Fungsi Gamma Dan Beta

March 31, 2019 | Author: ANas NazRoe DHeen | Category: N/A
Share Embed Donate


Short Description

kalkulus lanjut...

Description

KALK KA LKULU ULUS S LANJUT

MODUL 11 Fungs un gsii Gama dan Be B eta

Zuhair Jurusan Jur usan Te Teknik kni k Info Informatik rmatika a Universitas Mercu Buana Jakarta 2009.12.20

Page 1 of 10

KALK-LANJ_MODUL_11 KALK-LANJ_MODUL_11

Fungsi Gama dan Beta

I.

Fungsi Gamma ∞

Γ (n) = ∫

Definisi:

 x

n−1

e

−x

dx

0

Konvergen untuk n > 0 Rumus rekursi fungsi gama:

Γ (n + 1) = n Γ (n) Contoh:



Γ (2)

=1

Γ  ( 3 2 )

=

1

Γ 2

………………………………………. (1)

(1)

Γ (12 )

Untuk n = bilangan bulat positif → n = 1, 2, 3, ...

Γ

(n + 1) = n!

...................................................... (2)

Contoh:

Γ (2) = 1! = 1 Γ (3) = 2! = 2 •

Γ  (5) = 4! Γ (6) = 5!

Untuk n = bilangan pecahan positif

Γ  (n) = (n – 1) (n – 2) … α Γ (α), 0 < α < 1

Γ (7 2 )  =

Contoh:

Γ (5 3 ) = •

………………… (3)

2

3

 .

5

2

 .

3

2

 .

1

2

 .

Γ  ( 1 2 )

Γ (2 3 )

Untuk n < 0, n ≠ -1, -2, …

Γ(n + 1)

Γ (n)

=

atau

Γ (n) =

………………… (4)

n

Γ (n + m) n (n + 1)...

……………….… (5)

1 4 24 3

m bilangan

m = bilangan bulat positif

Page 2 of 10

KALK-LANJ_MODUL_11

1 = Γ ( 2 ) = −2 1

Γ (− 1 2 )



2

Γ (− 5 2 )  = Γ ( − 3 2 ) = −

5

Γ ( 1 2 )

Γ (− −

2

5

2

1

2)

.−

3

= 2

=



5

2

Γ ( 12) .− 32 .−

1

2

− 815 Γ( 1 2 )

Jika pakai rumus (5)

Γ(− 5 2 + 3) = − 815 Γ ( 1 2 ) 5 3 1 − 2 .− 2 .− 2

Γ (− 5 2 )  =

Γ ( 12 ) = π

Ingatlah:

Γ (1)

•  Γ (x) Γ  (1-x) =

cari buktinya!

=1

π 

………………..… (6)

sin  x π 

0 0 Buktikan !

Bukti:

Misalkan:  y

= ln

1  x

= ln

 x −1

= − ln

x

→ x = e− y dx = −e Jika x = 0

−y

dy

→ y = ∞

x = 1 → y = 0

⎛  1 ⎞ ∫ ⎜ ln ⎟ ⎝   x ⎠

n −1

1 0

 dx

= ∫ ∞  y n −1 . − e − y dy 0



= ∫ 0  y n −1 e − y dy = Γ (n ) terbukti ! Contoh:

1

∫0

(ln ) 1  x

Ι = ∫01 =

Page 6 of 10

1 3

dx 4

(ln ) 1

x

3

−1

Γ (4 3 ) = 1 3 Γ ( 1 3 )

KALK-LANJ_MODUL_11

II. Fungsi Beta Definisi: β (m, n) =

1 m-1 n-1 ∫ 0 x  (1-x)  dx

→ konvergen untuk m > 0, n > 0 Hubungan fungsi beta dengan fungsi gamma :

Γ

β (m, n) =

( m) . Γ ( n )

Γ ( m + n)

Contoh: 1

1) ∫ 0 x3 (1 - x)2 dx = β (4,3) =

Γ (4) . Γ (3) = Γ (4 + 3)

3 !. 2 ! 6!

=

6.2 6.5 !

=

2 1 = 120 60

2

2) ∫

3 0

 x dx

3 −  x

Penyelesaian: Misalkan

dx 9 u 2 3 du

Ι = ∫10

3 − 3u

= 3 du 27

=

27 3

27 3

=

=

∫0

1 −  x  x

Page 7 of 10

1

 x

− 13



u=0

u=1

β (3, 1 2 )

Γ(3) .Γ( 12) Γ(7 2 ) 3

=

3

x=3



27

=

3) ∫ 10

= 3u x = 0

1 2 -1/2 ∫ 0  u  (1 - u) du

3

=

x

.

48 5

2! 5

2

3

2

Γ ( 12 ) 1 1 2 Γ ( 2)

3

dx

(1 −  x )

1

3

dx

KALK-LANJ_MODUL_11

= β 

(2 3 , 4 3 )

=

=

Γ (2 3 ) . Γ ( 4 3 ) Γ (2) Γ (2 3 ). 13 Γ ( 13 ) 1!

Γ ( 1 3 ) Γ (2 3 )

= 13 =

1

=

1

=

2

π  3

sin

1

3 π 

π  3

1

2

3

3 π 

9



2 m −1 θ . cos 2 n −1 θ dθ = ∫ 0 sin



 p  p ∫ 0 sin θ dθ = ∫ 0 cos θ dθ

π 

π 

2

π 

2

1

2

β (m, n)

2

=

1 . 3 . 5 ... ( p − 1) π  . 2 . 4 . 6 ...  p 2

=

2 . 4 . 6 ... ( p − 1)

Jika p genap positif

Jika p ganjil positif

1 . 3 . 5 ...  p

Contoh-contoh Soal π 

1) ∫ 0 2 sin 4

θ . cos 2 θ dθ = Ι 2m – 1 = 4 → m = 5

cara 1:

2n – 1 = 2

Ι=

1

2 β (

5

2

,3

2 )  =

→ n=

3

2 2

Γ (5 2 ) . Γ (3 2 ) 2 Γ ( 4)

3

= 3

π 

( 12 ). 12 Γ ( 1 2 )

8

π 

12

=

π  32

4 2 ∫ 0 sin θ . cos θ dθ 2

π 

= ∫ 0 2 sin

Page 8 of 10

. 1 2 .Γ

2.3 !

= cara 2:

2

4

θ  . (1 – sin 2 θ) dθ

KALK-LANJ_MODUL_11

π 

= ∫ 0 2 sin 1. 3

=

=

π 

π 

= 2 ∫ 0 2 sin =2.

3π 

.



16

π  2

1. 3 . 5



15π  96

2.4.6

=

π 

.

2

18π  − 15π  96

=

π  32

θ dθ

7

2) ∫ 0 sin

2.4

θ - sin 6 θ dθ

4

7

θ dθ

2.4.6 1. 3 . 5 . 7

=

96 105

=

32 35

Boleh juga dilakukan dengan cara berikut: π 

2 ∫ 0 2 sin 7

θ dθ, 2m – 1 = 7 → 2n – 1 = 0

=2.

1

2

β (m, n) = β (m, n)

m=4



n = 1

= β (4, =

=

=

1

2

2

)

Γ (4) . Γ ( 12) Γ ( 9 2) 3 ! . Γ ( 12) 7

2

.

6 105 16

5

2

.

3

2

=6.

.

1

2

16 105

Γ ( 12 )

=

32 35

Mana cara yang lebih mudah, bisa dipilih dari cara penyelesaiannya.  _____________________________________________________________________

SOAL-SOAL

1.

Γ (3) . Γ ( 3 2 ) =? Γ (9 2 )

Page 9 of 10

16

105

KALK-LANJ_MODUL_11



6

−3 x

2.

∫0

3.

∫0

4.

Tunjukkan ∫ 0



 x e 2

 x e

80

dx =

− 2 x 2

2π 

= ∞

16 e

− st 



dt  =

Petunjuk: Misalkan 5.

(ln  x )

5

1

∫0

1

6.

∫ ( x

7.

Γ (− 3 2 ) =

8.

Γ (− 9 2 ) =

9.

β (3, 5) =

10.

0

π  s

,s>0

y = st -120

dx

ln  x ) dx = 3

− 3128 4



π 

3

32 π  945 1 105

β ( 3 2 , 2) =

4

β ( 1 3 , 2 3 )  =

2π 

∫ 0 (4 −  x 2

2

)

3

2

15

3 dx



(Petunjuk: misalkan x2 = 4y) 11.

243

4 3/2 5/2 ∫ 0 u  (4 – u)  du

12π

(Petunjuk: misalkan u = 4x) π 

12.

4 4 ∫ 0 sin θ cos θ dθ =

13.

2π  6 ∫ 0 cos θ dθ =

2

3 π 256 5 π  8

 _____________________________________________________________________

Page 10 of 10

KALK-LANJ_MODUL_11

View more...

Comments

Copyright ©2017 KUPDF Inc.
SUPPORT KUPDF