Di jendela cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan di perangkat Anda.
1Rumus dan metode
Persamaan diferensial
Pertumbuhan/peluruhan eksponensial
dy/dt = ky → y = y0ekt
Waktu paruh
k = ln 2 / t½
Hukum pendinginan Newton
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
Faktor integrasi
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
Tangki pencampuran
dm/dt = r·c − (r/V)·m
Matriks & determinan
determinan 2×2
det = ad − bc
Invers 2×2
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
Produk
(AB)ij = Σk AikBkj
Nilai eigen
det(A − λI) = 0
Aturan Cramer
xi = det(Ai)/det(A)
Vektor: hasil kali titik & silang
Besar
|a| = √(ax² + ay² + az²)
Vektor satuan
û = a/|a|
Komponen dari sebuah sudut
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
Hasil kali titik
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
Proyeksi skalar a pada b
a·b/|b|
Usaha
W = F·d
Hasil kali silang
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
Luas
jajar genjang |a × b|, segitiga ½|a × b|
Momen terhadap O
MO = r × F, r = A − O
Volume paralelepipedum
V = |a·(b × c)|
Metode
Tulis setiap vektor dalam komponen; untuk gaya yang diberikan dengan besar dan sudut, gunakan F·cos θ dan F·sin θ.
Untuk panjang dan arah gunakan besar √(x² + y² + z²) dan vektor satuan a/|a|.
Gunakan hasil kali titik untuk sudut, proyeksi, ketegaklurusan, dan usaha: a·b = |a||b|cos θ.
Gunakan hasil kali silang untuk vektor tegak lurus, luas, dan momen: tulis ketiga komponen dengan teliti, jaga urutan a × b.
Integral
Aturan pangkat
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Integral tentu
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Integral umum
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Luas daerah antara kurva
∫ab (f − g) dx
Metode
Tulis ulang integran sebagai jumlah suku-suku sederhana bila memungkinkan.
Terapkan aturan pangkat: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), dan integral standar untuk ex, 1/x, sin, dan cos.
Gunakan substitusi saat Anda melihat suatu fungsi bersama turunannya.
Untuk integral tentu, hitung F(b) − F(a).
Kalkulus multivariabel
Turunan parsial
fx = ∂f/∂x (y constant), fxy = fyx
Gradien
∇f = (fx, fy), largest slope |∇f|
Turunan berarah
Duf = ∇f·u, u = v/|v|
Bidang singgung
z = f(a, b) + fx(x − a) + fy(y − b)
Aturan rantai
dz/dt = fx·dx/dt + fy·dy/dt
Uji turunan kedua
D = fxxfyy − fxy²: D > 0, fxx > 0 minimum; D > 0, fxx < 0 maximum; D < 0 saddle
Integral lipat dua
∬R f dA = ∫ab∫g(x)h(x) f dy dx
Koordinat kutub
x = r cos θ, y = r sin θ, dA = r dr dθ
Metode
Untuk turunan parsial, anggap variabel lain sebagai konstanta dan pakai aturan satu variabel.
Untuk soal gradien hitung ∇f = (fx, fy) di titik itu; pakai |∇f| untuk kemiringan tercuram dan ∇f·u dengan vektor satuan u untuk turunan berarah.
Untuk ekstremum selesaikan fx = 0 dan fy = 0 bersama-sama, lalu klasifikasikan setiap titik dengan D = fxx·fyy − fxy².
Untuk integral lipat dua gambar daerahnya, pilih urutannya (atau koordinat kutub untuk cakram) agar batas dalam adalah kurva pembatas, dan integralkan bagian dalam lebih dulu.
Barisan & deret
Barisan aritmetika
aₙ = a₁ + (n − 1)d, Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2
Barisan geometri
aₙ = a₁rⁿ⁻¹, Sₙ = a₁(1 − rⁿ)/(1 − r)
Deret geometri tak hingga
S = a₁/(1 − r), |r| < 1
Deret-p
Σ1/kᵖ converges only for p > 1
Uji rasio
L = lim |ak+1/ak|: L < 1 converges, L > 1 diverges
Jari-jari kekonvergenan
R = lim |ck/ck+1|
Polinom Taylor
Pₙ(x) = Σ f⁽ᵏ⁾(a)(x − a)ᵏ/k!
Deret Maclaurin
eˣ = Σxᵏ/k!, sin x = x − x³/3! + …, cos x = 1 − x²/2! + …, ln(1 + x) = x − x²/2 + …
Untuk jumlah pakai Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2, Sₙ = a₁(1 − rⁿ)/(1 − r), atau S = a₁/(1 − r) bila |r| < 1, dengan a₁ suku pertama dari jumlah itu.
Untuk kekonvergenan: uji suku ke-n dulu, lalu bandingkan dengan Σ1/kᵖ atau deret geometri, dan pakai uji rasio atau akar untuk faktorial dan pangkat ke-k.
Untuk polinom Taylor daftarkan f(a), f′(a), f″(a), …, bagi turunan ke-k dengan k!, dan batasi galat dengan M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!.
Konvolusi & sistem LTI
Konvolusi diskret
y[n] = Σ x[k]·h[n − k]
Konvolusi kontinu
y(t) = ∫ x(τ)·h(t − τ) dτ
Panjang dan jumlah
Ly = Lx + Lh − 1, Σy = Σx·Σh
Awal, akhir, dan luas
t1 + t3 … t2 + t4, ∫y = ∫x·∫h
Undak ke e^(−at)u(t)
y(t) = (A/a)(1 − e−at)
Sistem orde satu
y′ + a·y = b·x → h(t) = b·e−atu(t)
Rekursi orde satu
y[n] = a·y[n − 1] + b·x[n] → h[n] = b·aⁿ
Sinusoida melalui h(t)
|H(jω)|, ∠H(jω); H(jω) = b/(a + jω)
Amplitudo deret Fourier
persegi ±A: 4A/(kπ), k ganjil; segitiga ±A: 8A/(π²k²), k ganjil; deretan pulsa: A·D dan (2A/(kπ))|sin kπD|
Metode
Buat sketsa kedua sinyal dan catat di mana masing-masing tidak nol.
Balikkan h dan geser: untuk setiap waktu keluaran, cari rentang tempat kedua sinyal tumpang tindih.
Kalikan dan jumlahkan (diskret) atau kalikan dan integralkan (kontinu) hanya pada tumpang tindih itu.
Periksa hasilnya: keluaran dimulai pada jumlah waktu-waktu awal, berakhir pada jumlah waktu-waktu akhir, dan luas atau jumlahnya adalah hasil kali luas atau jumlah masukan.
2Soal latihan
1.Persamaan diferensialSedang
Selesaikan y″ + 2y′ + y = 0 dengan y(0) = 2 dan y′(0) = -1. Cari y(2).
y″ + 2y′ + y = 0y(0) = 2y′(0) = -1
y(2) =
2.Persamaan diferensialSulit
Selesaikan y′ + 0,5y = 8e−t dengan y(0) = 2. Cari y(1).
y′ + 0,5y = 8e−ty(0) = 2
y(1) =
3.Matriks & determinanSedang
Misalkan C = AB untuk matriks yang ditunjukkan. Tentukan entri c22 (baris 2, kolom 2).
A = [6 2; 1 −2]B = [−6 5; 2 −6]
c22 =
4.Matriks & determinanSulit
Tentukan nilai eigen yang lebih besar λ dari matriks A yang ditunjukkan.
A = [−2 3; −1 2]
λ =
5.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
Gaya konstan F = (−15, −20, −5) N bekerja pada sebuah benda yang bergerak lurus dari titik A(−4, 1, −4) ke titik B(0, −4, −4). Koordinat dalam meter. Tentukan usaha W yang dilakukan gaya itu.
F = (−15, −20, −5) NA(−4, 1, −4) mB(0, −4, −4) m
W = J
6.Vektor: hasil kali titik & silangSulit
Sebuah gaya F = (−40, −30, −60) N bekerja di titik A(−4, 3, 2). Koordinat dalam meter. Tentukan besar |M| momen gaya terhadap titik O(0, −1, 3).
F = (−40, −30, −60) NA(−4, 3, 2) mO(0, −1, 3) m
|M| = N·m
7.IntegralSedang
Hitung I = ∫01 e−x dx.
f(x) = e−x[0, 1]
I =
8.IntegralSulit
Hitung I = ∫₀3 x²·eˣ dx.
∫₀3 x²eˣ dx
I =
9.Kalkulus multivariabelSedang
Untuk f(x, y) = −x³y + x² + 2y² + 4xy, carilah turunan berarah Duf di (2, 1) ke arah v = (1, 4).
Titik-titik bertanda adalah titik kritis f(x, y) = x⁴ + y⁴ − 4xy. Klik titik pelana.
f(x, y) = x⁴ + y⁴ − 4xy
1A (1, 1)
2B (0, 0)
3C (−1, −1)
11.Barisan & deretSedang
Tepat satu dari keempat deret divergen. Klik deret itu.
A: Σ k/3ᵏB: Σ (5/3)ᵏC: Σ (3/4)ᵏD: Σ (−1)ᵏ/k
1A: Σ k/3ᵏ
2B: Σ (5/3)ᵏ
3C: Σ (3/4)ᵏ
4D: Σ (−1)ᵏ/k
12.Barisan & deretSulit
Carilah koefisien c₄ dari (x − 1)⁴ dalam deret Taylor f(x) = ∛x di sekitar a = 1.
f(x) = ∛xa = 1k = 4
c₄ =
13.Transformasi LaplaceSedang
Tentukan f(t) untuk F(s) = (5s + 4)/(s² + 2s + 1) dan hitung f(1,5).
F(s) = (5s + 4)/(s² + 2s + 1)t = 1,5 s
f(1.5) =
14.Transformasi LaplaceSulit
Sebuah sistem memenuhi y″ + 8y′ + 12y = 12·u(t), dengan y(0) = 3 dan y′(0) = 0. Pada t = 0 diberikan masukan langkah u(t) = 2. Gunakan transformasi Laplace untuk mencari y(0,1).
Suatu sistem memiliki respons impuls h(t) = e−2tu(t). Masukannya adalah undak x(t) = 2·u(t). Cari keluaran y(1) pada t = 1 s.
h(t) = e−2tu(t)x(t) = 2·u(t)t = 1 s
y(1) =
16.Konvolusi & sistem LTISulit
Masukan x(t) = 5·cos(10t) diberikan ke sistem dengan h(t) = 5·e−10tu(t). Cari fase φ keluaran keadaan tunak relatif terhadap masukan, dalam derajat.
h(t) = 5e−10tu(t)x(t) = 5cos(10t)
φ = °
3Larutan
1.Persamaan diferensial
Jawaban: y(2) = 0,5413
Persamaan linear orde dua: untuk y″ + b·y′ + c·y = 0 coba y = ert: ini memberi persamaan karakteristik r² + b·r + c = 0. Dua akar real r₁ ≠ r₂ memberi y = A·er₁t + B·er₂t (redaman lebih); akar ganda r memberi y = (A + Bt)·ert (redaman kritis); akar kompleks −α ± jω memberi y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (redaman kurang, berosilasi). Nilai awal y(0) dan y′(0) menentukan A dan B. Ditulis sebagai y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0, ωn adalah frekuensi alami dan ζ rasio redaman: ζ < 1 berosilasi. Dengan masukan konstan, y″ + by′ + cy = c·K, penyelesaiannya adalah nilai tunak K ditambah respons bebas.
Akar ganda
(r + 1)² = 0 → r = −1
Konstanta
A = y(0) = 2
y′(0) = B − 1A → B = -1 + 2 = 1
Hitung nilainya
y(2) = (2 + 1·2)·e−2 = 0,5413
Jawaban
y(2) = 0,5413
2.Persamaan diferensial
Jawaban: y(1) = 5,031
Persamaan diferensial orde satu: dy/dt = k·y memiliki penyelesaian y = y₀·ekt (pertumbuhan untuk k > 0, peluruhan untuk k < 0); waktu paruh T memberikan k = ln 2/T. Hukum pendinginan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ), memberikan T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. Persamaan linear y′ + p(x)·y = q(x) diselesaikan dengan faktor integrasi μ = e∫p dx: (μy)′ = μq, sehingga μy = ∫μq dx + C.
Faktor integrasi
μ = e0,5t
(e0,5ty)′ = 8e−0,5t
Penyelesaian umum
y = 8/(−0,5)·e−t + C·e−0,5t = −16·e−t + C·e−0,5t
Kondisi awal
2 = −16 + C → C = 18
Hitung nilainya
y(1) = −16·0,3679 + 18·0,6065 = 5,031
Jawaban
y(1) = 5,031
3.Matriks & determinan
Jawaban: c22 = 17
Matriks: determinan matriks 2×2 adalah ad − bc. Untuk 3×3, ekspansikan sepanjang satu baris: setiap entri dikali determinan matriks 2×2 yang tersisa setelah baris dan kolomnya dihapus, dengan tanda bergantian + − +. Nilai eigen λ memenuhi det(A − λI) = 0; untuk 2×2 itu adalah λ² − (trace)·λ + det = 0.
Baris kali kolom
c22 = 1·5 + (−2)·(−6) = 17
Jawaban
c22 = 17
4.Matriks & determinan
Jawaban: λ = 1
Matriks: determinan matriks 2×2 adalah ad − bc. Untuk 3×3, ekspansikan sepanjang satu baris: setiap entri dikali determinan matriks 2×2 yang tersisa setelah baris dan kolomnya dihapus, dengan tanda bergantian + − +. Nilai eigen λ memenuhi det(A − λI) = 0; untuk 2×2 itu adalah λ² − (trace)·λ + det = 0.
Persamaan karakteristik
λ² − (0)λ + (−1) = 0
Selesaikan
λ = (0 ± √(4))/2 → λ = −1, 1
λ = 1
Jawaban
λ = 1
5.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: W = 40 J
Dot product:a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, a scalar. It gives the angle between two vectors, cos θ = a·b/(|a|·|b|), and it is zero when they are perpendicular. The scalar projection of a onto b is a·b/|b|, and a constant force F moving through a displacement d does work W = F·d.
Perpindahan
d = B − A = (0, −4, −4) − (−4, 1, −4) = (4, −5, 0) m
Usaha
W = F·d = (−15)·4 + (−20)·(−5) + (−5)·0 = 40 J
Jawaban
W = 40 J
6.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: |M| = 437,4 N·m
Cross product:a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) is perpendicular to both vectors, and |a × b| = |a|·|b|·sin θ is the area of the parallelogram they span (the triangle has half of it). Order matters: b × a = −(a × b). The moment of a force F applied at point A about point O is MO = r × F, with r = A − O.
Vektor posisi dari O ke A
r = A − O = (−4, 3, 2) − (0, −1, 3) = (−4, 4, −1) m
Integral tentu: ∫ₐᵇ f(x) dx adalah luas bertanda antara grafik dan sumbu x dari a ke b. Cari antiturunan F (dengan F′ = f) dan hitung F(b) − F(a). Aturan pangkat: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Luas antara dua kurva adalah ∫(atas − bawah) dx.
Antiturunan
F(x) = e−x/(−1)
Substitusikan batasnya
I = (e−1 − 1)/(−1) = (0,3679 − 1)/(−1) = 0,6321
Jawaban
I = 0,6321
8.Integral
Jawaban: I = 98,43
Integrasi parsial: ∫u·dv = u·v − ∫v·du, dari aturan perkalian. Pilih u sebagai faktor yang menjadi lebih sederhana saat diturunkan (pangkat x, atau ln x), dan dv sebagai faktor yang dapat Anda integralkan (eˣ, sin x, cos x, atau x bila u = ln x). Untuk integral tentu, hitung u·v pada kedua batas: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Faktor x² memerlukan dua putaran.
Putaran pertama
∫x²eˣ dx = x²eˣ − ∫2x eˣ dx
Putaran kedua
∫2x eˣ dx = 2x eˣ − 2eˣ
∫x²eˣ dx = eˣ(x² − 2x + 2)
Limit
20,09·(5) − 1·2 = 98,43
Jawaban
I = 98,43
9.Kalkulus multivariabel
Jawaban: Duf = 2,91
Gradien: ∇f = (fx, fy) menunjuk ke arah kenaikan tercuram, dan |∇f| adalah laju perubahan terbesar. Turunan berarah sepanjang arah v adalah Duf = ∇f·u dengan vektor satuan u = v/|v|. Bidang singgung di (a, b) adalah z = f(a, b) + fx(a, b)(x − a) + fy(a, b)(y − b); bidang ini memberi hampiran linear f di dekat titik itu. Aturan rantai: dz/dt = fx·dx/dt + fy·dy/dt.
Gradien di titik itu
fx = −3x²y + 2x + 4y → fx(2, 1) = −4
fy = −x³ + 4y + 4x → fy(2, 1) = 4
Vektor satuan
|v| = √(1² + 4²) = 4,123
u = (0,2425, 0,9701)
Hasil kali titik
Duf = (−4)·0,2425 + 4·0,9701 = 2,91
Jawaban
Duf = 2,91
10.Kalkulus multivariabel
Jawaban: B (0, 0)
Titik kritis dan integral lipat dua: titik kritis memiliki fx = fy = 0. Uji turunan kedua dengan D = fxxfyy − fxy²: D > 0 dan fxx > 0 adalah minimum lokal, D > 0 dan fxx < 0 maksimum lokal, D < 0 titik pelana, dan D = 0 tidak menentukan apa pun. Untuk integral lipat dua pada daerah umum, jadikan batas dalam sebagai kurva yang membatasi daerah; untuk cakram dan juring pakai koordinat kutub, x = r cos θ, y = r sin θ dan dA = r dr dθ (jangan lupa faktor r).
Titik kritis
Selesaikan fx = 0 dan fy = 0 bersama-sama.
fx = 4x³ − 4y = 0
fy = 4y³ − 4x = 0
(0, 0), (1, 1), (−1, −1)
Uji turunan kedua
(0, 0): fxx = 0, fyy = 0, fxy = −4, D = −16 → titik pelana
(1, 1): fxx = 12, fyy = 12, fxy = −4, D = 128 → minimum lokal
(−1, −1): fxx = 12, fyy = 12, fxy = −4, D = 128 → minimum lokal
Titiknya
B (0, 0): titik pelana
Jawaban
B (0, 0)
11.Barisan & deret
Jawaban: B: Σ (5/3)ᵏ
Kekonvergenan: jika suku-sukunya tidak menuju 0, deret divergen (uji suku ke-n). Σ1/kᵖ konvergen hanya untuk p > 1, dan Σrᵏ hanya untuk |r| < 1. Bandingkan suatu deret dengan salah satunya bila suku-sukunya berperilaku seperti itu untuk k besar. Uji rasio: L = lim |ak+1/ak|; uji akar: L = lim |ak|1/k. L < 1 konvergen, L > 1 divergen, L = 1 tidak menentukan apa pun. Deret pangkat Σck(x − x₀)ᵏ konvergen untuk |x − x₀| < R dengan R = lim |ck/ck+1|; deret selang-seling dengan suku-suku yang menurun menuju 0 konvergen.
Uji setiap deret
A: Σ k/3ᵏ → Uji rasio: L = 1/3 < 1, konvergen.
B: Σ (5/3)ᵏ → Geometri dengan r = 5/3 > 1: suku-sukunya membesar, jadi divergen.
C: Σ (3/4)ᵏ → Geometri dengan r = 3/4, |r| < 1: konvergen.
D: Σ (−1)ᵏ/k → Selang-seling, dengan 1/k menurun menuju 0: konvergen (bersyarat).
Jawabannya
B: Σ (5/3)ᵏ
Jawaban
B: Σ (5/3)ᵏ
12.Barisan & deret
Jawaban: c₄ = −0,04115
Polinom Taylor: di dekat x = a fungsi mulus didekati oleh Pₙ(x) = f(a) + f′(a)(x − a) + f″(a)(x − a)²/2! + … + f⁽ⁿ⁾(a)(x − a)ⁿ/n!; untuk a = 0 ini adalah polinom Maclaurin. Deret baku: eˣ = Σxᵏ/k!, sin x = x − x³/3! + x⁵/5! − …, cos x = 1 − x²/2! + x⁴/4! − …, ln(1 + x) = x − x²/2 + x³/3 − …, 1/(1 − x) = Σxᵏ. Batas galat Lagrange: |f(x) − Pₙ(x)| ≤ M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!, dengan M nilai terbesar |f⁽ⁿ⁺¹⁾| di antara a dan x.
Turunan f⁽⁴⁾
f⁽⁴⁾(x) = −0,9877·x1/3 − 4
Koefisien
c₄ = −0,9877·11/3 − 4/4! = −0,04115
c₄ = −0,04115
Jawaban
c₄ = −0,04115
13.Transformasi Laplace
Jawaban: f(1.5) = 0,781
Transformasi Laplace: F(s) = ∫₀∞ f(t)·e−st dt mengubah turunan menjadi perkalian dengan s: ℒ{f′} = sF(s) − f(0), ℒ{f″} = s²F(s) − s·f(0) − f′(0). Pasangan baku: 1 ↔ 1/s, e−at ↔ 1/(s + a), t·e−at ↔ 1/(s + a)², sin ωt ↔ ω/(s² + ω²), cos ωt ↔ s/(s² + ω²), dan pergeseran s → s + σ mengalikan fungsi waktu dengan e−σt. Untuk membalik F(s) rasional, uraikan menjadi pecahan parsial: residu sebuah kutub tunggal p adalah A = [(s − p)·F(s)] pada s = p. Teorema nilai akhir: f(∞) = lims→0 s·F(s), hanya berlaku jika semua kutub s·F(s) berada di setengah bidang kiri. Teorema nilai awal: f(0⁺) = lims→∞ s·F(s).
Faktorkan penyebut
s² + 2s + 1 = (s + 1)²
Pecahan parsial
5s + 4 = 5(s + 1) + −1
F(s) = 5/(s + 1) − 1/(s + 1)²
Transformasi balik
f(t) = 5·e−t − t·e−t
f(1,5) = (5 − 1·1,5)·e−1,5 = 0,781
Jawaban
f(1,5) = 0,781
14.Transformasi Laplace
Jawaban: y(0.1) = 2,954
Transformasi Laplace: F(s) = ∫₀∞ f(t)·e−st dt mengubah turunan menjadi perkalian dengan s: ℒ{f′} = sF(s) − f(0), ℒ{f″} = s²F(s) − s·f(0) − f′(0). Pasangan baku: 1 ↔ 1/s, e−at ↔ 1/(s + a), t·e−at ↔ 1/(s + a)², sin ωt ↔ ω/(s² + ω²), cos ωt ↔ s/(s² + ω²), dan pergeseran s → s + σ mengalikan fungsi waktu dengan e−σt. Untuk membalik F(s) rasional, uraikan menjadi pecahan parsial: residu sebuah kutub tunggal p adalah A = [(s − p)·F(s)] pada s = p. Teorema nilai akhir: f(∞) = lims→0 s·F(s), hanya berlaku jika semua kutub s·F(s) berada di setengah bidang kiri. Teorema nilai awal: f(0⁺) = lims→∞ s·F(s).
Transformasikan persamaannya
(s² + 8s + 12)·Y(s) = 3s + 24 + 24/s
Y(s) = (3s² + 24s + 24)/(s(s + 2)(s + 6))
Pecahan parsial
A = 24/(2·6) = 2
B = −12/((−2)·4) = 1,5
C = −12/((−6)·(−4)) = −0,5
Hasil
y(t) = 2 + 1,5·e−2t − 0,5·e−6t
y(0,1) = 2,954
Jawaban
y(0,1) = 2,954
Periksa: y(0) = A + B + C = 3.
15.Konvolusi & sistem LTI
Jawaban: y(1) = 0,8647
Konvolusi kontinu: y(t) = ∫ x(τ)·h(t − τ) dτ. Balikkan h, geser ke posisi t, lalu integralkan hasil kali bagian-bagian yang tumpang tindih. Untuk sinyal kausal integralnya berjalan dari 0 sampai t. Hasil yang berguna: luas y sama dengan luas x dikali luas h; jika x berlangsung dari t₁ sampai t₂ dan h dari t₃ sampai t₄, maka y berlangsung dari t₁ + t₃ sampai t₂ + t₄. Untuk h(t) = e−atu(t) dan undak setinggi A, y(t) = (A/a)(1 − e−at).
Konvolusi dengan undak
y(t) = 2·∫₀ᵗ e−2τ dτ = (2/2)·(1 − e−2t)
Hitung nilainya
y(1) = 1·(1 − e−2) = 0,8647
Jawaban
y(1) = 0,8647
16.Konvolusi & sistem LTI
Jawaban: φ = −45 °
Respons impuls dan deret Fourier: respons impuls h(t) menggambarkan sistem LTI sepenuhnya: untuk y′ + a·y = b·x responsnya h(t) = b·e−atu(t), dan untuk y[n] = a·y[n − 1] + b·x[n] responsnya h[n] = b·aⁿu[n]. Sinusoida cos ωt melewatinya dengan penguatan |H(jω)| dan fase ∠H(jω), dengan H adalah transformasi Fourier dari h. Sinyal periodik adalah jumlah harmonisa pada k/T: gelombang persegi ±A hanya memiliki harmonisa ganjil dengan amplitudo 4A/(kπ), gelombang segitiga dengan puncak A memiliki 8A/(π²k²), dan deretan pulsa setinggi A dengan siklus kerja D memiliki rata-rata A·D dan harmonisa (2A/(kπ))·|sin(kπD)|.