download

Sebaran Binomial
Trinomial dan
Multinomial
Sebaran Binomial
Dalam aljabar, untuk n yang merupakan
bilangan bulat positif sedemikian sehingga
( a  b)

 

x 0 
n
n
n
x
 x n x
a b
.


n x
p( x)    p (1  p) n  x ,.....untuk...x  0,1,2,3.......n,
x
...........  0.....untuk , , , selainnya
 n  x
n x


p ( x )     p (1  p )

x 0
x 0  x 
...........  [(1  p )  p ]n  1.
n
n
maka p(x) merupakan fungsi pro-babilitas untuk
peubah acak diskrit X. Peubah acak X tersebut
dengan fungsi probabilitas p(x) seperti diatas
dikatakan menyebar secara binomial dengan
probabilitas p. Sebaran bi-nomial dapat dinotasikan
dengan sim-bol b(n , p).
Fungsi pembangkit momen untuk
sebaran binomial adalah
n
n x
n t x
n x
M (t )  E[e ]   e   p (1  p)    ( pe ) (1  p) n  x
 x
x 0
x 0  x 
t n
 [(1  p)  pe ] ;......untuk t  0
n
tx
tx
Rata-rata dan ragam (variansi) dari
peubah acak X yang menyebar binomial
dapat diperoleh melalui fungsi
pembangkit momen dengan cara menurunkannya terhadap t dan selanjutnya
diambil nilai t = 0. Berikut ini diberikan
cara untuk mendapatkan rata-rata dan
ragam x dengan menggunakan fungsi
pembangkit momen
M ' (t )  [(1  p)  pe t ]n1 pe t
dan
M " (t )  n[(1  p)  pe t ]n1 pe t  n(n  1)[(1  p)  pe t ]n2 ( pe t ) 2
Untuk t = 0 dapat diperoleh rata-rata x = np dan
ragamnya adalah
2 = M”(0)np + n(n-1)p2–(np)2=np(1-p).
Sebaran Trinomial
Sebaran binomial dapat diperluas menjadi
sebaran trinomial, jika n bilangan bulat positif
dan a1, a2, a3 merupakan konstanta tertentu,
sehingga
n
n x

x 0 y 0

n

x 0

n

x 0
n!
x!. y!( n  x  y )!
n!a1x
n x

x!.(n  x )!
y 0
a1x a 2y a3n  x  y
( n  x)!
a 2y a 3n  x  y
y!.(n  x  y )!
n!
a1x ( a1  a 2 ) n  x
x!.(n  x )!
 ( a1  a 2  a 3 ) n
Fungsi probabilitas bersama untuk
peubah acak X dan Y yang menyebar secara trinomial adalah
p ( x, y ) 
n!
x! y!( n  x  y )!
 0
n
n x y
 
x 0
y 0
p1x p2y p3n  x  y
untuk x  y  n p1  p2  p3  1
untuk selainnya
p ( x, y ) 
n
n x y
 
x 0
y 0
n!
x! y !( n  x  y )!
p1x p 2y p 3n  x  y 
 ( p1  p 2  p 3 ) n  1
Fungsi pembangkit momen untuk
sebaran trinomial adalah
n n x
M (t1 , t 2 )  
x 0 y 0
n!
x! y!( n  x  y )!
( p1e t1 ) x ( p 2 e t2 ) y p3n  x  y
 ( p1e t1  p 2 e t2  p3 ) n
untuk semua nilai t1 dan t 2
M (t1 ,0)  ( p1e  p2  p3 )  [(1  p1 )  p1e ]
t1
n
t1 n
M (0, t 2 )  ( p1  p 2 e t2  p3 ) n  [(1  p 2 )  p 2 e t2 ]n .
Jika X dan Y bebas stokhastik, maka untuk
X  b(n,p1) dan Y  b(n,p2) rata-rata dan
ragam untuk X dan Y adalah
x = np1; y = np2
2x = np1(1-p1); 2y = np2(1-p2)
Berikutnya fungsi probabilitas dari Y dengan
syarat diketahui bahwa X = x adalah
(n  x)!  p 2 


p( y / x) 
y!.(n  x  y )!  1  p1 
y
 p3 


 1  p1 
n x y
untuk..... y  0,1,2,..., (n  x)
.............  ..0....untuk..selainnya
Rata-rata bersyarat untuk Y, jika X=x adalah
 p1 

E (Y / x)  (n  x)
 1  p1 
 p2 

E ( X / y)  (n  y)
 1  p2 
Sebaran Multinomial
Sebaran binomial dan juga trinomial
dapat diperluas menjadi sebaran
multinomial dengan fungsi probabilitas
bersama sebagai berikut :
p( x1 , x 2 ,..., x k ) 
x1 x 2 x 3
n!
p
p 2 p3 ,...,
x 1 !x 2 !,..., x n ! 1
p kx k
dim ana x k  n  ( x1  x 2  ...  x k 1 );
p k  1  (p1  p 2  ...  p k 1 dan ( x1  x 2  ...  x k 1 )  n
p( x1 , x 2 ,..., x k )  0
untuk selainnya
M (t1 , t 2 ,..., t k 1 ) 
untuk
( p1e  p 2 e  ..., p k 1e
t1
t2
semua nilai riil t1 , t 2 dan t k 1
t k 1
 pk )
n
SEBARAN POISSON
Bila peubah acak diskrit X menyebar poisson dengan
parameter m, maka fungsi probabilitasnya dapat
ditulis sebagai berikut
Untuk menunjukkan bahwa p(x) adalah fungsi
probabilitas, kita dapat menggunakan deret sebagai
berikut
m x e m
p( x) 
x!
x  0,1,2,3,.................
........  0....untuk..selainnya
m2
m2
1 m 

 ............ 
2!
3!
sehingga


x 0
p( x) 


x 0


x 0

m x e m
m
e 
x!
x 0
mx
 em
x!
mx
 e m e m  1
x!
Fungsi pembangkit momen untuk sebaran poisson
dapat ditulis sebagai berikut

M (t )  
x 0
x m
t x

m
e
(
me
)
tx
m
 m met
m ( et 1)
e
e 
e e e
x!
x!
x 0
Rata-rata dan ragam untuk sebaran poisson
dengan menggunakan fungsi pembangkit momen
adalah
M ' (t )  e
m ( e t 1)
(me
met
)
dan
M " (t )  e
m ( e t 1)
(me
met
)e
m ( e t 1)
(me
met
)
2
maka rata-rata :  = M'(0) = m
dan ragamnya adalah 2 = M"(0) - 2 = m +
m2 - m2 = m
Jadi sebaran poisson mempunyai rata-rata 
sama dengan ragamnya yaitu m>0.