A P PENGANTAR PROBABILITAS NI U GANGGA ANURAGA A K I T S I S T A T Y B S POKOK BAHASAN Konsep dasar probabilitas • • • • • Teori himpunan Permutasi Kombinasi Koefisien binomial Koefisien multinomial A P Probabilitas • • • • Aksioma probabilitas Probabilitas bersyarat Teorema bayes Kejadian-kejadian yang bebas KA Y B S I N U I T S I T A T S Variabel Random • Variabel random diskrit dan fungsi distribusi variabel random diskrit • Variabel random kontinu dan fungsi variabel random kontinu UTS POKOK BAHASAN Distribusi bersama / joint probability • Distribusi bersama variabel random diskrit • Distribusi bersama variabel random kontinu Ekspektasi • Ekspektasi variabel random • Varians, kovarian, korelasi, T S I A K I Fungsi pembangkit moment S T A T I N U A P Y B S UAS REFERENSI A First course in Probability: Sheldon Ross. 1997 Y B Hogg, R.V. dan Craig, A.T. 1995. Introduction to Mathematical S Statistics, 5th ed. Mac Millon. New York. A P I Rohatgi, W.K., 1976., An Introduction to Probability Theory and N U New York. Mathematical Statistics, John Wiley and Sons, A K Bartoszynski, R. and Bugaj, M.N.,, 1996, Probability and Statistical I TNew York. Inference, John Wiley & Sons, S I T A T S KONSEP DASAR PROBABILITAS Teori Himpunan (SET THEORY) : Kumpulan obyek-obyek yang keanggotaanya terdefinisikan secara jelas. Definisi I : Himpunan yang memuat semua elemen yang dibicarakan secara lenkap disebut sebagai himpunan semesta (space), yang biasanya dinotasikan dengan huruf besar seperti S. Definisi II : Jika S merupakan himpunan semesta dan A adalah himpunan bagian dari S A P A K I Y B S I N U T S I maka komplemen A ditulis A c adalah himpunan yang memuat anggota-anggota T A T dari S tetapi tidak termuat dalam A. contoh : S S = x ; x = 0, 1, 2, 3, 4 dan A = x ; x = 0, 1 maka komplemen A atau A c = x ; x = 2, 3, 4 Definisi III : A1 merupakan himpunan bagian dari A 2 (ditulis A1 A 2 ) jika dan hanya jika untuk setiap x anggota A1 maka x juga merupakan anggota dari A 2 ditulis : A1 A 2 x A1 x A 2 A P contoh : I N U Y B S A1 = x ; 0 x 1 , A 2 = x ; 0 x 2 , maka A1 A 2 Gambarkan diagram Venn-nya ? Definisi IV : Himpunan A tidak mempunyai anggota, disebut himpunan kosong A K I A = contoh : T S I T A T S A = x ; 0 < x < 1 dan x bilangan bulat , maka A = Definisi V : Gabungan dua himpunan A1 dan A 2 ditulis A 1 A 2 yaitu suatu himpunan yang anggotanya adalah semua anggota A1 dan A 2 , ditulis A1 A 2 = x | x A1 atau x A 2 . Y B S Gabungan dari himpunan-himpunan A1 , A 2 , A 3 ,.....adalah A1 A 2 A 3 ...... contoh : A1 = x ; x = 0, 1, 2, 3, 4, 5 I N U A P A K A = x ; x = 2, 3, 4, 5 atau I 5 < x 10 T S Maka A A = x ;I x = 0, 1, 2, 3, 4, 5 atau 5 < x 10 T A T S 2 1 2 Definisi VI : Irisan dari dua himpunan A1 dan A 2 ditulis A1 A 2 adalah suatu himpunan yang anggota-anggotanya merupakan anggota dari A1 dan juga dari A 2 ditulis : A1 A 2 = x | x A1 dan x A 2 Irisan dari beberapa himpunan A1 , A 2 , A3 ......adalah A1 A 2 A 3 ..... A P I N U Contoh : , 1,1 x, y ; x, y = 0,0 , 0,1A K A = x, y ; x, y = 1,1 , I 1,2 , 2,1 T S maka A A x, TyI ; x, y = 1,1 A1 = 2 1 Contoh : A1 = A T S 2 x,y ; 0 x+y 1 , A 2 = maka A1 A 2 .... x,y ; 1 x+y Y B S Definisi VII : Selisih dua himpunan A1 dan A 2 ditulis A1 -A 2 adalah Y B S suatu himpunan yang anggota-anggotanya merupakan anggota dari A1 tetapi bukan anggota dari A 2 A1 -A 2 = x | x A1 dan x A 2 Contoh : A1 = x | x bilangan asli I N U A P A K A = x | x bilangan bulat I T S I A -A = T A A -A = x |S xT bilangan bulat tidak positif 2 1 2 2 1 Definisi VIII : Jumlah dari dua himpunan A1 dan A 2 ditulis A1 A 2 adalah suatu himpunan yang anggota-anggotanya adalah anggota A1 atau anggota A 2 tetapi tidak termuat dalam A1 A 2 . A 1 Y B S + A 2 = x | x A1 atau x A 2 dan x A1 A 2 . A P I N U Khusus untuk A1 dan A 2 yang saling lepas, maka A1 A 2 = A1 A 2 . A K I Contoh : A1 = x | x bilangan cacah T S I A 2 = x | x bilangan bulat negatif T A T maka A1 + A 2 = x | x bilangan bulat S A P A K I T S I S T A T I N U Y B S SOAL LATIHAN : Suatu ruang sampel S = s1 ,s 2 ,s3 ,s 4 ,s5 ,s 6 ,s 7 , s8 dan himpunan A1 , A 2 , dan A 3 adalah sebagai berikut : A1 s1 ,s 2 ,s3 , A 2 s 2 ,s3 ,s 4 ,s5 , A 3 s3 ,s 4 ,s5 ,s8 . A P Y B S I N U Tentukan A1c , A c2 , A 3c , A1 A 2 , A1 A 3 , A 2 A 3 , A1 A 2 A 3 , A1 A 2 , A1 A 3 , A1 A 2 A 3 , A K I A - A , A - A , A - AS , AT- A , A - A , A . I T A : A A A A , Berikan bukti T bahwa S 1 2 2 1 1 3 3 1 2 c 1 2 c c 1 3 c 1 c 2 A1 A 2 A1c A c2 , c A1 A 2 A 3 A1c A c2 A 3c c Aplikasi hukum De Morgan’s A1c A2c s6 , s7 , s8 A1 A2 s6 , s7 , s8 , c c c c A A A s , s , A A A 1 2 3 6 7 1 2 3 s6 , s7 c Y A1c A2c s1 , s4 , sB A1 A2 s1 , s4 , s5 , s6 , s7 , s8 5 , s6 , s7 , s8 S c A1 A2 A3 s1 , s2 , s4 , s5 , s6 , s7 , s8 , PA I c c c N A1 A2 A3 s1 , s2 , s4 , s5 , s6 , s7 , s8 U c maka : c c A A A A 1 2 1 2, T S I A A A c A1 A2 c AT A A , T S c 1 c 2 A K I 1 2 c 3 A1 A2 A3 c A1c A2c A3c A1c A2c A3c Hukum De Morgan’s SOAL LATIHAN Carilah himpunan gabungan dari A1 A 2 dan interseksi A1 A 2 dimana A1 dan A 2 adalah : a A1 x; x 0,1, 2 , A 2 x; x 2,3, 4 A b A1 x;0 x 2 , A 2 x;1 x 3 IP Y B S N U Carilah A dari himpunan A dengan ruang sampel S sebagai berikut : A K 5 x;I x 1 a S x;0 x 1 , A = T 8 S I T A T S c Barisan himpunan monoton : Barisan himpunan A n disebut himpunan monoton naik A n jika A i A i+1 , i = 1,2,3,... n Ai A n berarti limit A n A = Ai n i=1 A P i=1 Y B S Barisan himpunan A n disebut himpunan monoton turun A n jika A i A i+1 , i = 1,2,3,... A K I n A i T S I I N U A n berarti limit A n A = A i AT i=1 T S n i=1 SOAL LATIHAN Jika A1 , A 2 , A 3 ,...adalah himpunan yang terdefinisikan bahwa A k A k+1 , k = 1, 2, 3,..., dan lim A k didefinisikan sebagai himpunan gabungan k A1 A 2 A 3 .... Carilah lim A k jika : k a) A k x;1/ k x 3 1/ k , k 1, 2,3...; A P Y B S I N b) A x, y ;1/ k x y 4 1/U k , k 1, 2,3...; A K Jika A , A , A ,...adalah himpunan yang terdefinisikan bahwa A A I T S k = 1, 2, 3,..., dan lim A didefinisikan sebagai himpunan interseksi I T A A A AT..... S 2 2 k 1 2 3 k k 1 2 k 3 Carilah lim A k jika : k a) A k x; 2 1/ k x 2 , k 1, 2,3...; b) A k x, y ;0 x 2 y 2 1/ k , k 1, 2,3...; k+1 , Permutasi dan Kombinasi Permutasi pengaturan elemen-elemen dari sebuah himpunan dimana urutan dari elemen elemen tersebut diperhatikan. Contoh : dari himpunan huruf-huruf {a,b,c}, permutasi-permutasi dengan ukuran 2 (ambil 2 elemen dari himpunan tersebut) adalah {a,b}, {b,a}, {a,c}, {c,a}, {b,c}, dan {c,b}. Perhatikan bahwa urutan dari elemen-elemen itu adalah penting, dengan kata lain {a,b} adalah berbeda dengan {b,a}. Banyaknya permutasi adalah 6. n! Pnk n k ! A P 0! 1 A K I Y B S I N U T S k ! k x k 1 x k 2 I x x1 T 3! 3 x 2! 3 x 2 xA 1 6 T S kotak berisi 3 bola masing-masing berwarna merah, hijau Contoh: Ada sebuah dan biru. Jika seorang anak ditugaskan untuk mengambil 2 bola secara acak dan urutan pengambilan diperhatikan, ada berapa permutasi yang terjadi? Banyaknya permutasi adalah 6 yaitu; M-H, M-B, H-M, H-B, B-M, B-H. Kombinasi adalah pengaturan elemen-elemen dari sebuah himpunan dimana urutan dari elemen elemen tersebut tidak diperhatikan. Contoh, dari himpunan huruf-huruf {a,b,c} kombinasi-kombinasi yang berukuran 2 (ambil 2 elemen dari himpunan tersebut) adalah {a,b}, {a,c}, and {b,c}. Perhatikan bahwa urutan dari elemen-elemen itu tidak penting, dengan kata lain {b,a} adalah dianggap sama dengan {a,b}. Banyaknya kombinasi adalah 3. n! C P P k ! n k ! A P n k n k k k T S I A K I Y B S I N U Contoh: Seorang anak hanya diperbolehkan mengambil dua buah amplop dari tiga buah amplop yang disediakan yaitu amplop A, amplop B dan amplop C. Tentukan ada berapa banyak kombinasi untuk mengambil dua buah amplop dari tiga buah amplop yang disediakan? Banyaknya kombinasi adalah 3 S T A T SOAL LATIHAN Tiga orang siswa bernama A, B, dan C hendak membentuk kelompok belajar dan dua orang dipilih sebagai ketua dan bendahara. Maka susunan ketua dan bendahara yang bisa terjadi adalah Y B S A PBerapa Tiga orang bernama A, B, dan C berjabat tangan. I N kemungkinan jabat tangan yang mungkin Uterjadi? A K I T S I T A T S A P I N U TERIMA KASIH A K I T S T S I T A Y B S A P EKSPEKTASI MATEMATIK NI A K I GANGGA ANURAGA T S I S T A T U Y B S Definisi : Variabel random X dengan f.d.p f x dan u x adalah Y B S suatu fungsi dari variabel random X, sedemikian hingga : A P I N U untuk variabel random kontinu u x f x dx E u x u x f x untuk variabel random diskrit x Jika integral atau deret tersebut konvergen mutlak maka E u x A K I T S I T A T S disebut ekspektasi dari u x . Sifat - sifat dari ekspektasi matematik : 1. E (k) = k, k = konstanta A P 2. E [k u(x)] = k E[u(x)] I N U Y B S n n 3. E k i u i (x) k i E[u i (x)] , n hingga ekspektasi bersifat linier i=1 i1 A K I T S I S T A T Ekspektasi Fungsi U(x) 1. U(x) = X, maka mean dari variabel random X : A P Y B S untuk variabel random kontinu x f x dx E u x x f x untuk variabel random diskrit x 2. Var u x Var(x) = E(x - E(x)) 2 A K I I N U T S I T A T 2 (x E(x)) f x dx 2 = (x - E(x)) 2 f x x S untuk variabel random kontinu untuk variabel random diskrit Misal X dengan f.d.p 2 1 x , 0 x 1 f x , untuk x yang lainnya 0 maka E 6x + 3x 2 ....? A K I I N U T S I Contoh 2. Misal X dengan f.d.p S T A T A P , x 1, 2,3 x / 6 f x , untuk x yang lainnya 0 maka E (x 3 ) ...? Y B S Misalkan X merupakan variabel random dengan f.d.p 2 f(x) = 3x , 0 < x < 1 maka : A P 2 I N U 1. E (x), E(x ), dan Var (x)...? 2. Jika variabel random y dengan y = 3x - 2 tentukan E (y) dan Var (y) ? A K I T S I S T A T Y B S Y B S Fungsi Pembangkit Momen A P I (Moment Generating Function) N U A K I T S I T A T S Gangga Anuraga M t E etx tx e f x M t E etx etx f x x Fungsi pembangkit momen secara lengkap menentukan A P Y B S I N U distribusi sampling dari suatu variabel random. Karakteristik Fungsi Pembangkit Momen M cx A K t I E e E e M ct t M ct M T S I E e .e e M t e M T ct M t E e A T S M cx d t cx x ct x cx dt x x cx d t cx d dt ct x d dn E x M x t t 0 dan n M x t t 0 , n 2,3, dt dt dt x ct Sifat sifat MGF a. jika a R maka M x t M x at b. jika variabel random X1 , X 2 ,..., X n saling independen maka, n M n Xi M x t t i 1 A P i i 1 c. jika a, b R maka : A K I M ax b t etb M x at T S I T A T Y B S I N U d. jika variabel random X1 , X 2 ,..., X n independen identik maka : M n Xi i 1 tS M xi t n A P A K I T S I S T A T I N U Y B S Misalkan X merupakan variabel random dengan f.d.p f x e x , x 0. a) Tentukan Fungsi Pembangkit Momen M x t b) Tentukan E(x), E(x ) dan Var x 2 A P Y B S c) jika variabel random y didefinisikan y = 2-3x, M y t ? A K I T S I S T A T I N U contoh : Jika X variabel random berdistribusi normal dengan mean dan varians 2 , maka MGF dari X addalah M x t Y e Tentukan : A P a. MGF variabel random Y = X - .NI U X A b. MGF variabel random WK= I T S X- I T Z= c. MGF variabelArandom T S SB 1 t t 2 2 2 . A P A K I Y B S I N U Moment STGenerating Function T S I T A GANGGA ANURAGA Moment : a) U x x n Y B S mn E x n disebut sebagai moment ke n A P I N U E x maka jika n = 1 didapatkan m A K b) U x x TI S I m E x AT jika n = 2 maka m E x T S 1 n n n m2 2 2 2 Pandang variabel random x dengan f.p.m M t : Mt tx e f x dx, h t h t=0 M ' t x etx f x dx S I x dx t x e f T A T S M" 2 tx I N U M ' t M " t M k t x k etx f x dx x f x dx A K TI A P Y B S 1 x 2 f x dx 2 M k t x k f x dx k Contoh : Jika M t 1 t , t 1 maka M ' t dan M '' t Y 2 adalah... A P M t 2 1 t dan M t U N 6 I 1 t A =M 0 2 K I T M 0 IS 64 2 T A T x f S x dx dan x f x dx 3 ' SB 4 '' ' 2 '' 2 2 2 2 Variabel random x merupakan variabel random diskrit dengan fungsi probabilitas 1 3 , x 1 f x 2 , x 2 3 Tentukan MGF dari variabel random x ? A K I T S I S T A T I N U A P Y B S Variabel random x~bin m,p dan y~bin n,p , dan z=x+y A P I N U . i X 1 n = = i Y n a d T S I e 2 X t 2i 1σ2 +i μ t = t ? i M Y i h r a a i d l a d F a G X M i n r a a k d u t F n G e M T A K I T A T S random x dengan MGF, M Sebuah variabel y x1 x2 , tentukan MGF dari y ? Y B S n e d n e p d e n i ) 2i m o σi d , n μ a ( r N l e i b s u a b i r i a r t v s ni d X r , e . 2b . . , g n X i s , 1a X m n a g k n l i a s s a i M m Tentukan MGF dari z ? x t 1 2t n / 2 . A P A K I Y B S I N U T RUANG SAMPEL (SAMPLE SPACE) S I DAN KEJADIAN (EVENT) T A T S GANGGA ANURAGA EVENT DAN PROBABILITAS PERCOBAAN RANDOM biasanya tidak dapat diramalkan sebelumnya. Y B S Setiap percobaan selalu diakhiri dengan sebuah Hasil yang A P I N diramalkan dengan pasti dan dapatUdiulang dibawah kondisi yang A K sama dan hasil yang mungkin dapat diketahui dari percobaan I T S tersebut. I T A T S Percobaan adalah suatu percoban yang hasilnya tidak dapat Ruang Sampel Ruang sampel adalah himpunan semua hasil yang mungkin dari Y B S suatu percobaan random. Ruang sampel biasa dinotasikan dengan A P huruf S. Contoh : I N U A K akan terjadi adalah tampak di atas mata 1, mata 2, mata 3, mata 4, I Tdituliskan dalam bentuk himpunan, ruang mata 5 atau mata 6. Bila S I T sampel dari percobaan ini adalah : S = {1,2,3,4,5,6} A T Sebuah S mata uang dilemparkan satu kali, maka kemungkinan akan Jika sebuah dadu dilempar satu kali, maka semua kemungkinan yang tampak di atas adalah gambar (G) atau angka (A), Ruang sampel dapat ditulis menjadi : S = {G,A} Kejadian (event) Contoh : Y B S Kejadian adalah himpunan bagian dari ruang sampel I N U A P Ada 4 orang mahasiswa yang diambil secara random dari jurusan A K I Statistika. Jika mereka suka diberi apakah suka mendapat kuliah T S simbol Y dan jika I tidak diberi simbol T, maka ruang sampelnya T A adalah : T S Teknologi Pembelajaran, kemudian ditanyakan kepada mereka Anggota kejadian A dimana A menyatakan sekurang-kurangnya 3 orang suka diadakannya kuliah statistik adalah : A P I N U Y B S Ukuran Probabilitas adalah suatu bilangan atau fungsi yang memetakan dari events pada sample space ke bilangan real antara A K I 0 dan 1 T S I S T A T MODEL PROBABILITAS Sample Space: S ={1,2,3,4,5,6} Event: A = {muncul angka genap}, B = {muncul angka ganjil}, D= {muncul angka 2} I N U Ukuran Probabilitas: P(A) = 0,5; P(B) = 0,5; P(D) = 1/6 A K I T S I S T A T A P Y B S Aturan-Aturan Probabilitas Probabilitas dari sembarang event P(A) harus memenuhi 0 < P(A) < 1 Complement Rule = complement dari sembarang event A adalah event A tidak terjadi P(Ac) = 1 - P(A) A P Y B S I N U Contoh: Lempar suatu dadu: S = {1,2,3,4,5,6}; mis A = {2,4}, Ac = {1,3,5,6}; P(A) = 1/3; P(Ac) = 1-1/3 = 2/3 A K I A dan B yang terpisah/disjoint (no Addition Rule = untuk dua events T common outcomes) S I + P (B) P (A or B) = T P(A) A T Contoh: Lempar S suatu dadu: S = {1,2,3,4,5,6}; mis A = {2}, B = {1,3,5}; P(A or B) = P(A) + P(B) = 1/6 + 1/2 = 2/3 Multiplication Rule = dua events A dan B adalah independent, jika diketahui bahwa salah satu terjadi/muncul tidak mengubah probabilitas yang lain muncul P (A and B) = P(A)*P(B) A P S = {(1,1),(1,2),….(6,6)} 36 kemungkinan outcomes I N U mis A ={dadu pertama 6} = {(6,1),(6,2),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6)} A mis B = {dadu kedua 1} = {(1,1),(2,1),(3,1),(4,1),(5,1),(6,1)} K I T Maka P(A) = 6/36 = 1/6; S I T P(B) = 6/36 = 1/6 dan A T P(dadu S pertama 6, dadu kedua 1) = P(A and B) Contoh: Lempar sepasang dadu Y B S = 1/36 = P(A) P(B) menunjukan independence Contoh: suatu web site mempenyai tiga server A, B, dan C, yang dipilih secara independent dengan probabilitas: P(A) = ¼, P(B) = ½, P(C)= ¼. (a) Cari probabilitas A atau B dipilih P(A or B) = ¼ + ½ = 3/4 A K I A P Y B S I N U (b) Cari probabilitas A tidak dipilih T S I A dipilih dua kali (c) Cari probabilitas server T A T P(AA) S= P(A)P(A) = 1/16 P(Ac) = 1 – P(A) = ¾ (d) Cari probabilitas urutan seleksi server ABCA P(ABCA) = P(A)P(B)P(C)P(A) = (1/4)(1/2)(1/4)(1/4) = 1/128 A P A K I Y B S I N U T S T KOEFISIEN BINOMIAL DAN S I T MULTINOMIAL A GANGGA ANURAGA KOEFISIEN BINOMIAL Koefisien binomial merupakan bilangan-bilangan yang muncul dari hasil penjabaran penjumlahan dua peubah yang dipangkatkan (a+b)n Y B Terlihat bahwa ekspresi (a+b) tidak ada hubungannyaS dengan kombinasi, A P tetapi kenyataannya (a+b) dapat dicari denganImenggunakan rumus N U kombinasi-r dari n unsur A K Dalam aljabar diketahui bahwa I : T S I a+b a + 3a b + 3ab + b T A : Teorema Binomial T S n n 3 a+b n 3 n 2 2 C n, k a n k b k k 0 3 Contoh : Sederhanakan a+b C 4, 0 a 40b 0 C 4, 4 a 4 4b 4 4 Y B = a 4a b 6a b 4abS b A P Tentukan koefisien dari a b dalam a+b I N U 11! C 11, 6 A K 5!6! I T S Sederhanakan 2x-3y I T A T Tentukan koefisien dari x y z dalam x + y + z = S 4 3 5 6 2 2 3 4 11 5 2 3 5 10 Persoalan diatas dapat juga diselsaikan dengan aturan segitiga pascal Aturan segitiga pascal A P A K I T S I S T A T I N U Y B S KOEFISIEN MULTINOMIAL Multinomial merupakan perluasan dari binomial x1 x2 xk n n n1 n2 nk x x x 1 2 k n , n , , n n1 n2 nk n 1 2 k n n! dengan = n1 , n2 , , nk n1 !n2 ! nk ! A K I T S I S T A T I N U A P Y B S Contoh : A P A K I T S I S T A T I N U Y B S Contoh : Tentukan Koefisien dari : x x x x dalam x1 x2 x3 x4 x5 A 10 2 3 4 1 3 4 5 10! 2!0!1!3!4! A K Tentukan Koefisien dari TI : 3 3 2 x y z S I T 2x 3 y 5z dalam A T S 8 U P I N Y B S A P AKSIOMA PROBABILITAS NI A K I GANGGA ANURAGA T S I S T A T U Y B S Notasi : S : ruang sampel A : kejadian/event dalam ruang sampel S P A : probablitas event A Aksioma 1 A P P A 0 Aksioma 2 PS 1 Aksioma 3 T S I A K I Y B S I N U T A mutually exclusive : dua kejadian yang saling tidak T S berhubungan dan tidak mungkin terjadi secara bersamaan N N P An P An n 1 n 1 A K S I O M A P R O B A B I L I T A S probabilitas joint A dan B Y B P A B P A SP B P A B A A dan B probabilitasP union I N P AU B P A P B P A B A K • Definisikan ruang sampel dari Idiagram venn diatas ? T S dari A ? • Definisikan kejadian/event I T dari B ? • Definisikan kejadian/event A T • DefinisikanS joint kejadian A dan B ? • Definisikan union kejadian A dan B ? Lokasi produksi mobil Perlu perbaikan dalam 90 hari pertama pemakaian Ya Tidak US 7 293 Non US 13 187 20 480 Jumlah 300 A P Y B S 200 500 I N • Berapa probabilitas mobil perlu perbaikan pada 90 hari pertama U pemakaian ? A K • Berapa probabilitas mobil yang diproduksi di USA perlu perbaikan I T ? pada 90 hari pertama pemakaian S I • Berapa probabilitas mobil memerlukan perbaikan dan yang tidak T A memerlukan perbaikan? T S • Probabilitas mobil memerlukan perbaikan dan mobil yang diproduksi di USA PROBABILITAS BERSYARAT Y B S Probabilitas Bersyarat P A|B , menyatakan probabilitas A A P bila diketahui B, A dan B adalah kejadian acak. P A B P A | B P B I N U A K I , menyatakan probabilitas B Probabilitas Bersyarat P B|A T S I bila diketahui A, ATdan B adalah kejadian acak. A T P B A S P B | A P A Contoh : 1, 2, 3, 4, 5, 6 A 1, 2, 3, 4, 5 P A B 2, 4, 6 P B P A B A P I maka P A | B UN A C 1, 2, 3, 4 P C K I T P C B S I T maka P C |A B T S4 P D D 2, 3, PD B maka P D | B Ruang sampel S Y B S Merokok Paru-Paru P(B) ya tidak ya 0,3 0,1 0,4 tidak 0,25 0,35 0,6 p(A) 0,55 0,45 1 I N U P(A) = probabilitas menderita penyakit paru-paru P(B) = probabilitas seseorang merokok A K P(A = ya |B = ya) = 0,3/0,4 = 0,75I T S P(B = ya|A = ya) = 0,3/0,55 = 0,55 I T A T S A P Y B S VARIABEL RANDOM A K I GANGGA ANURAGA T S I S T A T I N U A P Y B S VARIABEL RANDOM - variabel random : fungsi yang memetakan setiap anggota ruang sampel ke bilangan real. * variabel random diskrit : variabel random yang menjalani bilangan bulat * variabel random kontinu : variabel random yang menjalani bilangan real A P Y B S I N DISTRIBUSI PELUANG DARI VARIABEL RANDOM U Variabel Random DiskritKA I T f x 0 S I f x 1 AT T S x A P( x A) f x x A Y B S DISTRIBUSI PELUANG DARI VARIABEL RANDOM Variabel Random Diskrit A Pdengan ruang sampel X adalah variabel random yang bertipe diskrit I N S = x ; x = 0, 1, 2, 3, 4 .P( A) fU x dimana A K I 4! 1 T S f ( x) I, x S. x !(4 x)! 2T A T Jika A = x ;Sx = 0,1 maka P(x A) ? A 4 Variabel random kontinu Jika S adalah ruang sampel dari variabel random X dan fungsi himpunan peluang P(A) didefinisikan Y B S sebagai : P(A) = P(X A) = f x A P A Contoh 1: A K I I N U X adalah variabel random dengan fungsi himpunan Sf Tx dx dimana f x 3x TI peluang P(A), P(A) = TA A S x A x;0 x 2 .Tentukan peluang A 8 2 dx. 1 1 x;0 x 2 dan A 2 x;1 x 2 yang merupakan himpunan bagian dari A. Latihan Soal 1. Fungsi himpunan dari dua variabel random X dan Y 1 P A A f x, y dimana f ( x, y ) , 52 x, y S x, y ; x, y 0,1 , 0, 2 ,..., 0,13 , 1,1 ,..., 1,13 ,..., 3,13 Hitunglah P A P X , Y A A P Y B S I N U , 2, 2 x,y ; x, y 0, 4 , 1,3 A K I b). A = x,y ; x y 4, T x,y S S a). A = I T A 2. X adalah variabel random dengan ruang sampel S = x;0 x 1 T S 1 1 jika A1 x;0 x dan A 2 x; x 1 , A1 dan A 2 himpunan 2 2 1 bagian dari S. Hitunglah P(A 2 ) jika P(A1 ) . 4 Y B S A PDISKRIT VARIABEL RANDOM I UN A K I T S I T A T S GANGGA ANURAGA • Variabel random diskrit variabel random yang dapat memiliki nilai bilangan bulat. • Distribusi probabilitas variabel random diskrit adalah suatu Y B S variabel random yang mencantumkan semua kemungkinan A P dan berpasangan nilai dari variabel random diskrit tersebut I N U dengan nilai probabilitasnya.A K I T S I T A T S Contoh : Dari 10 orang mahasiswa diketahui ada 4 yang suka matakuliah strategi kognitif. Seorang dosen akan menguji 3 orang mahasiswa Y B S yang dipilih secara random. Tentukan distribusi probabilitas dari A P suka matakuliah X, dimana X adalah banyak mahasiswa yang I N U strategi kognitif. Carilah distribusi probabilitas dari mahasiswa A K I T kognitif. yang suka matakuliah strategi S I T A T S • Penyelesaian : C04C36 f ( x1 ) 10 C3 4! 6! 0!4! 3!3! 10 ! 3!7 ! C14C26 f x2 10 C3 C34C06 f ( x4 ) 10 C3 A P A K I I N U 4 x3x 2 x1 6 x5 x 4 x3x 2 x1 1(4 x3x 2 x1) (3x 2 x1)(3x 2 x1) 10 x9 x8 x7 x6 x5 x 4 x3x 2 x1 (3x 2 x1)(7 x6 x5 x 4 x3x 2 x1) 20 120 T S I S T A T ; C24C16 f x3 10 C3 Y B S Distribusi Probabilitas Mahasiswa A P I N U Y B S Distribusi Probabilitas khusus diskrit antara lain : – Distribusi Bernoulli – Distribusi Binomial – Distribusi Poisson A K I T S I S T A T Distribusi Bernoulli • Variabel random X berdistribusi Bernoulli dengan parameter θ, berikut fungsi probabilitas bernoulli : 1 x f ( x; ) (1 ) x ; 0 1 ; x 0,1 A P Y B S dimana x : variabel random memperoleh sukses θ : probabilitas sukses Distribusi Bernoulli mempunyai mean dan varians A K I T S I 2 T A (1 T) S I N U • Suatu soal ujian pilihan ganda yang terdiri dari 10 soal dan tiap soal mempunyai pilihan jawaban 4. Dari setiap item soal ada satu pilihan jawaban yang benar. Jika setiap jawaban Y B yang benar tadi diberi nilai 1, maka berapakahS probabilitasnya A lebih, jika siswa seorang siswa akan mendapatkan nilai 5Patau I N tersebut tidak belajar (menjawabU dengan coba-coba). A K P ( x 5) C (0,25) T (1 I 0,25) S I T A T S 10 i 5 10 x x 10 x Distribusi Binomial • Variabel random X berdistribusi Binomial dengan parameter n dan p, ditulis X ~ B (n, p ) jika X mempunyai fungsi distribusi probabilitas : n x f ( x; n, p) p (1 p) n x x A P Y B S I N U ; 0 p 1 ; x 0,1,2,..., n A K I Distribusi binomial mempunyai mean np dan varians 2 np(1 p ) T S I T A T dimana : x : variabel random yang menyatakan banyaknya sukses p : probabilitas sukses n : banyak percobaan S • Contoh : Y B Suatu pemilihan umum / pemilu yang diikuti oleh S partai A P dalam 3 demokrat dan golkar, yang mana dilaksanakan I N U putaran. Misalkan peluang partai demokrat memenangkan A K I probabilitas partai demokrat pemilu adalah 0,5. Berapa T S I memenangkan T pemilu sebanyak 3 kali. A T S Probabilitas kiriman paket dari suatu biro perjalanan akan sampai tepat waktu adalah 0,8. jika kita mengirim lewat biro tersebut 10 kali, Y B S • Berapa probabilitas bahwa 6 diantaranya akan sampai tepat A P waktu ? A K I I N U • Berapa rata-rata dan varians bahwa 6 diantaranya akan T S I sampai tepat waktu ? S T A T Misalkan diketahui bahwa pengobatan baru berhasil dalam menyembuhkan otot nyeri pada 50% kasus. Jika diuji coba pada 15 pasien, Tentukan probabilitas bahwa: Y B S • Paling banyak 6 pasien akan sembuh. 0,304 A P 6 dan tidak lebih I • Jumlah sembuh akan ada lebih dari UN dari 10. 0,79 A K I T S I T A T S Distribusi Poisson • Percobaan yang menghasilkan variabel random X yang bernilai numerik, yaitu banyaknya sukses waktu terentu atau dalam daerah tertentu. • Variabel random X berdistribusi Poisson dengan parameter λ A P X ~ P ( ) Y B S I N U jika X mempunyai fungsi distribusi probabilitas : A K I e x x T 0 f ( x; ) ; S xT !I A T S Distribusi poisson mempunyai mean dan varians 2 • Perusahaan telepon memberikan 1000 pilihan pesawat telepon (sebagai kombinasi warna, type, fungsi, dll). Sebuah perusahaan membuka cabang baru dan tersedia 200 Y B S memilih sambungan telpon dimana setiap karyawan boleh A P bahwa ke-1000 pesawat telepon sesuka hatinya. Asumsikan I N U pilihan tersebut adalah equally likely. Berapa probabilitas A K I bahwa sebuah pilihan T tidak dipilih, dipilih oleh seorang, dua S I Torang karyawan? orang atau tiga A T S Y B S A PKONTINU VARIABEL RANDOM I UN A K I T S I T A T S GANGGA ANURAGA • Variabel random kontinu : variabel random yang menjalani bilangan real. • Distribusi probabilitas variabel random kontinu : berupa sembarang nilai pada suatu interval yang diamati. A P Y B S • Distribusi probabilitas f(x) atau P(a x b) adalah sama dengan luas di bawah kurva antara a dan b. A K I I N U • Distribusi Probabilitas khusus kontinyu antara lain : T S – Distribusi UniformI T A – Distribusi T Normal S – Distribusi Eksponensial – Distribusi Chi-Square – Distribusi Gamma A P A K I T S I S T A T I N U Y B S DISTRIBUSI UNIFORM Fungsi Probabilitas : 1 ;a x b f x b a 0 ; x yang lain A P I b N a Mean dari distribusi uniform adalah U 2 A K I b a T S dan varians I T12 A T S 2 2 Y B S • Contoh : A P A K I T S I Y B S I N U Jika diketahui x variabel random dengan distribusi uniform (1,6), maka T A T p(2< x < 4) = …. S • Jika x variabel random dengan distribusi uniform (0,10). Tentukan nilai – P(x < 3) = … – P(x > 6) = … A P – P( 3 < x < 8) = … A K I T S I S T A T I N U Y B S DISTRIBUSI NORMAL • Variabel random X berdistribusi normal dengan mean dan varians , jika X mempunyai fungsi probabilitas : 1 f ( x; , ) e 2 2 1 x 2 2 A P Y B S ; ;0 I N U • Merupakan salah satu distribusi probabilitas variabel random A K I T S I kontinu yang terpenting dalam statistika adalah distribusi normal T A T (Gauss), yaitu variabel random yang berasal dari proses random S dengan satu titik pemusatan dan menyebar disekitar titik pemusatan tersebut secara simetris. • Distribusi normal dengan rata-rata (μ)=0 dan standart deviasi (σ)=1. x Z • Y B S A P suatu nilai variabel Nilai Z adalah angka yang penyimpangan I N U x dari rata-rata (μ) yang dihitung dalam satuan σ. A K I T S I T A T S KURVA DISTRIBUSI NORMAL A P A K I AT T S I 1 3 2 T S Y B S I N U 1 2 3 KURVA NORMAL STANDAR A P A K I 3 T A T T S I 2 S 1 Y B S I N U 1 2 3 Jika diketahui sekumpulan data nilai mata kuliah “Pengantar Probabilitas” berdistribusi normal dan rata-rata nilai 56 dan simpangan baku 6, maka carilah : Y B S a. Probabilitasnya mahasiswa akan mendapatkan nilai kurang dari 60. A P b. Probabilitasnya mahasiswa akan mendapatkan nilai lebih dari 60. c. I N U Probabilitasnya mahasiswa akan mendapatkan nilai antara 65 sampai A K dengan 76. I T S I T A T S A P A K I T S I S T A T I N U Y B S A P A K I T S I S T A T I N U Y B S DISTRIBUSI EKSPONENSIAL • Digunakan untuk melakukan perkiraan atau prediksi dengan hanya membutuhkan perkiraan rata-rata populasi Distribusi ekponensial dengan parameter , dengan fungsi probabilitas A P e x f x 0 a jika x 0 jika x 0 A K I T S I T A T P x a e x dx S 0 e x a 0 1 e a a0 I N U Y B S • Jika x suatu variabel random berdistribusi ekponensial dengan parameter λ = 1/10. Tentukan – P(x > 10) = … – P( 10 < x < 20) = … A P Y B S • Diketahui kedatangan pengunjung di minimarket “A” berdistribusi I N U eksponensial dengan rata-rata meningkat dari biasanya menjadi 8,4 A K I menit dalam 35 menit. Berapa probabilitas kedatangan pengunjung T S I dalam selang waktu 8 menit atau lebih? T A T • Diketahui kedatangan pengunjung di minimarket “A” berdistribusi S eksponensial dengan rata-rata meningkat dari biasanya menjadi 5,8 menit dalam 50 menit. Berapa probabilitas kedatangan pengunjung dalam selang waktu 15 menit atau kurang? A P A K I Y B S I N U T DistribusiSBersama / Joint Probability dan I Distribusi Marginal Variabel Random Diskrit T A T S Gangga Anuraga DEFINISI Jika terdapat dua variabel random X dan Y, maka distribusi peluang terjadinya X dan Y secara serentak dinyatakan dengan fungsi (X, Y). Y B Fungsi (X, Y) disebut dengan Distribusi Bersama / S Distribusi A Peluang Gabungan / Joint Distribution Function X dan Y. P I N U A K I T S I T A T S DISTRIBUSI GABUNGAN VARIABEL RANDOM DISKRIT Variabel random X dan Y dikatakan variabel random diskrit berdimensi dua jika nilai-nilai dari X dan Y merupakan nilai-nilai yang berhingga. A P A K I T S I S T A T I N U Y B S A P A K I T S I S T A T I N U Y B S Contoh : Y B S jumlah bola bewarna putih, 5 bewarna biru. Dan diketahui X adalah A Pterpililh. Fungsi merah yang terpilih, Y jumlah bola putih yang I N U peluang gabungan dari X dan Y, didefinisikan sebagai berikut p(i,j) = A K P(X=I, Y=j). Hitung nilai peluang, P(X=I, Y=j) ? I T S I T A T S Jika 3 bola akan dipilih secara acak dari 3 bola bewarna merah, 4 A P A K I T S I S T A T I N U Y B S Contoh 1 A P A K I T S I S T A T I N U Y B S Distribusi Marginal Variabel Random Diskrit Bila distribusi peluang f(X, Y) dari variabel random diskrit maka Y B S distribusi peluang marginal X adalah g (X) dan Y adalah h (Y). A P A K I T S I S T A T I N U Berdasarkan contoh 1 A P A K I T S I S T A T I N U Y B S DISTRIBUSI GABUNGAN VARIABEL RANDOM KONTINYU BERDIMENSI DUA Variabel random X dan Y dikatakan variabel random kontinyu berdimensi dua jika nilai-nilai dari X dan Y merupakan nilai-nilai yang berupa interval. A P A K I T S I S T A T I N U Y B S Sifat - sifat Fungsi Peluang Gabungan Variabel Random Kontinnu : 1. f x, y 0, untuk semua x, y 2. f x, y dx dy 1 3. P x, y A f x, y dx dy A P Y B S I N U untuk setiap daerah A di bidang xy. A merupakan A himpunan bagian dari daerah asal XKdan Y. I T Contoh 5.2 : S I Jika diketahui fungsi padat gabungan / fungsi densitas gabungan T A variabel random XTdan Y adalah : S 1 A f x, y x y 8 Hitunglah peluang P 0 x 1,1 y 2 ? DISTRIBUSI MARGINAL VARIABEL RANDOM KONTINU Bila distribusi peluang f x, y dari variabel random kontinu X dan Y, Y B S maka distribusi marginal X adalah g x dan Y adalah h y . g x f x, y dy A P y h y f x, y dx x T S I A K I I N U Berdasarkan contoh 5.2, tentukan distribusi peluang marginal X dan distribusi peluang marginal Y? S T A T A P I N U A K I T DISTRIBUSI BERSYARAT S I T GANGGA ANURAGA A T S Y B S DISTRIBUSI PELUANG BERSYARAT DEFINISI : Y B S f x1 , x2 f x2 | x1 , f1 x1 0 disebut f.d.p bersyarat f1 x1 A P f x ,x I dari x bila diketahui X x , sejalan f x | xN U f x , f x 0 A X x. K disebut f.d.p bersyarat dari x bila diketahui I T S I T A T S 1 2 1 1 1 2 2 2 1 2 2 2 2 2 Contoh : Jika diketahui fungsi peluang gabungan dari variabel random x1 dan x 2 dengan f.d.p A P Y B S I N U sebagai berikut : x1 x2 f x1 , x2 , x1 1, 2,3 ; x2 1, 2 21 0 , untuk x1 , x2 yang lain A K I T S I T A T S cari terlebih dahulu f.d.p marginal untuk x1 dan x2 kemudian tentukan f x1 | x2 dan f x2 | x1 DISTRIBUSI PELUANG BERSYARAT UNTUK VARIABEL RANDOM KONTINU Contoh : Misalkan x1 dan x 2 mempunyai f.d.p : f x1 , x 2 2 , 0 x1 x 2 1 0 , untuk yang lain A P I N U A K cari terlebih dahulu f.d.pImarginalnya T S kemudian tentukan I f x | x dan f x T A T S 1 2 2 | x1 Y B S