PENDUGAAN PARAMETER 1
I
Mhd. Teguh Arrozik Nim.
STATISTIKA
UNIVERSITAS BRAWIJA
II
ISI
MATERI
Materi Pendugaan Parameter 1 yang akan dibahas:
• Pengertian Pendugaan dan Penduga
• Ciri-ciri Penduga Yang Baik
• Jenis-jenis Pendugaan
• Pendugaan Interval untuk Rata-rata
• Pendugaan Interval untuk Proporsi
III
Pendugaan Parameter
IV
 Pendugaanadalah proses yang menggunakan sampel statistik untuk menduga atau menaksir hubungan atau keadaan parameter populasi yang tidak diketahui.
 Pendugaan merupakan suatu pernyataan mengenai parameter populasi yang diketahui berdasarkan informasi dari sampel, dalam hal ini sampel random, yang diambil dari populasi bersangkutan.
 Penduga adalah suatu statistik (harga sampel) yang digunakan untuk menduga suatu parameter.
 Dengan penduga, dapat diketahui seberapa jaauh suatu parameter populasi yang tidak diketahui berada disekitar
sampel.
Pengertian Pendugaan dan
Penduga
V
Secara umum, parameter diberi lambang 𝜃 dan penduga diberi lambang 𝜃 ^ . Untuk lebih jelaskan, perhatikan tabel disamping.
Parameter ( 𝜽) Penduga ( 𝜽 ^ )
𝜇 (rata-rata populasi) 𝑋 ̅ a tau 𝜇^
P (proporsi presentase) 𝑝^
𝜎
2(varians) 𝑆
2atau
𝑆 𝜎 (simpangan baku) S atau 𝑆 ^ r (koefisien korelasi) 𝜌 atau 𝑟^
b (koefisien regresi) B atau 𝑏
Karena penduga merupakan fungsi dari nilai-nilai sampel maka penduga termasuk
variabel random dan memiliki distribusi damping (distribusi pemilihan
sampel).
CIRI-CIRI PENDUGA YANG VI
BAIK
Tidak
Nilai penduga
Bias
= nilai parameternya Contoh:𝑋 merupakan penduga tidak bias bagi 𝜇, sebab
𝐸 𝑋= 𝜇.
Suatu penduga disebut bias bagi
parameternya jika nilai penduga ≠ nilai parameternya.
Contoh: 2
𝑆2 = ∑ 𝑥 ; 𝑥
𝑛2 merrupakan pendugaan yang bagi 𝜎2, sebab bias𝐸(𝑆2) ≠
𝜎2
.
Efisie n
Suatu 𝜃 dikatakan efisien bagi 𝜃 apabila penduga memiliki ragam yang kecil.
Contoh:
Ada dua penduga tidak bias, dimana
varians penduga 1 lebih kecil dari penduga
2 maka penduga 1 yanglebih efisien dibanding penduga 2.
Konsiste
n
Jika ukuran sampel semakin besar maka penduga akan mendekati perameternya. Jika ukuran sampel bertambah tak hingga maka distribusi sampling penduga akan mengecil menjadi suatu garis tegak lurus diatas parameter sebenarnya dengan probalitas sama dengan 1
Contoh:
Median sampel dapat konsisten
untuk menduga parameter, namun rata- rata sampel
lebih baik sebagai penduga untuk
parameter, karena disamping konsisten juga efisien.
E(penduga) = parameternya
JENIS-JENIS PENDUGAAN
Berdasarkan cara penyajiannya
 Pendugaan tunggal (titik)
 Pendugaan interval
Berdasarkan jenis paramaternya
 Pendugaan rata-rata
 Pendugaan proporsi
 Pendugaan varians 𝜎
2 Pendugaan simpangan baku
VII
VII I
Pendugaan tunggal
Pengertia n
adala h
pendugaa n
yan g
hany a
mempuny ai
ata u nilai sebagai estimasi suatu parameter
yang tidak Pendugaan
tunggal
menyebutkansatu diketahui.
 Penduga untuk 𝜇 adalah rata-rata dari sampel 𝑋 yang
dirumuskan:𝑋 +𝑋 +𝑋 +⋯
𝑋 =
+𝑋 1 2 𝑛3 𝑛 Pendugaan untuk 𝜎2 adalah varians dari sampel 𝑆2
yang dirumuskan:
𝑆
2=
∑ 𝑋
𝑖− 𝑋
2
𝑛 − 1
Conto h
Pendugaan tunggal yang hanya memiliki satu nilai tidak memberikan gambaran mengenai selisih atau jarak antara penduga dengan nilai sebenarnya (nilai parameternya). Pendugaan tunggal memberikan nilai yang kemungkinan besar berbeda dari nilai parameter sebenarnya, meskipun dalam sampel yang berulang-ulang, kecuali diberikan besarnya kesalahan yang mungkin terjadi.
Oleh karena itu, sebagai ganti digunakan pendugaan interval atau interval
keyakinan.
BERDASARKAN CARA PENYAJIANNYA
STATISTIKA INFERENSIA | PENDUGAAN PARAMETER1
Pendugaan Interval
Catata n
Tingkat keyakinan atau koefisien keyakinan atau kepercayaan
diberi simbol 𝐶 = 1 − 𝛼.
Selang kepercayaan ∶ 1 − 𝛼 𝑥 100 % 𝛼 = besarnya kesalahan yang ditolerir dalam membuat
keputusan.
Pengertia n
Pendugaan interval adalah pendugaan yang mempunyai dua nilai sebagai daerah pembatasan yaitu nilai batas bawah dan nilai batas atas.
Pada pendugaan interval digunakan tingkat keyakinan (confidence) terhadap daerah yang nilai sebenarnya atau parameternya akan berada.
Rumu s
2 𝑠 𝑡
Interval keyakinan secara umum dirumuskan:
𝑠𝑡 − 𝑍
𝛼𝜎
𝑠𝑡< 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 < 𝑠𝑡 + 𝑍
𝛼𝜎
𝑠𝑡2 2
atau
,
𝑃 𝑠𝑡 − 𝑍
𝛼𝜎
𝑠𝑡< 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 < 𝑠𝑡 + 𝑍
𝛼𝜎
𝑠𝑡− 𝛼 = 1
22
Keterangan:
𝑠𝑡 − 𝑍𝛼𝜎𝑠𝑡 = 𝑏 = batas bawah pendugaan interval 𝑠𝑡 + 𝑍2 𝛼𝜎𝑠𝑡 = a = batas atas pendugaan interval 𝑠𝑡 = 2penduga (statistik sampel)
𝑍𝛼 = koefisien yang sesui dengan interval keyakinan yang2
digunakan dalam pendugaan interval.
S 𝑠𝑡 = simpangan baku penduga 𝑍𝛼s = kesalahan duga
IX
Conto
pendugaan interval rata-rata dengan tingkat keyakinan
h
95%, dituliskan:𝑋 − 𝑍𝛼𝜎𝑋 < 𝜇 < 𝑋 + 𝑍𝛼𝜎𝑋 2
2
𝑋 − 𝑍0,025𝜎𝑋 < 𝜇 < 𝑋 + 𝑍0,025𝜎𝑋
𝑋 − 1,96 𝜎𝑋 < 𝜇 < 𝑋 + 1,96 𝜎𝑋
Atau,
P(𝑋 − 1,96 𝜎𝑋 < 𝜇 < 𝑋 + 1,96 𝜎𝑋) = 0,95
Pendugaan Rata- rata
Pengertia n
Pendugaan rata-rata 𝜇 adalah pendugaan mengenai nilai parameter 𝜇 yang sebenarnya berdasarkan informasi rata-rata sampel.
Elementri sampling Mendel hol
Pendugaan rata-rata 𝜇 atau interval rata-rata dengan tingkat
keyakinan 𝑋 = 30 dan 𝜎
𝑋= 90%, 0,83
dengan adalah
Contoh soal
22
𝑋 − 𝑍
𝛼𝜎
𝑋< 𝜇 < 𝑋 + 𝑍
𝛼𝜎
𝑋⇒ 30 − 𝑍
0,05. 0,83 < 𝜇 < 30 +
𝑍
0,05. 0,83
⇒ 30 −1,645 . 0,83 < 𝜇 < 30 +
1,645 . 0,83
28,63 < 𝜇 < 31,37
Penyelesaian soal
X
BERDASARKAN JENIS PARAMETERNYA
Pendugaan Proporsi
Pengertia n
Pendugaan proporsi adalah pendugaan dari
proporsi populasi yang tidak diketahui.
Pendugaan proporsi
dengan tingkat keyakinan 90%, dengan 𝑝 = 0,07 dan 𝑆
𝑝= 0,0114 adalah
Contoh
soal
22𝑝 − 𝑍
𝛼𝑆
𝑝< 𝑃 < 𝑝 + 𝑍
𝛼𝑆
𝑝⇒ 0,07 − 𝑍
0,05. 0,0114 < 𝑃 < 0,07 +
𝑍
0,05. 0,0114
⇒ 0,07 −1,645 . 0,0114 < 𝑃 < 0,07 + 1,645 .
0,0114
0,051 < 𝑃 < 0,089
Penyelesaian soal
XI
Pendugaan Varians 𝜎 2
Pengertia n
Pendugaan varians 𝜎
2adalah pendugaan dari
varians populasi yang tidak diketahui .
Pendugaan varians (interval varains
2𝜎 ) 95%,
dengan dengan tingkat
keyakinan
𝑛 = 14 dan 𝑆
2= 9 adalah
Contoh soal
Penyelesaian soal
XII
𝑋
𝑏
2
< 𝜎
2<
(𝑛 − 1)𝑆
2(𝑛 −
1)𝑆
2𝑋
𝑎
2
Dari tabel 𝑋
2dengan 𝑑𝑏 = 𝑛 − 1 = 13 ← {
𝑋
𝑏2= 𝑋
20,025
𝑋
𝑎2= 𝑋
20.975
= 24,73
= 5,00 (13)(9) < 𝜎
2< (13)(9)
24,73 5,00
4,73 < 𝜎
2< 23,14
Pendugaan Simpangan Baku
Pengertia n
Pendugaan simpangan baku adalah pendugaan dari simpangan baku populasi (parameter) yang tidak diketahui .
denga n
𝑛 = 16 Pendugaan simpangan
baku tingkat keyakinan 90%, dengan dan 𝑆 = 25 adalah
Contoh soal
Penyelesaian soal
XII I
(𝑛 − 1)𝑆
𝑋𝑏 2
< 𝜎
<
(𝑛 − 1)𝑆
𝑋𝑎
𝑋
2= 𝑋
2=
224,996
𝑏 0,05𝑋
2= 𝑋
2= 7,261
𝑎 0,95< 𝜎
<
(15)(25) (15)
(25) 24,996 7,261
3,873 < 𝜎 <
7,186
PENDUGAAN INTERVAL UNTUK RATA-RATA
Untuk populasi tidak terbatas atau populasi terbatas yang pengambilan sampelnya dengan pengembalian dan 𝜎 diketahui
𝑛 = 300 406.000 𝑋 = 165.000 𝜎 = 1 − 𝛼 =
95%
𝛼 = 5%
𝑍
𝛼<𝑍
0,025 <1,9 6
𝑋 − 𝑍
𝛼.
2 2
�
� �
�
2< 𝜇 < 𝑋 + 𝑍
𝛼.
�
� �
�
406.000 −
𝑍
0,025.
165.000< 𝜇 < 406.000 +
𝑍
300300 0,025.
165.000406.000 −(1,96) .
165.000< 𝜇 < 406.000 + (1,96) .
165.000300 300
387.328,49 < 𝜇 < 424.671,51
Jadi, rata-rata pengeluaran karyawan yang berada di antara 𝑅𝑝.
387.328,49
sampai 𝑅𝑝. 424.671,51 akan benar 95% dari keseluruhan waktu, jika pendugaan itu dilakukan berulang-ulang dengan cara yang sama.
XIV
1 Untuk Sampel Besar (𝒏 > 𝟑𝟎)
Penyelesaian:
𝑋 − 𝑍
𝛼.
2
�
� �
�
< 𝜇 < 𝑋 + 𝑍
𝛼.
2
�
� � Contoh soal: �
Warung nasi SUM-SUM mengadakan perkiraan pengeluaran karyawan
perusahaan yang digunakan untuk membeli makanan di warungnya selama setahun. Untuk keperluan penelitian tersebut diambil sampel
yang terdiri dari 300 karyawan. Ternyata, rata-
rata pengeluaran untuk membeli makanan
adalah Rp. 406.000,00 setahun dengan
simpangan baku Rp. 165.000,00 . Dugalah rata-
rata
penegluaran
karyawa n
makanan dalam setahun
untuk denga
n
membe li
interv al keyakinan
95%.
Lanjutan untuk sampel besar (𝑛
> 30)
Untuk populasi terbatas pengambilan sampel tanpa pengembalian dan 𝜎
diketahui
Penyelesaia n:
𝑍
𝛼𝑁 = 300 𝑛 = 35 𝑋 = 39,76
𝜎 = 0,93 1 − 𝛼 =
90%
𝛼 = 10%
2<𝑍0,05<1,6 5
Jadi, rata-rata jam kerja karyawan Perusahaan PT MAJU TERUS dengan tingkat
keyakinan 90% berada antara 39,53 jaam per minggu hingga 39,99
XV
Contoh soal:
Perusahaan PT MAJU TERUS memiliki karyawan 250 orang. Untuk keperluan tertentu, ingin dikethui rata- rata lama jam kerjanya per minggu.
Untuk itu, diambil sampel sebanyak 35 orang dan diperoleh data bahwa rata- rata jam kerja karyawan tersebut adalah 39,76 jam per minggu. Jika simpangan rata-rata jam kerjanya 0,93 jam, dugalah dengan tingkat keyakinan 90%, rata-rata jam kerja karyawan tersebut
𝑋 − 𝑍
𝛼.
2
� �
𝜎 𝑁 − 𝑛𝑁 −
1
2< 𝜇 < 𝑋
+ 𝑍
𝛼. �
�
𝜎 𝑁 − 𝑛𝑁 − 1
𝑋 − 𝑍
𝛼.
2
𝜎𝑁 ; 𝑛
𝑛 2
< 𝜇 < 𝑋 + 𝑍
𝛼.
𝑁 ; 1
𝜎𝑁 ; 𝑛 𝑛 𝑁 ;
1
39,76 − 1,65
0,9 33 5
250 − 35 250 −
1
< 𝜇 < 39,76 + 1,65
0,9 33 5
250 − 35 250 − 39,53 < 𝜇 < 1
39,99
Untuk Sampel Kecil (𝒏 ≤
𝟑𝟎) Untuksampel kecil yang pengambilan sampel dengan pengembalian 𝜎 tidak
diketahui 𝑋
=
14 59 = 16,11 1 − 𝛼 = 99%
𝛼 = 1%
𝑛 − 1 = 9 − 1 = 8
𝑡
0,005 ,8= 3,355
Jadi, rata-rata waktu yang digunakan oleh karyawan perusahaan dengan interval keyakinan 99% berkisar antara 13,985 menit sampai 18,235 menit.
XV I
2
Contoh soal:
Suatu sampel random yang terdiri atas 9 orang karyawan disebuah perusahaan memiliki waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan sebuah pekerjaan, yaitu 14; 17; 15; 18; 18; 14; 15; 19; 15 menit.
Dugalah rata-rata waktu yang digunakan bagi karyawan tersebut dengan
interval
𝑋 −
2𝑡
𝛼 , 𝑛 ; 1. �
�
,𝑛;1
< 𝜇 < 𝑋 + 𝑡
𝛼.
2𝑠 𝑠 �
� 𝑠 =
∑
𝑋
2(
∑𝑋)
2𝑛 − 1
−𝑛(𝑛 − 1)
keyakinan 99%.
Penyelesaian
𝑛 = 9
∑ 𝑋 = 145
∑ 𝑋
2= 2.365
𝑠 =
2.365 (145)2−872
= 1,9
𝑋 −
2𝑡
𝛼 , 𝑛 ; 1.
� � �
�
< 𝜇 < 𝑋 + 𝑡
𝛼2 ,𝑛;1
. �
� �
� 16,11 −
3,355
1, 93 < 𝜇 < 16,11 + 3,355
1, 93
13,985 < 𝜇 <
18,235
PENDUGAAN INTERVAL UNTUK PROPORSI
Untuk populasi tidak terbatas
Penyelesaia n :
𝑝 = 9
60= 0,15 1 − 𝛼 =
99%
𝛼 = 1%
𝑍 2
𝛼<𝑍
0,005
<2,5 8
Jadi, persentase kerusakan barang dalam peti kemas tersebut pada interval keyakinan 99% berada antara 3,11% sampai 26,89%.
XVII
1 Untuk Sampel Besar (𝒏 >
𝟑𝟎)
Contoh soal:
Sebuah peti kemas milik perusahaan PT GLOBAL diperiksa untuk menaksir presentase barang yang rusak. Untuk keperluan tersebut, diambil 60 buah barang yang ada dalam peti kemas itu dan diperoleh 9 buah yang rusak.
Dugalah persentase barang yang ruusak dalam peti tersebut, gunakan interval keyakinan 99%.
𝑝 − 𝑍
𝛼.
2
𝑝(1 − 𝑝)�
�
< 𝑃 < 𝑝 + 𝑍
𝛼.
2
𝑝(1 − 𝑝)�
𝑝 �
=
𝑋𝑛𝑛 = 60 406.000 𝑋 =
𝑝 − 𝑍
𝛼.
2
𝑝(1 − 𝑝)�
�
< 𝑃 < 𝑝 + 𝑍
𝛼.
2
𝑝(1 − 𝑝)�
� 0,15 −
2,58
0,15 1 − 0,15 6
0
< 𝑃 < 0,15 − 2,58
0,15 1 − 0,15 6 0,0311 < 𝑃 < 0
0,2689
3,11% < 𝑃 <
26,89%
Lanjutan untuk sampel besar (𝑛
> 30)
Untuk populasi terbatas dan pengambilan sampel tanpa
pengembalian Penyelesaia
n: 𝑁 =
300 𝑛 = 90
𝑋 = 25 25𝑝 =
90= 0,28 1 − 𝛼 =
97%
𝛼 = 3%
𝑍 2
𝛼<𝑍
0,015<2,1 7
XVII I
Contoh soal:
Sebuah perusahaan sepeda
moto r
ingi n memasarkan produknya
kepada mahasisw
a.
Mereka merencanakan kredit khusus untuk
mahasiswa. Untuk itu, diadakan
penelitianberapa banyak mahasiswa yang senang sepeda
motor tersebut. Dari ppulasi
mahasiswasebanyak 300 orang, diambil sampel sebanyak 90 orang. Dari 90 mahasiswa yang diinterview, 25 orang menyatakan senang. Dugalah dengan
interval dengan keyakinan 97%
proporsi
mahasiswa yang senang sepeda motor itu.
𝑝 − 𝑍
𝛼.
2
𝑝(1 − 𝑝)�
� 𝑁 −
1
2𝑁 − 𝑛
< 𝑃 < 𝑝 + 𝑍
𝛼.
𝑝(1 − 𝑝)�
�
𝑁 − 𝑛 𝑁 − 1
𝑝 − 𝑍
𝛼.
2
𝑝(1 − 𝑝)�
�
𝑁 − 𝑛 𝑁 − 1
< 𝑃 < 𝑝 + 𝑍
𝛼.
2
𝑝(1 − 𝑝)�
�
𝑁 − 𝑛 𝑁 − 1 0,28 −
2,17
0,20 29 0
210
290< 𝑃 < 0,28 +
2,17 9
0 0,202
210 29
0,1938 < 𝑃 < 0,3662 0 19,38% < 𝑃 < 36,62%
Jadi, mahasiswa yang senang sepeda motor buatan perusahaan tersebut dengan interval keyakinan 97%, diduga berkisar antara 19,38% sampai 36,62%.
Untuk Sampel Kecil (𝒏 ≤
𝟑𝟎) Untuksampel kecil yang pengambilan sampel dengan pengembalian 𝜎 tidak diketahui
Penyelesaia
n: 𝑛 =
20 𝑋 = 66 𝑝 = =
0,3 20
1 − 𝛼 = 95%
𝛼 = 5%
𝑛 − 1 = 20 − 1
= 19
𝑡
𝛼2 ,𝑛;1= 𝑡
0,025 ,19= 2,093
Proporsi karyawan yang punya mobil berkisar antara 8,55%
sampai 51,45%.
XIX 2
Contoh soal:
Penelitian terhadap sampel sebanyak 20
karyawan sebuah perusahaan, 6 di
antaranya memiliki mobil. Dengan interval
keyakinan 95%, tentukan
proporsi karyawan yang memiliki mobil.
𝑝 − 𝑡
𝛼 , 𝑛 ; 1 22. < 𝑃 < 𝑝 + 𝑡
𝛼 , 𝑛 ; 1.
𝑝(1 − 𝑝) 𝑝(1
− 𝑝)𝑛
Rumus di atas kurang sesuai dengan 𝑛 distribusi
𝑡 , namun hasilnya dianggap lebih baik daripada distribusi 𝑍. Beberapa ahli cenderung mengganti varians proporsi dengan cara
membuat maksimum 𝑝(1 − 𝑝) yaitu jika
𝑝 =
1 2maka 𝑝 1
− 𝑝
1
𝑝 − 𝑡
𝛼 2 ,𝑛;1= .
Dirumuskan:
4
1 �
�
2 ,𝑛;1.
4< 𝑃 < 𝑝 + 𝑡
𝛼.
1 4
� �
𝑝 −
2𝑡
𝛼 , 𝑛 ; 1.
𝑝(1 − 𝑝)�
�
2< 𝑃 < 𝑝 + 𝑡
𝛼 , 𝑛 ; 1.
𝑝(1 − 𝑝)�
� 0,3 −
2,093
0,3 0,72 0
< 𝑃 < 0,3 − 2,093
0,3 0,72 0,0855 < 𝑃 < 0
0,5145
8,55% < 𝑃 <
51,45%
Untuk Sampel Kecil (𝒏 ≤
𝟑𝟎) Untuksampel kecil yang pengambilan sampel dengan pengembalian 𝜎 tidak diketahui
Penyelesaia
n: 𝑛 =
20 𝑋 = 66 𝑝 = =
0,3 20
1 − 𝛼 = 95%
𝛼 = 5%
𝑛 − 1 = 20 − 1
= 19
𝑡
𝛼2 ,𝑛;1= 𝑡
0,025 ,19= 2,093
Proporsi karyawan yang punya mobil berkisar antara 8,55%
sampai 51,45%.
XIX 2
Contoh soal:
Penelitian terhadap sampel sebanyak 20
karyawan sebuah perusahaan, 6 di
antaranya memiliki mobil. Dengan interval
keyakinan 95%, tentukan
proporsi karyawan yang memiliki mobil.
𝑝 − 𝑡
𝛼 , 𝑛 ; 1 22. < 𝑃 < 𝑝 + 𝑡
𝛼 , 𝑛 ; 1.
𝑝(1 − 𝑝) 𝑝(1
− 𝑝)𝑛
Rumus di atas kurang sesuai dengan 𝑛 distribusi
𝑡 , namun hasilnya dianggap lebih baik daripada distribusi 𝑍. Beberapa ahli cenderung mengganti varians proporsi dengan cara
membuat maksimum 𝑝(1 − 𝑝) yaitu jika
𝑝 =
1 2maka 𝑝 1
− 𝑝
1
𝑝 − 𝑡
𝛼 2 ,𝑛;1= .
Dirumuskan:
4
1 �
�
2 ,𝑛;1.
4< 𝑃 < 𝑝 + 𝑡
𝛼.
1 4
� �
𝑝 −
2𝑡
𝛼 , 𝑛 ; 1.
𝑝(1 − 𝑝)�
�
2< 𝑃 < 𝑝 + 𝑡
𝛼 , 𝑛 ; 1.
𝑝(1 − 𝑝)�
� 0,3 −
2,093
0,3 0,72 0
< 𝑃 < 0,3 − 2,093
0,3 0,72 0,0855 < 𝑃 < 0
0,5145
8,55% < 𝑃 <
51,45%
TERIMA KASIH
XX
Ada Pertanyaan ?