1.Metode Numerik Interpolasi.pdf

Tujuan
 Interpolasi berguna untuk menaksir harga-
harga tengah antara titik data yang sudah
tepat. Interpolasi mempunyai orde atau
derajat.

Macam Interpolasi
 Interpolasi Beda Terbagi Newton
 Interpolasi Lagrange
 Interpolasi Spline

Macam Interpolasi Beda
Terbagi Newton
 Interpolasi Linier
Derajat/orde 1  memerlukan 2 titik
x f(x)
1 4,5
2 7.6
3 9.8
4 11.2
Berapa f(x = 1,325) = ?
Memerlukan 2 titik awal :
x = 1
x = 2

Terbagi Newton
 Interpolasi Kuadratik
x = 1  f(x = 1) = . . . .
x = 2  f(x = 2) = . . . .
x = 3  f(x = 3) = . . . .
f (x = 1,325) = ?

Terbagi Newton
 Interpolasi Kubik
…
 Interpolasi derajat/orde ke-n
 memerlukan n+1 titik
 Semakin tinggi orde yang digunakan untuk
interpolasi hasilnya akan semakin baik (teliti).

1.Metode Numerik Interpolasi.pdf

Interpolasi Linier
 Cara: menghubungkan 2 titik dengan sebuah
garis lurus
 Pendekatan formulasi interpolasi linier sama
dengan persamaan garis lurus.
       
 
 
0
0
1
0
1
0
1 x
x
x
x
x
f
x
f
x
f
x
f 





Interpolasi Linier
 Prosentase kesalahan pola interpolasi linier :
narnya
Harga_sebe
narnya
Harga_sebe
gan
l_perhitun
Harga_hasi
εt



Interpolasi Linier (Ex.1)
 Diketahui suatu nilai tabel distribusi ‘Student
t’ sebagai berikut :
t5% = 2,015
t2,5% = 2,571
Berapa t4% = ?

 Penyelesaian
x0 = 5  f(x0) = 2,015
x1 = 2,5  f(x1) = 2,571
x = 4  f(x) = ?
Dilakukan pendekatan dengan orde 1 :
       
 
 
0
0
1
0
1
0
1 x
x
x
x
x
f
x
f
x
f
x
f 




  
237
,
2
2374
,
2
5
4
5
5
,
2
015
,
2
571
,
2
015
,
2








 Diketahui:
log 3 = 0,4771213
log 5 = 0,698700
 Harga sebenarnya:
log (4,5) = 0,6532125 (kalkulator).
 Harga yang dihitung dengan interpolasi:
log (4,5) = 0,6435078
%
49
,
1
%
100
6532125
,
0
6532125
,
0
6435078
,
0




t


Interpolasi Linier
 Pendekatan interpolasi dengan derajat 1,
pada kenyataannya sama dengan mendekati
suatu harga tertentu melalui garis lurus.
 Untuk memperbaiki kondisi tersebut
dilakukan sebuah interpolasi dengan
membuat garis yang menghubungkan titik
yaitu melalui orde 2, orde 3, orde 4, dst, yang
sering juga disebut interpolasi kuadratik,
kubik, dst.

Interpolasi Kuadratik
 Interpolasi orde 2 sering disebut sebagai
interpolasi kuadratik, memerlukan 3 titik data.
 Bentuk polinomial orde ini adalah :
f2(x) = a0 + a1x + a2x2
dengan mengambil:
a0 = b0 – b1x0 + b2x0x1
a1 = b1 – b2x0 + b2x1
a2 = b2

Interpolasi Kuadratik
 Sehingga
f2(x) = b0 + b1(x-x0) + b2(x-x0)(x-x1)
dengan
Pendekatan dengan
kelengkungan
Pendekatan dengan
garis linier
 
   
 
 
   
 
   
 
 
 
0
1
2
0
2
0
1
0
1
1
2
1
2
2
0
1
0
1
0
1
1
0
0
,
,
,
x
x
x
f
x
x
x
x
x
f
x
f
x
x
x
f
x
f
b
x
x
f
x
x
x
f
x
f
b
x
f
b














Interpolasi Kubik
 f3(x) = b0 + b1(x-x0) + b2(x-x0)(x-x1) + b3(x-x0)(x-x1)(x-x2)
dengan:
 
   
 
 
 
   
 
   
 
 
 
 
 
0
1
2
3
0
3
0
1
2
1
2
3
3
0
1
2
0
2
0
1
0
1
1
2
1
2
0
2
0
1
1
2
2
0
1
0
1
0
1
1
0
0
,
,
,
]
,
,
[
]
,
,
[
,
,
]
,
[
]
,
[
,
x
x
x
x
f
x
x
x
x
x
f
x
x
x
f
b
x
x
x
f
x
x
x
x
x
f
x
f
x
x
x
f
x
f
x
x
x
x
f
x
x
f
b
x
x
f
x
x
x
f
x
f
b
x
f
b





















Interpolasi Beda Terbagi
Newton
 Secara umum:
f1(x) = b0 + b1(x-x0)
f2(x) = b0 + b1(x-x0) + b2(x-x0)(x-x1)
f3(x) = b0 + b1(x-x0) + b2(x-x0)(x-x1) +
b3(x-x0)(x-x1)(x-x2)
…
fn(x) = b0 + b1(x-x0) + b2(x-x0)(x-x1) +
b3(x-x0)(x-x1)(x-x2) + … +
bn(x-x1)(x-x2)…(x-xn-1)

Newton
Dengan:
 b0 = f(x0)
 b1 = f[x1, x0]
 b2 = f[x2, x1, x0]
…
 bn = f[xn, xn-1, xn-2, . . . ., x0]

Newton (Ex.)
 Hitung nilai tabel distribusi ‘Student t’ pada
derajat bebas dengan  = 4%, jika diketahui:
t10% = 1,476 t2,5% = 2,571
t5% = 2,015 t1% = 3,365
dengan interpolasi Newton orde 2 dan orde
3!

Newton (Ex.)
Interpolasi Newton Orde 2:  butuh 3 titik
 x0 = 5 f(x0) = 2,015
x1 = 2,5 f(x1) = 2,571
x2 = 1 f(x2) = 3,365
 b0 = f(x0) = 2,015
   
 
   
 
 
0
2
0
1
0
1
1
2
1
2
2
x
x
x
x
x
f
x
f
x
x
x
f
x
f
b







   
 
222
,
0
5
5
,
2
015
,
2
571
,
2
0
1
0
1
1 







x
x
x
f
x
f
b
077
,
0
5
1
5
5
,
2
015
,
2
571
,
2
5
,
2
1
571
,
2
365
,
3









Newton (Ex.)
 f2(x) = b0 + b1(x-x0) + b2(x-x0)(x-x1)
= 2,015 + (-0,222) (4-5) +
0,077 (4-5)(4-2,5)
= 2,121

Newton (Ex.)
Interpolasi Newton Orde 3:  butuh 4 titik
 x0 = 5 f(x0) = 2,015
x1 = 2,5 f(x1) = 2,571
x2 = 1 f(x2) = 3,365
x3 = 10 f(x3) = 1,476

Newton (Ex.)
 b0 = f(x0) = 2,015
b1 = -0,222  f[x1,x0]
b2 = 0,077  f[x2,x1,x0]
007
,
0
5
077
,
0
043
,
0
5
10
077
,
0
5
,
2
10
5
,
2
1
571
,
2
365
,
3
1
10
365
,
3
476
,
1
3













b

Newton (Ex.)
 f3(x) = b0 + b1(x-x0) + b2(x-x0)(x-x1) +
b3(x-x0)(x-x1)(x-x2)
= 2,015 + (-0,222)(4-5) +
0,077 (4-5)(4-2,5) +
(-0,007)(4-5)(4-2,5)(4-1)
= 2,015 + 0,222 + 0,1155 + 0,0315
= 2,153

Kesalahan Interpolasi Beda
Terbagi Newton
 Rn = |f[xn+1,xn,xn-1,…,x0](x-x0)(x-x1)…(x-xn)|
 Menghitung R1
Perlu 3 titik (karena ada xn+1)
R1 = |f[x2,x1,x0](x-x0)(x-x1)|
 Menghitung R2
Perlu 4 titik sebagai harga awal
R2 = |f[x3,x2,x1,x0](x-x0)(x-x1)(x-x2)|

Kesalahan Interpolasi Beda
Terbagi Newton (Ex.)
 Berdasarkan contoh:
R1 = |f[x2,x1,x0](x-x0)(x-x1)|
= |0.077 (4-5)(4-2.5)|
= 0.1155
R2 = |f[x3,x2,x1,x0](x-x0)(x-x1)(x-x2)|
= |-0.007 (4-5)(4-2.5)(4-1)|
= 0.0315

Interpolasi Lagrange
 Interpolasi Lagrange pada dasarnya
dilakukan untuk menghindari perhitungan dari
differensiasi terbagi hingga (Interpolasi
Newton)
 Rumus:
dengan
     



n
i
i
i
n x
f
x
L
x
f
0
.
  

 


n
i
j
j j
i
j
i
x
x
x
x
x
L
0

 Pendekatan orde ke-1
f1(x) = L0(x)f(x0) + L1(x)f(x1)
 
1
0
1
0
x
x
x
x
x
L


  
0
1
0
1
x
x
x
x
x
L



     
1
0
1
0
0
1
0
1
1 x
f
x
x
x
x
x
f
x
x
x
x
x
f








f2(x) = L0(x)f(x0) + L1(x)f(x1) + L2(x)f(x2)
  






















 2
0
2
1
0
1
2
0
0
x
x
x
x
x
x
x
x
x
L
i
j
n
i
  






















 2
1
2
0
1
0
2
1
1
x
x
x
x
x
x
x
x
x
L
i
j
n
i
  






















 1
2
1
0
2
0
2
2
2
x
x
x
x
x
x
x
x
x
L
i
j
n
i
       
2
1
2
1
0
2
0
1
2
1
2
0
1
0
0
2
0
2
1
0
1
2 x
f
x
x
x
x
x
x
x
x
x
f
x
x
x
x
x
x
x
x
x
f
x
x
x
x
x
x
x
x
x
f 
































































f3(x) = L0(x)f(x0) + L1(x)f(x1) + L2(x)f(x2) + L3(x)f(x3)
     





























































 1
3
1
3
2
1
2
0
1
0
0
3
0
3
2
0
2
1
0
1
2 x
f
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
f
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
f
   
3
2
3
2
1
3
1
0
3
0
2
3
2
3
1
2
1
0
2
0
x
f
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
f
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x






























































Interpolasi Lagrange (Ex.)
 Berapa nilai distribusi t pada  = 4 %?
 = 2,5 %  x0 = 2,5  f(x0) = 2,571
 = 5 %  x1 = 5  f(x1) = 2,015
 = 10 %  x2 = 10  f(x2) = 1,476

f1(x) = L0(x)f(x0) + L1(x)f(x1)
     
1
0
1
0
0
1
0
1
1 x
f
x
x
x
x
x
f
x
x
x
x
x
f






   
237
,
2
015
,
2
5
,
2
5
5
,
2
4
571
,
2
5
5
,
2
5
4
























f2(x) = L0(x)f(x0) + L1(x)f(x1) + L2(x)f(x2)
     
214
,
2
476
,
1
5
10
5
4
5
,
2
10
5
,
2
4
015
,
2
10
5
10
4
5
,
2
5
5
,
2
4
571
,
2
10
5
,
2
10
4
5
5
,
2
5
4




























































       
2
1
2
1
0
2
0
1
2
1
2
0
1
0
0
2
0
2
1
0
1
2 x
f
x
x
x
x
x
x
x
x
x
f
x
x
x
x
x
x
x
x
x
f
x
x
x
x
x
x
x
x
x
f 
































































Interpolasi Spline
 Tujuan: penghalusan
 Interpolasi spline linear, kuadratik, kubik.

Interpolasi Cubic Spline
dimana Si adalah polinomial berderajat 3:
p(xi) = di + (x-xi) ci + (x-xi)2 bi + (x-xi)3 ai, i=1,2, …, n-1
Syarat: Si(xi) = Si+1(xi), Si’(xi) = Si+1’(xi), Si’’(xi) = Si+1’’(xi)

 Interpolasi spline kubik menggunakan
polinomial p(x) orde 3
p(x) = di + (x-xi) ci + (x-xi)2 bi + (x-xi)3 ai
 Turunan pertama dan kedua p(xi) yaitu:
p’(x) = ci + 2bi (x-xi) + 3ai (x-xi)2
p”(x) = 2bi + 6ai (x-xi)

 Evaluasi pada titik x=xi menghasilkan:
pi = p(xi) = di
pi” = p”(xi) = 2bi
 Evaluasi pada titik x=xi+1 menghasilkan:
pi = di + (xi+1-xi) ci + (xi+1-xi)2 bi + (xi+1-xi)3 ai
p(xi) = di + hi ci + hi
2 bi + hi
3 ai
p”i = 2bi + 6ai (xI+1-xi)
p”(xi+1) = 2bi + 6ai hi
dimana hi = (xI+1-xi)

 Jadi:
di = pi
 Sehingga:
2
"
p
b i
i 
i
i
1
i
i
6h
p"
p"
a

 
6
p"
2h
p"
h
h
p
p
c i
i
1
i
i
i
i
1
i
i



 


Interpolasi Cubic Spline (Ex.)

1.Metode Numerik Interpolasi.pdf

More Related Content

What's hot (20)

Similar to 1.Metode Numerik Interpolasi.pdf (20)

Recently uploaded (20)

1.Metode Numerik Interpolasi.pdf