan populasi ikan
sesudah pemanenan.
Kasus 1
Pada kasus ini, diasumsikan tingkat
kelahiran dan kematian pada populasi ikan
adalah konstan, misalkan
. ,
. .
9
Berdasarkan persamaan (19), maka
diperoleh jumlah kelahiran
dan jumlah
populasi
baik sebelum maupun setelah
pemanenan. Berikut akan dibahas terlebih
dahulu bentuk
dan
sebelum
pemanenan.
Berdasarkan
yang dinyatakan oleh
persamaan (13) dengan nilai-nilai pada
persamaan (19) diperoleh
.
.
.
.
Misalkan
pada selang waktu
dan
pada selang waktu ,
maka dari persamaan (24), diperoleh
.
.
.
.
pada selang waktu
Misalkan
dan
pada selang waktu ,
maka dari persamaan (27) diperoleh
,
,
,
.
Linearisasi Model
Berdasarkan persamaan (12), dengan nilai
linearisasi persamaan (13) dan (16)
berturut-turut dinyatakan sebagai berikut
.
exp
exp
.
Selanjutnya, persamaan
yang
dinyatakan oleh persamaan (16) dengan nilainilai pada persamaan (19) diperoleh
— .
.
.
, ,
,
.
.
7
Dengan menggunakan bentuk linear yang
diberikan oleh persamaan (24) dengan nilai
dan
. (tanda negatif digunakan
agar nilai
positif), maka dari persamaan
(21), (4) dan (5) diperoleh :
=
=
=
=
=
.
exp
.
.
exp
. .
Dengan menggunakan bentuk linear yang
diberikan oleh persamaan (25) dengan nilai
dan
. (tanda negatif digunakan
agar nilai
positif), maka dari persamaan
(23), (4) dan (5) diperoleh :
=
=
=
=
=
Sehingga dari persamaan (24) dengan
nilai-nilai pada persamaan (26) akan diperoleh
, yaitu kelahiran sebelum pemanenan
disajikan dalam Tabel 1. Berdasarkan Tabel 1,
dibuat Grafik
sebelum pemanenan
seperti disajikan pada Gambar 1.
Tabel 1 Jumlah Kelahiran sebelum
pemanenan pada kasus 1
exp
exp
.
.
.
= (26)
Sehingga dari persamaan (25) dengan
nilai-nilai pada persamaan (27) diperoleh
bentuk
, yaitu jumlah populasi sebelum
pemanenan seperti disajikan dalam Tabel 2.
Berdasarkan Tabel 2, dibuat Grafik
sebelum pemanenan, dan disajikan pada
Gambar 2.
Tabel 2 Jumlah Populasi
sebelum
pemanenan pada kasus 1
tn
X(tn+1)
0
51.72487411
tn
N(tn+1)
1
53.44974822
0
51.12819066
2
55.17462233
1
52.85306477
3
56.89949643
2
54.57793888
4
58.62437054
3
56.30281299
5
60.34924465
4
58.0276871
5
59.75256121
x
N
62
60
58
56
54
52
50
t
0
5
10
Gambar1 Grafik
sebelum pemanenan
pada kasus 1
Dengan asumsi bahwa tingkat kelahiran
dan kematian populasi ikan adalah konstan,
serta tingkat kelahiran lebih besar dari tingkat
kematiannya, maka pada grafik yang
diberikan dalam Gambar 1 diperoleh bahwa
jumlah kelahiran populasi ikan tersebut adalah
meningkat.
62
60
58
56
54
52
50
t
0
5
10
Gambar 2 Grafik
sebelum pemanenan
pada kasus 1
Grafik pada Gambar 2 memperlihatkan
meningkatnya jumlah individu yang ada,
sehingga dapat dilakukan proses pemanenan.
Setelah itu, akan dilakukan proses pemanenan
dengan berbagai nilai rasio pemanenan
pada semua umur.
8
Berdasarkan persamaan (12), dengan nilai
, linearisasi persamaan (15) dan (18)
berturut-turut dinyatakan sebagai berikut
exp
exp
9
Berdasarkan nilai
yang dinyatakan
oleh persamaan (15) dan bentuk linearnya
pada persamaan (28), dengan nilai-nilai pada
persamaan
(19)
dan
nilai
. , . , . , .
dan
. ,
maka diperoleh
, yaitu kelahiran setelah
pemanenan yang disajikan oleh Tabel 3.
Berdasarkan tabel 3 dibuat grafik
setelah
pemanenan yang disajikan pada Gambar 3.
Tabel 3 Nilai X(t) setelah pemanenan pada
kasus 1
H
0.04
0.03
0.05
tn
0
49.655879
50.173127
49.138630
1
49.325523
50.341061
48.320329
2
49.008381
50.503957
47.542943
3
48.703925
50.661967
46.80442
4
48.411647
50.815235
46.10283
5
48.131060
50.963906
45.43632
X
70
60
50
40
(H=0.04)
30
(H=0.03)
20
(H=0.05)
10
0
t
0
Gambar 3 Grafik
1
2
3
4
5
setelah pemanenan pada kasus 1 dengan nilai
Grafik pada Gambar 3 memperlihatkan
empat kurva dengan rasio pemanenan yang
berbeda. Semakin besar nilai , maka jumlah
kelahiran akan semakin kecil, karena individu
yang ada akan semakin sedikit.
6
.
, .
dan .
Berdasarkan nilai
yang dinyatakan
oleh persamaan (18) dan bentuk linearnya
pada persamaan (29), dengan nilai-nilai pada
persamaan
(23)
dan
nilai
. , . , . , .
dan
. ,
9
maka diperoleh
, yaitu jumlah populasi
setelah pemanenan yang disajikan oleh Tabel
4. Berdasarkan tabel 4 dibuat grafik
setelah pemanenan yang disajikan pada
Gambar 4.
Tabel 4 Nilai N(t) setelah pemanenan pada
kasus 1
H
0.05
0.04
0.03
tn
0
51.1281
51.1281
51.1281
1
50.2668
50.7840
51.3013
2
49.4485
50.4537
51.4692
3
48.6711
50.1365
51.6321
4
47.9326
49.8321
51.7901
5
47.2310
49.5398
51.9434
N
70
60
50
40
(H=0.05)
30
(H=0.04)
(H=0.03)
20
10
t
0
0
Gambar 4 Grafik
1
2
3
4
5
setelah pemanenan pada kasus 1 dengan nilai
Dari grafik
pada Gambar 4, dapat
ditentukan berapa bagian dari jumlah
keseluruhan individu yang akan dipanen. Dari
Gambar 4 terlihat bahwa nilai
. dapat
menghasilkan jumlah individu yang relatif
konstan, sehingga pada kasus ini dipilih
. .
Kasus 2
Pada kasus ini, diasumsikan tingkat
kelahiran dan kematian pada populasi ikan
hanya tergantung pada waktu . Misalkan
(30)
Berdasarkan persamaan (30) diperoleh
jumlah kelahiran
dan jumlah populasi
baik sebelum maupun setelah
pemanenan. Berikut ini akan dibahas terlebih
dahulu
dan
sebelum pemanenan.
6
.
, .
dan .
Berdasarkan
yang dinyatakan oleh
persamaan (13) dengan nilai-nilai pada
persamaan (30) diperoleh
.
Misalkan
pada selang waktu ,
dan
pada waktu ,
, maka dari
persamaan (31) diperoleh
.
Berdasarkan bentuk linear yang diberikan
oleh persamaan (24) dan pemilihan nilai
. (tanda negatif digunakan agar nilai
positif), maka diperoleh
, yaitu
jumlah kelahiran sebelum pemanenan yang
disajikan dalam Tabel 5. Nilai
tersebut
10
didapatkan dengan proses yang sama pada
kasus 1. Berdasarkan Tabel 5, dibuat Grafik
sebelum pemanenan, yang disajikan
pada Gambar 5.
Tabel 5 Kelahiran sebelum
pemanenan pada kasus 2
tn
Xn+1
0
35
1
37.67225756
2
40.08121
3
41.62028569
4
42.46487893
5
42.88974963
Berdasarkan bentuk linear yang diberikan
oleh persamaan (25), dan memilih nilai
. (tanda negatif digunakan agar nilai
positif), maka diperoleh
, yaitu
jumlah populasi sebelum pemanenan yang
disajikan dalam Tabel 6. Nilai
tersebut
didapatkan dengan proses yang sama pada
kasus 1. Berdasarkan Tabel 6, dibuat Grafik
sebelum pemanenan, yang disajikan
pada Gambar 6.
Tabel 6 N(t) sebelum pemanenan
pada kasus 2
X
tn
Nn+1
0
31.00317156
1
33.48220634
2
37.01381798
3
39.80251416
44
4
41.5060427
42
5
42.41911385
40
N
38
44
36
42
34
40
t
32
0
2
4
6
Gambar 5 Grafik
sebelum pemanenan
pada kasus 2
Pada kasus ini, diasumsikan bahwa tingkat
kelahiran dan kematian hanya tergantung pada
waktu . Pada Gambar 5, memperlihatkan
perilaku
kurva yang nilainya meningkat
secara eksponen.
Berdasarkan N(t) yang dinyatakan oleh
persamaan (16) dengan nilai-nilai pada
persamaan (30), diperoleh
.
Misalkan nilai
,
dan
,
, maka
diperoleh
pada selang waktu
pada selang waktu
dari persamaan (33)
.
38
36
34
32
t
30
0
2
4
6
Gambar 6 Grafik
sebelum pemanenan
pada kasus 2
Pada Gambar 6, grafik
sebelum
pemanenan didapat kurva yang nilainya
meningkat. Ini berarti populasi tersebut dapat
dipanen.
Dalam proses pemanenan akan dikaji
untuk berbagai nilai rasio pemanenan pada
semua umur.
Berdasarkan nilai
yang dinyatakan
oleh persamaan (15) dan persamaan (28), serta
nilai-nilai pada persamaan (30) dengan nilai
.
.
dan
. , maka
diperoleh
yaitu kelahiran setelah
pemanenan yang disajikan oleh Tabel 7. Nilai
tersebut didapatkan dengan proses yang
sama pada kasus 1. Berdasarkan Tabel 7-
11
dibuat Grafik
setelah pemanenan, yang
disajikan pada Gambar 7.
Tabel 7 X(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.01 – 0.10
H
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
tn
0.08
0.09
0.10
0
34.65
34.3
33.95
33.6
33.25
32.9
32.55
32.2
31.85
31.5
1
36.92
35.67
35.44
34.72
33.99
33.29
32.58
31.88
31.19
30.51
2
38.89
36.61
36.58
35.46
34.37
33.29
32.24
31.21
30.20
29.21
3
39.98
36.82
36.84
35.35
33.89
32.49
31.13
29.82
28.54
27.30
4
40.38
36.55
36.46
34.62
32.86
31.16
29.54
27.99
26.49
25.07
5
40.38
36.03
35.73
33.57
31.53
29.59
27.75
26.01
24.35
22.79
X
45
H=0.01
40
H=0.02
35
H=0.03
30
H=0.04
25
20
H=0.05
15
H=0.06
10
H=0.07
5
H=0.08
0
t
0
1
Gambar 7 Grafik
2
3
4
5
setelah pemanenan dengan nilai
Grafik pada Gambar 7 memperlihatkan
kurva dengan rasio pemanenan yang berbeda.
Semakin besar nilai
, maka jumlah
kelahiran akan semakin kecil, karena individu
yang ada semakin sedikit.
Berdasarkan nilai
yang dinyatakan
oleh persamaan (18) dan persamaan (29),
serta nilai-nilai pada persamaan (30), dengan
.
H=0.09
6
– .
nilai
.
.
dan
. maka
diperoleh
yaitu jumlah populasi setelah
pemanenan yang disajikan oleh Tabel 8. Nilai
tersebut didapatkan dengan proses yang
sama pada kasus 1. Berdasarkan Tabel 8
digunakan Grafik
setelah pemanenan.
Tabel 8 N(t) setelah pemanenan pada kasus 2 dengan nilai H=0.01 – 0.10
H
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
tn
0.09
0.1
0
31.01
31.01
31.01
31.01
31.01
31.01
31.01
31.01
31.01
31.01
1
33.15
32.82
32.48
32.14
31.81
31.47
31.14
30.80
30.47
30.13
2
36.28
35.05
34.83
34.12
33.41
32.71
32.01
31.33
30.65
29.98
3
38.63
36.36
36.33
35.21
34.13
33.06
32.02
30.99
29.99
29.02
4
39.87
36.72
36.74
35.25
33.81
32.41
31.05
29.73
28.46
27.23
5
40.34
36.51
36.43
34.59
32.82
31.13
29.51
27.96
26.47
25.05
12
N
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
t
0
1
2
3
4
5
6
(H=0.01)
(H=0.02)
(H=0.03)
(H=0.04)
(H=0.05)
(H=0.06)
(H=0.07)
(H=0.08)
(H=0.09)
(H=0.10)
Gambar 8 Grafik N(t) setelah pemanenan pada kasus 2 dengan nilai H=0.01 – 0.10
Dari Grafik
pada Gambar 8, dapat
ditentukan besarnya bagian dari jumlah
keseluruhan individu yang akan dipanen. Dari
Gambar 8 terlihat bahwa nilai
.
dan
.
dapat menghasilkan jumlah
individu yang relatif konstan, sehingga pada
kasus ini dipilih
.
atau
. .
KESIMPULAN
Pola pertumbuhan populasi dipengaruhi
oleh tingkat kelahiran dan tingkat kematian
individu. Model pertumbuhan dengan
persamaan integral tak linear dapat digunakan
untuk menentukan jumlah kelahiran dan
jumlah populasi ikan dengan berbagai
alternatif rasio pemanenan.
Dari model yang digunakan, jika tingkat
kelahiran dan kematian individu konstan dan
tingkat kelahiran lebih besar dari tingkat
kematian individu, maka diperoleh grafik
jumlah populasi berbentuk linear yang terus
meningkat, baik sebelum maupun setelah
pemanenan. Jika tingkat kelahiran dan
kematian individu hanya tergantung pada
waktu, maka grafik jumlah populasi berbentuk
tidak linear. Pada berbagai variasi pemanenan
dengan berbagai nilai rasio pemanenan,
diperoleh kurva yang nilainya meningkat pada
waktu tertentu dan kemudian menurun.
Dengan metode linearisasi, diperoleh
solusi yang dapat memperlihatkan berapa
banyak bagian dari jumlah keseluruhan
individu yang dapat dipanen. Sehingga,
jumlah individu yang tidak dipanen tidak
mengalami penurunan atau kepunahan.
13
DAFTAR PUSTAKA
Darania, A.Ebadian and Oskoi. 2005.
Linearization Method For Solving
Nonlinear Integral Equation. Mathematical
Problems in Engineering. 2006 : 1-10.
integro-differential equations,. Website
EqWorld — The World of Mathematical
Equations,_http://eqworld.ipmnet.ru/en/m
ethods/ie/ie-meth3.htm. 25 April 2008.
Farlow, Stanley. 1994. An Introduction to
Differential
Equations
and
Their
Applications.University of Maine. Maine.
Rockafeller, Tyrell. 1970. Convex Analysis.
Princeton University Press, Princeton.
Hritonenko, N dan Yatsenko, Y. 2006.
Optimization of Harvesting Return from
Age-Structured Population. Journal of
Bioeconomics.8:167-179.
Integral_equation._http://en.wikipedia.org/w
iki/Integral_equation. 25April 2008.
Polyanin, AD dan Zhurov, A.I. 2007. A
solution method for some classes of
nonlinear integral, integro-functional, and
Soewardi, K. 2007. Pengelolaan Keragaman
Genetik Sumberdaya Perikanan dan
Kelautan. Intramedia, Bogor.
Suyasa, I N. 1997. Ekologi Perairan. Sekolah
Tinggi Perikanan Jakarta. Jakarta.
Wikipedia._http://id.wikipedia.org/wiki/Ting
kat kelahiran,tingkat kematian, example
problem of integral non linear , 10 April
2008).
14
LAMPIRAN
15
Lampiran 1 Uraian Tabel Jumlah Kelahiran sebelum pemanenan pada kasus 1
.
.
. 9
n
tn
0
0
50
-2.9484797
-16.9579
1.034497482
1
1
51.72487411
-2.9484797
-17.5429
1.034497482
2
2
53.44974822
-2.9484797
-18.1279
1.034497482
3
3
55.17462233
-2.9484797
-18.7129
4
4
56.89949643
-2.9484797
-19.2979
5
5
58.62437054
-2.9484797
-19.8829
Xn
1/Zn
Kn
exp(Znh)
exp(Znh)*(1/Zn*Kn)
X(tn+1)
50
51.72487411
51.72487411
51.7249
53.50925203
53.44974822
53.4497
55.29362995
55.17462233
1.034497482
55.1746
57.07800788
56.89949643
1.034497482
56.8995
58.8623858
58.62437054
1.034497482
58.6244
60.64676372
60.34924465
1/Zn*Kn
Lampiran 2 Uraian Tabel Jumlah Individu N(t) sebelum pemanenan pada kasus 1
.
.
n
tn
0
.
.
Xn
1/Zn
Kn
exp(Znh)
1/Zn*Kn
exp(Znh)*(1/Zn*Kn)
N(tn+1)
0
50
-4.48168907
-11.15650801
1.022563813
50
51.12819066
51.12819066
1
1
51.72487411
-4.48168907
-11.54137944
1.022563813
51.72487411
52.89198451
52.85306477
2
2
53.44974822
-4.48168907
-11.92625088
1.022563813
53.44974822
54.65577835
54.57793888
3
3
55.17462233
-4.48168907
-12.31112232
1.022563813
55.17462233
56.4195722
56.30281299
4
4
56.89949643
-4.48168907
-12.69599375
1.022563813
56.89949643
58.18336605
58.0276871
5
5
58.62437054
-4.48168907
-13.08086519
1.022563813
58.62437054
59.94715989
59.75256121
Lampiran 3 Uraian Tabel X(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.03, 0.04, 0.05
.
.
.
.
9
.
, .
, .
16
n
tn
Xn
1/Zn
Kn
exp(Znh)
1/Zn*Kn
exp(Znh)*(1/Zn*Kn)
X(tn+1)
(1-H)
X(tn+1)*(1-H)
0
0
50
-2.948479652
-16.95789217
1.034497482
50
51.72487411
51.72487411
0.97
50.17312789
1
1
50.17312789
-2.948479652
-17.01660985
1.034497482
50.17312789
51.90397447
51.89800199
0.97
50.34106193
2
2
50.34106193
-2.948479652
-17.073566
1.034497482
50.34106193
52.07770182
52.06593604
0.97
50.50395796
3
3
50.50395796
-2.948479652
-17.12881347
1.034497482
50.50395796
52.24621735
52.22883207
0.97
50.66196711
4
4
50.66196711
-2.948479652
-17.18240351
1.034497482
50.66196711
52.40967742
52.38684122
0.97
50.81523598
5
5
50.81523598
-2.948479652
-17.23438585
1.034497482
50.81523598
52.56823368
52.54011009
0.97
50.96390679
n
tn
Xn
1/Zn
Kn
exp(Znh)
1/Zn*Kn
exp(Znh)*(1/Zn*Kn)
X(tn+1)
(1-H)
X(tn+1)*(1-H)
0
0
50
-2.948479652
-16.95789217
1.034497482
50
51.72487411
51.72487411
0.96
49.65587914
1
1
49.65587914
-2.948479652
-16.84118088
1.034497482
49.65587914
51.36888195
51.38075325
0.96
49.32552312
2
2
49.32552312
-2.948479652
-16.72913805
1.034497482
49.32552312
51.02712948
51.05039723
0.96
49.00838134
3
3
49.00838134
-2.948479652
-16.62157693
1.034497482
49.00838134
50.6990471
50.73325545
0.96
48.70392523
4
4
48.70392523
-2.948479652
-16.51831825
1.034497482
48.70392523
50.38408803
50.42879934
0.96
48.41164737
5
5
48.41164737
-2.948479652
-16.41918992
1.034497482
48.41164737
50.08172731
50.13652148
0.96
48.13106062
n
tn
Xn
1/Zn
Kn
exp(Znh)
1/Zn*Kn
exp(Znh)*(1/Zn*Kn)
X(tn+1)
(1-H)
X(tn+1)*(1-H)
0
0
50
-2.948479652
-16.95789217
1.034497482
50
51.72487411
51.72487411
0.95
49.1386304
1
1
49.1386304
-2.948479652
-16.66575192
1.034497482
49.1386304
50.83378943
50.86350451
0.95
48.32032929
2
2
48.32032929
-2.948479652
-16.38821867
1.034497482
48.32032929
49.98725898
50.0452034
0.95
47.54294323
3
3
47.54294323
-2.948479652
-16.12456209
1.034497482
47.54294323
49.18305506
49.26781733
0.95
46.80442647
4
4
46.80442647
-2.948479652
-15.87408834
1.034497482
46.80442647
48.41906134
48.52930058
0.95
46.10283555
5
5
46.10283555
-2.948479652
-15.63613828
1.034497482
46.10283555
47.69326729
47.82770966
0.95
45.43632417
17
Lampiran 4 Uraian Tabel N(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.03,0.04 dan 0.05
.
.
.
n
tn
Xn
1/Zn
Kn
exp(Znh)
1/Zn*Kn
exp(Znh)*(1/Zn*Kn)
N(tn+1)
0
0
50
-4.48168907
-11.15650801
1.022563813
50
51.12819066
51.12819066
1
1
50.17312789
-4.48168907
-11.19513806
1.022563813
50.17312789
51.30522497
51.30131855
2
2
50.34106193
-4.48168907
-11.23260921
1.022563813
50.34106193
51.47694825
51.4692526
3
3
50.50395796
-4.48168907
-11.26895623
1.022563813
50.50395796
51.64351984
51.63214862
4
4
50.66196711
-4.48168907
-11.30421283
1.022563813
50.66196711
51.80509427
51.79015777
5
5
50.81523598
-4.48168907
-11.33841174
1.022563813
50.81523598
51.96182147
51.94342664
n
tn
Xn
1/Zn
Kn
exp(Znh)
1/Zn*Kn
exp(Znh)*(1/Zn*Kn)
N(tn+1)
0
0
50
-4.48168907
-11.15650801
1.022563813
50
51.12819066
51.12819066
1
1
49.65587914
-4.48168907
-11.07972427
1.022563813
49.65587914
50.77630513
50.78406981
2
2
49.32552312
-4.48168907
-11.00601187
1.022563813
49.32552312
50.43849501
50.45371378
3
3
49.00838134
-4.48168907
-10.93524798
1.022563813
49.00838134
50.11419731
50.136572
4
4
48.70392523
-4.48168907
-10.86731464
1.022563813
48.70392523
49.80287151
49.83211589
5
5
48.41164737
-4.48168907
-10.80209863
1.022563813
48.41164737
49.50399874
49.53983803
n
tn
Xn
1/Zn
Kn
exp(Znh)
1/Zn*Kn
exp(Znh)*(1/Zn*Kn)
N(tn+1)
0
0
50
-4.48168907
-11.15650801
1.022563813
50
51.12819066
51.12819066
1
1
49.1386304
-4.48168907
-10.96431047
1.022563813
49.1386304
50.24738528
50.26682106
2
2
48.32032929
-4.48168907
-10.78172281
1.022563813
48.32032929
49.41062017
49.44851995
3
3
47.54294323
-4.48168907
-10.60826454
1.022563813
47.54294323
48.61569332
48.67113389
4
4
46.80442647
-4.48168907
-10.44347917
1.022563813
46.80442647
47.8605128
47.93261713
5
5
46.10283555
-4.48168907
-10.28693308
1.022563813
46.10283555
47.14309132
47.23102621
18
Lampiran 5 Uraian Tabel Jumlah Kelahiran sebelum pemanenan pada kasus 2
.
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
0
0
35
0
0
-0.2
-70
1
1
35
-0.735758882
-25.75156088
-3.018281828
0
2
2
37.67225756
-0.541341133
-20.39354259
-4.094528049
10.19677129
3
3
40.08121
-0.29872241
-11.97315566
-7.195178974
7.982103771
4
4
41.62028569
-0.146525111
-6.098416986
-14.24953751
4.573812739
5
5
42.46487893
-0.06737947
-2.861261035
-30.38263182
2.289008828
Lampiran 6 Uraian Tabel N(t) sebelum pemanenan pada kasus 2
.
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
1
0
35
1.076350216
35
37.67225756
1.055626166
111.0300894
40.08121
1.030322893
226.998035
41.62028569
1.014760385
480.1796094
42.46487893
1.006760698
1067.826324
42.88974963
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Nn+1
0
0
35
1
35
-0.2
-35
0.904837418
42
31.00317156
1
1
35
0.367879441
12.87578044
5.136563657
-12.87578044
0.96388051
-151.779728
33.48220634
2
2
37.67225756
0.135335283
5.098385647
14.3781122
-5.098385647
0.986557638
-511.5181398
37.01381798
3
3
40.08121
0.049787068
1.995525943
39.67107385
-1.995525943
0.995033666
-1557.999674
39.80251416
4
4
41.62028569
0.018315639
0.762302123
108.5963001
-0.762302123
0.998170112
-4486.512805
41.5060427
5
5
42.46487893
0.006737947
0.286126104
296.1263182
-0.286126104
0.999326432
-12540.99635
42.41911385
19
Lampiran 7 Uraian Tabel X(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.01 – 0.10
n
tn
Zn
0
Xn
35
0
1
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
0
1
34.65
-0.735758
2
2
36.92257963
-0.541341
-19.987711
-4.0945280
3
3
38.89075799
-0.298722
-11.61754
-7.1951789
4
4
39.98028037
-0.146525
-5.8581150
-14.249537
5
5
40.38367733
-0.067379
-2.7210307
n
tn
Xn
Zn
0
0
35
1
1
2
exp(Znh)
0
-0.2
-70
1
-25.494045
-3.0182818
0
1.076350216
9.993855544
1.055626166
7.745027307
1.030322893
4.393586268
-30.382631
2.17682462
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
0
0
0
-70
34.3
-0.7357588
-25.2365296
-3.01828182
2
35.670295
-0.5413411
-19.3097983
3
3
36.610607
-0.2987224
4
4
36.821454
5
5
n
.
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
0
35
0.99
34.65
34.65
37.29553498
0.99
36.92257963
108.8205906
39.28359393
0.99
38.89075799
220.2559664
40.38412159
0.99
39.98028037
1.014760385
461.2586169
40.79159326
0.99
40.38367733
1.006760698
1015.492209
40.78772514
0.99
40.37984789
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
1
0
35
0.98
34.3
-25.2365296
1.076350216
-62.36706672
36.39826099
0.98
35.67029577
-4.09452804
-9.65489916
1.055626166
-33.78918794
37.35776237
0.98
36.61060712
-10.936408
-7.19517897
-3.64546959
1.030322893
-48.75530927
37.57291226
0.98
36.82145401
-0.1465251
-5.39526764
-14.2495375
-1.34881691
1.014760385
-92.5096458
37.29704869
0.98
36.55110771
36.551107
-0.0673794
-2.46279426
-30.3826318
-0.49255885
1.006760698
-184.0906176
36.76857095
0.98
36.03319953
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
0
0
35
0
0
0
-70
1
0
35
0.97
33.95
1
1
33.95
-0.735758
-24.979014
-3.01828182
0
1.076350216
33.95
36.54208983
0.97
35.44582713
2
2
35.445827
-0.541341
-19.188284
-4.09452804
9.59414211
1.055626166
104.4682111
37.71241049
0.97
36.58103818
3
3
36.581038
-0.298722
-10.927575
-7.19517897
7.285050595
1.030322893
207.1749776
37.985711
0.97
36.84613967
4
4
36.846139
-0.146525
-5.398884
-14.2495375
4.049163532
1.014760385
425.0995557
37.59385199
0.97
36.46603643
5
5
36.466036
-0.067379
-2.4570622
-30.3826318
1.965649766
1.006760698
916.9787977
36.83088736
0.97
35.72596074
20
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
0
0
35
0
0
0
-70
1
0
35
0.96
33.6
1
1
33.6
-0.73575
-24.72149
-3.0182818
0
1.076350216
33.6
36.16536725
0.96
34.71875256
2
2
34.718752
-0.54134
-18.79468
-4.0945280
9.397344424
1.055626166
102.3253304
36.93884314
0.96
35.46128941
3
3
35.461289
-0.29872
-10.59308
-7.1951789
7.062054562
1.030322893
200.8333335
36.82296508
0.96
35.35004648
4
4
35.350046
-0.14652
-5.179669
-14.249537
3.884752116
1.014760385
407.8388994
36.06739884
0.96
34.62470288
5
5
34.624702
-0.06737
-2.332994
-30.382631
1.866395303
1.006760698
870.6764301
34.97113085
0.96
33.57228562
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
0
0
35
0
0
0
-70
1
0
35
0.95
33.25
1
1
33.25
-0.73575
-24.463982
-3.0182818
0
1.076350216
33.25
35.78864468
0.95
33.99921244
2
2
33.99921244
-0.54134
-18.405172
-4.0945280
9.202586092
1.055626166
100.2046557
36.17329203
0.95
34.36462743
3
3
34.36462743
-0.29872
-10.265484
-7.1951789
6.843656221
1.030322893
194.6224403
35.68419245
0.95
33.89998282
4
4
33.89998282
-0.14652
-4.967198
-14.249537
3.725399062
1.014760385
391.109293
34.58790929
0.95
32.85851383
5
5
32.85851383
-0.06737
-2.2139892
-30.382631
1.771191397
1.006760698
826.2636538
33.18727067
0.95
31.52790714
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
0
0
35
0
0
-0.2
-70
1
0
35
0.94
32.9
1
1
32.9
-0.73575
-24.2064
-3.018281828
0
1.076350216
32.9
35.4119221
0.94
33.287206
2
2
33.287206
-0.54134
-18.0197
-4.094528049
9.00986711
1.055626166
98.10618702
35.41575716
0.94
33.290811
3
3
33.290811
-0.29872
-9.94471
-7.195178974
6.62980767
1.030322893
188.5409359
34.56914337
0.94
32.494994
4
4
32.494994
-0.14652
-4.76133
-14.24953751
3.57099953
1.014760385
374.8997307
33.15441006
0.94
31.165145
5
5
31.165145
-0.06737
-2.09989
-30.38263182
1.67991278
1.006760698
783.6820342
31.47695977
0.94
29.588342
21
n
0
1
2
tn
0
1
2
Xn
35
32.55
32.58273
Zn
0
-0.73575
-0.54134
Kn
0
-23.9489
-17.6383
(n+2)h+2/Zn
-0.2
-3.018281828
-4.094528049
Jn
-70
0
8.819187491
exp(Znh)
1
1.076350216
1.055626166
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
0
32.55
96.02992434
Xn+1
35
35.03519953
34.66623853
(1-H)
0.93
0.93
0.93
X(n+1)*(1-H)
32.55
32.582735
32.239601
3
4
5
3
4
5
32.23960
31.13413
29.54232
-0.29872
-0.14652
-0.06737
-9.63069
-4.56193
-1.99054
-7.195178974
-14.24953751
-30.38263182
6.420461043
3.421449813
1.592436819
1.030322893
1.014760385
1.006760698
182.5874584
359.199322
742.8743538
33.47756814
31.76593804
29.83789998
0.93
0.93
0.93
31.134138
29.542322
27.74924698
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
0
0
35
0
0
-0.2
-70
1
0
35
0.92
32.2
1
1
32.2
-0.73575
-23.6914
-3.01828182
0
1.076350216
32.2
34.65847695
0.92
31.8857988
2
2
31.88579
-0.54134
-17.2610
-4.09452804
8.630547222
1.055626166
93.97586769
33.92473615
0.92
31.21075726
3
3
31.210757
-0.29872
-9.32335
-7.19517897
6.215568421
1.030322893
176.7606459
32.40921703
0.92
29.81647966
4
4
29.816479
-0.14652
-4.36886
-14.2495375
3.276647247
1.014760385
343.9972917
30.42154031
0.92
27.98781709
5
5
27.987817
-0.06737
-1.88580
-30.3826318
1.508643425
1.006760698
703.7845999
28.26784151
0.92
26.00641419
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
0
0
35
0
0
-0.2
-70
1
0
35
0.91
31.85
1
1
31.85
-0.735758
-23.43392
-3.0182818
0
1.076350216
31.85
34.28175438
0.91
31.19639
2
2
31.1963
-0.541341
-16.88789
-4.0945280
8.443946308
1.055626166
91.94401705
33.19125
0.91
30.2040
3
3
30.2040
-0.298722
-9.022622
-7.1951789
6.015081921
1.030322893
171.0591362
31.36384031
0.91
28.5410
4
4
28.5410
-0.146525
-4.181987
-14.249537
3.136490302
1.014760385
329.2829799
29.12027416
0.91
26.4994
5
5
26.4994
-0.067379
-1.785518
-30.382631
1.428415089
1.006760698
666.3579514
26.76458246
0.91
24.3557
22
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Xn+1
(1-H)
X(n+1)*(1-H)
0
0
35
0
0
-0.2
-70
1
0
35
0.9
31.5
1
1
31.5
-0.735758
-23.17640
-3.018281
0
1.07635021
31.5
33.9050318
0.9
30.51452862
2
2
30.51452
-0.541341
-16.51876
-4.094528
8.2593847
1.05562616
89.93437243
32.4657801
0.9
29.21920209
3
3
29.21920
-0.298722
-8.728430
-7.1951789
5.8189536
1.03032289
165.4815675
30.34118827
0.9
27.30706944
4
4
27.30706
-0.146525
-4.001171
-14.249537
3.0008785
1.01476038
315.0458417
27.86120706
0.9
25.07508636
5
5
25.07508
-0.067379
-1.689546
-30.382631
1.3516368
1.00676069
630.5407659
25.32596826
0.9
22.79337143
Lampiran 8 Uraian Tabel N(t) setelah pemanenan dengan nilai H=0.01 – 0.10
.
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Nn+1
0
0
35
1
35
-0.2
-35
0.904837418
42
31.00317156
1
1
34.65
0.367879441
12.74702264
5.136563657
-12.74702264
0.96388051
-150.2619307
33.14738427
2
2
36.92257963
0.135335283
4.996927772
14.3781122
-4.996927772
0.986557638
-501.3389289
36.277243
3
3
38.89075799
0.049787068
1.936256827
39.67107385
-1.936256827
0.995033666
-1511.725526
38.62033969
4
4
39.98028037
0.018315639
0.732264378
108.5963001
-0.732264378
0.998170112
-4309.7263
39.87053901
5
5
40.38367733
0.006737947
0.272103077
296.1263182
-0.272103077
0.999326432
-11926.36274
40.3401552
23
n
tn
Xn
Zn
Kn
(n+2)h+2/Zn
Jn
exp(Znh)
1/Zn(Kn+(nh+2/Zn)Jn)
Nn+1
0
0
35
1
35
-0.2
-35
0.904837418
42
31.00317156
1
1
34.3
0.367879441
12.61826483
5.136563657
-12.61826483
0.96388051
-148.7441334
32.81256221
2
2
35.67029577
0.135335283
4.827449581
14.3781122
-4.827449581
0.986557638
-484.3352781
35.04684669
3
3
36.61060712
0.049787068
1.8227348
39.67107385
-1.8227348
0.995033666
-1423.093613
36.35604335
4
4
36.82145401
0.018315639
0.674408455
108.5963001
-0.674408455
0.998170112
-3969.216505
36.72038327
5
5
36.55110771
0.006737947
0.246279427
2