Metode Iterasi Tiga Langkah dengan Orde Konvergensi Tujuh

  

Metode Iterasi Tiga Langkah dengan Orde

Konvergensi Tujuh

  1

  2 Wartono , Mayumi Istiqomah

Universitas Islam Negeri Sultan Syarif Kasim Riau

Jl. Subrantas km 16, Simpang Baru, Pekanbaru

  1

e-mail: wartono@uin-suska.ac.id

  

Abstrak

Metode Potra-Ptak dan varian Newton merupakan salah satu metode iterasi yang digunakan

untuk menentukan akar-akar persamaan nonlinear dengan orde konvergensi tiga. Pada Tugas Akhir ini

penulis melakukan modifikasi komposit metode Potra-Ptak dan varian Newton dengan melibatkan

parameter θ

  1 dan θ 2 dan menambahkan langkah ketiga yang mana fꞌ(z n )diaproksimasi menggunakan

interpolasi Lagrange orde dua. Berdasarkan hasil kajian, diperoleh metode iterasi baru berorde

konvergensi tujuh dengan

  1 =3 dan

  2 n ),

  θ θ = ‒2. Setiap iterasi memerlukan empat evaluasi fungsi f yaitu, f(x 1/4

fꞌ(x n ),f(y n ) danf(z n ) dengan indeks effisiensi 7 ≈1,6265. Simulasi numerik dan perbandingan terhadap

metode lain dilakukan untuk menunjukkan keefektifan metode baru dalam menyelesaikan persamaan

nonlinear.

  

Kata kunci: indeks effisiensi, interpolasi Lagrange, komposit metode potra-ptak dan varian newton, orde

konvergensi persamaan nonlinear

  

Abstract

Potra- Ptak method and Newton’s variant are one of iteration method which it uses for determine

root of nonlinear similarity with third order convergence. In this Final Task, the writer has done modified

composite of Potra-

  1 2 parameter and adding the Ptak method and Newton’s variant by enganging θ and θ n ) using second order Lagrange interpolation. Based on the research third step which approximation fꞌ(z result new iteration method have seventh order convergence with θ

  1 =3 and θ 2 =−2. Each of iteration needs 1/4

four f evaluation function which they are f(x n ), n ), f(y n ) and f(z n ) with efficiency index of 7 ≈1,6265.

fꞌ(x Numerical simulation is given to show the performance of composite Potra-

  Ptak method and Newton’s variant.

  Keywords: composite of potra-pta k method and newton’s variant, efficiency index, Lagrange interpolation, nonlinear equation, order convergence

1. Pendahuluan

  Persamaan nonlinear merupakan representasi dari fenomena bidang sains dan

rekayasa yang hampir sebagain besar tidak dapat ditentukan penyelesaiannya secara analitik.

Oleh karena itu, alternatif penyelesaian dilakukan secara numerik dengan perhitungan berulang

atau disebut iterasi.

  Salah satu metode iterasi yang sering digunakan untuk menyelesaikan persamaan nonlinear adalah metode Newton yang ditulis sebagai berikut.

  ( ) f x n x x

  (1)   n

  1 n

  ' ( ) f x n

  

Metode Newton merupakan metode iterasi dengan orde konvergensi kuadratik dan

menggunakan dua evaluasi fungsi f(x n ) dan f'(x n ) pada setiap iterasinya. Oleh karena itu, indeks

1/2  1.414213. efisiennya sebesar 2 Indeks efisiensi merupakan salah satu parameter untuk mengukur kinerja dari suatu

metode terasi, dan parameter tersebut bergantung kepada orde konvergensi dan banyaknya

evaluasi fungsi yang dilibatkan pada setiap iterasi.

  Beberapa peneliti melakukan usaha-usaha untuk mengembangan metode Newton

dengan menggunakan berbagai pendekatan, seperti : integral Newton (Weerakoon dan

  

Fernando (2003)), titik tengah (Jisheng, dkk (2007)), rataan harmonik

(Kalyanasundaram(2013), Nedzhibov (2002)), kuadratur Newton-Cote (Hasanov dkk (2002),

Ozban (2004)), selisih terbagi maju (Sharma (2005)).

  Selain memodifikasi, beberapa metode iterasi dengan orde konvergensi tiga juga dapat

dihasilkan dengan mengkountruksi kembali berdasarkan beberapa pendekatan. Salah satunya

yang dilakukan oleh Chun (2005) memodifikasi metode Newton menghasilkan metode Potra-

Ptak berorde konvergensi tiga dengan rumusan sebagai berikut: f ( x ) f ( y ) n n

  (2) x x

     n  1 n f ' ( x ) f ' ( x ) n n

  

Selanjutnya Chun (2008) memodifikasi kembali metode Newton dengan cara menyetarakan

dua metode untuk menghilangkan fungsi f ' ( y ) sehingga menghasilkan varian metode

n

  Newton berorde konvergensi tiga sebagai berikut: f ( x )  2 f ( y ) f ( x ) n n n xx  

  (3) n

  1 n

   f ( x ) f ( y ) f ' ( x ) n n n Berbagai macam cara dilakukan untuk meningkatkan orde konvergensi metode iterasi.

  

Salah satunya adalah dengan menambah langkah dari metode iterasi. Selanjutnya lakukan

pendekatan tertentu sehingga menjadi metode iterasi tiga langkah, sebagaimana yang

dilakukan oleh Yasmin (2013) yang memodifikasi metode Steffensen menggunakan interpolasi

Lagrange menghasilkan orde konvergensi tujuh, Khattri (2012) yang menggunakan pendekatan

Gauss Kuadratur, Zhao (2012) yang menggunakan interpolasi Hermite sebagai langkah ketiga

saat mengimprovisasi metode Potra-Ptak dengan metode Ostrowski dan Wang (2010) yang

memodifikasi metode Ostrowski dengan interpolasi Hermite.

2. Metode yang Dikembangkan

  Pertimbangkan kembali metode Potra-Ptak dan Varian Newton yang dikembangkan oleh Chun [ ] dengan orde konvergensi tiga yang masing-masing ditulis sebagai berikutit f ( x ) f ( y ) n n

  (4) xx   n  1 n

  ' ( ) ' ( ) f x f x n n dan f ( x )  2 f ( y ) f ( x ) n n n xx  

  (5) n

  1 n

   f ( x ) f ( y ) f ' ( x ) n n n dengan yn di definisikan pada persamaan (1).

  

Selanjutnya Persamaan (4) dan Persamaan (5) akan dijumlahkan menggunakan cara komposit

yang dilakukan oleh Ezzati (2011) dalam bentuk:  f ( x ) f ( y )   f ( x ) 2 f ( y ) f ( x )   n n n n n

    xx    x   (6) n

  1 1 n 2 n

     

f ' ( x ) f ' ( x ) f ( x ) f ( y ) f ' ( x )

   n n n n n

      Kemudian Persamaan (4.4) disederhanakan sehingga menghasilkan bentuk:

f ( x )  f ( y ) f ( x )( f ( x ) 

2 f ( y )) n n n n n x  (    ) x    

  (7) n

  1

  1 2 n

  1

  2 

   f ' ( x ) f ' ( x )( f ( x ) f ( y )) n n n n

  Persamaan (7) adalah metode iterasi dua langkah yang merupakan hasil komposit dari f ( x )

metode Potra-Ptak dan varian Newton yang menggunakan tiga evaluasi fungsi yaitu ,

n f ' ( x ) dan f ( y ) pada setiap iterasinya. n n

  Untuk meningkatkan orde konvergensi, selanjutnya akan ditambahkan langkah ketiga dalam bentuk Newton dalam z , sehingga Persamaan (1) didefinisikan kembali n f ( z ) n xz

  (8) n  1 n f ' ( z ) n dengan zn didefinisikan pada Persamaan (7). Bentuk f ' ( z ) pada Persamaan (8) akan diaproksimasikan menggunakan interpolasi n

  Lagrange orde dua dalam bentuk f ( z )  f ( x ) f ( z )  f ( y ) f ( y )  f ( x ) n n n n n n f ' ( z )    n

     z x z y y x n n n n n n atau ' ( )  [ , ]  [ , ]  [ , ] (9) f z f x z f y z f x y n n n n n n n dengan

   f ( z ) f ( x ) n n

   f [ x , z ]

  (10) n n

   z x n n

   f ( z ) f ( y ) n n

   f [ y , z ]

  (11) n n

   z y n n

   f ( y ) f ( x ) n n

   f [ x , y ]

  (12) n n

   y x n n

  Oleh karena itu, metode iterasi komposit metode Potra-Ptak dan varian Newton iterasi tiga langkah secara lengkap ditulis sebagai berikut: f ( x ) n

    y x

  (13) n n

  ' ( ) f x n

  

 

f ( x ) f ( y ) f ( x )( f ( x ) 2 f ( y )) n n n n n

      z (   ) x  

  (14) n

  1 2 n

  1

  2

  ' ( ) ' ( )( ( )  ( )) f x f x f x f y n n n n f ( z ) n

    x z

  (15) n

  1 n

  [ , ]  [ , ]  [ , ] f x z f y z f x y n n n n n n

  

Persamaan ( ) merupakan metode iterasi tiga langkah yang melibatkan empat evaluasi fungsi,

yaitu f (x ), f(y ), f(z ) dan f'(x ).

  n n n n

3. Hasil dan Diskusi

3.1. Analisa Konvergensi

  Berdasarkan persamaan (13)

  • – (15), akan ditentukan orde konvergensi dengan menggunakan ekspansi deret Taylor pada teorema berikut.

  f (x ) f : DR Teorema 4.1: Asumsikan   D adalah akar dari fungsi yang terdiferensial

  D pada interval terbuka . Jika x cukup dekat ke  , maka Persamaan (15) memiliki eror:

  2

  2

  4

  7

  8

  ( 7 ) ( ) (16) ec cc c eO e n

  1

  2

  3

  2 3 n n

  f (x ) f ( )  x   e

Bukti: Misalkan  adalah akar dari fungsi . Asumsikan  dan  .

n n

  

Selanjutnya diaproksimasikan fungsi f (x ) disekitar x dengan menggunakan deret Taylor,

n sehingga diperoleh:

  2

  3

  4

  f ( x )  f ' (  ) ec ec eO ( e ) (17) n n

  2 n 3 n n

    f ' ( x ) x

  

Kemudian untuk fungsi diekspansi disekitar menggunakan deret Taylor sehingga

n n diperoleh:

  2

  3

  f ' ( x )  f ' ( ) 1  2 c e  3 c eO ( e ) 

  (18) n

  2 n 3 n n

  

Dengan menggunakan Persamaan (17) dan Persamaan (18), kemudian substitusikan ke

xe

  Persamaan (13) dengan menggunakan  maka diperoleh: n n

  2

  2

  3

  4

  y    c e  ( 2 c  2 c ) eO ( e ) (20) n

  2 n

  2 3 n n

  f ( y )

Berdasarkan ekspansi deret Taylor disekitar  , maka selanjutnya menghasilkan

n bentuk:

  ( ) ' ( )( (

  2 2 ) (

  5

  7 3 ) ( )) f yfc ecc ecc cc eO e (21) n

  2 n

  2 3 n

  2

  2

  3 4 n n

  Kemudian dengan menggunakan persamaan (17), (18) dan (21), maka diperoleh f ( x )  f ( y )

  2

  3

  3

  4

  5

  n n     e  2  c e  (  7  c c  9  c ) eO ( e ) (22)

  1 1 n

  1 2 n

  1

  2

  3

  1 2 n n

  f ' ( x ) n dan

   ( f ( x ) 2 f ( y )) f ( x ) n n n

  2

  3

  3

  4

          e 3  c e ( 11  c c 17  c ) e

  2 2 n

  2 2 n

  2

  2

  3

  2 2 n

  ( ( )  ( )) ' ( ) f x f y f x n n n

  4

  2

  2

  2

  2

  2

  4

  2

  2

  3

  (  322 c  6 c c  68 c c    

  2

  5

  6

  2 3 n n

  4 c ) eO ( e ) (23) 

  

Substitusikan Persamaan (22) dan (23) ke dalam Persamaan (14), maka diperoleh z sebagai

n berikut:

  2

  2

  3

  3

  3

  4

  z   ( 2 c  3 c ) e  ( 7 c c  17 c  11 c c  9 c ) e   

  1 2 

  2 2 

  1

  2 3 

  2 2 

  2

  2 3 

  1

  2

  n n n

  2

  4

  4

  2

  2

  5

  6

  2

  2

  3

  1

  2

  2

  2

  2

  2

  4

  1

  2

  3

  2 3 n

  n Dengan menggunakan ekspansi deret Taylor f disekitar , maka diperoleh

  ( 68 c c 38 c 322 c 6 c c 24 c c 4 c ) e              O ( e ) (24)

  

  2

  2

  3

  3

  3

  4

  ( ) ' ( )(

  2 3 ) (

  7

  17

  11 9 ) f zf   c   c e   c c   c   c c   c e n

  1

  2

  2 2 n

  1

  2

  3

  2

  2

  2

  2

  3

  1 2 n

  2

  4

  4

  2

  5

  6

   (  68 c c  38 c  322 c  6 c c  24 c c  4 ) eO ( e ) (25) 

  2

  2 3 

  1 2 

  2 2 

  2

  2 4 

  1

  2 3 

  2

  n n

' ( )

  

Selanjutnya, sebelum mengaproksimasikan f z pada Persamaan (25) terlebih dahulu akan

n

ditentukan nilai-nilai dari fungsi f [ x , z ], f [ x , y ] dan f [ y , z ] dengan menggunakan

n n n n n n

ekspansi deret Taylor. Substitusikan Persamaan (21) dan (22) ke Persamaan (10), (11) dan

(12), maka masing-masing diperoleh:

  2

  3

  3

  3

  2

  4

  [ , ] ' ( )( 1 (

  2 3 ) (

  9

  9 f x zf   c ec ec   c   c e   c c   c n n

  2 n 3 n

  4

  1

  2

  2 2 n

  1

  2

  3

  1

  2

  4

  2

  4

  2

  3

  5

  5

   17 c  14 c c ) e  ( 9 c c  33 c c  322 c  38 c

  2 2 

  2

  2 3 

  2

  2 4 

  1

  2 3 

  2 2 

  1

  2

  n

  3

  2

  2

  2

  5

  6

  2

  2

  3

  1

  2

  3

  2

  2

  3

  1

  2

  4

  2 2 n

  n

  85 c c 7 c c

11 c c

2 c c 4 c ) e            O ( e ) (26)

  2

  2

  3

  3

  f [ x , y ]  f ' ( )( 1  c e  ( cc ) e  ( c  3 c c  2 c ) e

  2

  3

  2

  4

  2

  3

  2

  n n n n n

  2

  4

  2

  4

  5

  (

  2

  3

  3

  2

  2

  3

  2 4 n n

  8 4 ) ( ))  ccc cc c eO e (27)

  dan

  2

  2

  3

  3

  3

  3

  4

  [ , ] ' ( )( 1 (

  2

  2

  3 2 ) (

  12 f y zf   c e   cc c   cc e   c n n

  2 n

  1

  2

  2

  3

  2

  2 2 n

  2

  2

  2

  4

  

4

  4

  4

  4

  4

  2

  4

  2

  4  96 c  3 c c  58 c c

16 c

16 c c  81 c  216 c  96 c

     

  3

  2

  4

  2

  3

  1

  

2

  3

  2

  2

  2

  2

  2

  1

  2

  4

  2

  2

  2

  2

  2

  2

  3

  2 288 c 299 c c 199 c c 216 c 96 c 64 c c            

  1

  2

  2

  2

  2

  3

  

1

  2

  3

  2

  3

  1

  3

  3

  2

  3

  4

  3

  4

  4

  4

  2

  2

  4

  3

  4

   216 c  64 c  73 c  113 c  216 c  216 c

  2 2 

  1 2 

  1 2 

  2 2  1 

  2 2  1 

  2

  2

  3

  4

  2

  2

  2

  2

  2

  2

  1

  2

  2

  1

  2

  2

  3

  1

  2

  2

  3

  1

  2

  2

  3

  2

  3

  

96 432 288 576 288

   c    c c    c c    c c   c

  2

  3

  2

  3

  2

  3

  2

  3

  2

  2

  4  192 c  64 c c  64 c c  216 c c  96 c c  288 c

        

  1

  3

  1

  2

  3

  1

  3

  2

  2

  2

  3

  2

  3

  2

  1

  2

  2

  2

  4

  2

  2

  2

  2

  2

  4

  5

  1

  2

  2

  2

  2

  3

  1

  2

  3

  1

  2 3 n n

  

432 c 432 c c 192 c c 288 c ) e O ( e ))

          

  (28) Selanjutnya dengan menggunakan Persamaan (25), (26), (27), (28) dan disubstitusikan kep Persamaan (15), maka diperoleh

  3

  3

  3

  4

  2

  2

  4

  4

  f ' ( z )  1  (  c c  6 c  4 c ) e  (  15 c  98 cc c  66 c c  16 c   

  2

  3

  2

  2

  1

  2

  2

  3

  2

  4

  2

  3

  1

  2

  n n

  4

  4

  4

  4

  2

  4

  2

  4

  4

  2

  2

   16 c c  81 c  216 c  96 c  288 c  313 c c  208 c c       

  3

  2

  2

  2

  2

  2

  1

  2

  1

  2

  2

  2

  2

  3

  1

  2

  3

  2

  2

  2

  2

  2

  2

  3

  2

  3

  4

  3

  4

  208 216

  96 64 216

  2

  3

  1

  2

  3

  2

  3

  1

  3

  3

  2

  2

  2

  1

  2

  64  c c   c c   c   cc c   c   c

  4

  2

  2

  4

  3

  4

  3

  4

  2

  2

   130 c  216 c  216 c  96 c  432  c c

        

  2

  2

  1

  2

  2

  1

  2

  2

  1

  2

  2

  1

  2

  2

  3

  288 576 288 192

  1

  2

  2

  3

  1

  2

  2

  3

  2

  3

  1

  3

  1

  2

  3

  64

   c c    c c   c   c    c c

  3

  2

  3

  2

  3

  2

  2

  4

  2

  4

   64 c c  216 c c  96 c c  288 c  432 c

  1

  3 2 

  2

  2 3 

  2

  3 2  1 

  2 2  1 

  2

  2

  2

  2

  2

  2

  2

  4

  5

  2

  2

  3

  1

  2

  3

  1

  2 3 n n

  432 192 288 ) ( )   c c   c c    c eO e (29)

  Kemudian Persamaan (25) dibagi dengan Persamaan (29) sehingga menghasilkan f ( z )

  2

  2

  3

  3

  3

  4

  n  ( 2  c  3  c ) e  ( 7  c c  17  c  11  c c  9  c ) e

  1

  2

  2 2 n

  1

  2

  3

  2

  2

  2

  2

  3

  1 2 n

  f ' ( z ) n

  2

  4

  4

  2

  5

  6

  (

  68 38 322

  6

  2

  2

  3

  1

  2

  2

  2

  2

  2

  4

  1

  2

  3 2 n n

  24 4 ) ( )   c c   c   c   c c   c c   eO e (30)

  Substitusikan Persamaan (30) ke Persamaan (15) dan dengan menggunakan x   en n maka diperoleh galat dari metode iterasi (13)

  • – (15) sebagai berikut:

  3

  2

  2

  5

  6

  2

  4

  e  ((  2  3 ) c c  ( 12 

4 

9 ) c ) e  ((  864  240          

  1

  1

  2

  2

  3

  1

  2

  1

  2

  2

  2

  1

  2

  1

  nn

  4

  2

  3

  2

  3

  2

  3

  2

  

 810  1296  628  1080  768  720  492

            

  2

  1

  2

  1

  1

  2

  2

  1

  2

  1

  2

  1

  2

  2

  2

  3

  4

  5

  3

  2

  3

   1728  648  648  243  45  192  200  1728 

  2  1  2  2  2  2  1  1  2 

  1

  4

  5

  6

  2

  2

  3

  3

  1

  1

  1

  2

  1

  2

  2

  1

  2

  1

  2

  1

  30 128 32 ) ( 1336 1728 1728 768       c            

  2

  3

  3

  4

  2

  4

   1728    384   215   1296   648   2592    128 

  2

  1

  1

  2

  2

  2

  2

  1

  1

  2

  2

  4

  3

  2

  444 141 1005 ) (

  1

  1

  2

  3

  2

  2

  1

  4

  2

  2

  1

  2

  

3

2 ) ( 864 1152

      c c      c c      

  3

  2

  3

  2

  2

  2

  2

   192  305  864  648  203  384  1296 ) c c  ( 192 

  1  2  2  1  2  1  1  2 

  1

  3 2 

  2

  2

  2

  3

  4

  2

  7

  288 128 384 128 ) (

  2

  1

  1

  2

  1

  3

  2

  1

  3 2 n

   Persamaan (31) merupakan orde konvergensi dari metode iterasi (13)

  48 32 )          c      c c e (31)

  • – (15) yang

    masih memuat dua parameter  dan  .Oleh karena itu, untuk meningkatkan orde konvergensi

  1

  2

  6

  dapat dilakukan dengan menghilangkan koefisien dari e , atau secara matematis ditulis n

  3

  2

  2

  5

   ( 2   3  ) c c  ( 4   12    9  ) c  (32)

  1

  2

  2

  3

  1

  1

  2

  2

  2 Berdasarkan Persamaan (32), diperoleh hubungan hubungan

  2 3 = 0, (33)

   

  1 

  2

  dan  

  1 

  2

  1 

  (34) dengan   dan   . Berdasarkan Persamaan (33) dan Persamaan (34)

  1

  2

   diperoleh penyelesaian untuk   3 dan    2 , sehingga dengan mensubstitusikan 1 dan

  1

  2

   2 ke Persamaan (31) menjadi:

  2

  2

  7

  8

  ec c (  7 cc ) eO ( e ) (35) n

  1

  2

  3

  2 3 n n

  Persamaan (35) merupakan orde konvergensi dari metode iterasi (13)

  • – (15) yang

  f ( ) ' ( ) ( ) ( )

melibatkan empat evaluasi fungsi yaitu f x , f x , f y dan f z sehingga indeks

n n n n

  1

  4

  effisiensinya sebesar 7  1 , 626577 .

  Selanjutnya, indeks efisien metode iterasi baru akan dibandingkan dengan beberapa

metode diantaranya metode Newton yang disingkat dengan NM, metode Potra-Ptak (Chun,

2005) yang disingkat dengan PPM, Komposit metode Potra-Ptak dan metode Newton-

Steffensen (KMPNS) (Jisheng, 2006), dekomposit metode Newton (Chun, 2005) yang disingkat

dengan DNM, modifikasi metode Ostrowski (Singh, 2014) yang disingkat dengan MON. Hasil

perbandingan indeks efisiensi ditunjukkan pada Tabel 1 berikut:

  

Tabel 1. Perbandingan Indeks Effisiensi

No. Metode Iterasi Orde ( p )

  Simulasi numerik dilakukan untuk menguji performa metode iterasi baru dengan

menentukan banyaknya jumlah iterasi yang diperlukan, galat mutlak pada iterasi ke-n dan orde

konvergensi yang dihitung secara komputasi. Semua perhitungan dilakukan dengan

menggunakan menggunakan software Maple 13 dan ketelitian 800 digit Adapun fungsi-fungsi

yang akan diujiadalah sebagai berikut.

  2

  ( 1 )

      x x x x f ,  = 1,347428098968

  1

  5

  4

  2

  15 ( 4 )

  1  .

  2  

  4

  7

  1

   Berdasarkan Tabel 1 terlihat bahwa metode dengan orde konvergensi yang besar dan

evaluasi fungsi yang sedikit akan memiliki indeks effisiensi yang besar. Seperti hasil komposit

metode Potra-Ptak dan varian Newton (KMPVN) yang memiliki orde konvergensi tujuh dengan

empat evaluasi fungsi f sehingga menghasilkan indeks effisiensi 6265 ,

  1

  4

  7

  1

  2

    

  7

     x x x f ,  = 1,365230013414

  

(b) (c) (d)

     x x x f ,  = 1,404491648215 Untuk melihat karakteristik dari fungsi-fungsi dapat ditunjukkan dengan menggunakan ploting grafik berikut.

  7

  2

  2

  ,  = 0,739085133215 ) 1 sin (

  6

   x x x f  cos ) (

  5

  x x e x f ,  = 1,000000000000

  3

  2

  10 ( 4 )

  xe x f ,  = 1,679630610428

  x

   

  3

  2

  1 ( 10 )

  4 6265 ,

  6. KMPVN

  Evaluasi Fungsi ( w

  

  

  1

  3

  3

  1

  3 4224 ,

  3

  2. Potra-Ptak (PPM)

  1

  4

  2

  2

  1

  2 4142 ,

  2

  1. Newton (NM)

  I )

  ) Indeks Effisiensi (

  3. KMPNS

  3 5874 ,

  

  1

  1

  4

  6

  1

  4 5651 ,

  6

  Modifikasi metode Ostrowski (MON)

   5.

  5

  1

  5

  1

  5 3797 ,

  5

  4. Dekomposit Newton (DNM)

  

  1

  3

  4

3.2. Simulasi Numerik

  

(e) (f) (g)

Gambar 1. Grafik dari Fungsi-fungsi Nonlinear: a) ) (

  3

  4

  3 f 3 (x) 1,8

  9

  6

  5

  4

  3

  3 f 4 (x)

  1,5

  9

  6

  4

  4

  3 f

  6

  5 (x) 1,7

  9

  6

  5

  4

  3

  3 f 6 (x)

  2

  10

  6

  6

  4

  4

  3 Berdasarkan Tabel 3 dapat dilihat bahwa metode iterasi dengan orde konvergensi yang

lebih tinggi memiliki jumlah iterasi yang lebih sedikit dibanding dengan metode dengan orde

konvergensi yang lebih rendah. Oleh karena itu, metode dengan orde konvergensi yang lebih

tinggi akan lebih baik untuk menghampiri akar dari suatu persamaan nonlinear.

  5

  11

  1

  ) ( n x f

  x f , b) ) (

  2

  x f , c) ) (

  3

  x f , d) ) (

  4

  x f , e) ) (

  5

  x f , f) ) (

  6

  x f Berdasarkan hasil perhitungan, diperoleh jumlah iterasi, galat mutlak pada iterasi ke-n,

nilai fungsi pada iterasi ke-n dan orde konvergensi yang dihitung secara komputasi yang

hasilnya ditampilkan dalam Tabel 2 berikut:

Tabel 2. Jumlah Iterasi Komposit metode Potra-Ptak dan varian Newton

  Fungsi x n

    n x

  COC f 1 (x)

  10

  1,6 3 4,288730485959.E-219 1,588808243766.E-218 6,999992021395 f 2 (x)

  0,5 3 5,608045595125.E-127 1,682413678537.E-126 6,999992021395 f 3 (x) 1,8 3 3,351927506838.E-245 9,264366354839.E245 6,999982239341 f

  4 (x) 1,5 3 1,865757465811.E-429 3,080999761177.E-428 6,999999999531 f 5 (x)

  1,7 3 6,091026293118.E-261 1,019401487423.E-260 6,999999496938 f 6 (x)

  2 3 6,489013200822.E-155 1,610879884539.E-154 6,999015789199 Selanjutnya, banyaknya iterasi yang diperlukan pada metode baru akan dibandingkan

dengan beberapa metode iterasi lainnya sebagaimana yang telah disebutkan sebelumnya.

Hasil perbandingan jumlah iterasi diberikan pada Tabel 3 berikut:

Tabel 3. Perbandingan Jumlah Iterasi

  ) (x f x

  Jumlah Iterasi NM PPM KMPNS DNM MON KMPVN f 1 (x)

  1,6

  10

  6

  11

  5

  3

  3 f 2 (x) -0,5

  Selain membandingkan jumlah iterasi, perbandingan juga dilakukan terhadap COC yang hasilnya ditunjukkan pada Tabel 4 berikut.

  

Tabel 4. Perbandingan Nilai COC

f (x) x

  COC NM PPM KMPNS DNM MON KMPVN f

1 (x) 1,6 1,999999 2,999999 3,999999 4,999999 5,999996 6,999992

f

  2 (x) 0,5 1,999999 2,999999 3,999999 5,000000 5,999999 6,999992 f 3 (x)

  1,8 1,999999 3,000000 3,999999 5,000000 5,999999 6,999982 f 4 (x)

  1,5 1,999999 2,999999 3,999999 4,999999 5,999999 6,999999 f 5 (x)

  1,7 1,999999 2,999999 3,999999 4,999999 5,999998 6,999999 f 6 (x) 2 1,999999 3,000000 3,999999 4,999999 5,999999 6,999015

  Berdasarkan Tabel 4 terlihat perbandingan nilai orde konvergensi secara komputasi

(COC) dari metode baru adalah tujuh, yang mana hal ini menegaskan bahwa orde konvergensi

dari metode iterasi baru lebih tinggi dibandingkan dengan orde konvergensi metode iterasi

lainnya.

4. Kesimpulan

  Hasil dari komposit metode Potra-Ptak dan varian Newton menghasilkan orde konvergensi tujuh dan empat evaluasi fungsi yaitu ) ( n x f ,

  C. “Iterative Methods Improving Newton’s Method by The Decomposition Method ”,Computers & Mathematics with Application. Vol.50, hal.1559-1568,2005.

  677-682, 2004.

  [12] Ozban, A.Y., Some New Variants of Newton’s Method, Applied Mathematics Letter, Vol. 17, hal.

  Mathematics in Engineering and Economics XXVIII, in: Proceeding of the XXVIII Summer school Sozopol’ 02, pp.1-8, Heron press, Sofia, 2002.

  

[9] Kalyanasundaram, J. J., Modified Newton's method using harmonic mean for solving