Sejak 2010 · Mendukung 2 juta+ penggunaan alat setiap bulan
Sejak 2010
Tambahkan ke Chrome

Kotak Alat Saya

Mode Otomatis

Belum ada alat yang disimpan.

Tingkatkan ke Versi Premium
Alat terkait
Langkah berikutnya
Kalkulator Gradien Multivariabel
Alat lainnya
Kalkulator Eksponensial MatriksKalkulator Pangkat MatriksKalkulator Matriks KetetanggaanKalkulator Nilai Eigen dan Vektor EigenKalkulator Aturan CramerKalkulator Komposisi Fungsi
Beranda > Matematika > Aljabar Linear
 

Kalkulator Matriks Jacobian

Kalkulator Matriks Jacobian MiniWebtool menyusun turunan parsial fungsi bernilai vektor ke dalam matriks. Masukkan hingga enam komponen dan variabel untuk melihat langkah perhitungan, dengan kalkulasi determinan dan nilai eigen jika berlaku.

Belum tahu cara menggunakannya? Tanya AI

Di Gemini, tempelkan pertanyaan yang disalin ke chat. Anda juga dapat menyalinnya di bawah.

Lihat pertanyaan

Gratis 3× per hariTidak perlu mendaftarHasil instan
Kalkulator Matriks JacobianCoba sekarang — gratis ▼
Jacobian adalah zoom lokal: luas diskalakan dengan |det J|

Masukkan fungsi komponen, variabel, dan sebuah titik untuk mendapatkan matriks Jacobi, determinannya, nilai eigen, dan langkahnya.

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.

Sekilas

Kalkulator Matriks Jacobian menyusun matriks turunan parsial orde pertama dari fungsi bernilai vektor. Alat ini menerima hingga enam komponen dan variabel serta menampilkan langkah pengerjaan, determinan, dan nilai eigen.

Kalkulator Matriks Jacobian: fitur sekilas
FiturYang didapatCocok untuk
Input fungsiMasukkan komponen yang dipisahkan titik koma, misalnya x^2 + y; x*y, gunakan ^, *, sin, cos, exp, ln, dan sqrt, lalu beri nama variabel.Fungsi bernilai vektor dengan beberapa variabel
Jacobian simbolikMenghasilkan matriks lengkap m x n berisi turunan parsial, dengan setiap elemen ditampilkan secara simbolik.Tugas kalkulus dan transformasi koordinat
Titik evaluasiOpsional, masukkan titik dengan konstanta seperti pi dan e untuk menghitung nilai numerik Jacobian.Mencari hampiran linear lokal di suatu titik
Determinan dan nilai eigenUntuk matriks persegi, menampilkan determinan (penskalaan luas atau volume lokal) dan nilai eigen.Perubahan variabel dan pemeriksaan kebalikan
Deformasi kisiUntuk kasus 2 x 2, tampilan interaktif menunjukkan transformasi matriks pada kisi, lingkaran satuan, atau keduanya.Melihat peregangan, rotasi, dan geseran
Langkah pengerjaan dan prasetelMemberikan solusi langkah demi langkah dengan contoh prasetel seperti Polar ke Kartesius, Sferis, Kurva Heliks, dan Rotasi.Mempelajari metode dari contoh yang sudah dikenal

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:

Kalkulator Matriks Jacobian: Determinan Jacobian
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 (misalnya, rotasi, refleksi, geseran)Matriks rotasi

Transformasi Koordinat Umum

Kalkulator Matriks Jacobian: 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

Kalkulator Matriks Jacobian: 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

Mengobrol dengan AI favorit Anda

Di Gemini, tempelkan pertanyaan yang disalin ke chat. Anda juga dapat menyalinnya di bawah.

Lihat pertanyaan

Aljabar Linear:

Pemecah matematikaApa yang ingin dihitung?

Pemecah matematika

Contoh
Lihat contoh ekspresi

Pilih contoh, ubah angka, lalu selesaikan. log berbasis 10; ln adalah logaritma natural.

Bilangan dan faktor

Pecahan dan pembagian

Pangkat, akar dan logaritma

Aljabar dan persamaan

Kalkulus

Geometri dan trigonometri

Alat populer dan terbaru:

Kalkulator MatriksKalkulator Trace MatriksKalkulator Perkalian MatriksLihat semua →
Beranda > Matematika > Aljabar Linear > Kalkulator Matriks Jacobian