DINAMIKA

Strategi dasar dalam kalkulus adalah membagi masalah yang menantang menjadi bagian-bagian yang lebih mudah, dan kemudian mengumpulkan bagian-bagian tersebut untuk menemukan solusi keseluruhan. Persamaan diferensial memberikan pengaturan yang penting dan menarik untuk mengilustrasikan strategi kalkulus, sekaligus memberikan wawasan tentang pendekatan pemodelan dan pemahaman yang lebih baik tentang fenomena dunia nyata. Persamaan diferensial menghubungkan “keadaan” sesaat suatu sistem dengan perubahan keadaan sesaat.

9.1 Memecahkan persamaan diferensial

“Memecahkan” persamaan diferensial sama dengan menemukan nilai keadaan sebagai fungsi dari variabel bebas. Dalam “persamaan diferensial biasa”, hanya ada satu variabel bebas, biasanya disebut waktu. Dalam “persamaan diferensial parsial”, ada dua atau lebih variabel dependen, misalnya waktu dan ruang.

Fungsi tersebut integrateODE()menyelesaikan persamaan diferensial biasa yang dimulai dari kondisi awal keadaan tertentu. Fungsi integrateODE()mengambil persamaan diferensial sebagai input, bersama dengan nilai awal keadaan. Nilai numerik untuk semua parameter harus ditentukan, karena mereka akan menggambar grafik solusinya. Selain itu, Anda harus menentukan rentang waktu yang Anda inginkan untuk fungsi tersebut x(t). Misalnya, inilah solusi untuk waktu berjalan dari 0 hingga 20.

9.2 Sistem persamaan diferensial

Sistem persamaan diferensial dengan lebih dari satu variabel keadaan dapat ditangani juga. Sebagai ilustrasi, berikut adalah model SIR penyebaran epidemi, di mana negara adalah jumlah yang rentanS S dan jumlah infektifSaya I dalam populasi. Rentan menjadi infektif dengan bertemu infektif, infektif pulih dan meninggalkan sistem. Ada satu persamaan untuk perubahan dalam S dan persamaan yang sesuai untuk perubahan dalam I. Inisial l = 1, sesuai dengan awal epidemi.