Kalkulus II
Ada banyak manfaat melakukan transformasi koordinat, salah satunya adalah untuk mempermudah penghitungan integral lipat.
Oleh Tju Ji Long · Statistisi
Hub. WA: 0812-5632-4552
Pada artikel ini kita membahas bagaimana melakukan transformasi dari suatu koordinat ke koordinat lain. Ada banyak manfaat melakukan transformasi koordinat, salah satunya adalah untuk mempermudah penghitungan integral lipat.
Akan tetapi, di sini kita akan fokus pada transformasi koordinat saja, sementara penggunaan transformasi koordinat dalam menyelesaikan integral lipat akan diberikan pada artikel berikutnya.
Sekarang tinjau suatu fungsi T yang diperlihatkan pada Gambar 1, yang mempunyai domain R (daerah pada bidang xy) dan mempunyai range S (daerah pada bidang uv), sehingga T(x,y) = (u,v).
Gambar 1. Transformasi koordinat dari bidang xy ke bidang uv
Keterangan: T → transformasi koordinat dari bidang xy ke bidang uv.
Perhatikan bahwa transformasi di atas mengubah suatu koordinat dalam xy menjadi suatu koordinat lain dalam uv di mana u dan v adalah fungsi dari x dan y.
Contoh 1:
Tentukan daerah baru yang kita peroleh dengan menerapkan transformasi x = u/2, y = 3v terhadap daerah R yang berupa elips \(x^2+y^2/36=1\).
Pembahasan:
Masukkan transformasi ke dalam persamaan untuk elips. Kita peroleh berikut ini.
Perhatikan bahwa persamaan \(u^2+v^2=4\) merupakan persamaan lingkaran dengan jari-jari 2. Jadi, transformasi ini mengubah daerah berupa elips menjadi sebuah lingkaran yang memiliki jari-jari 2.
Contoh 2:
Tentukan daerah baru yang kita peroleh dengan menerapkan transformasi x = ½ (u + v), y = ½ (u-v) terhadap daerah R yang berupa daerah yang dibatasi oleh y = -x + 4, y = x+1, dan y = x/3 – 4/3.
Pembahasan:
Sama seperti pada Contoh 1, kita perlu memasukkan transformasi ke dalam persamaan. Akan tetapi, dalam kasus ini kita perlu melakukannya tiga kali, yakni sekali untuk masing-masing persamaan. Sebelum kita melakukan itu, kita lukiskan grafik daerah tersebut seperti tampak pada gambar berikut.
Tampak pada gambar di atas bahwa daerah R adalah segitiga. Sekarang, mari kita lakukan transformasi untuk tiap-tiap titik sudut segitiga tersebut.
Untuk y = - x + 4, dengan memasukkan transformasi diperoleh
Perhatikan bahwa transformasi ini menghasilkan persamaan yang jauh lebih sederhana.
Untuk y = x + 1, maka
Sekali lagi, persamaan yang lebih baik diperoleh di sini.
Terakhir, untuk y = x/3 – 4/3. Kita peroleh
Kita juga peroleh persamaan yang lebih baik di sini, meskipun tidak sebagus pada dua persamaan pertama. Daerah baru yang kita peroleh dari hasil transformasi ini ditampilkan pada gambar berikut
Kita masih peroleh daerah berupa segitiga, namun sebuah segitiga yang jauh lebih baik.
Jika Anda merasa artikel ini bermanfaat, bantu klik tombol suka di bawah ini dan tuliskan komentar Anda dengan bahasa yang sopan.
There is only one way to avoid criticism: do nothing, say nothing, and be nothing.
Elbert Hubbard