download

I0064 – Pertemuan 15
Sebaran Poisson
Poisson (1837) mengamati apa yang terjadi terhadap sebaran
Binom jika ukuran contoh makin besar dan peluang sukses pada
setiap ujicoba kecil . Hasilnya menuju ke sebaran yang menggunakan namanya.
Kita memerlukan asumsi spesifik , dua diantaranya familiar yaitu
1. Uji coba yang dilakukan saling bebas
2. Peluangnya tetap dari satu percobaan kelainnya.
3. Peluang lebih dari satu sukses pada uji coba tertentu kecil
4.
Jika n
 
dan P

0 , nP = r
r adalah parameter Sebaran Poisson
Rumus Sebaran Poisson
r y e r
y = 0, 1, 2 , ……….
PY  y  
y!
e = 2.71828
r = rataan
Teladan
Arbous dab Kerrich (1951) mendiskusikan analisis statistik
kecelakaan. Mereka menyajikan kecelakaan diantara mesin
Shunter, berumur 31 s/d 35 data bagi 155 orang - tahun dari
tampilan adalah
Banyak
kecelakaan
(1)
0
1
2
3+
r
r2
x
x!
(2)
(3)
1
0,500 0,500
0,250 0,125
0,167 0,021
P (X = x)
Harapan Amatan
(4)
(5)
(6)
0,606
0,303
0,076
0,015
93,9
47,0
11,8
2,2
80
61
13
1
Beralasan untuk mengasumsi banyak jam kerja untuk tahun
tertentu besar dan kemungkinan terjadi kecelakaan kecil.
Anggap kemungkinan kecelakaan pada tahun tertentu
adalah 0,5 atau r = 0,5.
0,50 e  0,5
PY  0 
 e  0,5  0,606
0!
Frekuensi harapan = 155 x 0,606 = 93.9

0,51 e  0.5
P Y  1 
1!
 0.303
Frekuensi harapan = 155 (0.303) = 47.0
Rataan Harapan =
0  93.9  1 97.0  2  11.8  3  2.3
 0. 5
155
0  80  1 61  2  13  3  1
 0,581
Rataan Amatan =
155
Ragam Harapan =
0  0.52 93.9  1  0.52 4.7  2  0.52 11.8  3  0.52 2.3
155
 0.49
Berbeda karena pembulatan (E (Y) = r ; Rag (Y) = r)
Ragam Contoh
0 2 80   12 61  2 2 13   3 2 1  1550.58 2
S 
154
122  52.258

 0.453.
154
2
Pendugaan
n
Penduga tidak bias bagi r adalah Y 
EY   r
 Yi
i 1
n
 Rataan contoh
r
Y
diduga dengan
n
n
dari contoh Dugaan r =0,181 dan penduga
Ragam Y adalah
ragam
y  = 0.581  0.00375
155
Bentuk umum selang Kepercayaan (1 – ) 100% adalah
ˆ  2

2
V
dengan ̂ adalah penduga parameter
Z

adalah nilai sebaran normal baku yang dikanannya
2
luasnya /2.

V ̂ adalah dugaan ragam penduga.
1. Dengan menganggap contoh besar mempunyai
sebaran rataan penduganya normal. Selang
Kepercayaan 95% bagi r (tingkat kecelakaan).
0.581  1.96
0.00375  0.461 ; 0.701
2. Dengan menganggap bukan sebaran Poisson.
Selang Kepercayaan 95% :
0.581  1.96
0.453
 0.457 ; 0.687 
155
3. Untuk memperbaiki sebaran normal, dilakukan dengan
ˆ
Var 
ˆ
melogaritmakan Var log  
ˆ 2

  


Selang Kepercayaan (1 – ) 100% diberikan oleh

ˆ Z
exp log 
2


 
 
V θ̂
n θ̂ 2


Selang Kepercayaan 95% bagi r dengan model Poisson

1 

exp  log r̂   1.96
nr̂ 



1
exp  log 0.581  1.96
 exp  0.543  0,207 
1550.581


 0.473 , 0.714 
4. Jika kita tidak mempercayai model Poisson


0.453


exp log0.581  1.96
2 

1550.581 

 exp 0.543  0.182  0.484,0.698 
Hasil keempat selang Kepercayaan agak serupa karena
ukuran contoh besar. Tetapi pada umumnya kita
menggunakan yang terakhir karena tidak memerlukan
model Poisson dan tidak simetrik dari sebaran diskrit.
UJI – UJI KEBAIKAN SUAI
Ada tiga statistik uji untuk membandingkan Frekuensi
amatan dan harapan.
1. Uji khi-kuadrat Pearson
I
X2  
i 1
Yi  mi  2
mi
Yi  Frekuensi Amatan
mi  E Yi H0 , frekuensi harapan jika H0 benar
2. Khi – kuadrat rasio kemungkinan, G2
G
2
 Yi
 2 Yi n
m
 i
i 1
I




3. Khi – kuadrat Newman, 

I

i 1
Yi
 mi  2
Yi
Teladan
Dari data “Engine Shunter” untuk sebaran Poisson dengan
r = 0.5
X
2

80  93.9  2 61  47  2 13  11.8  2 1  2.2 2




93.9
47
11.8
 2.06  4.17  1.12  0.65  7.00
2.2
0.05 < Nilai – P < 0.10
Jika ingin diuji apakah data diatas menyebar Poisson
(r ≠ 0.5), digunakan pendugaannya yaitu ŷ  0.181. Gugus
Frekuensi harapannya.
Banyak
kecelakaan
0
1
2
3+
Total
P (X = x)
Mi
yi
0.559
0.325
0.094
0.022
1.00
86.6
50.4
14.6
3.4
155
80
61
13
1
155
y i  m i  2
mi
0.50
2.23
0.18
1.69
4.60
X2 = 4.60 mempunyai sebaran khi- kuadrat dengan derajat
bebas = 4 – 1 – 1 = 2, 0.05 < Nilai – p < 0.10.
Pembandingan tiga perhitungan khi – kuadrat, Pearson (X2),
Newman (φ) dan Rasio kemungkinan (G2).
Kategori Amatan Harapan
1
2
3
4
Total
80
61
13
1
155
86.6
50.4
14.6
3.4
155
y  m  2  y  m  2
m
0.50
2.23
0.18
0.69
4.60
y
0.54
1.84
0.20
5.76
8.34
y

2 y n 
m

-12.68
23.29
-3.02
-2.45
5.14