Permudah alur kerja Anda: Cari miniwebtool.
Tambahkan

Kotak Alat Saya

Mode Otomatis

Belum ada alat yang disimpan.

Tingkatkan ke Versi Premium
Lihat juga
Kalkulator Pangkat MatriksKalkulator Eksponensial MatriksKalkulator Aturan CramerKalkulator Nilai Eigen dan Vektor EigenKalkulator Gradien MultivariabelKalkulator Komposisi Fungsi
Beranda > Matematika > Aljabar Linear > Kalkulator Matriks Jacobian
 

Kalkulator Matriks Jacobian

Hitung matriks Jacobian dari fungsi bernilai vektor multivariabel. Masukkan komponen transformasi seperti F(x,y) = (x²+y, xy), dapatkan matriks Jacobian lengkap dengan semua turunan parsial, determinan, nilai eigen, solusi langkah demi langkah dengan MathJax, dan visualisasi deformasi kisi interaktif yang menunjukkan bagaimana transformasi mendistorsi ruang.

Kalkulator Matriks Jacobian
Contoh:
Pisahkan komponen dengan ;  |  Sintaks: x^2, sin(x), cos(y), exp(x), ln(x), sqrt(x), pi, e  |  Gunakan ^ untuk pangkat, * untuk perkalian
Dipisahkan koma, misal: x, y atau r, t
Koordinat yang sesuai dengan setiap variabel
PRATINJAU JACOBIAN
Masukkan komponen F dan variabel untuk melihat pratinjau

Embed Kalkulator Matriks Jacobian Widget

Tentang Kalkulator Matriks Jacobian

Kalkulator Matriks Jacobian menghitung matriks Jacobian dari fungsi multivariabel bernilai vektor apa pun. Masukkan komponen transformasi seperti \(F(x,y) = (x^2 + y,\; xy)\), tentukan variabel Anda, dan opsional evaluasi pada titik tertentu. Alat ini mengembalikan matriks Jacobian simbolik lengkap, determinan, nilai eigen, solusi MathJax langkah demi langkah, dan untuk kasus 2×2, visualisasi deformasi kisi interaktif yang menunjukkan bagaimana transformasi linear meregangkan, memutar, dan menggeser ruang.

Apa Itu Matriks Jacobian?

Matriks Jacobian dari fungsi bernilai vektor \(\mathbf{F}: \mathbb{R}^n \to \mathbb{R}^m\) adalah matriks \(m \times n\) dari semua turunan parsial orde pertama:

$$J = \begin{pmatrix} \frac{\partial F_1}{\partial x_1} & \cdots & \frac{\partial F_1}{\partial x_n} \\ \vdots & \ddots & \vdots \\ \frac{\partial F_m}{\partial x_1} & \cdots & \frac{\partial F_m}{\partial x_n} \end{pmatrix}$$

Jacobian mewakili perkiraan linear terbaik dari fungsi di dekat titik tertentu. Ini memperumum konsep turunan ke fungsi bernilai vektor dari beberapa variabel.

Konsep Kunci

Matriks Jacobian
Matriks m×n dari semua turunan parsial ∂Fᵢ/∂xⱼ — turunan total dalam bentuk matriks.
Determinan
Untuk J persegi: det(J) mengukur penskalaan luas/volume lokal dan perubahan orientasi.
Teorema Fungsi Invers
Jika det(J) ≠ 0 pada suatu titik, fungsi tersebut dapat dibalik secara lokal di sana.
Perubahan Variabel
Dalam integrasi: dA' = |det(J)| dA memperhitungkan peregangan koordinat.

Determinan Jacobian

Ketika matriks Jacobian berbentuk persegi (\(m = n\)), determinannya memiliki makna geometris yang mendalam:

det(J)Makna GeometrisContoh
det(J) > 0Orientasi dipertahankan, luas diskalakan sebesar det(J)Ekspansi, rotasi
det(J) < 0Orientasi dibalik, luas diskalakan sebesar |det(J)|Refleksi
det(J) = 0Singular — dimensi runtuh, tidak dapat dibalik secara lokalProyeksi ke dimensi yang lebih rendah
|det(J)| = 1Luas/volume dipertahankan (isometri atau rotasi)Matriks rotasi

Transformasi Koordinat Umum

TransformasiPemetaanDeterminan Jacobian
Polar → Kartesius\(x = r\cos\theta,\; y = r\sin\theta\)\(r\)
Silinder → Kartesius\(x = r\cos\theta,\; y = r\sin\theta,\; z = z\)\(r\)
Sferis → Kartesius\(x = r\sin\phi\cos\theta,\; y = r\sin\phi\sin\theta,\; z = r\cos\phi\)\(r^2 \sin\phi\)
Rotasi 2D sebesar α\(x' = x\cos\alpha - y\sin\alpha,\; y' = x\sin\alpha + y\cos\alpha\)1
Penskalaan\(x' = ax,\; y' = by\)\(ab\)

Aplikasi Jacobian

BidangAplikasiPeran Jacobian
Kalkulus MultivariabelPerubahan variabel dalam integral|det(J)| adalah faktor penskalaan untuk elemen luas/volume
RobotikaKinematika lengan robotMemetakan kecepatan sendi ke kecepatan end-effector
Machine LearningNormalizing flowsdet(J) menghitung perubahan densitas probabilitas melalui transformasi
FisikaTransformasi koordinatHukum transformasi tensor, tensor metrik
OptimasiMetode Newton (multivariat)Jacobian dari gradien = Hessian; digunakan dalam analisis konvergensi
Grafika KomputerTexture mapping, deformasi meshMengukur distorsi saat pemetaan antar permukaan

Cara Menggunakan Kalkulator Matriks Jacobian

  1. Masukkan komponen fungsi: Ketik setiap komponen fungsi bernilai vektor Anda yang dipisahkan oleh titik koma. Misalnya, x^2 + y; x*y untuk \(\mathbf{F}(x,y) = (x^2+y, xy)\). Gunakan ^ untuk eksponen, * untuk perkalian, dan fungsi standar seperti sin, cos, exp, ln, sqrt.
  2. Tentukan variabel: Masukkan nama variabel yang dipisahkan oleh koma (misalnya, x, y atau r, t). Jumlah variabel menentukan jumlah kolom dalam Jacobian.
  3. Masukkan titik evaluasi (opsional): Berikan nilai koordinat untuk mengevaluasi Jacobian secara numerik. Anda dapat menggunakan konstanta seperti pi dan e.
  4. Klik Hitung Jacobian: Lihat matriks Jacobian simbolik, semua turunan parsial, determinan (untuk matriks persegi), nilai eigen, dan solusi langkah demi langkah.
  5. Jelajahi visualisasi: Untuk Jacobian 2×2, lihat deformasi kisi interaktif yang menunjukkan bagaimana matriks mengubah kisi asli, lingkaran satuan, dan vektor basis. Beralih antara tampilan Kisi, Lingkaran, dan Keduanya.

Contoh Soal: Koordinat Polar

Cari Jacobian dari transformasi polar-ke-Kartesius \(F(r, \theta) = (r\cos\theta,\; r\sin\theta)\):

Langkah 1: Hitung turunan parsial: \(\frac{\partial F_1}{\partial r} = \cos\theta\), \(\frac{\partial F_1}{\partial \theta} = -r\sin\theta\), \(\frac{\partial F_2}{\partial r} = \sin\theta\), \(\frac{\partial F_2}{\partial \theta} = r\cos\theta\).

Langkah 2: Susun: \(J = \begin{pmatrix} \cos\theta & -r\sin\theta \\ \sin\theta & r\cos\theta \end{pmatrix}\)

Langkah 3: Determinan: \(\det(J) = r\cos^2\theta + r\sin^2\theta = r\). Inilah sebabnya mengapa elemen luas dalam koordinat polar adalah \(r\,dr\,d\theta\).

Hubungan dengan Konsep Lain

Matriks Jacobian terhubung dengan banyak konsep dasar dalam matematika:

FAQ

Apa itu matriks Jacobian?
Matriks Jacobian adalah matriks dari semua turunan parsial orde pertama dari fungsi bernilai vektor. Untuk fungsi F dari R^n ke R^m, Jacobian adalah matriks m kali n di mana entri (i,j) adalah turunan parsial dari output ke-i terhadap variabel input ke-j. Ini mewakili perkiraan linear terbaik dari fungsi di dekat suatu titik dan sangat mendasar bagi kalkulus multivariabel, persamaan diferensial, dan banyak bidang matematika terapan.
Apa yang direpresentasikan oleh determinan Jacobian?
Determinan Jacobian (untuk Jacobian persegi) mengukur seberapa banyak transformasi menskalakan luas atau volume secara lokal. Determinan 2 berarti luas menjadi dua kali lipat, determinan -1 berarti luas dipertahankan tetapi orientasi dibalik, dan determinan 0 berarti transformasi meruntuhkan suatu dimensi pada titik tersebut. Dalam integrasi, nilai absolut dari determinan Jacobian digunakan sebagai faktor penskalaan saat mengubah variabel.
Bagaimana Jacobian digunakan dalam transformasi koordinat?
Dalam kalkulus multivariabel, saat mengubah variabel dalam integral lipat, determinan Jacobian muncul sebagai faktor penskalaan. Misalnya, mengubah dari koordinat Kartesius ke polar memerlukan perkalian dengan nilai absolut dari determinan Jacobian |r|, memberikan elemen luas r dr dθ yang sudah dikenal. Ini memperhitungkan bagaimana elemen luas atau volume yang sangat kecil berubah di bawah pemetaan koordinat.
Apa perbedaan antara matriks Jacobian dan matriks Hessian?
Jacobian adalah matriks turunan pertama dari fungsi bernilai vektor (memetakan R^n ke R^m). Hessian adalah matriks turunan kedua dari fungsi bernilai skalar (memetakan R^n ke R). Hessian dari fungsi skalar f sama dengan Jacobian dari gradiennya: H(f) = J(∇f). Jacobian menggambarkan bagaimana transformasi meregangkan ruang; Hessian menggambarkan kelengkungan suatu permukaan.
Kapan matriks Jacobian dapat dibalik?
Matriks Jacobian dapat dibalik pada suatu titik ketika ia berbentuk persegi (m = n) dan determinannya tidak nol. Berdasarkan Teorema Fungsi Invers, jika Jacobian dapat dibalik pada suatu titik, fungsi tersebut dapat dibalik secara lokal di dekat titik tersebut, artinya terdapat fungsi invers lokal yang mulus. Ini adalah hasil fundamental dalam topologi diferensial dan digunakan secara luas dalam teori fungsi implisit dan analisis nonlinear.

Kutip konten, halaman, atau alat ini sebagai:

"Kalkulator Matriks Jacobian" di https://MiniWebtool.com/id/kalkulator-matriks-jacobian/ dari MiniWebtool, https://MiniWebtool.com/

oleh tim miniwebtool. Diperbarui: 2026-04-08

Anda juga dapat mencoba Penyelesai Matematika AI GPT kami untuk menyelesaikan masalah matematika Anda melalui pertanyaan dan jawaban dalam bahasa alami.

Aljabar Linear:

Alat unggulan:

Pembagi Kelompok AcakKompresor VideoKalkulator Zodiak Matahari, Bulan & Ascendant 🌞🌙✨Kalkulator Kecocokan CintaPengacak DaftarKalkulator UsiaNama Generator AcakPengacak NomorGabungkan VideoKalkulator NumerologiPembuat Teka Teki SilangMengurutkan Berdasarkan AbjadGenerator Bracket Turnamen AcakKonverter Desimal ke BinerKalkulator Pace LariGenerator Acak KataKonverter Biner ke DesimalBerapa Nomor Keberuntungan Saya?Konverter Persen ke PPMKalkulator Persentase KenaikanKonverter Desimal ke OktalHuruf Kecil Huruf BesarKonverter DMS ke Derajat DesimalKonverter Ukuran FileKalkulator Nomor NamaKonverter FPSPembuat Kode MorseKonverter Oktal ke BinerGenerator AnagramKonverter Biner ke OktalKalkulator hasil bagi dan sisaKalkulator TanggaKalkulator LuasKalkulator PerkalianHapus Nomor BarisUrutkan AngkaHapus SpasiKonverter Hex ke Desimalkonverter ppm ke persenGenerator Skema WarnaKalkulator Desimal ke PecahanKalkulator OktalGenerator Kode BatangKalkulator Hari dalam Tahun - Hari ke Berapa Hari Ini?Kalkulator Membandingkan PecahanKonverter Lbs ke KgGenerator Teks Kecil ⁽ᶜᵒᵖʸ ⁿ ᵖᵃˢᵗᵉ⁾Kalkulator Durasi WaktuKalkulator Notasi IlmiahPemisah AudioKalkulator Jumlah DigitPemilih Nama AcakPencarian ID Pengguna FacebookTeks Terbalik📅 Kalkulator TanggalLooper MP3Kalkulator Akar KuadratKalkulator Deviasi Standar RelatifKalkulator Nomor MingguKalkulator Pembagian Bersusun PolinomialKonverter Desimal ke HeksadesimalKonverter Oktal ke DesimalPenghitung karakter⏱️ Kalkulator JamPencarian ID Pengguna InstagramPenghasil Nama AcakHapus Baris BaruGenerator Nomor Lotere🖱️ Penghitung KlikKalkulator Pengurangan Persen🔍 Pemeriksa PlagiarismeKalkulator Diskon PersenTabel Periodik InteraktifGenerator PaletKalkulator Angka TakdirMengacak AngkaPemilih AcakKalkulator Kode Warna ResistorAlat penghitung barisKalkulator BinerKompres PDFPemeriksa Tata Bahasa AIGenerator Teks TerbalikAlat Online untuk Menghapus Tanda BacaKalkulator KombinasiKalkulator Ukuran BanPencarian Alamat MACGenerator IMEI AcakKalkulator Kemiringan dan KelasKalkulator Makro - Tentukan Kebutuhan Harian Makronutrien AndaKalkulator Ukuran Grip Raket TenisPemilih Nomor AcakKonverter Kaki dan Inci ke SentimeterKalkulator Rasio Kompresi MesinKonverter Angka RomawiKonverter Kode Warna Semua FormatKalkulator Konversi Oktal ke HexadesimalPengembang Kalimat AIEkstraktor Gambar dari VideoKalkulator Konfigurasi ElektronKalkulator Usia KehamilanKalkulator Watt ke AmpereKonverter Hex ke BinerKalkulator Pecahan ke DesimalPemeriksa Nama Pengguna Media SosialPemangkas VideoTabel ASCIIDaftar Tahun KabisatHumanizer Teks AIKalkulator Gaya Silinder HidrolikKalkulator Modulo⬛ Kalkulator Rasio Aspek⏱️ Timer Hitung MundurAlat Cipher CaesarGenerator Kartu Kredit AcakGenerator Pertanyaan AcakKalkulator ANCKalkulator HexKalkulator Jam KerjaKalkulator Log (Logaritma)Kalkulator Penggunaan AirKonverter Biner ke HexKonversi Video untuk Twitter (X)Generator GamertagGenerator Nama TimGenerator Nama PanggilanGenerator Nama RapGenerator Nama BandGenerator Nama FantasiGenerator Kue KeberuntunganGenerator Ide MenggambarGenerator Prompt JurnalGenerator Afirmasi HarianGenerator PujianGenerator GombalanGenerator Lelucon Bapak-BapakGenerator Lelucon AcakGenerator Fakta AcakGenerator Pertanyaan TriviaGenerator Kata HangmanGenerator Kata PictionaryGenerator Tebak GayaGenerator Pertanyaan Pencair SuasanaGenerator Aku Tidak PernahGenerator Kamu Pilih yang ManaPenafsir Mimpi AIGenerator Ucapan Terima Kasih AIGenerator Pidato Pernikahan AIGenerator Siaran Pers AIGenerator Deskripsi Produk AIGenerator Skrip Video AIGenerator Judul dan Deskripsi YouTube AIGenerator Caption Instagram AIGenerator Judul dan Bio LinkedIn AIGenerator Poin Resume AIGenerator Surat Lamaran Kerja AIGenerator Lirik Rap AIAlat Ratakan PDFBuka Kunci PDF (Hapus Kata Sandi Pemilik)Ekstraktor PDF ke TeksEkstraktor Halaman PDFPenghitung Kata PDFLindungi PDFTambah Nomor Halaman ke PDFSusun Ulang Halaman PDFHapus Halaman PDFPutar PDFJPG ke PDFPDF ke JPGPisahkan PDFGabungkan PDFKonverter PT ke PXKonverter PX ke REMKonverter Tola ke GramKonverter Satuan Lahan IndiaKonverter Mcg ke MgGenerator Lirik Lagu AIGenerator Puisi AIGenerator Cerita AIPenerjemah AIPeringkas Teks AIKonverter Mg ke MlKonverter MPH ke KMH / KMH ke MPHKonverter Knot ke MPHKonverter Meter Kubik ke Kaki KubikKonverter Kaki Kubik ke Yard KubikKonverter Kaki Persegi ke Meter PersegiKonverter Meter Persegi ke Kaki PersegiKonverter Oz ke MLKonverter ML ke OzKonverter Galon ke LiterKonverter Liter ke GalonKonverter Kg ke StoneKonverter Stone ke KgKonverter Inci ke MilimeterKonverter Milimeter ke InciKonverter Mil ke KmKonverter Km ke MilKonverter Fahrenheit ke CelsiusKonverter Celsius ke FahrenheitKalkulator Ukuran RanselKalkulator Volume Papan SelancarKalkulator Ukuran HelmKalkulator Ukuran Sarung TanganKonverter Ukuran TopiKalkulator Ukuran SnowboardKalkulator Ukuran SkiKalkulator Ukuran SepedaPengatur Waktu Split SpeedrunKalkulator StablefordKalkulator Checkout DartKalkulator Economy BowlingKalkulator Strike Rate KriketKalkulator Net Run RateKalkulator Rasio K/DKalkulator Rating EloKalkulator Pemulihan Detak JantungKalkulator Waktu HikingKalkulator Pace MendayungKalkulator Age-Grading LariKalkulator FTP & Zona DayaKalkulator Beep TestKalkulator Skor ACFTKalkulator Wilks & DOTSKalkulator Offset RodaPencarian Indeks Beban & Rating Kecepatan BanKalkulator Biaya per MilKalkulator Pembelian LeasingKalkulator Campuran OktanKalkulator Campuran Oli 2 TakKalkulator Kapasitas MesinKalkulator Sofa Muat PintuKalkulator Cord Kayu BakarKalkulator CADR Pembersih UdaraKalkulator Ukuran DehumidifierKalkulator Ukuran Kipas Angin Langit-LangitKalkulator Ukuran TiraiKalkulator Ukuran KarpetKalkulator Tinggi Menggantung BingkaiKalkulator Ketinggian Pemasangan TVKalkulator Ukuran TVKalkulator Volume dan Liner KolamKalkulator Garam Kolam RenangKalkulator Volume Kolam RenangKalkulator Ukuran Pemanas AirKalkulator Resin EpoksiKalkulator Jarak BalusterKalkulator Plin & TrimKalkulator Pelapis DindingKalkulator Pewarna DekKalkulator Benih RumputKalkulator Rumput GulungKalkulator AspalKalkulator Yard KubikKalkulator Panjang AntenaKalkulator Pengisian KonduitKalkulator Kapasitor Seri dan ParalelKalkulator Reaktansi InduktifKalkulator Pencahayaan RuanganKalkulator Lux ke LumenKonverter Lumen ke WattKalkulator Ukuran GeneratorKonverter mAh ke WhKalkulator Daya 3 FasaKalkulator kVAKalkulator Ampere ke WattKalkulator Resistor SeriKalkulator GesekanKalkulator Bidang MiringKalkulator Keuntungan MekanisKalkulator Kecepatan SuaraKalkulator Kecepatan GelombangKalkulator Daya ApungKalkulator Kecepatan TerminalKalkulator Panjang Gelombang de BroglieKalkulator Energi FotonKalkulator E=mc²Kalkulator Dilatasi WaktuKalkulator Hukum Ketiga KeplerKalkulator Kecepatan LepasKalkulator Gaya GravitasiKalkulator Hukum Beer-LambertKalkulator Persamaan NernstKalkulator Tekanan OsmotikKalkulator Kenaikan Titik DidihKalkulator Penurunan Titik BekuKalkulator Komposisi PersenKalkulator NormalitasKalkulator MolalitasKonverter pKa ke KaKalkulator Henderson-HasselbalchKalkulator Hasil TeoretisKalkulator Reaktan PembatasGenerator Rencana Pembelajaran AIGenerator Kuis AIGenerator Sitasi APA/MLA/ChicagoKalkulator Persentase KehadiranKalkulator Skor APKalkulator Skor ACTKalkulator Skor SATKalkulator Penghasilan YouTubeGenerator Karakter RPG Acak