MATERI KULIAH STATISTIKA
I
UKURAN
Ukuran Statistik
Ukuran Statistik :
1.
Ukuran Pemusatan
Bagaimana, di mana data berpusat?
Rata-Rata Hitung = Arithmetic Mean
Median
Modus
Kuartil, Desil, Persentil
2. Ukuran Penyebaran
Bagaimana penyebaran data?
Ragam, Varians
Ukuran Pemusatan
Ukuran Statistik nantinya akan mencakup data : 1. Ungrouped Data
2. Grouped Data
Ungrouped Data : Data yang belum dikelompokkan
Grouped Data :Data yang telah dikelompokkan Tabel Distribusi
Frekuensi Ukuran Pemusatan
Rata-Rata Hitung = Arithmetic Mean
Notasi : : rata-rata hitung populasi x : rata-rata hitung populasi Rata-Rata Hitung untuk Ungrouped Data
dan N x N i i
1 x x n i i n
1 N : ukuran Populasi n : ukuran Sampel xi : data ke-iContoh 1
Misalkan diketahui di kota A hanya terdapat 6 PTS, masing-masing tercatat mempunyai banyak mahasiswa sebagai berikut : 850, 1100, 1150, 1250, 750, 900
Berapakah rata-rata banyak mahasiswa PTS di kota A? Rata-Rata Populasi atau Sampel ?
Jawab:
=
6000
Setiap 12 jam sekali bagian QC pabrik minuman ringan memeriksa 6 kaleng contoh untuk diperiksa kadar gula sintetisnya (%). Berikut adalah data 6 kaleng minuman contoh yang diperiksa :
13.5 12.5 13 12 11.5 12.5 Jawab :
=
75
6
= 12.5 %
Ukuran Pemusatan
Rata-Rata untuk Grouped Data
Nilainya merupakan pendekatan
Biasanya berhubungan dengan rata-rata hitung sampel
sehingga
x
: rata-rata hitung populasi
n
: ukuran Sampel
fi
: frekuensi di kelas ke-i
xi
: Titik Tengah Kelas ke-i
x f x f i i i n i i n
1 1x
f x
n
i i i n
1Ukuran Pemusatan
Kelas Titik TengahKelas (xi) Frekuen si (fi) fi xi 16-23 19.5 10 195 24-31 27.5 17 467.5 32-39 35.5 7 248.5 40-47 43.5 10 435 48-55 51.5 3 154.5 56-63 59.5 3 178.5 Jumlah () 50 1679 Jawab : x = 1679 50 = 33.58
Selain dengan rumus tersebut, dapat dicari dengan suatu nilai
dugaan (M)
di : TTKi (xi) - M
x
M
f d
n
i i i n
1Kelas Titik Tengah Kelas (xi) M di Frekuensi(fi) fi di 16-23 19.5 39.5 -20 10 -200 24-31 27.5 39.5 -12 17 -204 32-39 35.5 39.5 - 4 7 -28 40-47 43.5 39.5 4 10 40 48-55 51.5 39.5 12 3 36 56-63 59.5 39.5 20 3 60 Jumlah () 0 50 -296 x M f d n i i i n
1 = 39 5 295 50 39 5 5 92 33 58 . . . .Catt : Bagaimana menentukan M? Tidak ada cara khusus! M dapat ditentukan sembarang !
Atau
M dapat ditentukan dengan Titik Tengah Kelas (xi) pada Kelas tepat di tengah TDF
jika banyak kelas (k) ganjil maka ambil (xi) pada kelas ke (kelas yang di tengah-tengah)
jika banyak kelas (k) genap maka gunakan (xi) pada kelas ke dan kelas ke +1 1 selanjutnya kedua nilai (xi) tersebut dibagi dua
Modus
Nilai yang paling sering muncul
Nilai yang frekuensinya paling tinggi a. Modus untuk Ungrouped Data Contoh :
Sumbangan PMI warga Depok
7500 8000 9000 8000 3000 5000 8000 Modus : Rp. 8000
Bisa terjadi data dengan beberapa modus (multi-modus) Bisa terjadi data tanpa modus
Contoh
Berat 5 orang bayi : 3.6 3.5 2.9 3.1 3.0 (Tidak Ada Modus)
Umur Mahasiswa : 19 18 19 18 23 21
19 21 18 20 22 17
b. Modus untuk Grouped Data
Kelas Modus : Kelas di mana Modus berada
Kelas dengan frekuensi tertinggi
Tepi Batas Bawah kelas ke-i = Batas Bawah kelas ke−i + Batas Atas kelas ke (i−1) Tepi Batas Atas kelas ke-i = Batas Atas kelas ke−i + Batas Bawah kelas ke (i+1)
di mana : TBB : Tepi Batas Bawah
d1 : Beda Frekuensi Kelas Modus dengan Frekuensi Kelas sebelumnya d2 : Beda Frekuensi Kelas Modus dengan Frekuensi Kelas sesudahnya
i : interval kelas
Modus = TBB Kelas Modus + i
d d d 1 1 2 d d d 1 1 2
Kelas Modus = 24 - 31 TBB Kelas Modus = 23.5 i = 8
frek. kelas Modus = 17
frek, kelas sebelum kelas Modus = 10 frek. kelas sesudah kelas Modus = 7 d1 = 17 - 10 = 7
d2 = 17 - 7 = 10
Kelas Frekuensi (fi)
16-23 10 24-31 17 32-39 7 40-47 10 48-55 3 56-63 3 Jumlah () 50 Modus = 23.5 + 8 7 7 10 = 23.5 + 8 7 17 = 23.5 + 8 (0.41176...) = 23.5 + 3.2941... = 26.7941... 27 d d d 1 1 2
Median, Kuartil, Desil dan Persentil
Median Nilai yang membagi gugus data yang telah tersortir
(ascending) menjadi 2 bagian yang sama besar
Kuartil Nilai yang membagi gugus data yang telah tersortir
(ascending) menjadi 4 bagian yang sama besar
Desil Nilai yang membagi gugus data yang telah tersortir
(ascending) menjadi 10 bagian yang sama besar
Persentil Nilai yang membagi gugus data yang telah tersortir
Median, Kuartil, Desil dan Persentil untuk Ungrouped Data
1. Median untuk Ungrouped Data
Letak Median
Letak Median dalam gugus data yang
telah tersortir
Letak Median =
, n = banyak data
Contoh 1:
Tinggi Badan 5 mahasiswa:
1.75
1.78 1.60
1.73
1.78
Sorted :
1.60
1.73
1.75
1.78
1.78
n = 5
Letak Median =
= = 3
Median = Data ke-3 = 1.75
Contoh 2
Tinggi 6 mahasiswa : 1.6 1.73 1.75 1.78 1.78 1.80 (Sorted)
n = 6 Letak Median = = 3,5 Median = 2 1 (Data ke 3 + Data ke 4) = 2 1 (1.75 + 1.78) = 1.765
= Data ke-3 + 0.5 (Data ke-4 – Data ke-3) = 1.75 + 0.5 (1.78 – 1.75)
2. Kuartil untuk Ungrouped Data
Letak Kuartil ke-q Letak Kuartil ke-q dalam gugus data yang telah tersortir,
q =1,2,3
Letak Kuartil ke-q = ( ) , n = banyaknya data
3. Desil untuk Ungrouped Data
Letak Desil ke-d Letak Desil ke-d dalam gugus data yang telah
tersortir,
d =1,2,3, . . . 9
Letak Desil ke-d = ( )
,
n = banyaknya data4. Persentil untuk Ungrouped Data
Letak Persentil ke-p Letak Persentil ke- dalam gugus data yang telah
tersortir,
Letak Persentil ke-p ( )
,
n = banyaknya dataTeknik Penghitungan Nilai Kuartil ke-k, Desil ke-d, Persentil ke-p
Misalkan didapat letak Kuartil ke-q/Desil ke-d/Persentil ke-p = Data ke-i.j (berupa bilangan pecahan)
Maka Nilai Kuartil ke-q/Desil ke-d/Persentil ke-p = Nilai data ke-i + [0.j (Nilai Data ke-i+1 – Nilai Data ke-i)]
Contoh : Terdapat sebanyak 253 data yang sudah tersortir ascending Data ke-190 bernilai 175 dan Data ke-191 bernilai 180 Data ke-50 bernilai 45 dan Data ke-51 bernilai 48
Letak Kuartil ke-3 = 1905 4 762 4 1 253 3 4 1 3 . ) ( ) n (
Nilai Kuartil ke-3 = Data ke 190 + 0.5 (Data ke-191 – Data ke-190)
= 175 + 0.5 (180 – 175) = 175 + (0.5 5) = 175 + 2.5 = 177.5
Letak Desil ke-2 = 508
10 508 10 1 253 2 10 1 2 . ) ( ) n (
Nilai Desil ke-2 = Data ke-50 + 0.8 (Data ke-51 – Data ke-50)
= 45 + 0.8 (48 - 45) = 45 + (0.8 3) = 45 + 2.4 = 47.4
Letak Persentil ke-65 = 1651
100 16510 100 1 253 65 100 1 65 . ) ( ) n (
Nilai Persentil ke-65 = Data ke 165 + 0.1 (Data ke-166 – data ke-165) = 100 + (0.1 2) = 100 + 0.2 = 100.2
Median, Kuartil, Desil dan Persentil untuk Grouped Data
Nilainya merupakan pendekatan
1. Median untuk Grouped Data
Letak Median = , n: banyak data
Kelas Median : Kelas di mana Median berada
Kelas Median didapatkan dengan membandingkan Letak Median dengan Frekuensi Kumulatif
atau
Median = TBB Kelas Median + i s
fM
Median = TBA Kelas Median - i s
fM '
di mana :
TBB : Tepi Batas Bawah
s : selisih antara Letak Median dengan Frekuensi Kumulatif sebelum kelas
Median
TBA : Tepi Batas Atas
s’ : selisih antara Frekuensi Kumulatif sampai kelas Median dengan Letak
Median
i : interval kelas
Contoh
Kelas Median
Median = Data ke-25 terletak di kelas 24-31 Kelas Median = 24 - 31
TBB Kelas Median = 23.5 dan TBA Kelas Median = 31.5
f M = 17
Frek. Kumulatif sebelum Kelas Median = 10 s = 25 - 10 = 15
Frek. Kumulatif sampai Kelas Median = 27 s’ = 27 - 25 = 2
Kelas Frekuensi Frek.
Kumulatif 16 – 23 10 10 24 – 31 17 27 32 – 39 7 34 40 – 47 10 44 48 – 55 3 47 56 – 63 3 50 50 ----interval = i = 8 Letak Median = n 2 = 50 2 = 25
Median = TBB Kelas Median + i s fM = 23.5 + 8 15 17 = 23.5 + 8 (0.8823...) = 23.5 + 7.0588... = 30.5588... 30.6
Median = TBA Kelas Median - i s
fM ' = 31.5 - 8 2 17 = 31.5 - 8 (0.1176...) = 31.5 - 0.9411.. = 30.5588... 30.6
2. Kuartil untuk Grouped Data
Letak Kuartil ke-q = , q = 1,2,3...dan n = banyaknya data
Kelas Kuartil ke-q : Kelas di mana Kuartil ke-q berada
Kelas Kuartil ke-q didapatkan dengan membandingkan Letak Kuartil ke-q dengan Frekuensi
Kumulatif
atau
di mana :TBB : Tepi Batas Bawah
s : selisih antara Letak Kuartil ke-q dengan Frekuensi Kumulatif sebelum kelas
Kuartil ke-q
TBA : Tepi Batas Atas
s’ : selisih antara Frekuensi Kumulatif sampai kelas Kuartil ke-q
dengan Letak Kuartil ke-q i : interval kelas
f Q : Frekuensi kelas Kuartil ke-q
4
Kuartil ke-q = TBB Kelas Kuartil ke-q + i s
fQ
Kuartil ke-q = TBA Kelas Kuartil ke-q - i s
fQ '
Contoh Tentukan kuartil ke -3
Kelas Kuartil ke -3
Kuartil ke-3 = Data ke-37.5 terletak di kelas 40 – 47 Kelas Kuartil ke-3 = 40 - 47
TBB Kelas Kuartil ke-3 = 39.5 dan TBA Kelas Kuartil ke-3 = 47.5
f Q3 = 10
Frek. Kumulatif sebelum Kelas Kuartil ke-3 = 34 s = 37.5 - 34 = 3.5
Frek. Kumulatif sampai Kelas Kuartil ke-3 = 44 s’ = 44 - 37.5 = 6.5
Kelas Frekuensi Frek.
Kumulatif 16 – 23 10 10 24 – 31 17 27 32 – 39 7 34 40 – 47 10 44 48 – 55 3 47 56 – 63 3 50 50 ----interval = i = 8
Letak Kuartil ke-3 = 3
4 n = 3 50 4 = 37.5
Kuartil ke-3 = TBB Kelas Kuartil ke-3 + i s fQ = 39.5 + 8 3 5 10 . = 39.5 + 8 (0.35) = 39.5 + 2.8 = 42.3
Kuartil ke-3 = TBA Kelas Kuartil ke-3 - i s
fQ ' = 47.5 - 8 6 5 10 . = 47.5 - 8 ( 0.65) = 47.5 - 5.2 = 42.3
3. Desil untuk Grouped Data
Letak Desil ke-d = , d = 1,2,9... 9 .dan n = banyaknya data
Kelas Desill ke-d : Kelas di mana Desil ke-d berada
Kelas Desil ke-d didapatkan dengan membandingkan Letak Desil ke-d dengan Frekuensi
Kumulatif
atau
di mana :TBB : Tepi Batas Bawah
s : selisih antara Letak Desil ke-q dengan Frekuensi Kumulatif sebelum kelas
Kuartil ke-d
TBA : Tepi Batas Atas
s’ : selisih antara Frekuensi Kumulatif sampai kelas Desil ke-d
dengan Letak Desil ke-d i : interval kelas
f Q : Frekuensi kelas Desil ke-d
10
Desil ke-d = TBB Kelas Desil ke-d + i s
fD
Desil ke-d = TBA Kelas Desil ke-d - i s
fD '
Contoh Tentukan desil ke -9
Kelas Desil ke -9
Desil ke-9 = Data ke-45 terletak di kelas 48 - 55 Kelas Desil ke-9 = 48 - 55
TBB Kelas Desil ke-9 = 47.5 dan TBA Kelas Desil ke-9 = 55.5
f D9 = 3
Frek. Kumulatif sebelum Kelas Desil ke-9 = 44 s = 45 - 44 = 1
Frek. Kumulatif sampai Kelas Desil ke-9 = 47 s’ = 47 - 45 = 2
Kelas Frekuensi Frek.
Kumulatif 16 – 23 10 10 24 – 31 17 27 32 – 39 7 34 40 – 47 10 44 48 – 55 3 47 56 – 63 3 50 50 ----interval = i = 8
Letak Desil ke-9 = 9
10 n = 9 50 10 = 45
Desil ke-9 = TBB Kelas Desil ke-9 + i s fD = 47.5 + 8 1 3 = 47.5 + 8 (0.333...) = 47.5 + 2.66... = 50.166...
Desil ke-9 = TBA Kelas Desil ke-9 - i s
fD ' = 55.5 - 8 2 3 = 47.5 - 8 ( 0.666...) = 55.5 -5.33... = 50.166...
4. Presentil untuk Grouped Data
Letak Presentil ke-p , p = 1,2,3...99 dan n = banyaknya data
Kelas Presentil ke-p : Kelas di mana Presentil ke-p berada
Kelas Presentil ke-p didapatkan dengan membandingkan Letak Presentil ke-p dengan
Frekuensi Kumulatif
atau
p : 1,2,3...99
di mana :TBB : Tepi Batas Bawah
s : selisih antara Letak Persentil ke-p dengan Frekuensi Kumulatif sebelum kelas Persentil ke-p
TBA : Tepi Batas Atas
s’ : selisih antara Frekuensi Kumulatif sampai kelas Persentil ke-p dengan Letak Persentil ke-p
i : interval kelas
f P : Frekuensi kelas Persentil ke-p 100
Persentil ke-p = TBB Kelas Persentil ke-p + i s
fP
Persentil ke-p = TBA Kelas Persentil ke-p - i s
fP '
Contoh Tentukan Presentil ke -56
Kelas Pressentil ke -56
Persentil ke-56 = Data ke-28 terletak di kelas 32 - 39 Kelas Persentil ke-56 = 32 - 39
TBB Kelas Persentil ke-56 = 31.5 dan TBA Kelas Persentil ke-56 = 39.5
f P56 = 7
Frek. Kumulatif sebelum Kelas Persentil ke-56 = 27 s = 28 - 27 = 1
Frek. Kumulatif sampai Kelas Persentil ke-56 = 34 s’ = 34 - 28 = 6
Kelas Frekuensi Frek.
Kumulatif 16 – 23 10 10 24 – 31 17 27 32 – 39 7 34 40 – 47 10 44 48 – 55 3 47 56 – 63 3 50 50 ----interval = i = 8
Letak Persentil ke-56 = 56
100 n = 56 50 100 = 28
Persentil ke-56 = TBB Kelas Persentil ke-56 + i s fP = 31.5 + 8 1 7 = 31.5 + 8 (0.142...) = 31.5 + 1.142.. = 32.642...
Persentil ke-56 = TBA Kelas Persentil ke-56 - i s
fP ' = 39.5 - 8 6 7 = 39.5 - 8 (0.857...) = 39.5 - 6.857... = 32.642...
5. Rata-Rata Tertimbang (Weighted Mean)
Dalam beberapa kasus setiap nilai diberi beban, misalnya : pada kasus perhitungan Indeks Prestasi, Potongan Harga Barang, dll
Contoh
Berikut adalah Transkrip Akademik seorang mahasiswa
Di mana xB: rata-rata tertimbang
Bi: beban ke-i
xi: data ke-i
n : banyak data
Mata Kuliah Nilai Mutu Angka Mutu
(Xi)
SKS (Bi)
Nilai Skala (Skoring) (Bi Xi) Pancasila B 3 2 6 Teori Ekonomi A 4 4 16 Bahasa Inggris C 2 3 6 Pengantar Manajemen A 4 3 12 14 12 40 Indeks Prestasi = x B x B B i i i n i i n
1 1 = 40 12 = 3.336. Rata-Rata Geometrik (Geometric Mean)
Rata-rata geometrik digunakan untuk menghitung rata-rata laju pertumbuhan (growth rate), misalnya : pertumbuhan penduduk, penjualan, tingkat bunga dll.
ingat G = antilog (log G)
Di mana G : rata-rata geometrik x1 : data ke-i
n : banyak data Contoh
Data pertumbuhan suku bunga dalam 5 hari kerja :
1.5 2.3 3.4 1.2 2.5 % G = antilog 0.30928... = 2.03837
G
nx
x
x
x
n 1 2 3 G n x x x xn 1 2 3 = loglog log log
G = x1 log x2 x3 x4 log x5
5
= log 1.5 log 2.3 log 3.4 log 1.2 log 2.5
5 = 0.176... 0.361... 0 531 0 079 0 397 5 . ... . ... . ... = 15464 5 . ... = 0.30928....
Bandingkan dengan rata-rata hitung x x n i i n
1 =1.5 2.33.4 1.2 2.5 5 = 10 9 5 . = 2.18Ukuran Penyebaran
Ragam = Varians (Variance) dan Simpangan Baku = Standar eviasi (Standard Deviation)
1. Ragam dan Simpangan Baku untuk Ungrouped Data
POPULASI :
atau dan
SAMPEL :
atau dan
Xi : data ke-i : simpangan baku populasi
: rata-rata populasi N : ukuran populasi ̅ : rata-rata sampel s : simpangan baku
²: ragam populasi n : ukuran sampel
2 2 1
(xi ) i N 2 2 1 2 1 2
N x x N i i N i i N ( ) s x x n i i n 2 2 1 1
( ) s x x n i i n 2 2 1 1
( ) s n x ( x ) n n i i n i i n 2 2 1 2 1 1
( )Contoh :
Data Usia 5 mahasiswa : 18 19 20 21 22 tahun
Hitunglah , ² dan (anggap data sebagai data populasi) Hitunglah ̅, s2 dan s ( data adalah data sample)
Jawab: POPULASI : N = 5 xi atau x (xi-) atau ( xi- x ) (xi-)² atau (xi- x )² xi2 18 20 -2 4 324 19 20 -1 1 361 20 20 0 0 400 21 20 1 1 441 22 20 2 4 484 100 --- --- 10 2010 100 5 2 2 1
(xi ) i n = 10 5 = 2 2 2 1 2 1 2
N x x N i i N i i N ( ) = (5 2010) 100 5 10050 10000 25 50 25 2 2 =2 2 = 2 = 1.414... xi x xi xi x xi xi xxi 2SAMPEL n = 5 x 100 5 = 2 s x x n i i n 2 2 1 1
( ) =10 4 = 2.5 s n x ( x ) n n i i n i i n 2 2 1 2 1 1
( ) = (5 2010) 100 5 4 10050 10000 20 50 20 2 = 2.5 s s2 = 2 5. =1.581...2. Ragam dan Simpangan Baku untuk Grouped Data
POPULASI :dan
SAMPEL :
dan
Xi : data ke-i : simpangan baku populasi
: rata-rata populasi N : ukuran populasi ̅ : rata-rata sampel s : simpangan baku
²: ragam populasi n : ukuran sampel
Contoh
Rata -Rata ( atau ̅ ) = = 33.58 (dari catatan terdahulu)
POPULASI : N = 50 SAMPEL : Kelas TTK xi Frek . fi fi xi atau x ( xi-) atau ( xi-x ) ( xi-)² atau ( xi-x )² fi ( xi-)² atau fi( xi-x )² 16 - 23 19.5 10 195 33.58 -14.08 198.2464 1982.4640 24 - 31 27.5 17 467.5 33.58 -6.08 36.9664 628.4288 32 - 39 35.5 7 248.5 33.58 1.92 3.6864 25.8048 40 - 47 43.5 10 435 33.58 9.92 98.4064 984.0640 48 - 55 51.5 3 154.5 33.58 17.92 321.1264 963.3792 56 - 63 59.5 3 178.5 33.58 25.92 671.8464 2015.5392 --- 50 1679 ---- --- --- 6599.68 2 2 1 fi xi i k ( ) = 6599 68 50 . = 131.9936 2 = 131 9936. = 11.4888.... s f x x n i i i k 2 2 1 1 ( ) = 6599 68 49 . = 134.6873.... s s2 = 134 6873. ... = 11.6054.... xffiii xi x xi xi x xi xi xfi xfii xi x
3. Koefisien Ragam
Koefisien Ragam = Koefisien Varians
Semakin besar nilai Koefisien Ragam maka data semakin bervariasi, keragaman data makin tinggi.
Untuk Populasi Koefisien Ragam =
Untuk Sampel Koefisien Ragam =
Contoh : ̅ = 33,58 s = 11.6054 Koefisien Ragam = ̅ x 100% = . . x 100% = 34.56 % % 100 % 100 x s xffiii xi x xi xi x xi xi xfi xfii xi x
4. Angka Baku
Angka baku adalah ukuran penyimpangan data dari rata-rata populasi z dapat bernilai nol (0), positif (+) atau negatif (-)
z nol data bernilai sama dengan rata-rata populasi z positif data bernilai di atas rata-rata populasi z negatif data bernilai di bawah rata-rata populasi
z = Angka Baku x = nilai data
= Rata – rata populasi = simpangan baku
xffiii xi x xi xi x xi xi xfi xfii xi x
Contoh :
Rata – rata kecepatan lari atlet nasional = 20 km/jam dengan simpangan baku = 2.5 km
Hitung angka baku kecepatan lari
a. Ali = 25 km/jam b. Didi = 18 km/jam Jawab : a. z x = 25 20 2 5 5 2 5 . . = 2 b. z x = 18 20 2 5 2 2 5 . . = -0.8 xffiii xi x xi xi x xi xi xfi xfii xi x
Penyajian Grafik
Distribusi frekuensi dapat juga disajikan dalam bentuk grafik.
Sajian grafik yang sangat luas digunakan bagi data numerik
adalah diagram balok
Selang Kelas Batas Kelas Titik Tengah Frekuensi
1,5-1,9 1,45-1,95 1,7 2 2,0-2,4 1,95-2,45 2,2 1 2,5-2,9 2,45-2,95 2,7 4 3,0-3,4 2,95-3,45 3,2 15 3,5-3,9 3,45-3,95 3,7 10 4,0-4,4 3,95-4,45 4,2 5 4,5-4,9 4,45-4,95 4,7 3 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1,5 1,9 2,0 2,4 2,5 2,9 3,0 3,4 3,5 3,9 4,0 4,4 4,5 4,9