download

SEBARAN DARI FUNGSI
PEUBAH ACAK
Beberapa Definisi Dan Sifat Fungsi
Peubah Acak
Mis X1, X2, …, Xn merupakan n
peubah acak dengan fkp f(x1, x2,…xn).
Y adalah peubah acak yang didefinisikan Y = u (x1, x2,…xn).
Biasanya f(x1 x2 ,…, xn) diketahui dan
fkp bagi y dapat ditentukan
 Jika n=1 dan x1 ~ N(,2)
maka Y= x σ μ ~ N(0,1)
1
 Jika n bilangan bulat positif dan jika
Xi i=1,2,3, …, bebas stokhastik
(Mutually Stochastically
Independent)
Dan setiap Xi mempunyai fkp yang
sama yaitu f(x) = px (1-p) 1-x ; x = 0,1
= 0 selainnya
n
Dan jika Y= i1 Xi maka Y~ b(n,p)
Y =  (x1) =
x1  μ

σ
Fungsi dari X1 dan
tergantung pada 2
parameter (,)
sebaran nomal
Y = (x1, x2, …, xn) =  x  Tidak
tergantung pada P
sebagai parameter
dari fkp bagi Xi
i =1,2,…,n
n
i 1
i
Definisi
Suatu fungsi dari satu atau lebih
peubah acak yang tidak tergantung
pada parameter yang tidak diketahui
disebut statistik
Definisi
Mis X1, X2,…, Xn adalah n peubah
acak bebas stokhastik dengan fkp f(x)
tidak diketahui dan fkp bagi X1,X2,.. Xn
adalah f1(x1)= f(x1),f(x2),…,fn(xn)= f(xn)
Sedemikian sehingga fkp bersamanya
adalah
f(x1, x2, …, xn) = f(x1).f(x2).f(x3)…f(xn)
=  f(xi)
Definisi
n
i 1
Mis X1, X2, …, xn merupakan sampel
acak berukuran n dari suatu sebaran.
Statistik :
n
xi
x1  x 2  ...  x n 
i1
x

n
n
Disebut rata-rata dari sampel acak
x  x   x  x
2


S =
n
n
2
n
n
i
i 1
2
i
i 1
2
Disebut varian (ragam) dari sampel
acak
Dalil :
Misalkan X1 ... Xn adalah sampel
(contoh) dari populasi normal dengan
rata-rata  dan variansi 2. Maka momen sampel X dan vektor deviasi
tiap observasi terhadap rata-rata
 X  X , ..., X  X  adalah saling bebas.
1
n
Bukti:
Y = X  X ; i = 1,2,...,n
Misalkan

dan Y =  Y , ... , Y 
Akan ditunjukkan bahwa fungsi
pembangkit momen bersama Y dan
X merupakan hasil kali fpm masingmasing.
i
1
i
n
Fungsi pembangkit momen Y adalah
My u1....un  = E  Exp  u1Y1  ....  un Yn

dan
u1 Y1  ... + u n Yn = u1 X 1  X   ...  u n X n  X 
dengan
= u1 X 1  ... + u n X n - n X u
u =  u1  ...  un  n , maka
u1Y1  ... + un Yn = u1  u  X1  ...  un  u  Xn
dan
My u1...un  = EExp u1  u X1  ...  u n  u X n 
= Mx u1  u ,...,un  u 
Dengan sifat fpm , maka
M x,y t,u1 ...un  = M x t   M y u1 ...un 
Jadi
X
dan Y saling bebas.
Dalil :
Jika s2 varians sampel berukuran n
dari populasi normal dengan rata-rata
 dan varians 2, maka peubah acak
berdistribusi khi-kuadrat n1 s2  2
dengan derajat bebas (n-1) .
Bukti:
Akan
ditulis
peubah
acak
n  1 s2  2 dalam bentuk kuadrat
peubah acak normal baku. Mula-mula
misalkan
1
s2 =
n - 1
n
2


x
x
 i
i 1
dengan X1 ... Xn sampel acak dan X
rata-ratanya, maka
s
2
n
  x  
Tetapi
n
   x -   x -  
1
=
n - 1
i
2
i
i 1
= n  x - 
i=1
maka
s2 =
n
n - 1
x
- 
2
sehingga
n  1 s 2
2
 x  
=  i




i=1
n
2
 x 
- 

  n 
atau dapat ditulis sebagai
2
n  1 s 2
2
 x 
+ 

  n 
2
n

=
i=1
 xi   


  
2
atau
 x  
W+Z =  i 
  
i=1
n
2
MW  Z  t
=
MW  t  MZ  t
MW  t  MZ  t
=
1
- 2t

n
2
sehingga
MZ  t
1
=
- 2t

1
2
Dengan demikian fpm W adalah
MW  t 
1
=
- 2t


 n 1
2
yang merupakan fpm peubah acak
khi-kuadrat dengan
derajat bebas
n  1 .
n - 1 s berdistribusi
Jadi
khiW =
2
2
kuadrat dengan derajat bebas n  1 .
Tranformasi Peubah Acak
Dengan Metode Fungsi
Sebaran
Misalkan X1, X2, ... , Xn peubah acak
dengan fungsi probabilitas (peluang)
atau kepekatan
fx ,...,x  x1, x2 , ... , xn 
dan
Y1  g1  x1, ... , xn  , ... , Yp  gp  x1, ... , xn 
1
n
peubah acak pada ruang contoh yang
sama.
Maka fungsi sebaran bersama :


 y 
FY1, ..., Yp y1, y 2 , ... , y p   P Y1  y1, ... , Yp  y p

 P g1 x1, ... , x n   y1 , ... , gp x1, ... , x n
p
 P  x1, x 2 , ..., x n   A  , Jika X1, X 2 , ..., Xn kontinu
=  ...  f x1, x2 , ..., xn x1, x 2 , ..., x n  dx1, ... , dx n
A
Dan untuk X 1 X 2 ... X n diskrit
=  ... Px1, ..., xn x 1 , x 2 , ..., x n 
Contoh 1 :
Misalkan
X berdistribusi
dengan
fungsi kepekatan probabilitas sebagai
fX  x
=
fX  x
=
1
e
2
- 1 x2
2
0
,
untuk
,
untuk
Y = g X = X
Dan misalkan
Maka

 
FY y  = PY  y  = P X2  y = P = FX
 y   F  y 
Dengan demikian
fY  y
=
fY  y = fX
=
fY  y =
 y
dy
 y
d
dy
 y
-
-
y X

d FX  y
dan
x lainnya
2
, untuk y  0
X
d FX
x R

dy
- f  y dyd  y
X
1
-y
e 2 +
2 2 y
1
-y
e 2
2 2 y
1
- 12
-y 2
y e
2
, untuk y  0
y
