⌕
AktuNotes
← Kembali
CF2 · Pembahasan

CF2 Periode November 2025

CF2 Periode November 2025

No. 1

Variabel acak Y memiliki fungsi kepekatan peluang sebagai berikut:

f(y)={y6−y236,untuk 0<y<60,selainnyaf(y) = \begin{cases} \dfrac{y}{6} - \dfrac{y^2}{36}, & \text{untuk } 0 < y < 6 \\ 0, & \text{selainnya} \end{cases}

Hitunglah P[1<Y<3∣2<Y<4]P[1 < Y < 3 \mid 2 < Y < 4]! (Pilihlah jawaban yang paling mendekati!)

a. 0,1110{,}111
b. 0,2410{,}241
c. 0,4810{,}481
d. 0,5000{,}500
e. 0,8850{,}885

≡Jawaban No. 1›

(d). 0,5000{,}500

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.2 Variabel Acak Kontinu
DifficultyMedium
Prerequisite1.4 Probabilitas Bersyarat
Connected Topics2.6 Distribusi Kontinu Umum
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 1.4; Miller Bab 4.1
ℹRumus›

Probabilitas bersyarat untuk variabel acak kontinu:

P(A∣B)=P(A∩B)P(B)P(A \mid B) = \frac{P(A \cap B)}{P(B)}

Di sini A={1<Y<3}A = \{1 < Y < 3\}, B={2<Y<4}B = \{2 < Y < 4\}, sehingga A∩B={2<Y<3}A \cap B = \{2 < Y < 3\}.

Diketahui:

  • f(y)=y6−y236f(y) = \dfrac{y}{6} - \dfrac{y^2}{36} untuk 0<y<60 < y < 6 (kontinu, support (0,6)(0,6))

  • Target: P(1<Y<3∣2<Y<4)P(1 < Y < 3 \mid 2 < Y < 4)

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Identifikasi Irisan

{1<Y<3}∩{2<Y<4}={2<Y<3}\{1 < Y < 3\} \cap \{2 < Y < 4\} = \{2 < Y < 3\}

Langkah 2: Hitung P(2<Y<3)P(2 < Y < 3) — pembilang

P(2<Y<3)=∫23(y6−y236)dy=[y212−y3108]23P(2 < Y < 3) = \int_2^3 \left(\frac{y}{6} - \frac{y^2}{36}\right) dy = \left[\frac{y^2}{12} - \frac{y^3}{108}\right]_2^3 =(912−27108)−(412−8108)=(81108−27108)−(36108−8108)= \left(\frac{9}{12} - \frac{27}{108}\right) - \left(\frac{4}{12} - \frac{8}{108}\right) = \left(\frac{81}{108} - \frac{27}{108}\right) - \left(\frac{36}{108} - \frac{8}{108}\right) =54108−28108=26108= \frac{54}{108} - \frac{28}{108} = \frac{26}{108}

Langkah 3: Hitung P(2<Y<4)P(2 < Y < 4) — penyebut

P(2<Y<4)=∫24(y6−y236)dy=[y212−y3108]24P(2 < Y < 4) = \int_2^4 \left(\frac{y}{6} - \frac{y^2}{36}\right) dy = \left[\frac{y^2}{12} - \frac{y^3}{108}\right]_2^4 =(1612−64108)−(412−8108)=(144108−64108)−(36108−8108)= \left(\frac{16}{12} - \frac{64}{108}\right) - \left(\frac{4}{12} - \frac{8}{108}\right) = \left(\frac{144}{108} - \frac{64}{108}\right) - \left(\frac{36}{108} - \frac{8}{108}\right) =80108−28108=52108= \frac{80}{108} - \frac{28}{108} = \frac{52}{108}

Langkah 4: Hitung Probabilitas Bersyarat

P(1<Y<3∣2<Y<4)=P(2<Y<3)P(2<Y<4)=26/10852/108=2652=0,500P(1 < Y < 3 \mid 2 < Y < 4) = \frac{P(2 < Y < 3)}{P(2 < Y < 4)} = \frac{26/108}{52/108} = \frac{26}{52} = 0{,}500

Hasil Akhir: (d). 0,5000{,}500

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Menggunakan P(1<Y<3)P(1 < Y < 3) sebagai pembilang langsung tanpa mengambil irisannya dengan BB. Pembilang yang benar adalah P(A∩B)=P(2<Y<3)P(A \cap B) = P(2 < Y < 3).
  • Lupa bahwa P(A∣B)≠P(A)/P(B)P(A \mid B) \neq P(A) / P(B) ketika AA dan BB tidak saling bebas dan memiliki irisan parsial.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • Notasi P[A∣B]P[A \mid B] dengan kurung siku identik dengan P(A∣B)P(A \mid B) — bukan notasi interval.
  • “Paling mendekati” mengisyaratkan perlu menghitung numerik sampai presisi cukup.
▲Red Flags›
  • Jika soal menyebut “diketahui bahwa…” → ini selalu probabilitas bersyarat, hitung irisan dulu.
  • Jika event AA dan BB overlap sebagian → identifikasi A∩BA \cap B sebelum menulis integral manapun.

No. 2

Suatu polis asuransi memberikan perlindungan terhadap risiko hujan badai dan pencurian untuk sebuah bangunan selama 10 tahun. Perusahaan asuransi hanya akan menanggung satu kejadian kerugian untuk masing-masing hujan badai dan pencurian dalam suatu tahun kalender tertentu.

Untuk setiap tahun kalender ke-kk, misal HkH_k merupakan kejadian yang menyatakan terjadinya kerugian akibat hujan badai dan TkT_k merupakan kejadian yang menyatakan terjadinya kerugian akibat pencurian. Setiap kejadian kerugian H1,…,H10,T1,…,T10H_1, \ldots, H_{10}, T_1, \ldots, T_{10} diasumsikan saling bebas dan diketahui P(Hk)=0,2P(H_k) = 0{,}2, P(Tk)=0,1P(T_k) = 0{,}1, untuk setiap kk.

Hitunglah peluang bahwa banyaknya kejadian hujan badai dan pencurian yang ditanggung oleh polis asuransi dalam sepuluh tahun kalender kurang dari dua! (Pilihlah jawaban yang paling mendekati!)

a. 0,170{,}17
b. 0,230{,}23
c. 0,770{,}77
d. 0,800{,}80
e. 0,830{,}83

≡Jawaban No. 2›

(a). 0,170{,}17

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.5 Distribusi Diskrit Umum
DifficultyMedium
Prerequisite1.5 Kejadian Independen, 2.1 Variabel Acak Diskrit
Connected Topics1.2 Aksioma dan Perhitungan Probabilitas
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 3.1–3.2; Miller Bab 5
ℹRumus›

Distribusi Binomial: Jika X∼B(n,p)X \sim B(n, p) maka

P(X=k)=(nk)pk(1−p)n−kP(X = k) = \binom{n}{k} p^k (1-p)^{n-k}

Total klaim N=NH+NTN = N_H + N_T di mana NH∼B(10,0,2)N_H \sim B(10, 0{,}2) dan NT∼B(10,0,1)N_T \sim B(10, 0{,}1) saling bebas.

Diketahui:

  • P(Hk)=0,2P(H_k) = 0{,}2, P(Tk)=0,1P(T_k) = 0{,}1 untuk setiap k=1,…,10k = 1, \ldots, 10

  • Semua kejadian saling bebas

  • Target: P(NH+NT<2)=P(NH+NT=0)+P(NH+NT=1)P(N_H + N_T < 2) = P(N_H + N_T = 0) + P(N_H + N_T = 1)

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Definisikan Variabel

Misal NHN_H = total klaim hujan badai selama 10 tahun, NH∼B(10,0,2)N_H \sim B(10, 0{,}2).

Misal NTN_T = total klaim pencurian selama 10 tahun, NT∼B(10,0,1)N_T \sim B(10, 0{,}1). NHN_H dan NTN_T saling bebas. Total klaim: N=NH+NTN = N_H + N_T.

Langkah 2: Hitung P(N=0)=P(NH=0)⋅P(NT=0)P(N = 0) = P(N_H = 0) \cdot P(N_T = 0)

P(NH=0)=(0,8)10=0,10737P(N_H = 0) = (0{,}8)^{10} = 0{,}10737 P(NT=0)=(0,9)10=0,34868P(N_T = 0) = (0{,}9)^{10} = 0{,}34868 P(N=0)=0,10737×0,34868=0,03744P(N = 0) = 0{,}10737 \times 0{,}34868 = 0{,}03744

Langkah 3: Hitung P(N=1)P(N = 1)

N=1N = 1 terjadi jika: (NH=1,NT=0N_H = 1, N_T = 0) atau (NH=0,NT=1N_H = 0, N_T = 1).

P(NH=1)=(101)(0,2)1(0,8)9=10×0,2×0,13422=0,26844P(N_H = 1) = \binom{10}{1}(0{,}2)^1(0{,}8)^9 = 10 \times 0{,}2 \times 0{,}13422 = 0{,}26844 P(NT=1)=(101)(0,1)1(0,9)9=10×0,1×0,38742=0,38742P(N_T = 1) = \binom{10}{1}(0{,}1)^1(0{,}9)^9 = 10 \times 0{,}1 \times 0{,}38742 = 0{,}38742 P(N=1)=P(NH=1)⋅P(NT=0)+P(NH=0)⋅P(NT=1)P(N = 1) = P(N_H=1) \cdot P(N_T=0) + P(N_H=0) \cdot P(N_T=1) =0,26844×0,34868+0,10737×0,38742= 0{,}26844 \times 0{,}34868 + 0{,}10737 \times 0{,}38742 =0,09361+0,04160=0,13521= 0{,}09361 + 0{,}04160 = 0{,}13521

Langkah 4: Hitung P(N<2)P(N < 2)

P(N<2)=P(N=0)+P(N=1)=0,03744+0,13521=0,17265≈0,17P(N < 2) = P(N=0) + P(N=1) = 0{,}03744 + 0{,}13521 = 0{,}17265 \approx 0{,}17

Hasil Akhir: (a). 0,170{,}17

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Menjumlahkan probabilitas per tahun tanpa mempertimbangkan distribusi binomial untuk 10 tahun.
  • Mengasumsikan N=NH+NTN = N_H + N_T berdistribusi Binomial tunggal — tidak tepat karena pp berbeda.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • “Kurang dari dua” berarti N=0N = 0 atau N=1N = 1, bukan N≤2N \leq 2.
▲Red Flags›
  • Jika ada dua proses independen dengan pp berbeda → tidak bisa digabung langsung menjadi satu distribusi Binomial; hitung masing-masing lalu konvolusi.

No. 3

Misal X merupakan variabel acak kontinu dengan fungsi kepadatan peluang:

f(x)={∣x∣10,untuk −2≤x≤40,selainnyaf(x) = \begin{cases} \dfrac{|x|}{10}, & \text{untuk } -2 \leq x \leq 4 \\ 0, & \text{selainnya} \end{cases}

Hitunglah varians dari X! (Pilihlah jawaban yang paling mendekati!)

a. 0,250{,}25
b. 2,522{,}52
c. 3,323{,}32
d. 4,134{,}13
e. 4,934{,}93

≡Jawaban No. 3›

(c). 3,323{,}32

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.2 Variabel Acak Kontinu
DifficultyMedium
Prerequisite2.2 Variabel Acak Kontinu
Connected Topics2.4 Transformasi Variabel Acak Univariat
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 2.1–2.2; Miller Bab 4.1–4.3
ℹRumus›
Var(X)=E[X2]−(E[X])2\text{Var}(X) = E[X^2] - (E[X])^2

Dengan ∣x∣|x| yang terbagi: ∣x∣=−x|x| = -x untuk x<0x < 0 dan ∣x∣=x|x| = x untuk x≥0x \geq 0.

Diketahui:

  • f(x)=∣x∣10f(x) = \dfrac{|x|}{10} untuk −2≤x≤4-2 \leq x \leq 4 (kontinu, support [−2,4][-2, 4])

  • Target: Var(X)\text{Var}(X)

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Verifikasi PDF valid

∫−20−x10dx+∫04x10dx=110[−x22]−20+110[x22]04=420+1620=2020=1✓\int_{-2}^{0} \frac{-x}{10} dx + \int_{0}^{4} \frac{x}{10} dx = \frac{1}{10}\left[\frac{-x^2}{2}\right]_{-2}^{0} + \frac{1}{10}\left[\frac{x^2}{2}\right]_{0}^{4} = \frac{4}{20} + \frac{16}{20} = \frac{20}{20} = 1 \checkmark

Langkah 2: Hitung E[X]E[X]

E[X]=∫−20x⋅−x10dx+∫04x⋅x10dxE[X] = \int_{-2}^{0} x \cdot \frac{-x}{10} dx + \int_{0}^{4} x \cdot \frac{x}{10} dx =−110∫−20x2dx+110∫04x2dx= \frac{-1}{10}\int_{-2}^{0} x^2 dx + \frac{1}{10}\int_{0}^{4} x^2 dx =−110⋅83+110⋅643=−830+6430=5630=2815≈1,86‾= \frac{-1}{10} \cdot \frac{8}{3} + \frac{1}{10} \cdot \frac{64}{3} = \frac{-8}{30} + \frac{64}{30} = \frac{56}{30} = \frac{28}{15} \approx 1{,}8\overline{6}

Langkah 3: Hitung E[X2]E[X^2]

E[X2]=∫−20x2⋅−x10dx+∫04x2⋅x10dxE[X^2] = \int_{-2}^{0} x^2 \cdot \frac{-x}{10} dx + \int_{0}^{4} x^2 \cdot \frac{x}{10} dx =−110∫−20x3dx+110∫04x3dx= \frac{-1}{10}\int_{-2}^{0} x^3 dx + \frac{1}{10}\int_{0}^{4} x^3 dx =−110[x44]−20+110[x44]04= \frac{-1}{10}\left[\frac{x^4}{4}\right]_{-2}^{0} + \frac{1}{10}\left[\frac{x^4}{4}\right]_{0}^{4} =−110(0−164)+110⋅2564= \frac{-1}{10}\left(0 - \frac{16}{4}\right) + \frac{1}{10}\cdot\frac{256}{4} =−110(−4)+110(64)=410+6410=6810=6,8= \frac{-1}{10}(-4) + \frac{1}{10}(64) = \frac{4}{10} + \frac{64}{10} = \frac{68}{10} = 6{,}8

Langkah 4: Hitung Varians

Var(X)=E[X2]−(E[X])2=6,8−(2815)2=6,8−784225\text{Var}(X) = E[X^2] - (E[X])^2 = 6{,}8 - \left(\frac{28}{15}\right)^2 = 6{,}8 - \frac{784}{225} =6,8−3,48‾=3,31‾≈3,32= 6{,}8 - 3{,}4\overline{8} = 3{,}3\overline{1} \approx 3{,}32

Hasil Akhir: (c). 3,323{,}32

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Lupa memisahkan integral di x=0x = 0 untuk menangani nilai absolut ∣x∣|x| — mengintegral ∣x∣10\dfrac{|x|}{10} langsung dari −2-2 hingga 44 memberikan hasil salah.
  • Menghitung E[∣X∣]E[|X|] alih-alih E[X]E[X] — keduanya berbeda karena support mencakup nilai negatif.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • Mengira support simetris hanya karena ada ∣x∣|x| — support [−2,4][-2, 4] tidak simetris di sekitar 0.
▲Red Flags›
  • Jika PDF mengandung ∣x∣|x| → selalu pecah integral di titik x=0x = 0.
  • Jika support tidak simetris → E[X]≠0E[X] \neq 0 meskipun ada nilai negatif.

No. 4

Masa hidup suatu bohlam lampu dalam bulan diketahui mengikuti distribusi seragam [0,40][0, 40]. Misal aa merupakan angka ril positif dengan nilai kurang dari 30. Peluang bahwa bohlam lampu rusak dalam 30 bulan, jika diketahui bahwa bohlam lampu berfungsi dengan baik setelah aa bulan sebesar 0,60{,}6. Tentukan nilai aa!

a. 66
b. 1212
c. 1515
d. 1616
e. 1818

≡Jawaban No. 4›

(c). 1515

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.6 Distribusi Kontinu Umum, 1.4 Probabilitas Bersyarat
DifficultyEasy
Prerequisite1.4 Probabilitas Bersyarat
Connected Topics2.2 Variabel Acak Kontinu
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 2.1; Miller Bab 4.1
ℹRumus›

Untuk X∼U(0,40)X \sim U(0, 40):

P(X≤x)=x40,0≤x≤40P(X \leq x) = \frac{x}{40}, \quad 0 \leq x \leq 40

Probabilitas bersyarat:

P(X≤30∣X>a)=P(a<X≤30)P(X>a)P(X \leq 30 \mid X > a) = \frac{P(a < X \leq 30)}{P(X > a)}

Diketahui:

  • X∼U(0,40)X \sim U(0, 40) (kontinu, support [0,40][0, 40])

  • P(rusak dalam 30 bulan∣masih hidup setelah a)=0,6P(\text{rusak dalam 30 bulan} \mid \text{masih hidup setelah } a) = 0{,}6
  • Ini setara dengan P(X≤30∣X>a)=0,6P(X \leq 30 \mid X > a) = 0{,}6, dengan 0<a<300 < a < 30

  • Target: nilai aa

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Tuliskan persamaan probabilitas bersyarat

P(X≤30∣X>a)=P(a<X≤30)P(X>a)=0,6P(X \leq 30 \mid X > a) = \frac{P(a < X \leq 30)}{P(X > a)} = 0{,}6

Langkah 2: Hitung masing-masing probabilitas untuk U(0,40)U(0,40)

P(a<X≤30)=30−a40P(a < X \leq 30) = \frac{30 - a}{40} P(X>a)=40−a40P(X > a) = \frac{40 - a}{40}

Langkah 3: Bentuk persamaan dan selesaikan

(30−a)/40(40−a)/40=0,6\frac{(30-a)/40}{(40-a)/40} = 0{,}6 30−a40−a=0,6\frac{30 - a}{40 - a} = 0{,}6 30−a=0,6(40−a)30 - a = 0{,}6(40 - a) 30−a=24−0,6a30 - a = 24 - 0{,}6a 6=0,4a6 = 0{,}4a a=15a = 15

Hasil Akhir: (c). a=15a = 15

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Menggunakan P(X≤30∣X>a)=P(X≤30)/P(X>a)P(X \leq 30 \mid X > a) = P(X \leq 30) / P(X > a) tanpa mengambil irisan — pembilang yang benar adalah P(a<X≤30)P(a < X \leq 30), bukan P(X≤30)P(X \leq 30).
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • “Rusak dalam 30 bulan, diketahui masih hidup setelah aa bulan” → ini probabilitas bersyarat P(X≤30∣X>a)P(X \leq 30 \mid X > a), bukan P(X≤30−a)P(X \leq 30 - a).
▲Red Flags›
  • Jika soal menyebutkan “diketahui masih hidup/berfungsi setelah tt” → gunakan probabilitas bersyarat, bukan survival langsung.

No. 5

Suatu perusahaan asuransi umum menjual produk asuransi kendaraan dan asuransi kebakaran. Banyaknya klaim tahunan atas asuransi kendaraan dan asuransi kebakaran mengikuti distribusi Poisson dengan rataan λ1\lambda_1 dan λ2\lambda_2, secara berurutan. Peluang tidak terdapatnya klaim pada asuransi kendaraan dalam satu tahun diketahui sebesar satu setengah kali peluang tidak terdapatnya klaim pada asuransi kebakaran dalam satu tahun. Misal V1V_1 dan V2V_2 merupakan varians dari banyaknya klaim tahunan untuk asuransi kendaraan dan asuransi kebakaran, secara berurutan. Hitunglah V1−V2V_1 - V_2!

a. 0,6930{,}693
b. 0,7240{,}724
c. 0,7660{,}766
d. 0,8130{,}813
e. 0,8320{,}832

≡Jawaban No. 5›

⚠️ DIANULIR oleh PAI

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.5 Distribusi Diskrit Umum
Difficulty—
Prerequisite—
Connected Topics—
Referensi—
▲Keterangan Soal Dianulir›

Soal No. 5 dianulir oleh PAI dalam kunci jawaban resmi. Analisis: Dari kondisi soal, P(N1=0)=32P(N2=0)P(N_1 = 0) = \tfrac{3}{2} P(N_2 = 0) memberikan e−λ1=32e−λ2e^{-\lambda_1} = \tfrac{3}{2} e^{-\lambda_2}, sehingga λ1−λ2=ln⁡(2/3)≈−0,405\lambda_1 - \lambda_2 = \ln(2/3) \approx -0{,}405. Karena Vi=λiV_i = \lambda_i untuk distribusi Poisson, maka V1−V2=λ1−λ2≈−0,405V_1 - V_2 = \lambda_1 - \lambda_2 \approx -0{,}405. Nilai ini negatif dan tidak ada pada pilihan jawaban yang semuanya positif. Ketidakkonsistenan antara kondisi soal (“satu setengah kali”) dan pilihan jawaban yang tersedia menjadi dasar pembatalan.

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Untuk distribusi Poisson, E[N]=Var(N)=λE[N] = \text{Var}(N) = \lambda, sehingga V1−V2=λ1−λ2V_1 - V_2 = \lambda_1 - \lambda_2.
  • Salah membaca “satu setengah kali” sebagai P(N1=0)=12P(N2=0)P(N_1=0) = \tfrac{1}{2}P(N_2=0) alih-alih 32P(N2=0)\tfrac{3}{2}P(N_2=0).
▲Red Flags›
  • Jika hasil perhitungan tidak ada pada pilihan jawaban → periksa kembali interpretasi frasa soal.
  • “Satu setengah kali” = 1,51{,}5 kali, bukan 0,50{,}5 kali.

No. 6

Nilai akhir dari mata kuliah aljabar linear dimodelkan menggunakan distribusi normal. Modus dari nilai ujian sebesar 56,0056{,}00 dan persentil ke-40 dari nilai ujian sebesar 52,2052{,}20. Hitunglah persentil dari nilai akhir dari mata kuliah aljabar linear sebesar 65,5065{,}50! (Pilihlah jawaban yang paling mendekati!)

a. Persentil ke-71
b. Persentil ke-74
c. Persentil ke-78
d. Persentil ke-81
e. Persentil ke-85

≡Jawaban No. 6›

(b). Persentil ke-74

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.6 Distribusi Kontinu Umum
DifficultyEasy
Prerequisite2.2 Variabel Acak Kontinu
Connected Topics4.3 Teorema Limit Pusat (CLT)
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 3.3; Miller Bab 6
ℹRumus›

Untuk X∼N(μ,σ2)X \sim N(\mu, \sigma^2):

  • Modus = Mean = μ\mu (distribusi normal simetris)
  • Standardisasi: Z=X−μσ∼N(0,1)Z = \dfrac{X - \mu}{\sigma} \sim N(0,1)
  • Jika XpX_p adalah persentil ke-pp, maka P(X≤Xp)=p/100P(X \leq X_p) = p/100

Diketahui:

  • X∼N(μ,σ2)X \sim N(\mu, \sigma^2) (kontinu)

  • Modus =μ=56,00= \mu = 56{,}00

  • Persentil ke-40: P(X≤52,20)=0,40P(X \leq 52{,}20) = 0{,}40

  • Target: persentil dari nilai 65,5065{,}50

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Tentukan μ\mu

Untuk distribusi normal, modus = mean, sehingga μ=56,00\mu = 56{,}00.

Langkah 2: Cari σ\sigma menggunakan persentil ke-40

P(X≤52,20)=0,40  ⟹  P(Z≤52,20−56σ)=0,40P(X \leq 52{,}20) = 0{,}40 \implies P\left(Z \leq \frac{52{,}20 - 56}{\sigma}\right) = 0{,}40

Dari tabel normal: Φ−1(0,40)=−0,2533\Phi^{-1}(0{,}40) = -0{,}2533

52,20−56σ=−0,2533  ⟹  −3,80σ=−0,2533\frac{52{,}20 - 56}{\sigma} = -0{,}2533 \implies \frac{-3{,}80}{\sigma} = -0{,}2533 σ=3,800,2533=15,00\sigma = \frac{3{,}80}{0{,}2533} = 15{,}00

Langkah 3: Cari persentil dari nilai 65,5065{,}50

z=65,50−5615=9,5015=0,6333z = \frac{65{,}50 - 56}{15} = \frac{9{,}50}{15} = 0{,}6333 P(X≤65,50)=Φ(0,6333)≈0,7367≈0,74P(X \leq 65{,}50) = \Phi(0{,}6333) \approx 0{,}7367 \approx 0{,}74

Jadi nilai 65,5065{,}50 berada pada persentil ke-74.

Hasil Akhir: (b). Persentil ke-74

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Mengira modus distribusi normal berbeda dari mean — untuk distribusi normal, modus = median = mean = μ\mu.
  • Salah arah standardisasi: z=(x−μ)/σz = (x - \mu)/\sigma, bukan (μ−x)/σ(\mu - x)/\sigma.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • Persentil ke-40 berarti P(X≤52,20)=0,40P(X \leq 52{,}20) = 0{,}40 — ini memberikan z<0z < 0 karena nilai di bawah mean.
▲Red Flags›
  • Jika z∗z^* dari tabel Φ bernilai positif tapi nilai yang diberikan di bawah mean → ada kesalahan tanda.

No. 7

Misal XX merupakan variabel acak yang merepresentasikan waktu yang diperlukan untuk memperbaiki ban mobil yang kempes total. Anda diberikan informasi berikut:

i. XX mengikuti distribusi seragam pada selang [a,b][a, b] ii. Persentil ke-50 dari XX yaitu 16,3616{,}36 iii. Deviasi standar dari XX yaitu 7,637{,}63

Hitunglah ba\dfrac{b}{a}! (Pilihlah jawaban yang paling mendekati!)

a. 1,831{,}83
b. 2,122{,}12
c. 4,584{,}58
d. 6,626{,}62
e. 9,419{,}41

≡Jawaban No. 7›

(e). 9,419{,}41

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.6 Distribusi Kontinu Umum
DifficultyEasy
Prerequisite2.2 Variabel Acak Kontinu
Connected Topics2.2 Variabel Acak Kontinu
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 2.1; Miller Bab 4.1
ℹRumus›

Untuk X∼U(a,b)X \sim U(a, b):

Median=a+b2,SD(X)=b−a12\text{Median} = \frac{a+b}{2}, \qquad \text{SD}(X) = \frac{b-a}{\sqrt{12}}

Diketahui:

  • X∼U(a,b)X \sim U(a, b) (kontinu, support [a,b][a, b])

  • Persentil ke-50 (median) =16,36= 16{,}36

  • Deviasi standar =7,63= 7{,}63

  • Target: b/ab/a

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Gunakan kondisi median

a+b2=16,36  ⟹  a+b=32,72⋯(1)\frac{a+b}{2} = 16{,}36 \implies a + b = 32{,}72 \quad \cdots (1)

Langkah 2: Gunakan kondisi deviasi standar

b−a12=7,63  ⟹  b−a=7,6312=7,63×3,4641=26,43⋯(2)\frac{b-a}{\sqrt{12}} = 7{,}63 \implies b - a = 7{,}63\sqrt{12} = 7{,}63 \times 3{,}4641 = 26{,}43 \quad \cdots (2)

Langkah 3: Selesaikan sistem persamaan

Dari (1) + (2): 2b=59,15  ⟹  b=29,5752b = 59{,}15 \implies b = 29{,}575

Dari (1) − (2): 2a=6,29  ⟹  a=3,1452a = 6{,}29 \implies a = 3{,}145

Langkah 4: Hitung b/ab/a

ba=29,5753,145=9,403≈9,41\frac{b}{a} = \frac{29{,}575}{3{,}145} = 9{,}403 \approx 9{,}41

Hasil Akhir: (e). 9,419{,}41

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Menggunakan rumus variansi σ2=(b−a)2/12\sigma^2 = (b-a)^2/12 lupa mengakarkan — soal memberikan SD bukan variansi.
  • Mengira persentil ke-50 = a+0,5(b−a)a + 0{,}5(b-a) (benar) tapi lupa bahwa ini sama dengan (a+b)/2(a+b)/2.
▲Red Flags›
  • Jika soal memberikan SD dan median → langsung bentuk dua persamaan linear dan selesaikan.

No. 8

Suatu pialang asuransi memasarkan 4 produk asuransi yang berbeda. Peluang produk-produk tersebut terjual sebagai berikut:

ProdukPeluang
Asuransi kendaraan0,55
Asuransi properti0,45
Asuransi kesehatan0,50
Asuransi jiwa0,60

Penjualan dari produk-produk asuransi di atas diketahui saling bebas. Hitunglah peluang pialang menjual lebih dari dua produk ke seorang klien! (Pilihlah jawaban yang paling mendekati!)

a. 0,270{,}27
b. 0,350{,}35
c. 0,390{,}39
d. 0,570{,}57
e. 0,730{,}73

≡Jawaban No. 8›

(b). 0,350{,}35

FieldIsi
Topik CF2Topik 1 — Dasar-Dasar Probabilitas
Sub-topik1.2 Aksioma dan Perhitungan Probabilitas, 1.5 Kejadian Independen
DifficultyMedium
Prerequisite1.5 Kejadian Independen
Connected Topics1.3 Metode Enumerasi
ReferensiMiller Bab 2–3; Hogg-Tanis-Zimm Bab 1
ℹRumus›

Untuk kejadian independen, gunakan perkalian probabilitas. “Lebih dari dua produk” = tepat 3 atau tepat 4 produk terjual.

Misal p1=0,55p_1=0{,}55, p2=0,45p_2=0{,}45, p3=0,50p_3=0{,}50, p4=0,60p_4=0{,}60, qi=1−piq_i = 1-p_i.

P(lebih dari 2)=P(tepat 3)+P(tepat 4)P(\text{lebih dari 2}) = P(\text{tepat 3}) + P(\text{tepat 4})

Diketahui:

  • p1=0,55p_1 = 0{,}55, q1=0,45q_1 = 0{,}45

  • p2=0,45p_2 = 0{,}45, q2=0,55q_2 = 0{,}55

  • p3=0,50p_3 = 0{,}50, q3=0,50q_3 = 0{,}50

  • p4=0,60p_4 = 0{,}60, q4=0,40q_4 = 0{,}40

  • Target: P(N>2)P(N > 2) di mana NN = banyaknya produk terjual

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Hitung P(tepat 4 terjual)P(\text{tepat 4 terjual})

P(4)=0,55×0,45×0,50×0,60=0,07425P(\text{4}) = 0{,}55 \times 0{,}45 \times 0{,}50 \times 0{,}60 = 0{,}07425

Langkah 2: Hitung P(tepat 3 terjual)P(\text{tepat 3 terjual})

Ada (41)=4\binom{4}{1} = 4 cara memilih produk yang tidak terjual:

  • Produk 1 tidak terjual: 0,45×0,45×0,50×0,60=0,060750{,}45 \times 0{,}45 \times 0{,}50 \times 0{,}60 = 0{,}06075
  • Produk 2 tidak terjual: 0,55×0,55×0,50×0,60=0,090750{,}55 \times 0{,}55 \times 0{,}50 \times 0{,}60 = 0{,}09075
  • Produk 3 tidak terjual: 0,55×0,45×0,50×0,60=0,074250{,}55 \times 0{,}45 \times 0{,}50 \times 0{,}60 = 0{,}07425
  • Produk 4 tidak terjual: 0,55×0,45×0,50×0,40=0,049500{,}55 \times 0{,}45 \times 0{,}50 \times 0{,}40 = 0{,}04950
P(tepat 3)=0,06075+0,09075+0,07425+0,04950=0,27525P(\text{tepat 3}) = 0{,}06075 + 0{,}09075 + 0{,}07425 + 0{,}04950 = 0{,}27525

Langkah 3: Hitung P(N>2)P(N > 2)

P(N>2)=P(tepat 3)+P(tepat 4)=0,27525+0,07425=0,34950≈0,35P(N > 2) = P(\text{tepat 3}) + P(\text{tepat 4}) = 0{,}27525 + 0{,}07425 = 0{,}34950 \approx 0{,}35

Hasil Akhir: (b). 0,350{,}35

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Menggunakan distribusi Binomial dengan pp rata-rata — tidak valid karena masing-masing pip_i berbeda.
  • Menghitung komplemen sebagai 1−P(N≤2)1 - P(N \leq 2) lalu melakukan kesalahan di P(N=2)P(N=2).
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • “Lebih dari dua” = 3 atau 4, bukan 2, 3, atau 4.
▲Red Flags›
  • Jika setiap item memiliki pp berbeda → enumerasi semua kombinasi, jangan pakai Binomial biasa.

No. 9

Variabel acak besaran kerugian yang dialami oleh perusahaan asuransi, X, memiliki fungsi densitas sebagai berikut:

f(y)={c(x−5),untuk 5≤y≤8c(11−x),untuk 8≤y≤110,selainnyaf(y) = \begin{cases} c(x-5), & \text{untuk } 5 \leq y \leq 8 \\ c(11-x), & \text{untuk } 8 \leq y \leq 11 \\ 0, & \text{selainnya} \end{cases}

Dimana cc merupakan suatu konstanta. Tentukan persentil ke-30 dari besaran kerugian yang dialami oleh perusahaan tersebut! (Pilihlah jawaban yang paling mendekati!)

a. 5,475{,}47
b. 6,146{,}14
c. 6,806{,}80
d. 7,067{,}06
e. 7,327{,}32

≡Jawaban No. 9›

(e). 7,327{,}32

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.2 Variabel Acak Kontinu
DifficultyMedium
Prerequisite2.2 Variabel Acak Kontinu
Connected Topics2.6 Distribusi Kontinu Umum
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 2.1; Miller Bab 4.1
ℹRumus›
  • Syarat normalisasi: ∫−∞∞f(x) dx=1\int_{-\infty}^{\infty} f(x)\,dx = 1
  • Persentil ke-pp: nilai xpx_p sedemikian sehingga F(xp)=p/100F(x_p) = p/100

Diketahui:

  • Distribusi segitiga dengan puncak di x=8x = 8, support [5,11][5, 11]

  • Target: persentil ke-30, yaitu x0.30x_{0.30} sedemikian F(x0.30)=0,30F(x_{0.30}) = 0{,}30

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Cari konstanta cc

∫58c(x−5) dx+∫811c(11−x) dx=1\int_5^8 c(x-5)\,dx + \int_8^{11} c(11-x)\,dx = 1 c[(x−5)22]58+c[−(11−x)22]811=1c\left[\frac{(x-5)^2}{2}\right]_5^8 + c\left[-\frac{(11-x)^2}{2}\right]_8^{11} = 1 c⋅92+c⋅92=1  ⟹  9c=1  ⟹  c=19c \cdot \frac{9}{2} + c \cdot \frac{9}{2} = 1 \implies 9c = 1 \implies c = \frac{1}{9}

Langkah 2: Tentukan apakah persentil ke-30 berada di [5,8][5,8] atau [8,11][8,11]

Luas total bagian kiri ([5,8][5,8]): 19⋅92=12=0,50\frac{1}{9} \cdot \frac{9}{2} = \frac{1}{2} = 0{,}50

Karena 0,30<0,500{,}30 < 0{,}50, persentil ke-30 berada di interval [5,8][5, 8].

Langkah 3: Selesaikan F(x0.30)=0,30F(x_{0.30}) = 0{,}30 pada [5,8][5, 8]

F(x)=∫5x19(t−5) dt=19⋅(x−5)22=(x−5)218F(x) = \int_5^x \frac{1}{9}(t-5)\,dt = \frac{1}{9} \cdot \frac{(x-5)^2}{2} = \frac{(x-5)^2}{18} (x−5)218=0,30  ⟹  (x−5)2=5,4\frac{(x-5)^2}{18} = 0{,}30 \implies (x-5)^2 = 5{,}4 (x−5)=5,4=2,3238(x-5) = \sqrt{5{,}4} = 2{,}3238 x=5+2,3238=7,3238≈7,32x = 5 + 2{,}3238 = 7{,}3238 \approx 7{,}32

Hasil Akhir: (e). 7,327{,}32

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Lupa memeriksa apakah persentil yang dicari berada di bagian kiri atau kanan distribusi sebelum mengintegral — jika langsung integral dari 5 hingga 11, akan keliru.
  • Salah menghitung cc: luas segitiga = 12×alas×tinggi=12×6×c×3=9c\frac{1}{2} \times \text{alas} \times \text{tinggi} = \frac{1}{2} \times 6 \times c \times 3 = 9c (perlu verifikasi dengan integral).
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • Perhatikan bahwa soal mendefinisikan f(y)f(y) tetapi menggunakan xx di dalam ekspresi — variabel integrasi adalah nilai domain (yang pada dasarnya sama).
▲Red Flags›
  • Untuk distribusi berbentuk segitiga → selalu cek luas masing-masing bagian sebelum menentukan di mana persentil berada.

No. 10

Enam pasien secara saling bebas memiliki peluang yang sama untuk mengidap penyakit tertentu. Peluang bahwa tidak ada pasien yang mengidap penyakit sebesar 10 kali peluang tepat satu orang mengidap penyakit. Peluang bahwa tidak ada pasien yang mengidap penyakit sebesar xx kali peluang tepat tiga pasien mengidap penyakit. Tentukan nilai xx!

a. 300300
b. 1.0001{.}000
c. 1.8001{.}800
d. 6.0006{.}000
e. 10.80010{.}800

≡Jawaban No. 10›

(e). 10.80010{.}800

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.5 Distribusi Diskrit Umum
DifficultyMedium
Prerequisite1.5 Kejadian Independen, 2.1 Variabel Acak Diskrit
Connected Topics1.3 Metode Enumerasi
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 3.1; Miller Bab 5.2
ℹRumus›

Distribusi Binomial X∼B(n,p)X \sim B(n, p):

P(X=k)=(nk)pk(1−p)n−kP(X = k) = \binom{n}{k} p^k (1-p)^{n-k}

Dengan n=6n = 6 dan pp = peluang seorang pasien mengidap penyakit.

Diketahui:

  • n=6n = 6 pasien, pp sama untuk semua (saling bebas)

  • P(X=0)=10⋅P(X=1)P(X=0) = 10 \cdot P(X=1)
  • Target: xx sedemikian P(X=0)=x⋅P(X=3)P(X=0) = x \cdot P(X=3)

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Hitung masing-masing probabilitas

Misal q=1−pq = 1-p.

P(X=0)=q6P(X=0) = q^6 P(X=1)=6pq5P(X=1) = 6pq^5 P(X=3)=(63)p3q3=20p3q3P(X=3) = \binom{6}{3}p^3q^3 = 20p^3q^3

Langkah 2: Gunakan kondisi P(X=0)=10⋅P(X=1)P(X=0) = 10 \cdot P(X=1) untuk cari pp

q6=10⋅6pq5=60pq5q^6 = 10 \cdot 6pq^5 = 60pq^5 q=60p  ⟹  1−p=60p  ⟹  1=61p  ⟹  p=161q = 60p \implies 1-p = 60p \implies 1 = 61p \implies p = \frac{1}{61} q=6061q = \frac{60}{61}

Langkah 3: Hitung rasio x=P(X=0)/P(X=3)x = P(X=0)/P(X=3)

x=P(X=0)P(X=3)=q620p3q3=q320p3x = \frac{P(X=0)}{P(X=3)} = \frac{q^6}{20p^3q^3} = \frac{q^3}{20p^3} =120(qp)3=120×603=216,00020=10,800= \frac{1}{20} \left(\frac{q}{p}\right)^3 = \frac{1}{20} \times 60^3 = \frac{216{,}000}{20} = 10{,}800

Hasil Akhir: (e). 10.80010{.}800

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Lupa bahwa (63)=20\binom{6}{3} = 20 ada dalam P(X=3)P(X=3) — jika tidak disertakan, rasio akan salah.
  • Mencari nilai pp numerik dan memasukkannya kembali — lebih efisien menggunakan rasio q/p=60q/p = 60.
▲Red Flags›
  • Jika soal meminta rasio probabilitas Binomial → cari dulu q/pq/p dari kondisi pertama, lalu gunakan langsung di kondisi kedua.

No. 11

Di sepanjang jalan tol, mobil-mobil dipilih secara acak untuk pemeriksaan ban. Misal X merepresentasikan banyaknya ban depan yang sudah tidak layak pakai dan Y merepresentasikan banyaknya ban belakang yang sudah tidak layak pakai pada mobil-mobil yang dipilih secara acak. Fungsi peluang bersama dari X dan Y diberikan sebagai berikut:

p(x,y)={(6−x)(3−y)58(1+∣x+y∣),untuk x=0,1,2 dan y=0,1,20,selainnyap(x, y) = \begin{cases} \dfrac{(6-x)(3-y)}{58(1+|x+y|)}, & \text{untuk } x = 0,1,2 \text{ dan } y = 0,1,2 \\ 0, & \text{selainnya} \end{cases}

Hitunglah varians dari banyaknya ban mobil yang sudah tidak layak pakai dari mobil-mobil yang terpilih dengan satu ban belakang tidak layak pakai!

a. 7/167/16
b. 49/10049/100
c. 2/32/3
d. 7/107/10
e. 11

≡Jawaban No. 11›

⚠️ DIANULIR oleh PAI

FieldIsi
Topik CF2Topik 3 — Variabel Acak Multivariat
Sub-topik3.3 Distribusi Bersyarat
Difficulty—
Prerequisite—
Connected Topics—
Referensi—
▲Keterangan Soal Dianulir›

Soal No. 11 dianulir oleh PAI dalam kunci jawaban resmi.
Analisis masalah: Pertanyaan meminta varians dari “banyaknya ban yang tidak layak pakai” dengan kondisi Y=1Y=1 (satu ban belakang tidak layak). Namun soal tidak mendefinisikan secara jelas apakah yang dimaksud adalah varians dari X∣Y=1X \mid Y=1 atau varians dari total (X+Y)∣Y=1(X+Y) \mid Y=1. Ketidakjelasan frasa “banyaknya ban mobil yang sudah tidak layak pakai dari mobil-mobil yang terpilih dengan satu ban belakang tidak layak pakai” menghasilkan interpretasi ganda yang tidak menghasilkan jawaban tunggal konsisten dengan pilihan yang tersedia.

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Untuk distribusi bersyarat diskrit: pX∣Y(x∣y)=p(x,y)/pY(y)p_{X|Y}(x|y) = p(x,y) / p_Y(y) — marginal pY(y)p_Y(y) harus dihitung terlebih dahulu dengan menjumlahkan atas semua nilai xx.
  • Varians bersyarat: Var(X∣Y=y)=E[X2∣Y=y]−(E[X∣Y=y])2\text{Var}(X|Y=y) = E[X^2|Y=y] - (E[X|Y=y])^2.
▲Red Flags›
  • Jika soal mengandung frasa ambigu tentang “variabel yang dimaksud” dalam konteks distribusi bersyarat → identifikasi variabel target secara eksplisit sebelum menghitung.

No. 12

Dalam suatu tahun kalender, profit yang dihasilkan PT Cuan Terus dari penjualan waran diketahui mengikuti distribusi normal dengan rataan 20 dan varians 16. Hitunglah interval, terpusat pada rataannya, yang memuat 25% peluang atas satu tahun profit! (Pilihlah jawaban yang paling mendekati!)

a. (12,2; 27,8)(12{,}2;\ 27{,}8)
b. (14,9; 25,1)(14{,}9;\ 25{,}1)
c. (16,0; 24,0)(16{,}0;\ 24{,}0)
d. (17,3; 22,7)(17{,}3;\ 22{,}7)
e. (18,7; 21,3)(18{,}7;\ 21{,}3)

≡Jawaban No. 12›

(e). (18,7; 21,3)(18{,}7;\ 21{,}3)

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.6 Distribusi Kontinu Umum
DifficultyEasy
Prerequisite2.2 Variabel Acak Kontinu
Connected Topics4.7 Selang Kepercayaan
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 3.3; Miller Bab 6
ℹRumus›

Untuk X∼N(μ,σ2)X \sim N(\mu, \sigma^2), interval terpusat di μ\mu dengan peluang pp:

P(μ−z∗σ≤X≤μ+z∗σ)=pP(\mu - z^* \sigma \leq X \leq \mu + z^* \sigma) = p

di mana z∗=Φ−1 ⁣(1+p2)z^* = \Phi^{-1}\!\left(\dfrac{1+p}{2}\right).

Diketahui:

  • X∼N(20,16)X \sim N(20, 16), sehingga μ=20\mu = 20, σ=4\sigma = 4

  • Interval terpusat di μ\mu dengan peluang 25%=0,2525\% = 0{,}25

  • Target: batas bawah dan atas interval

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Tentukan z∗z^* untuk peluang 25%

Masing-masing ekor: (1−0,25)/2=0,375(1-0{,}25)/2 = 0{,}375.

P(X≤μ+z∗σ)=0,625P(X \leq \mu + z^*\sigma) = 0{,}625.

Dari tabel normal: z∗=Φ−1(0,625)≈0,3186z^* = \Phi^{-1}(0{,}625) \approx 0{,}3186.

Langkah 2: Hitung batas interval

Batas bawah=20−0,3186×4=18,73≈18,7\text{Batas bawah} = 20 - 0{,}3186 \times 4 = 18{,}73 \approx 18{,}7 Batas atas=20+0,3186×4=21,27≈21,3\text{Batas atas} = 20 + 0{,}3186 \times 4 = 21{,}27 \approx 21{,}3

Hasil Akhir: (e). (18,7; 21,3)(18{,}7;\ 21{,}3)

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Mencari z∗z^* dari Φ(z∗)=0,25\Phi(z^*) = 0{,}25 — yang benar adalah Φ(z∗)=0,625\Phi(z^*) = 0{,}625.
  • Menggunakan σ2=16\sigma^2 = 16 sebagai σ\sigma — ingat σ=16=4\sigma = \sqrt{16} = 4.
▲Red Flags›
  • “Interval terpusat pada rataan” → z∗=Φ−1((1+p)/2)z^* = \Phi^{-1}((1+p)/2), bagi peluang secara simetris.

No. 13

Proporsi tanaman kapas di suatu lahan pertanian yang terdampak hama kumbang kapas dimodelkan menggunakan variabel acak kontinu dengan fungsi kepadatan peluang:

f(x)={20x3(1−x),untuk 0≤x≤10,selainnyaf(x) = \begin{cases} 20x^3(1-x), & \text{untuk } 0 \leq x \leq 1 \\ 0, & \text{selainnya} \end{cases}

Hitunglah deviasi standar dari proporsi tanaman kapas di lahan tersebut yang terdampak hama kumbang kapas! (Pilihlah jawaban yang paling mendekati!)

a. 0,0320{,}032
b. 0,1780{,}178
c. 0,4760{,}476
d. 0,6900{,}690
e. 0,9590{,}959

≡Jawaban No. 13›

(b). 0,1780{,}178

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.6 Distribusi Kontinu Umum
DifficultyEasy
Prerequisite2.2 Variabel Acak Kontinu
Connected Topics2.6 Distribusi Kontinu Umum
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 2.1; Miller Bab 4
ℹRumus›

Distribusi Beta dengan α=4\alpha=4, β=2\beta=2:

E[X]=αα+β=46,Var(X)=αβ(α+β)2(α+β+1)=8252=263E[X] = \frac{\alpha}{\alpha+\beta} = \frac{4}{6}, \qquad \text{Var}(X) = \frac{\alpha\beta}{(\alpha+\beta)^2(\alpha+\beta+1)} = \frac{8}{252} = \frac{2}{63}

Diketahui:

  • f(x)=20x3(1−x)f(x) = 20x^3(1-x) pada [0,1][0,1]; ini distribusi Beta(4,24, 2)

  • Target: SD(X)=Var(X)\text{SD}(X) = \sqrt{\text{Var}(X)}

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Identifikasi distribusi Beta

f(x)=20x3(1−x)1f(x) = 20x^3(1-x)^1 → α−1=3\alpha - 1 = 3, β−1=1\beta-1=1, sehingga α=4\alpha=4, β=2\beta=2.

Verifikasi: Γ(6)/(Γ(4)Γ(2))=120/(6×1)=20\Gamma(6)/(\Gamma(4)\Gamma(2)) = 120/(6\times1) = 20 ✓

Langkah 2: Hitung variansi

Var(X)=4×236×7=8252=263\text{Var}(X) = \frac{4 \times 2}{36 \times 7} = \frac{8}{252} = \frac{2}{63}

Langkah 3: Hitung deviasi standar

SD(X)=2/63=0,17819≈0,178\text{SD}(X) = \sqrt{2/63} = 0{,}17819 \approx 0{,}178

Hasil Akhir: (b). 0,1780{,}178

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Lupa mengakarkan variansi. Eksponen dalam PDF Beta adalah α−1\alpha-1 dan β−1\beta-1, bukan α\alpha dan β\beta.
▲Red Flags›
  • PDF berbentuk cxa(1−x)bcx^a(1-x)^b dengan support [0,1][0,1] → distribusi Beta dengan α=a+1\alpha = a+1, β=b+1\beta = b+1.

No. 14

Klaim dari produk asuransi perkapalan diketahui mengikuti distribusi eksponensial dengan rataan 400ln⁡2\dfrac{400}{\ln 2} (dalam juta). Untuk setiap klaim, besaran yang dibayarkan sebesar besarnya kerugian, hingga maksimum 1000 (dalam juta). Hitunglah nilai ekspektasi dari pembayaran klaim! (Pilihlah jawaban yang paling mendekati!)

a. 298298
b. 367367
c. 400400
d. 475475
e. 577577

≡Jawaban No. 14›

(d). 475475

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.6 Distribusi Kontinu Umum, 2.2 Variabel Acak Kontinu
DifficultyMedium
Prerequisite2.2 Variabel Acak Kontinu
Connected Topics2.4 Transformasi Variabel Acak Univariat
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 3.3; Miller Bab 4
ℹRumus›

Limited Expected Value (LEV) untuk X∼Exp(θ)X \sim \text{Exp}(\theta) dengan rataan θ=1/λ\theta = 1/\lambda:

E[min⁡(X,u)]=θ(1−e−u/θ)=1λ(1−e−λu)E[\min(X, u)] = \theta\left(1 - e^{-u/\theta}\right) = \frac{1}{\lambda}\left(1 - e^{-\lambda u}\right)

Turunan dari definisi langsung:

E[min⁡(X,u)]=∫0ux⋅λe−λx dx+u⋅P(X>u)E[\min(X,u)] = \int_0^u x \cdot \lambda e^{-\lambda x}\,dx + u \cdot P(X > u)

dengan P(X>u)=e−λuP(X > u) = e^{-\lambda u} untuk distribusi eksponensial.

Diketahui:

  • X∼ExpX \sim \text{Exp} dengan rataan θ=400ln⁡2\theta = \dfrac{400}{\ln 2}, sehingga rate λ=ln⁡2400\lambda = \dfrac{\ln 2}{400}

  • Pembayaran per klaim: Y=min⁡(X, 1000)Y = \min(X,\, 1000) (dibayar penuh hingga batas 1000)

  • Target: E[Y]=E[min⁡(X,1000)]E[Y] = E[\min(X, 1000)]

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Pahami Struktur Pembayaran

Karena ada batas maksimum pembayaran sebesar 1000, variabel pembayaran YY bukan lagi XX, melainkan:

Y=min⁡(X,1000)={X,X≤10001000,X>1000Y = \min(X, 1000) = \begin{cases} X, & X \leq 1000 \\ 1000, & X > 1000 \end{cases}

Ini disebut variabel terpotong dari atas (right-censored). Nilai ekspektasinya — yang dikenal sebagai Limited Expected Value — harus dihitung dengan rumus khusus, bukan sekadar E[X]=θE[X] = \theta.

Langkah 2: Hitung Eksponen λu\lambda u

Substitusi λ=ln⁡2400\lambda = \dfrac{\ln 2}{400} dan u=1000u = 1000:

λu=ln⁡2400×1000=1000ln⁡2400=5ln⁡22=2,5ln⁡2\lambda u = \frac{\ln 2}{400} \times 1000 = \frac{1000 \ln 2}{400} = \frac{5\ln 2}{2} = 2{,}5\ln 2

Langkah 3: Sederhanakan e−λue^{-\lambda u} menggunakan sifat logaritma

e−λu=e−2,5ln⁡2e^{-\lambda u} = e^{-2{,}5 \ln 2}

Gunakan sifat ealn⁡b=bae^{a \ln b} = b^a:

e−2,5ln⁡2=2−2,5=122,5=122⋅20,5=142e^{-2{,}5 \ln 2} = 2^{-2{,}5} = \frac{1}{2^{2{,}5}} = \frac{1}{2^2 \cdot 2^{0{,}5}} = \frac{1}{4\sqrt{2}}

Secara numerik: 22,5=42≈4×1,41421=5,656852^{2{,}5} = 4\sqrt{2} \approx 4 \times 1{,}41421 = 5{,}65685, sehingga:

e−λu≈15,65685≈0,17678e^{-\lambda u} \approx \frac{1}{5{,}65685} \approx 0{,}17678

Langkah 4: Terapkan Rumus LEV

E[min⁡(X,1000)]=θ(1−e−λu)=400ln⁡2(1−0,17678)E[\min(X, 1000)] = \theta\left(1 - e^{-\lambda u}\right) = \frac{400}{\ln 2}\left(1 - 0{,}17678\right) =400ln⁡2×0,82322= \frac{400}{\ln 2} \times 0{,}82322

Gunakan ln⁡2≈0,69315\ln 2 \approx 0{,}69315:

=400×0,823220,69315=329,2880,69315≈475,0= \frac{400 \times 0{,}82322}{0{,}69315} = \frac{329{,}288}{0{,}69315} \approx 475{,}0

Hasil Akhir: (d). 475475

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Menggunakan E[Y]=E[X]=θ=400ln⁡2≈577E[Y] = E[X] = \theta = \dfrac{400}{\ln 2} \approx 577 tanpa mempertimbangkan batas pembayaran — ini mengabaikan efek censoring dan menghasilkan nilai yang terlalu besar (opsi e).
  • Salah menghitung e−2,5ln⁡2e^{-2{,}5\ln 2}: sebagian siswa menghitung e−2,5×ln⁡2e^{-2{,}5} \times \ln 2 (urutan operasi keliru) alih-alih e−2,5ln⁡2=2−2,5e^{-2{,}5\ln 2} = 2^{-2{,}5}.
  • Lupa bahwa rumus LEV untuk eksponensial sudah dalam bentuk tertutup — tidak perlu integrasi manual jika rumus diingat.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • “Dibayarkan sebesar besarnya kerugian, hingga maksimum 1000” berarti Y=min⁡(X,1000)Y = \min(X, 1000), bukan Y=X−1000Y = X - 1000 atau Y=max⁡(X−1000,0)Y = \max(X - 1000, 0) (yang merupakan rumus excess of deductible).
▲Red Flags›
  • Jika soal menyebut “hingga maksimum” atau “policy limit” → gunakan E[min⁡(X,u)]E[\min(X, u)], bukan E[X]E[X].
  • Jika hasilnya ≈θ\approx \theta (rataan penuh) → curigai lupa menerapkan batas; nilai LEV selalu lebih kecil dari E[X]E[X].
  • Jika muncul bentuk e−aln⁡be^{-a \ln b} → konversi ke b−ab^{-a} untuk menghindari galat numerik.

No. 15

Setiap orang dalam suatu populasi besar yang saling bebas satu sama lain memiliki peluang sebesar 0,06250{,}0625 untuk mengidap suatu penyakit. Dilakukan pengujian klinis terhadap orang-orang di populasi ini, hingga seseorang teridentifikasi mengidap penyakit tersebut. Tentukan modus dari banyaknya orang yang terkena pengujian klinis!

a. 11
b. 66
c. 1111
d. 1515
e. 1616

≡Jawaban No. 15›

(a). 11

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.5 Distribusi Diskrit Umum
DifficultyEasy
Prerequisite2.1 Variabel Acak Diskrit
Connected Topics1.5 Kejadian Independen
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 3.1; Miller Bab 5
ℹRumus›

Distribusi Geometrik X∼Geom(p)X \sim \text{Geom}(p): memodelkan banyaknya percobaan Bernoulli yang dibutuhkan hingga sukses pertama.

P(X=k)=(1−p)k−1⋅p,k=1,2,3,…P(X = k) = (1-p)^{k-1} \cdot p, \quad k = 1, 2, 3, \ldots
  • Rataan: E[X]=1pE[X] = \dfrac{1}{p}
  • Variansi: Var(X)=1−pp2\text{Var}(X) = \dfrac{1-p}{p^2}
  • Modus: selalu =1= 1 karena PMF bersifat menurun monoton dalam kk.

Diketahui:

  • p=0,0625=116p = 0{,}0625 = \dfrac{1}{16} (peluang seseorang mengidap penyakit)

  • Pengujian dilakukan hingga pertama kali ditemukan seseorang yang sakit → model Geometrik

  • XX = banyaknya orang yang diuji

  • Target: modus XX

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Identifikasi Model Distribusi

Setiap orang diuji secara independen dengan peluang sukses (sakit) p=0,0625p = 0{,}0625. Pengujian berhenti saat pertama kali ditemukan yang sakit. Ini persis merupakan percobaan Bernoulli berulang hingga sukses pertama, sehingga: X∼Geom(p=0,0625)X \sim \text{Geom}(p = 0{,}0625)

Langkah 2: Tuliskan PMF secara Eksplisit

P(X=k)=(1−0,0625)k−1×0,0625=(0,9375)k−1×0,0625,k=1,2,3,…P(X = k) = (1 - 0{,}0625)^{k-1} \times 0{,}0625 = (0{,}9375)^{k-1} \times 0{,}0625, \quad k = 1, 2, 3, \ldots

Hitung beberapa nilai awal untuk melihat polanya:

kk(0,9375)k−1(0{,}9375)^{k-1}P(X=k)P(X=k)
111,00001{,}00000,062500{,}06250
220,93750{,}93750,058590{,}05859
330,87890{,}87890,054930{,}05493
440,82400{,}82400,051500{,}05150

Langkah 3: Buktikan Bahwa PMF Menurun Monoton

Perhatikan rasio antara dua nilai PMF berurutan:

P(X=k+1)P(X=k)=(0,9375)k×0,0625(0,9375)k−1×0,0625=0,9375<1\frac{P(X = k+1)}{P(X = k)} = \frac{(0{,}9375)^k \times 0{,}0625}{(0{,}9375)^{k-1} \times 0{,}0625} = 0{,}9375 < 1

Karena rasio ini kurang dari 1 untuk semua kk, PMF bersifat menurun monoton — artinya P(X=1)>P(X=2)>P(X=3)>⋯P(X=1) > P(X=2) > P(X=3) > \cdots

Langkah 4: Tentukan Modus

Modus adalah nilai kk yang memaksimalkan P(X=k)P(X=k). Karena PMF menurun monoton mulai dari k=1k=1, nilai maksimumnya dicapai di k=1k = 1. Jadi:

Modus=1\text{Modus} = 1

Hasil Akhir: (a). 11

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Mengira modus = mean: E[X]=1/p=1/0,0625=16E[X] = 1/p = 1/0{,}0625 = 16 (opsi e). Mean dan modus untuk distribusi Geometrik tidak pernah sama kecuali p=1p=1.
  • Mengira modus distribusi Geometrik mengikuti formula serupa distribusi Binomial Negatif atau distribusi diskrit lain yang memiliki modus >1> 1.
  • Lupa bahwa modus distribusi Geometrik adalah properti tetap: selalu 1, tidak bergantung pada nilai pp.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • Menggunakan distribusi Binomial Negatif (menunggu r>1r > 1 sukses) alih-alih Geometrik — soal ini menunggu tepat 1 sukses pertama.
  • Mengira XX dimulai dari k=0k = 0 (versi alternatif Geometrik yang menghitung kegagalan sebelum sukses pertama). Soal ini jelas menyatakan “banyaknya orang yang terkena pengujian”, sehingga k=1,2,3,…k = 1, 2, 3, \ldots
▲Red Flags›
  • Jika soal menyebut “hingga pertama kali” atau “sampai ditemukan yang pertama” → X∼Geom(p)X \sim \text{Geom}(p) dengan modus =1= 1.
  • Jika diminta modus (bukan mean/median) pada distribusi Geometrik → jawabannya langsung 11 tanpa perlu hitung numerik.
  • Opsi dengan nilai 1/p1/p (di sini: 1616, opsi e) adalah jebakan klasik yang merepresentasikan mean, bukan modus.

No. 16

Di Negara Wakanda, 5% dari seluruh bank yang terdaftar diprediksi akan mengalami kebangkrutan dalam 5 tahun ke depan. Lembaga Penjamin Simpanan (LPS) di negara tersebut menjamin 80% bank yang terdaftar. Hanya terdapat 3% bank yang terdaftar di LPS diprediksi akan mengalami kebangkrutan dalam 5 tahun ke depan. Hitunglah peluang bahwa bank yang mengalami kebangkrutan di negara tersebut dalam 5 tahun kedepan dijamin oleh LPS!

a. 0,020{,}02
b. 0,040{,}04
c. 0,060{,}06
d. 0,480{,}48
e. 0,600{,}60

≡Jawaban No. 16›

(d). 0,480{,}48

FieldIsi
Topik CF2Topik 1 — Dasar-Dasar Probabilitas
Sub-topik1.6 Teorema Bayes dan Hukum Probabilitas Total, 1.4 Probabilitas Bersyarat
DifficultyEasy
Prerequisite1.4 Probabilitas Bersyarat
Connected Topics1.5 Kejadian Independen
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 1.4; Miller Bab 2
ℹRumus›

Teorema Bayes (bentuk dua partisi):

P(A∣B)=P(B∣A)⋅P(A)P(B)P(A \mid B) = \frac{P(B \mid A) \cdot P(A)}{P(B)}

Ekuivalen, menggunakan probabilitas gabungan:

P(A∣B)=P(A∩B)P(B),dengan P(A∩B)=P(B∣A)⋅P(A)P(A \mid B) = \frac{P(A \cap B)}{P(B)}, \quad \text{dengan } P(A \cap B) = P(B \mid A) \cdot P(A)

Diketahui:

  • Definisikan kejadian:

    • BB = bank mengalami kebangkrutan dalam 5 tahun ke depan
    • LL = bank dijamin oleh LPS
  • P(B)=0,05P(B) = 0{,}05 (5% bank akan bangkrut)

  • P(L)=0,80P(L) = 0{,}80 (80% bank dijamin LPS)

  • P(B∣L)=0,03P(B \mid L) = 0{,}03 (3% bank yang dijamin LPS diprediksi bangkrut)

  • Target: P(L∣B)P(L \mid B) — peluang bank dijamin LPS, diketahui bank tersebut bangkrut

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Identifikasi Jenis Pertanyaan

Soal memberikan P(B∣L)P(B \mid L) dan menanyakan P(L∣B)P(L \mid B) — ini adalah pembalikan kondisional, ciri khas Teorema Bayes. Perhatikan perbedaannya:

  • P(B∣L)P(B \mid L) = “dari bank yang dijamin LPS, berapa yang bangkrut?” → diberikan
  • P(L∣B)P(L \mid B) = “dari bank yang bangkrut, berapa yang ternyata dijamin LPS?” → ditanya

Langkah 2: Hitung Probabilitas Gabungan P(B∩L)P(B \cap L)

Gunakan definisi probabilitas bersyarat:

P(B∩L)=P(B∣L)⋅P(L)=0,03×0,80=0,024P(B \cap L) = P(B \mid L) \cdot P(L) = 0{,}03 \times 0{,}80 = 0{,}024

Artinya: 2,4% dari seluruh bank terdaftar adalah bank yang dijamin LPS dan akan bangkrut.

Langkah 3: Terapkan Teorema Bayes

P(L∣B)=P(B∩L)P(B)=0,0240,05=0,48P(L \mid B) = \frac{P(B \cap L)}{P(B)} = \frac{0{,}024}{0{,}05} = 0{,}48

Verifikasi Konsistensi: Perlu dicek apakah informasi soal konsisten. Bank yang tidak dijamin LPS: proporsi P(Lc)=0,20P(L^c) = 0{,}20. Probabilitas bangkrut bagi yang tidak dijamin:

P(B∣Lc)=P(B)−P(B∩L)P(Lc)=0,05−0,0240,20=0,0260,20=0,13P(B \mid L^c) = \frac{P(B) - P(B \cap L)}{P(L^c)} = \frac{0{,}05 - 0{,}024}{0{,}20} = \frac{0{,}026}{0{,}20} = 0{,}13

Ini berarti 13% bank yang tidak dijamin LPS diprediksi bangkrut — lebih tinggi dari 3% yang dijamin LPS. Masuk akal secara kontekstual (bank tanpa jaminan lebih rentan).

Hasil Akhir: (d). 0,480{,}48

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Langsung menjawab P(L∣B)=P(B∣L)=0,03P(L \mid B) = P(B \mid L) = 0{,}03 — ini adalah kesalahan klasik menukar kondisi (confusion of the inverse). P(A∣B)≠P(B∣A)P(A \mid B) \neq P(B \mid A) secara umum.
  • Mengira P(L∣B)=P(L)×P(B∣L)=0,80×0,03=0,024P(L \mid B) = P(L) \times P(B \mid L) = 0{,}80 \times 0{,}03 = 0{,}024 — ini menghitung P(L∩B)P(L \cap B), bukan P(L∣B)P(L \mid B).
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • “3% bank yang terdaftar di LPS diprediksi bangkrut” = P(B∣L)=0,03P(B \mid L) = 0{,}03, bukan P(B∩L)=0,03P(B \cap L) = 0{,}03. Frasa “dari bank yang terdaftar di LPS” menandakan kondisi, sehingga ini adalah probabilitas bersyarat.
  • “Peluang bank yang mengalami kebangkrutan dijamin LPS” = P(L∣B)P(L \mid B), bukan P(B∩L)P(B \cap L).
▲Red Flags›
  • Jika soal memberikan P(A∣B)P(A \mid B) lalu menanya P(B∣A)P(B \mid A) → Teorema Bayes wajib digunakan.
  • Frasa “dari [kelompok X], berapa persen yang [kondisi Y]” → selalu probabilitas bersyarat P(Y∣X)P(Y \mid X).
  • Jika P(B∣L)×P(L)≠P(B)P(B \mid L) \times P(L) \neq P(B) perlu dicek, karena bisa diverifikasi via hukum probabilitas total.

No. 17

Banyaknya klaim bulanan pada suatu produk asuransi memiliki distribusi sebagai berikut:

Banyaknya KlaimPeluang
0ss
1tt
20,75s0{,}75s
3 atau lebih00

Diambil sampel acak sebanyak 5 polis dan data klaim di suatu bulan telah tersedia. Banyaknya klaim dari kelima polis tersebut saling bebas. Misal Y merupakan banyaknya polis dari sampel yang diambil memiliki kurang dari 2 klaim bulanan.

Misal c=P(Y=5)c = P(Y = 5). Tentukan mana dari jawaban berikut ini yang merepresentasikan tt!

a. 4−4c0,23\dfrac{4-4c^{0{,}2}}{3}
b. 3−7c0,23\dfrac{3-7c^{0{,}2}}{3}
c. 4c0,2−43\dfrac{4c^{0{,}2}-4}{3}
d. 5c0,2−43\dfrac{5c^{0{,}2}-4}{3}
e. 7c0,2−43\dfrac{7c^{0{,}2}-4}{3}

≡Jawaban No. 17›

(e). 7c0,2−43\dfrac{7c^{0{,}2}-4}{3}

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.5 Distribusi Diskrit Umum, 2.1 Variabel Acak Diskrit
DifficultyHard
Prerequisite2.1 Variabel Acak Diskrit, 1.2 Aksioma dan Perhitungan Probabilitas
Connected Topics2.5 Distribusi Diskrit Umum
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 3.1; Miller Bab 5
ℹRumus›

Aksioma Normalisasi PMF:

∑semua kP(X=k)=1\sum_{\text{semua } k} P(X = k) = 1

Distribusi Binomial Y∼B(n,p)Y \sim B(n, p):

P(Y=k)=(nk)pk(1−p)n−k,k=0,1,…,nP(Y = k) = \binom{n}{k} p^k (1-p)^{n-k}, \quad k = 0, 1, \ldots, n

Khususnya: P(Y=n)=pnP(Y = n) = p^n (semua nn percobaan sukses).

Diketahui:

  • PMF klaim per polis: P(X=0)=sP(X=0)=s, P(X=1)=tP(X=1)=t, P(X=2)=0,75sP(X=2)=0{,}75s, P(X≥3)=0P(X \geq 3)=0

  • n=5n = 5 polis, klaim masing-masing independen

  • YY = banyaknya polis (dari 5) yang memiliki kurang dari 2 klaim (yaitu 0 atau 1 klaim)

  • c=P(Y=5)c = P(Y=5)
  • Target: nyatakan tt dalam cc

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Terapkan Normalisasi PMF

Total probabilitas harus sama dengan 1:

s+t+0,75s+0=1s + t + 0{,}75s + 0 = 1 1,75s+t=1⟹t=1−1,75s(1)1{,}75s + t = 1 \quad \Longrightarrow \quad t = 1 - 1{,}75s \tag{1}

Langkah 2: Tentukan Probabilitas Sukses untuk YY

YY menghitung banyaknya polis dengan kurang dari 2 klaim = klaim 0 atau klaim 1. Probabilitas satu polis memiliki kurang dari 2 klaim:

p=P(X<2)=P(X=0)+P(X=1)=s+tp = P(X < 2) = P(X=0) + P(X=1) = s + t

Karena 5 polis saling bebas dan masing-masing “sukses” dengan peluang p=s+tp = s + t, maka:

Y∼B(5, s+t)Y \sim B(5,\, s+t)

Langkah 3: Gunakan Definisi c=P(Y=5)c = P(Y=5)

Untuk Y∼B(5,p)Y \sim B(5, p):

P(Y=5)=(55)(s+t)5⋅(1−(s+t))0=(s+t)5P(Y=5) = \binom{5}{5}(s+t)^5 \cdot (1-(s+t))^0 = (s+t)^5

Maka:

c=(s+t)5⟹s+t=c1/5=c0,2(2)c = (s+t)^5 \quad \Longrightarrow \quad s + t = c^{1/5} = c^{0{,}2} \tag{2}

Langkah 4: Selesaikan Sistem Persamaan untuk ss

Dari persamaan (1): t=1−1,75st = 1 - 1{,}75s, substitusi ke persamaan (2):

s+(1−1,75s)=c0,2s + (1 - 1{,}75s) = c^{0{,}2} 1−0,75s=c0,21 - 0{,}75s = c^{0{,}2} 0,75s=1−c0,20{,}75s = 1 - c^{0{,}2} s=1−c0,20,75=4(1−c0,2)3(3)s = \frac{1 - c^{0{,}2}}{0{,}75} = \frac{4(1 - c^{0{,}2})}{3} \tag{3}

Langkah 5: Hitung tt dari ss

Substitusi (3) ke (1):

t=1−1,75s=1−74⋅4(1−c0,2)3=1−7(1−c0,2)3t = 1 - 1{,}75s = 1 - \frac{7}{4} \cdot \frac{4(1-c^{0{,}2})}{3} = 1 - \frac{7(1-c^{0{,}2})}{3} t=33−7(1−c0,2)3=3−7(1−c0,2)3=3−7+7c0,23t = \frac{3}{3} - \frac{7(1-c^{0{,}2})}{3} = \frac{3 - 7(1 - c^{0{,}2})}{3} = \frac{3 - 7 + 7c^{0{,}2}}{3} t=7c0,2−43\boxed{t = \frac{7c^{0{,}2} - 4}{3}}

Verifikasi Konsistensi: Agar t≥0t \geq 0, perlu 7c0,2≥47c^{0{,}2} \geq 4, yaitu c0,2≥47c^{0{,}2} \geq \dfrac{4}{7}, atau c≥(47)5≈0,126c \geq \left(\dfrac{4}{7}\right)^5 \approx 0{,}126. Ini adalah syarat agar distribusi valid.

Hasil Akhir: (e). t=7c0,2−43t = \dfrac{7c^{0{,}2}-4}{3}

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Salah membentuk persamaan normalisasi: misalnya menulis s+t+0,75=1s + t + 0{,}75 = 1 (lupa bahwa 0,750{,}75 adalah koefisien dari ss, bukan nilai mandiri).
  • Salah mengidentifikasi distribusi YY: mengira YY berdistribusi Poisson atau distribusi lain, padahal 5 percobaan independen dengan peluang sukses tetap →Y∼Binomial\to Y \sim \text{Binomial}.
  • Salah menuliskan P(Y=5)P(Y=5): menggunakan (55)(s+t)5(1−s−t)0\binom{5}{5}(s+t)^5(1-s-t)^0 dan lupa bahwa (55)=1\binom{5}{5} = 1 dan (1−s−t)0=1(1-s-t)^0 = 1 — hasilnya tetap benar, tetapi bisa membingungkan.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • “Kurang dari 2 klaim” = {X=0}∪{X=1}\{X = 0\} \cup \{X = 1\}, bukan {X=0}∪{X=1}∪{X=2}\{X = 0\} \cup \{X = 1\} \cup \{X = 2\}. Kata “kurang dari” (strict inequality) tidak mencakup 2.
  • Mengira YY = total klaim dari 5 polis, bukan banyaknya polis yang memenuhi kondisi tertentu.
▲Red Flags›
  • Jika PMF ditulis dengan simbol tak diketahui (ss, tt, dll.) → langkah pertama selalu normalisasi untuk membentuk persamaan.
  • Jika soal menyebut “kurang dari kk” → batas atas tidak ikut dihitung; tulis ulang secara eksplisit: {X=0,1,…,k−1}\{X = 0, 1, \ldots, k-1\}.
  • Jika hasil c=pnc = p^n muncul → segera balikkan dengan p=c1/np = c^{1/n} untuk mendapatkan peluang sukses per trial.

No. 18

Misal X merupakan random variabel dengan rataan 0 dan varians a>0a > 0. Hitunglah P(X2<a)P(X^2 < a)! (Pilihlah jawaban yang paling mendekati!)

a. 0,340{,}34
b. 0,420{,}42
c. 0,680{,}68
d. 0,840{,}84
e. 0,900{,}90

≡Jawaban No. 18›

(c). 0,680{,}68

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.6 Distribusi Kontinu Umum
DifficultyMedium
Prerequisite2.2 Variabel Acak Kontinu
Connected Topics4.4 Hukum Bilangan Besar
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 3.3; Miller Bab 6
ℹRumus›

Distribusi Normal Standar Z∼N(0,1)Z \sim N(0,1):

P(−1<Z<1)=2Φ(1)−1≈0,6827P(-1 < Z < 1) = 2\Phi(1) - 1 \approx 0{,}6827

Standardisasi: Jika X∼N(μ,σ2)X \sim N(\mu, \sigma^2), maka Z=X−μσ∼N(0,1)Z = \dfrac{X - \mu}{\sigma} \sim N(0,1).

Diketahui:

  • E[X]=0E[X] = 0, Var(X)=a\text{Var}(X) = a → standar deviasi =a= \sqrt{a}

  • Soal meminta nilai tepat yang cocok dengan salah satu opsi → asumsikan X∼N(0,a)X \sim N(0, a)

  • Target: P(X2<a)P(X^2 < a)

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Ubah Pertidaksamaan X2<aX^2 < a menjadi Pertidaksamaan Linear

X2<aX^2 < a berarti ∣X∣<a|X| < \sqrt{a}, yang ekuivalen dengan:

−a<X<a-\sqrt{a} < X < \sqrt{a}

Jadi kita tidak boleh hanya menulis X<aX < \sqrt{a} (keliru karena mengabaikan sisi kiri).

Langkah 2: Standardisasi ke Z∼N(0,1)Z \sim N(0,1)

Karena X∼N(0,a)X \sim N(0, a) dengan μ=0\mu = 0 dan σ=a\sigma = \sqrt{a}:

P(−a<X<a)=P ⁣(−a−0a<Z<a−0a)=P(−1<Z<1)P(-\sqrt{a} < X < \sqrt{a}) = P\!\left(\frac{-\sqrt{a} - 0}{\sqrt{a}} < Z < \frac{\sqrt{a} - 0}{\sqrt{a}}\right) = P(-1 < Z < 1)

Langkah 3: Hitung Probabilitas dari Tabel Normal

P(−1<Z<1)=Φ(1)−Φ(−1)=Φ(1)−(1−Φ(1))=2Φ(1)−1P(-1 < Z < 1) = \Phi(1) - \Phi(-1) = \Phi(1) - (1 - \Phi(1)) = 2\Phi(1) - 1 =2(0,8413)−1=1,6827−1=0,6827≈0,68= 2(0{,}8413) - 1 = 1{,}6827 - 1 = 0{,}6827 \approx 0{,}68

Ini adalah “aturan 68-95-99,7”: sekitar 68% nilai distribusi normal jatuh dalam satu standar deviasi dari mean.

Hasil Akhir: (c). 0,680{,}68

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Menulis P(X2<a)=P(X<a)P(X^2 < a) = P(X < \sqrt{a}) — ini salah karena mengabaikan sisi negatif. X2<aX^2 < a berarti −a<X<a-\sqrt{a} < X < \sqrt{a} (kedua sisi).
  • Menggunakan ketidaksamaan Chebyshev: P(∣X−μ∣<kσ)≥1−1/k2P(|X - \mu| < k\sigma) \geq 1 - 1/k^2. Dengan k=1k=1, batas bawahnya ≥0\geq 0 — tidak informatif dan tidak menghasilkan nilai tepat sesuai opsi.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • Soal hanya menyebut mean dan variansi, tanpa menyebut distribusi secara eksplisit. Namun karena opsi jawaban berupa nilai tepat (bukan batas bawah/atas) dan salah satu opsi adalah 0,680{,}68 (nilai khas P(−1<Z<1)P(-1 < Z < 1)), maka diasumsikan X∼N(0,a)X \sim N(0, a).
▲Red Flags›
  • Jika soal hanya diketahui mean dan variansi tetapi meminta nilai probabilitas tepat → asumsikan distribusi Normal.
  • Ekspresi P(X2<σ2)P(X^2 < \sigma^2) selalu ekuivalen dengan P(−σ<X<σ)=P(−1<Z<1)≈0,68P(-\sigma < X < \sigma) = P(-1 < Z < 1) \approx 0{,}68 untuk distribusi Normal.

No. 19

(X1,X2,X3)(X_1, X_2, X_3) merupakan vektor acak dengan distribusi multivariat dengan nilai harapan (0,0,0)(0,0,0) dan matriks varians kovarians sebagai berikut:

Σ=[4,01,51,01,51,00,51,00,51,0]\boldsymbol{\Sigma} = \begin{bmatrix} 4{,}0 & 1{,}5 & 1{,}0 \\ 1{,}5 & 1{,}0 & 0{,}5 \\ 1{,}0 & 0{,}5 & 1{,}0 \end{bmatrix}

Jika random variabel WW didefinisikan menggunakan formula X1=aX2+bX3+WX_1 = aX_2 + bX_3 + W dan WW tidak berkorelasi dengan variabel X2X_2 dan X3X_3, maka koefisien aa bernilai:

a. 11
b. 43\dfrac{4}{3}
c. 53\dfrac{5}{3}
d. 22
e. 73\dfrac{7}{3}

≡Jawaban No. 19›

(b). 43\dfrac{4}{3}

FieldIsi
Topik CF2Topik 3 — Variabel Acak Multivariat
Sub-topik3.6 Matriks Variansi-Kovariansi
Difficulty[ADVANCED]
Prerequisite3.5 Independensi dan Korelasi, 3.6 Matriks Variansi-Kovariansi
Connected Topics3.4 Nilai Harapan dan Variansi Bersyarat
ReferensiHogg-McKean-Craig Bab 4.4
ℹRumus›

Sifat Linearitas Kovarians: Untuk konstanta a,ba, b dan variabel acak W,X2,X3W, X_2, X_3:

Cov(aU+bV+W, Xj)=a Cov(U,Xj)+b Cov(V,Xj)+Cov(W,Xj)\text{Cov}(aU + bV + W,\, X_j) = a\,\text{Cov}(U, X_j) + b\,\text{Cov}(V, X_j) + \text{Cov}(W, X_j)

Notasi Matriks Kovarians: σij=Cov(Xi,Xj)\sigma_{ij} = \text{Cov}(X_i, X_j), dengan elemen diagonal σii=Var(Xi)\sigma_{ii} = \text{Var}(X_i).

Diketahui:

  • Σ\boldsymbol{\Sigma}: σ12=1,5\sigma_{12} = 1{,}5, σ13=1,0\sigma_{13} = 1{,}0, σ22=1,0\sigma_{22} = 1{,}0, σ23=0,5\sigma_{23} = 0{,}5, σ33=1,0\sigma_{33} = 1{,}0

  • W=X1−aX2−bX3W = X_1 - aX_2 - bX_3 (dari definisi X1=aX2+bX3+WX_1 = aX_2 + bX_3 + W)

  • Cov(W,X2)=0\text{Cov}(W, X_2) = 0 dan Cov(W,X3)=0\text{Cov}(W, X_3) = 0

  • Target: nilai aa

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Jabarkan Kondisi Cov(W,X2)=0\text{Cov}(W, X_2) = 0

Substitusi W=X1−aX2−bX3W = X_1 - aX_2 - bX_3:

Cov(X1−aX2−bX3,  X2)=0\text{Cov}(X_1 - aX_2 - bX_3,\; X_2) = 0

Gunakan linearitas kovarians:

Cov(X1,X2)−a Cov(X2,X2)−b Cov(X3,X2)=0\text{Cov}(X_1, X_2) - a\,\text{Cov}(X_2, X_2) - b\,\text{Cov}(X_3, X_2) = 0 σ12−a σ22−b σ32=0\sigma_{12} - a\,\sigma_{22} - b\,\sigma_{32} = 0 1,5−a(1,0)−b(0,5)=01{,}5 - a(1{,}0) - b(0{,}5) = 0 a+0,5b=1,5(1)a + 0{,}5b = 1{,}5 \tag{1}

Langkah 2: Jabarkan Kondisi Cov(W,X3)=0\text{Cov}(W, X_3) = 0

Cov(X1−aX2−bX3,  X3)=0\text{Cov}(X_1 - aX_2 - bX_3,\; X_3) = 0 σ13−a σ23−b σ33=0\sigma_{13} - a\,\sigma_{23} - b\,\sigma_{33} = 0 1,0−a(0,5)−b(1,0)=01{,}0 - a(0{,}5) - b(1{,}0) = 0 0,5a+b=1,0(2)0{,}5a + b = 1{,}0 \tag{2}

Langkah 3: Selesaikan Sistem Persamaan Linear

Dari persamaan (2): b=1,0−0,5ab = 1{,}0 - 0{,}5a. Substitusi ke persamaan (1):

a+0,5(1,0−0,5a)=1,5a + 0{,}5(1{,}0 - 0{,}5a) = 1{,}5 a+0,5−0,25a=1,5a + 0{,}5 - 0{,}25a = 1{,}5 0,75a=1,00{,}75a = 1{,}0 a=1,00,75=43a = \frac{1{,}0}{0{,}75} = \frac{4}{3}

Sebagai pelengkap: b=1,0−0,5×43=1,0−23=13b = 1{,}0 - 0{,}5 \times \dfrac{4}{3} = 1{,}0 - \dfrac{2}{3} = \dfrac{1}{3}.

Hasil Akhir: (b). a=43a = \dfrac{4}{3}

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Mengira “tidak berkorelasi” berarti WW dan XjX_j independen — padahal tidak berkorelasi hanya berarti Cov(W,Xj)=0\text{Cov}(W, X_j) = 0. Independensi adalah kondisi yang lebih kuat.
  • Salah membaca matriks Σ\boldsymbol{\Sigma}: ingat σij\sigma_{ij} adalah elemen baris ii, kolom jj. Matriks ini simetris, sehingga σ23=σ32=0,5\sigma_{23} = \sigma_{32} = 0{,}5.
  • Mencoba menghitung Var(W)\text{Var}(W) terlebih dahulu — tidak perlu untuk mencari aa.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • X1=aX2+bX3+WX_1 = aX_2 + bX_3 + W berarti W=X1−aX2−bX3W = X_1 - aX_2 - bX_3. Ini adalah regresi linear X1X_1 pada X2X_2 dan X3X_3, dan kondisi ortogonalitas Cov(W,Xj)=0\text{Cov}(W, X_j)=0 adalah syarat persamaan normal (normal equations) dalam regresi.
▲Red Flags›
  • Soal menyebut ”WW tidak berkorelasi dengan XjX_j” → tulis Cov(W,Xj)=0\text{Cov}(W, X_j) = 0 untuk setiap jj, lalu bentuk sistem persamaan linear dari elemen-elemen Σ\boldsymbol{\Sigma}.
  • Sistem persamaan (1) dan (2) adalah 2×22 \times 2 — selalu cukup untuk mencari dua koefisien aa dan bb.

No. 20

Anda diberikan X dan Y yang keduanya mengikuti distribusi seragam [0,1][0,1] dan saling bebas. Diberikan U=X+YU = X + Y dan V=XX+YV = \dfrac{X}{X+Y}. Tentukan fungsi peluang bersama dari (U,V)(U, V) yang dievaluasi pada (12,12)\left(\dfrac{1}{2}, \dfrac{1}{2}\right)!

a. 00
b. 14\dfrac{1}{4}
c. 13\dfrac{1}{3}
d. 12\dfrac{1}{2}
e. 11

≡Jawaban No. 20›

(d). 12\dfrac{1}{2}

FieldIsi
Topik CF2Topik 3 — Variabel Acak Multivariat
Sub-topik3.8 Transformasi Variabel Acak Gabungan
DifficultyHard
Prerequisite3.1 Distribusi Gabungan, 3.8 Transformasi Variabel Acak Gabungan
Connected Topics2.4 Transformasi Variabel Acak Univariat
ReferensiHogg-McKean-Craig Bab 2.6; Hogg-Tanis-Zimm Bab 5.6
ℹRumus›

Teknik Jacobian untuk transformasi bivariat: Jika (X,Y)↦(U,V)(X,Y) \mapsto (U,V) adalah transformasi satu-satu dengan invers (X,Y)=(h1(U,V), h2(U,V))(X,Y) = (h_1(U,V),\, h_2(U,V)), maka:

fU,V(u,v)=fX,Y(h1(u,v), h2(u,v))⋅∣J∣f_{U,V}(u,v) = f_{X,Y}(h_1(u,v),\, h_2(u,v)) \cdot |J|

dengan Jacobian invers:

J=det⁡(∂x/∂u∂x/∂v∂y/∂u∂y/∂v)J = \det\begin{pmatrix} \partial x/\partial u & \partial x/\partial v \\ \partial y/\partial u & \partial y/\partial v \end{pmatrix}

Diketahui:

  • X,Y∼U[0,1]X, Y \sim U[0,1] independen, sehingga fX,Y(x,y)=1f_{X,Y}(x,y) = 1 untuk 0≤x,y≤10 \leq x, y \leq 1

  • Transformasi maju: U=X+YU = X + Y, V=XX+YV = \dfrac{X}{X+Y}

  • Target: fU,V ⁣(12,12)f_{U,V}\!\left(\tfrac{1}{2}, \tfrac{1}{2}\right)

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Cari Transformasi Invers (U,V)→(X,Y)(U,V) \to (X,Y)

Dari definisi U=X+YU = X+Y dan V=X/(X+Y)V = X/(X+Y):

X=UVdanY=U−X=U−UV=U(1−V)X = UV \quad \text{dan} \quad Y = U - X = U - UV = U(1-V)

Jadi: x=uvx = uv dan y=u(1−v)y = u(1-v).

Langkah 2: Hitung Jacobian Invers

J=det⁡(∂x/∂u∂x/∂v∂y/∂u∂y/∂v)=det⁡(vu1−v−u)J = \det\begin{pmatrix} \partial x/\partial u & \partial x/\partial v \\ \partial y/\partial u & \partial y/\partial v \end{pmatrix} = \det\begin{pmatrix} v & u \\ 1-v & -u \end{pmatrix} =v⋅(−u)−u⋅(1−v)=−uv−u+uv=−u= v \cdot (-u) - u \cdot (1-v) = -uv - u + uv = -u ∣J∣=∣−u∣=u|J| = |-u| = u

Langkah 3: Tentukan Support (U,V)(U,V)

Dari x=uv≥0x = uv \geq 0 dan y=u(1−v)≥0y = u(1-v) \geq 0 dengan x≤1x \leq 1 dan y≤1y \leq 1:

  • u≥0u \geq 0, 0≤v≤10 \leq v \leq 1
  • x+y=u≤2x + y = u \leq 2 (karena x≤1x \leq 1 dan y≤1y \leq 1)
  • Lebih tepatnya: 0<u≤20 < u \leq 2 dan 0<v<10 < v < 1, dengan syarat uv≤1uv \leq 1 dan u(1−v)≤1u(1-v) \leq 1

Langkah 4: Tulis PDF Bersama (U,V)(U,V)

fU,V(u,v)=fX,Y(uv, u(1−v))⋅∣J∣=1⋅u=uf_{U,V}(u,v) = f_{X,Y}(uv,\, u(1-v)) \cdot |J| = 1 \cdot u = u (berlaku pada support yang valid)

Langkah 5: Evaluasi di (u,v)=(1/2,1/2)(u,v) = (1/2, 1/2) dan Verifikasi Support

Cek apakah titik (1/2,1/2)(1/2, 1/2) berada di support:

  • x=uv=12×12=14∈[0,1]x = uv = \tfrac{1}{2} \times \tfrac{1}{2} = \tfrac{1}{4} \in [0,1] ✓
  • y=u(1−v)=12×12=14∈[0,1]y = u(1-v) = \tfrac{1}{2} \times \tfrac{1}{2} = \tfrac{1}{4} \in [0,1] ✓

Evaluasi: fU,V ⁣(12,12)=u=12f_{U,V}\!\left(\tfrac{1}{2}, \tfrac{1}{2}\right) = u = \frac{1}{2}

Hasil Akhir: (d). 12\dfrac{1}{2}

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Lupa mengalikan dengan ∣J∣|J| — ini adalah kesalahan paling umum dalam soal transformasi bivariat. Tanpa Jacobian, jawabannya keliru menjadi fU,V=1f_{U,V} = 1.
  • Salah menghitung determinan matriks 2×22 \times 2: ingat det⁡(abcd)=ad−bc\det\begin{pmatrix}a&b\\c&d\end{pmatrix} = ad - bc.
  • Menggunakan Jacobian maju (x,y)→(u,v)(x,y) \to (u,v) alih-alih Jacobian invers (u,v)→(x,y)(u,v) \to (x,y). Rumus Jacobian dalam transformasi PDF selalu menggunakan Jacobian invers.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • Lupa memverifikasi bahwa titik evaluasi berada di dalam support sebelum menghitung. Jika titik di luar support, PDF-nya =0= 0.
▲Red Flags›
  • Transformasi bivariat → ikuti prosedur 4 langkah: (1) cari invers, (2) hitung Jacobian invers, (3) tentukan support baru, (4) tulis PDF dan evaluasi.
  • Jika fX,Y(x,y)=1f_{X,Y}(x,y) = 1 (seragam), maka fU,V(u,v)=∣J∣f_{U,V}(u,v) = |J| langsung — sesederhana itu.

No. 21

Suatu perusahaan menentukan harga dari asuransi gempa bumi dengan menggunakan asumsi-asumsi sebagai berikut:

i. Di setiap tahun kalender, terdapat hanya satu kali gempa bumi
ii. Di setiap tahun kalender, peluang terjadinya gempa bumi sebesar 0,050{,}05
iii. Banyaknya gempa bumi yang terjadi di setiap tahun kalender saling bebas

Dengan menggunakan asumsi di atas, tentukan peluang terjadi kurang dari 3 gempa bumi dalam 20 tahun. (Pilihlah jawaban yang paling mendekati!)

a. 0,060{,}06
b. 0,190{,}19
c. 0,380{,}38
d. 0,620{,}62
e. 0,920{,}92

≡Jawaban No. 21›

(e). 0,920{,}92

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.5 Distribusi Diskrit Umum
DifficultyEasy
Prerequisite2.1 Variabel Acak Diskrit, 1.5 Kejadian Independen
Connected Topics2.5 Distribusi Diskrit Umum
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 3.1; Miller Bab 5.2
ℹRumus›

Distribusi Binomial X∼B(n,p)X \sim B(n, p):

P(X=k)=(nk)pk(1−p)n−k,k=0,1,…,nP(X = k) = \binom{n}{k} p^k (1-p)^{n-k}, \quad k = 0, 1, \ldots, n

Syarat: nn percobaan Bernoulli yang independen dengan peluang sukses tetap pp.

Diketahui:

  • Setiap tahun: independen, peluang gempa p=0,05p = 0{,}05, paling banyak 1 gempa per tahun (asumsi i)

  • Jumlah tahun: n=20n = 20

  • XX = banyaknya tahun yang terjadi gempa dalam 20 tahun → X∼B(20, 0,05)X \sim B(20,\, 0{,}05)

  • Target: P(X<3)=P(X=0)+P(X=1)+P(X=2)P(X < 3) = P(X=0) + P(X=1) + P(X=2)

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Hitung P(X=0)P(X=0)

P(X=0)=(200)(0,05)0(0,95)20=1×1×(0,95)20P(X=0) = \binom{20}{0}(0{,}05)^0(0{,}95)^{20} = 1 \times 1 \times (0{,}95)^{20} (0,95)20=e20ln⁡(0,95)=e20×(−0,05129)=e−1,0258≈0,35849(0{,}95)^{20} = e^{20\ln(0{,}95)} = e^{20 \times (-0{,}05129)} = e^{-1{,}0258} \approx 0{,}35849

Langkah 2: Hitung P(X=1)P(X=1)

P(X=1)=(201)(0,05)1(0,95)19=20×0,05×(0,95)200,95P(X=1) = \binom{20}{1}(0{,}05)^1(0{,}95)^{19} = 20 \times 0{,}05 \times \frac{(0{,}95)^{20}}{0{,}95} =1×0,358490,95=20×0,05×0,37736=0,37736= 1 \times \frac{0{,}35849}{0{,}95} = 20 \times 0{,}05 \times 0{,}37736 = 0{,}37736

Langkah 3: Hitung P(X=2)P(X=2)

P(X=2)=(202)(0,05)2(0,95)18=190×0,0025×(0,95)20(0,95)2P(X=2) = \binom{20}{2}(0{,}05)^2(0{,}95)^{18} = 190 \times 0{,}0025 \times \frac{(0{,}95)^{20}}{(0{,}95)^2} =190×0,0025×0,358490,9025=190×0,0025×0,39722=0,18868= 190 \times 0{,}0025 \times \frac{0{,}35849}{0{,}9025} = 190 \times 0{,}0025 \times 0{,}39722 = 0{,}18868

Langkah 4: Jumlahkan Ketiga Probabilitas

P(X<3)=0,35849+0,37736+0,18868=0,92453≈0,92P(X < 3) = 0{,}35849 + 0{,}37736 + 0{,}18868 = 0{,}92453 \approx 0{,}92

Verifikasi via Aproksimasi Poisson (opsional, untuk mengecek kewajaran):

Dengan λ=np=20×0,05=1\lambda = np = 20 \times 0{,}05 = 1, dan X≈Poisson(1)X \approx \text{Poisson}(1):

P(X<3)≈e−1 ⁣(1+1+12)=e−1×2,5=0,920✓P(X<3) \approx e^{-1}\!\left(1 + 1 + \frac{1}{2}\right) = e^{-1} \times 2{,}5 = 0{,}920 \checkmark

Hasil Akhir: (e). 0,920{,}92

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Salah mengidentifikasi distribusi: mengira ini distribusi Poisson secara langsung. Soal secara eksplisit menyebut Bernoulli per tahun dengan nn terbatas → Binomial. Poisson hanya sebagai aproksimasi.
  • Salah menghitung (0,95)19(0{,}95)^{19} atau (0,95)18(0{,}95)^{18}: gunakan hubungan rekursif (0,95)k−1=(0,95)k/0,95(0{,}95)^{k-1} = (0{,}95)^k / 0{,}95 untuk efisiensi.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • “Kurang dari 3” = {X=0}∪{X=1}∪{X=2}\{X=0\} \cup \{X=1\} \cup \{X=2\}, tidak mencakup X=3X=3. Jika soal mengatakan “paling banyak 3” atau “tidak lebih dari 3”, barulah X=3X=3 dimasukkan.
▲Red Flags›
  • Jika ada kata “saling bebas” + peluang tetap per periode + jumlah periode terbatas → X∼BinomialX \sim \text{Binomial}.
  • Gunakan aproksimasi Poisson (λ=np\lambda = np) hanya untuk verifikasi, bukan sebagai jawaban utama saat nn kecil.

No. 22

Anda merupakan seorang aktuaris yang bertanggung jawab dalam melakukan negosiasi terhadap kontrak reasuransi di perusahaan tempat anda bekerja. Anda menentukan bahwa besar kerugian (dalam juta) yang ingin direasuransikan mengikuti distribusi seragam pada interval [1000,2000][1000, 2000]. Anda memiliki dua pilihan skema kontrak reasuransi untuk risiko ini:

(i) Kontrak pertama membayarkan klaim reasuransi sebesar 90%90\% dari besar kerugian, sedangkan
(ii) Kontrak kedua membayarkan klaim reasuransi hingga limit maksimum, dimana nilai limit ditentukan sedemikian sehingga nilai harapan dari klaim reasuransi dari kedua kontrak bernilai sama.

Hitunglah rasio dari varians klaim reasuransi atas kontrak kedua terhadap varians klaim reasuransi atas kontrak pertama! (Pilihlah jawaban yang paling mendekati!)

a. 1,51{,}5
b. 2,02{,}0
c. 0,90{,}9
d. 0,60{,}6
e. 0,30{,}3

≡Jawaban No. 22›

(e). 0,30{,}3

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.2 Variabel Acak Kontinu, 2.6 Distribusi Kontinu Umum
DifficultyHard
Prerequisite2.2 Variabel Acak Kontinu
Connected Topics2.4 Transformasi Variabel Acak Univariat
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 2.1; Miller Bab 4
ℹRumus›

Untuk X∼U[a,b]X \sim U[a, b]: E[X]=a+b2E[X] = \dfrac{a+b}{2}, Var(X)=(b−a)212\text{Var}(X) = \dfrac{(b-a)^2}{12}, f(x)=1b−af(x) = \dfrac{1}{b-a}.

Variansi transformasi linear: Var(cX)=c2 Var(X)\text{Var}(cX) = c^2\,\text{Var}(X).

Variansi LEV Y2=min⁡(X,L)Y_2 = \min(X, L):

E[Y22]=∫aLx2⋅1b−a dx+L2⋅P(X>L)E[Y_2^2] = \int_a^L x^2 \cdot \frac{1}{b-a}\,dx + L^2 \cdot P(X > L) Var(Y2)=E[Y22]−(E[Y2])2\text{Var}(Y_2) = E[Y_2^2] - (E[Y_2])^2

Diketahui:

  • X∼U[1000,2000]X \sim U[1000, 2000]: rataan =1500= 1500, variansi =(1000)212=10612= \dfrac{(1000)^2}{12} = \dfrac{10^6}{12}

  • Kontrak 1: Y1=0,9XY_1 = 0{,}9X (proporsional)

  • Kontrak 2: Y2=min⁡(X,L)Y_2 = \min(X, L) (limited payment) dengan E[Y2]=E[Y1]E[Y_2] = E[Y_1]

  • Target: Var(Y2)Var(Y1)\dfrac{\text{Var}(Y_2)}{\text{Var}(Y_1)}

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Hitung E[Y1]E[Y_1] dan Var(Y1)\text{Var}(Y_1)

E[Y1]=0,9×E[X]=0,9×1500=1350E[Y_1] = 0{,}9 \times E[X] = 0{,}9 \times 1500 = 1350 Var(Y1)=(0,9)2×Var(X)=0,81×10612=810.00012=67.500\text{Var}(Y_1) = (0{,}9)^2 \times \text{Var}(X) = 0{,}81 \times \frac{10^6}{12} = \frac{810{.}000}{12} = 67{.}500

Langkah 2: Cari Limit LL dari Syarat E[Y2]=1350E[Y_2] = 1350

Karena LL harus berada dalam [1000,2000][1000, 2000], dan f(x)=1/1000f(x) = 1/1000:

E[min⁡(X,L)]=∫1000Lx⋅11000 dx+L⋅∫L200011000 dxE[\min(X,L)] = \int_{1000}^{L} x \cdot \frac{1}{1000}\,dx + L \cdot \int_L^{2000} \frac{1}{1000}\,dx =11000⋅L2−100022+L(2000−L)1000= \frac{1}{1000}\cdot\frac{L^2 - 1000^2}{2} + \frac{L(2000-L)}{1000} =L2−1062000+2000L−L21000=L2−106+4000L−2L22000= \frac{L^2 - 10^6}{2000} + \frac{2000L - L^2}{1000} = \frac{L^2 - 10^6 + 4000L - 2L^2}{2000} =−L2+4000L−1062000=1350= \frac{-L^2 + 4000L - 10^6}{2000} = 1350 −L2+4000L−106=2.700.000-L^2 + 4000L - 10^6 = 2{.}700{.}000 L2−4000L+3.700.000=0L^2 - 4000L + 3{.}700{.}000 = 0

Gunakan rumus kuadrat:

L=4000±40002−4(3.700.000)2=4000±16.000.000−14.800.0002L = \frac{4000 \pm \sqrt{4000^2 - 4(3{.}700{.}000)}}{2} = \frac{4000 \pm \sqrt{16{.}000{.}000 - 14{.}800{.}000}}{2} =4000±1.200.0002=4000±1095,42= \frac{4000 \pm \sqrt{1{.}200{.}000}}{2} = \frac{4000 \pm 1095{,}4}{2}

Dua solusi: L≈2547,7L \approx 2547{,}7 (di luar [1000,2000][1000,2000], ditolak) atau L≈1452,3L \approx 1452{,}3 ✓

Langkah 3: Hitung E[Y22]E[Y_2^2]

Dengan L=1452,3L = 1452{,}3 dan P(X>L)=2000−1452,31000=547,71000=0,5477P(X > L) = \dfrac{2000 - 1452{,}3}{1000} = \dfrac{547{,}7}{1000} = 0{,}5477:

E[Y22]=11000∫10001452,3x2 dx+(1452,3)2×0,5477E[Y_2^2] = \frac{1}{1000}\int_{1000}^{1452{,}3} x^2\,dx + (1452{,}3)^2 \times 0{,}5477 =11000⋅(1452,3)3−(1000)33+(1452,3)2×0,5477= \frac{1}{1000} \cdot \frac{(1452{,}3)^3 - (1000)^3}{3} + (1452{,}3)^2 \times 0{,}5477

Hitung suku pertama:

(1452,3)3≈3,0646×109(1452{,}3)^3 \approx 3{,}0646 \times 10^9 3,0646×109−1093000=2,0646×1093000≈688.200\frac{3{,}0646 \times 10^9 - 10^9}{3000} = \frac{2{,}0646 \times 10^9}{3000} \approx 688{.}200

Hitung suku kedua:

(1452,3)2≈2,1092×106(1452{,}3)^2 \approx 2{,}1092 \times 10^6 2,1092×106×0,5477≈1.155.4102{,}1092 \times 10^6 \times 0{,}5477 \approx 1{.}155{.}410 E[Y22]≈688.200+1.155.410=1.843.610E[Y_2^2] \approx 688{.}200 + 1{.}155{.}410 = 1{.}843{.}610

Langkah 4: Hitung Var(Y2)\text{Var}(Y_2)

Var(Y2)=E[Y22]−(E[Y2])2=1.843.610−(1350)2=1.843.610−1.822.500=21.110\text{Var}(Y_2) = E[Y_2^2] - (E[Y_2])^2 = 1{.}843{.}610 - (1350)^2 = 1{.}843{.}610 - 1{.}822{.}500 = 21{.}110

Langkah 5: Hitung Rasio

Var(Y2)Var(Y1)=21.11067.500≈0,313≈0,3\frac{\text{Var}(Y_2)}{\text{Var}(Y_1)} = \frac{21{.}110}{67{.}500} \approx 0{,}313 \approx 0{,}3

Hasil Akhir: (e). 0,30{,}3

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Lupa bahwa Var(cX)=c2 Var(X)\text{Var}(cX) = c^2\,\text{Var}(X), bukan c⋅Var(X)c \cdot \text{Var}(X). Koefisien 0,90{,}9 harus dikuadratkan: (0,9)2=0,81(0{,}9)^2 = 0{,}81.
  • Salah dalam mengintegrasikan E[min⁡(X,L)]E[\min(X,L)]: harus dibagi dua bagian — satu untuk X≤LX \leq L (bayar XX) dan satu untuk X>LX > L (bayar LL).
  • Mengambil solusi L=2547,7L = 2547{,}7 tanpa mengecek apakah L∈[1000,2000]L \in [1000, 2000] — selalu verifikasi domain solusi.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • Kontrak 2 adalah limited payment min⁡(X,L)\min(X,L) (bayar kerugian penuh hingga batas LL), bukan excess of loss (bayar kelebihan di atas deductible).
▲Red Flags›
  • Kontrak proporsional (cXcX) cenderung memiliki variansi lebih besar dari kontrak limited (min⁡(X,L)\min(X,L)) dengan mean yang sama, karena kontrak limited memotong ekor distribusi sehingga mengurangi dispersi.
  • Rasio <1< 1 menandakan kontrak kedua (limited) lebih stabil — masuk akal secara intuisi reasuransi.

No. 23

Peluang keterlambatan keberangkatan pesawat terbang dari suatu penerbangan diketahui sebesar 16\dfrac{1}{6}, dengan setiap satu keberangkatan pesawat terbang diperlakukan sebagai suatu percobaan Bernoulli. Hitunglah peluang setidaknya 40 dari 180 keberangkatan pesawat terbang akan mengalami keterlambatan, menggunakan aproksimasi normal dengan koreksi kontinuitas! (Pilihlah jawaban yang paling mendekati!)

a. 0,03450{,}0345
b. 0,02870{,}0287
c. 0,01970{,}0197
d. 0,01100{,}0110
e. 0,00960{,}0096

≡Jawaban No. 23›

(b). 0,02870{,}0287

FieldIsi
Topik CF2Topik 4 — Inferensi Statistik
Sub-topik4.3 Teorema Limit Pusat (CLT)
DifficultyMedium
Prerequisite2.5 Distribusi Diskrit Umum, 4.3 Teorema Limit Pusat (CLT)
Connected Topics2.6 Distribusi Kontinu Umum
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 5.5; Walpole Bab 8.5
ℹRumus›

Aproksimasi Normal dengan Koreksi Kontinuitas untuk X∼B(n,p)X \sim B(n,p):

μ=np,σ=np(1−p)\mu = np, \quad \sigma = \sqrt{np(1-p)} P(X≥k)≈P ⁣(Z≥k−0,5−μσ)P(X \geq k) \approx P\!\left(Z \geq \frac{k - 0{,}5 - \mu}{\sigma}\right)

Alasan koreksi: distribusi Binomial bersifat diskrit, sedangkan Normal bersifat kontinu. Nilai diskrit X=kX = k direpresentasikan sebagai interval kontinu [k−0,5,  k+0,5][k - 0{,}5,\; k + 0{,}5].

Diketahui:

  • n=180n = 180, p=16p = \dfrac{1}{6}

  • μ=np=180×16=30\mu = np = 180 \times \dfrac{1}{6} = 30
  • σ2=np(1−p)=180×16×56=25\sigma^2 = np(1-p) = 180 \times \dfrac{1}{6} \times \dfrac{5}{6} = 25, sehingga σ=5\sigma = 5

  • Target: P(X≥40)P(X \geq 40) menggunakan aproksimasi Normal dengan koreksi kontinuitas

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Terapkan Koreksi Kontinuitas untuk P(X≥40)P(X \geq 40)

“Setidaknya 40” berarti X≥40X \geq 40 (inklusif). Dalam aproksimasi kontinu, ini direpresentasikan sebagai Xkontinu≥40−0,5=39,5X_{\text{kontinu}} \geq 40 - 0{,}5 = 39{,}5:

P(X≥40)≈P ⁣(Z≥39,5−305)=P ⁣(Z≥9,55)=P(Z≥1,90)P(X \geq 40) \approx P\!\left(Z \geq \frac{39{,}5 - 30}{5}\right) = P\!\left(Z \geq \frac{9{,}5}{5}\right) = P(Z \geq 1{,}90)

Langkah 2: Hitung dari Tabel Normal Standar

P(Z≥1,90)=1−Φ(1,90)=1−0,9713=0,0287P(Z \geq 1{,}90) = 1 - \Phi(1{,}90) = 1 - 0{,}9713 = 0{,}0287

Hasil Akhir: (b). 0,02870{,}0287

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Tidak menggunakan koreksi kontinuitas: z=(40−30)/5=2,00z = (40 - 30)/5 = 2{,}00 → P(Z≥2,00)=0,0228P(Z \geq 2{,}00) = 0{,}0228. Ini bukan jawaban yang diminta soal dan tidak menggunakan koreksi yang diminta.
  • Koreksi arah yang salah: untuk P(X≥k)P(X \geq k), gunakan k−0,5k - 0{,}5 (geser ke kiri). Untuk P(X≤k)P(X \leq k), gunakan k+0,5k + 0{,}5 (geser ke kanan). Mudah diingat: koreksi selalu ke arah yang memperluas wilayah event.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • “Setidaknya 40” = P(X≥40)P(X \geq 40), inklusif. Berbeda dengan “lebih dari 40” = P(X>40)=P(X≥41)P(X > 40) = P(X \geq 41), yang menggunakan koreksi 40+0,5=40,540 + 0{,}5 = 40{,}5.
▲Red Flags›
  • Tabel koreksi kontinuitas yang wajib dihapal:
Kejadian DiskritKoreksi Kontinu
P(X≥k)P(X \geq k)P(Z≥k−0,5−μσ)P(Z \geq \frac{k-0{,}5-\mu}{\sigma})
P(X>k)P(X > k)P(Z≥k+0,5−μσ)P(Z \geq \frac{k+0{,}5-\mu}{\sigma})
P(X≤k)P(X \leq k)P(Z≤k+0,5−μσ)P(Z \leq \frac{k+0{,}5-\mu}{\sigma})
P(X<k)P(X < k)P(Z≤k−0,5−μσ)P(Z \leq \frac{k-0{,}5-\mu}{\sigma})

No. 24

Anda diberikan informasi sebagai berikut:

i. P(A∪B)=0,7P(A \cup B) = 0{,}7
ii. P(A∪Bc)=0,9P(A \cup B^c) = 0{,}9

Tentukan P(A)P(A)!

a. 0,20{,}2
b. 0,30{,}3
c. 0,40{,}4
d. 0,60{,}6
e. 0,80{,}8

≡Jawaban No. 24›

(d). 0,60{,}6

FieldIsi
Topik CF2Topik 1 — Dasar-Dasar Probabilitas
Sub-topik1.2 Aksioma dan Perhitungan Probabilitas
DifficultyEasy
Prerequisite1.2 Aksioma dan Perhitungan Probabilitas
Connected Topics1.4 Probabilitas Bersyarat
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 1.2; Miller Bab 2
ℹRumus›

Identitas Probabilitas untuk Dua Kejadian:

P(E)+P(F)=P(E∪F)+P(E∩F)P(E) + P(F) = P(E \cup F) + P(E \cap F)

Ini adalah analog probabilitas dari identitas himpunan ∣E∣+∣F∣=∣E∪F∣+∣E∩F∣|E| + |F| = |E \cup F| + |E \cap F|.

Sifat Komplementer: B∪Bc=ΩB \cup B^c = \Omega dan B∩Bc=∅B \cap B^c = \emptyset.

Diketahui:

  • P(A∪B)=0,7P(A \cup B) = 0{,}7
  • P(A∪Bc)=0,9P(A \cup B^c) = 0{,}9
  • Target: P(A)P(A)

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Identifikasi Gabungan dan Irisan dari Dua Kejadian

Terapkan identitas P(E)+P(F)=P(E∪F)+P(E∩F)P(E) + P(F) = P(E \cup F) + P(E \cap F) dengan E=A∪BE = A \cup B dan F=A∪BcF = A \cup B^c:

Hitung gabungan:

(A∪B)∪(A∪Bc)=A∪B∪Bc=A∪Ω=Ω(A \cup B) \cup (A \cup B^c) = A \cup B \cup B^c = A \cup \Omega = \Omega ∴P((A∪B)∪(A∪Bc))=P(Ω)=1\therefore P((A\cup B) \cup (A \cup B^c)) = P(\Omega) = 1

Hitung irisan:

(A∪B)∩(A∪Bc)=A∪(B∩Bc)=A∪∅=A(A \cup B) \cap (A \cup B^c) = A \cup (B \cap B^c) = A \cup \emptyset = A ∴P((A∪B)∩(A∪Bc))=P(A)\therefore P((A\cup B) \cap (A \cup B^c)) = P(A)

Langkah 2: Substitusi ke Identitas

P(A∪B)+P(A∪Bc)=P(Ω)+P(A)P(A \cup B) + P(A \cup B^c) = P(\Omega) + P(A) 0,7+0,9=1+P(A)0{,}7 + 0{,}9 = 1 + P(A) 1,6=1+P(A)1{,}6 = 1 + P(A) P(A)=0,6P(A) = 0{,}6

Hasil Akhir: (d). P(A)=0,6P(A) = 0{,}6

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Mencoba membentuk sistem persamaan dengan tiga variabel P(A)P(A), P(B)P(B), P(A∩B)P(A \cap B) menggunakan rumus P(A∪B)=P(A)+P(B)−P(A∩B)P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B) — ini menghasilkan dua persamaan dengan tiga variabel (underdetermined). Sistem tidak cukup untuk diselesaikan tanpa identitas tambahan.
  • Lupa sifat distribusif himpunan: A∪(B∩Bc)=A∪∅=AA \cup (B \cap B^c) = A \cup \emptyset = A, bukan (A∪B)∩(A∪Bc)=A∩B(A \cup B) \cap (A \cup B^c) = A \cap B atau bentuk keliru lainnya.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • Mengira P(A∪Bc)P(A \cup B^c) adalah komplemen dari P(A∪B)P(A \cup B), sehingga P(A∪Bc)=1−P(A∪B)=0,3P(A \cup B^c) = 1 - P(A \cup B) = 0{,}3 — ini keliru. BcB^c adalah komplemen BB, bukan komplemen A∪BA \cup B.
▲Red Flags›
  • Jika soal memberikan P(E)P(E) dan P(F)P(F) di mana E∪F=ΩE \cup F = \Omega → langsung gunakan P(E)+P(F)=1+P(E∩F)P(E) + P(F) = 1 + P(E \cap F) untuk mencari P(E∩F)P(E \cap F).
  • Selalu cek apakah gabungan dua kejadian bisa disederhanakan menjadi Ω\Omega atau irisan menjadi ∅\emptyset — ini sering menghasilkan solusi yang elegan tanpa perlu variabel tambahan.

No. 25

Tiga kartu diambil dari satu set kartu remi standar. Berapakah peluang ketiga kartu tersebut bergambar hati, jika diketahui setidaknya dua dari tiga kartu tersebut bergambar hati? (Pilihlah jawaban yang paling mendekati!)

a. 0,08590{,}0859
b. 0,07810{,}0781
c. 0,07130{,}0713
d. 0,06250{,}0625
e. 0,05760{,}0576

≡Jawaban No. 25›

(a). 0,08590{,}0859

FieldIsi
Topik CF2Topik 1 — Dasar-Dasar Probabilitas
Sub-topik1.4 Probabilitas Bersyarat, 1.3 Metode Enumerasi
DifficultyMedium
Prerequisite1.3 Metode Enumerasi, 1.4 Probabilitas Bersyarat
Connected Topics1.2 Aksioma dan Perhitungan Probabilitas
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 1.3–1.4; Miller Bab 2
ℹRumus›

Probabilitas Bersyarat:

P(A∣B)=P(A∩B)P(B)P(A \mid B) = \frac{P(A \cap B)}{P(B)}

Kombinasi (pengambilan tanpa urutan, tanpa pengembalian):

(nk)=n!k!(n−k)!\binom{n}{k} = \frac{n!}{k!(n-k)!}

Kartu remi standar: 52 kartu total, 13 kartu hati, 39 kartu bukan hati.

Diketahui:

  • Deck standar: 52 kartu, 13 hati (♡\heartsuit), 39 bukan hati

  • Diambil 3 kartu tanpa pengembalian (urutan tidak penting → kombinasi)

  • Kejadian AA = ketiga kartu adalah hati

  • Kejadian BB = setidaknya 2 dari 3 kartu adalah hati

  • Perhatikan: A⊂BA \subset B (jika semua 3 hati, pasti setidaknya 2 hati), sehingga A∩B=AA \cap B = A

  • Target: P(A∣B)P(A \mid B)

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Hitung Ruang Sampel Total

Banyaknya cara memilih 3 kartu dari 52:

(523)=52×51×503×2×1=132.6006=22.100\binom{52}{3} = \frac{52 \times 51 \times 50}{3 \times 2 \times 1} = \frac{132{.}600}{6} = 22{.}100

Langkah 2: Hitung P(A)=P(tepat 3 hati)P(A) = P(\text{tepat 3 hati})

Memilih 3 kartu hati dari 13 kartu hati yang tersedia:

(133)=13×12×116=286\binom{13}{3} = \frac{13 \times 12 \times 11}{6} = 286 P(A)=28622.100P(A) = \frac{286}{22{.}100}

Langkah 3: Hitung P(tepat 2 hati)P(\text{tepat 2 hati})

Memilih 2 hati dari 13, dan 1 bukan hati dari 39:

(132)×(391)=13×122×39=78×39=3.042\binom{13}{2} \times \binom{39}{1} = \frac{13 \times 12}{2} \times 39 = 78 \times 39 = 3{.}042 P(tepat 2 hati)=3.04222.100P(\text{tepat 2 hati}) = \frac{3{.}042}{22{.}100}

Langkah 4: Hitung P(B)=P(setidaknya 2 hati)P(B) = P(\text{setidaknya 2 hati})

“Setidaknya 2 hati” mencakup tepat 2 hati atau tepat 3 hati:

P(B)=P(tepat 2 hati)+P(tepat 3 hati)=3.042+28622.100=3.32822.100P(B) = P(\text{tepat 2 hati}) + P(\text{tepat 3 hati}) = \frac{3{.}042 + 286}{22{.}100} = \frac{3{.}328}{22{.}100}

Langkah 5: Terapkan Rumus Probabilitas Bersyarat

Karena A⊂BA \subset B, maka P(A∩B)=P(A)P(A \cap B) = P(A):

P(A∣B)=P(A∩B)P(B)=P(A)P(B)=286/22.1003.328/22.100=2863.328P(A \mid B) = \frac{P(A \cap B)}{P(B)} = \frac{P(A)}{P(B)} = \frac{286/22{.}100}{3{.}328/22{.}100} = \frac{286}{3{.}328}

Penyebut 22.10022{.}100 saling menghilangkan — kita hanya perlu membandingkan jumlah cara (bukan probabilitas):

P(A∣B)=2863.328=0,08594≈0,0859P(A \mid B) = \frac{286}{3{.}328} = 0{,}08594 \approx 0{,}0859

Hasil Akhir: (a). 0,08590{,}0859

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Salah menghitung (523)\binom{52}{3}: ingat rumusnya 52×51×506=22.100\frac{52 \times 51 \times 50}{6} = 22{.}100, bukan 52×51×5052 \times 51 \times 50 tanpa dibagi 66.
  • Mengira P(A∩B)=P(A)×P(B)P(A \cap B) = P(A) \times P(B) — ini hanya berlaku jika AA dan BB independen, yang jelas tidak berlaku di sini (karena A⊂BA \subset B).
  • Lupa bahwa “setidaknya 2 hati” mencakup dua kasus: tepat 2 dan tepat 3. Hanya menghitung tepat 2 hati sebagai penyebut adalah kesalahan umum.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • Pengambilan kartu selalu tanpa pengembalian kecuali dinyatakan lain → gunakan kombinasi (nk)\binom{n}{k}, bukan pangkat pk(1−p)n−kp^k(1-p)^{n-k} (yang untuk Binomial dengan pengembalian).
  • “Setidaknya 2” = ≥2\geq 2, artinya inklusif terhadap nilai 2 itu sendiri.
▲Red Flags›
  • Soal kombinatorik dengan “diketahui bahwa…” → selalu P(A∣B)=P(A∩B)/P(B)P(A \mid B) = P(A \cap B) / P(B).
  • Jika A⊂BA \subset B (kejadian A adalah bagian dari B) → P(A∩B)=P(A)P(A \cap B) = P(A), sehingga P(A∣B)=P(A)/P(B)P(A \mid B) = P(A)/P(B). Identifikasi relasi subset ini untuk menyederhanakan perhitungan.

No. 26

Hitunglah fungsi pembangkit peluang PN(t)P_N(t) dari variabel acak Poisson N dengan rataan 2 pada t=12t = \dfrac{1}{2}! (Pilihlah jawaban yang paling mendekati!)

a. 27,043427{,}0434
b. 7,38917{,}3891
c. 2,71832{,}7183
d. 1,64871{,}6487
e. 0,36790{,}3679

≡Jawaban No. 26›

(e). 0,36790{,}3679

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.3 Fungsi Pembangkit, 2.5 Distribusi Diskrit Umum
DifficultyEasy
Prerequisite2.3 Fungsi Pembangkit
Connected Topics2.5 Distribusi Diskrit Umum
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 3.2; Miller Bab 5
ℹRumus›

Fungsi Pembangkit Peluang (PGF) untuk variabel acak diskrit NN dengan support {0,1,2,…}\{0,1,2,\ldots\}:

GN(t)=E[tN]=∑k=0∞tk⋅P(N=k)G_N(t) = E[t^N] = \sum_{k=0}^{\infty} t^k \cdot P(N=k)

PGF khusus untuk N∼Poisson(λ)N \sim \text{Poisson}(\lambda):

GN(t)=eλ(t−1)G_N(t) = e^{\lambda(t-1)}

Perbedaan PGF vs MGF (wajib dihapal):

  • PGF: GN(t)=E[tN]=eλ(t−1)G_N(t) = E[t^N] = e^{\lambda(t-1)} — argumennya adalah tNt^N
  • MGF: MN(t)=E[etN]=eλ(et−1)M_N(t) = E[e^{tN}] = e^{\lambda(e^t - 1)} — argumennya adalah etNe^{tN}

Diketahui:

  • N∼Poisson(λ=2)N \sim \text{Poisson}(\lambda = 2)
  • Target: GN ⁣(12)G_N\!\left(\dfrac{1}{2}\right)

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Tulis Rumus PGF untuk Poisson

Untuk N∼Poisson(λ=2)N \sim \text{Poisson}(\lambda = 2):

GN(t)=eλ(t−1)=e2(t−1)G_N(t) = e^{\lambda(t-1)} = e^{2(t-1)}

Langkah 2: Substitusi t=12t = \dfrac{1}{2}

GN ⁣(12)=e2(12−1)=e2×(−12)=e−1G_N\!\left(\tfrac{1}{2}\right) = e^{2\left(\frac{1}{2} - 1\right)} = e^{2 \times (-\frac{1}{2})} = e^{-1}

Langkah 3: Evaluasi Numerik

e−1=1e≈12,71828≈0,3679e^{-1} = \frac{1}{e} \approx \frac{1}{2{,}71828} \approx 0{,}3679

Sebagai sanity check: nilai PGF di t=1t = 1 selalu =1= 1 (karena GN(1)=E[1N]=1G_N(1) = E[1^N] = 1). Di sini t=1/2<1t = 1/2 < 1, sehingga wajar hasilnya <1< 1. ✓

Hasil Akhir: (e). 0,36790{,}3679

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Menggunakan MGF alih-alih PGF: MGF Poisson adalah MN(t)=eλ(et−1)M_N(t) = e^{\lambda(e^t - 1)}. Jika menggunakan MGF dengan t=1/2t = 1/2: MN(1/2)=e2(e0,5−1)=e2(1,6487−1)=e1,2974≈3,66M_N(1/2) = e^{2(e^{0{,}5}-1)} = e^{2(1{,}6487-1)} = e^{1{,}2974} \approx 3{,}66 — tidak ada di opsi, namun jelas bukan jawaban yang diminta.
  • Salah menghitung eksponen: 2(1/2−1)=2×(−1/2)=−12(1/2 - 1) = 2 \times (-1/2) = -1, bukan 2×1/2=12 \times 1/2 = 1.
  • Mengira GN(1/2)=eλ⋅t=e2×1/2=e1≈2,718G_N(1/2) = e^{\lambda \cdot t} = e^{2 \times 1/2} = e^1 \approx 2{,}718 — lupa faktor (t−1)(t-1), bukan hanya tt.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • “Fungsi pembangkit peluang” (PGF) berbeda dari “fungsi pembangkit momen” (MGF). Soal secara eksplisit menyebut PGF — gunakan GN(t)=E[tN]G_N(t) = E[t^N], bukan MN(t)=E[etN]M_N(t) = E[e^{tN}].
▲Red Flags›
  • Opsi (c) ≈2,718=e1\approx 2{,}718 = e^1 adalah jebakan untuk yang menggunakan eλte^{\lambda t} tanpa faktor −1-1.
  • Opsi (d) ≈1,6487=e0,5\approx 1{,}6487 = e^{0{,}5} adalah jebakan untuk yang hanya menghitung ete^{t} atau eλ/2e^{\lambda/2}.
  • Selalu cek: PGF di t=1t=1 harus =1= 1. Ini berguna untuk verifikasi rumus.

No. 27

Misal XX memiliki sebaran binomial dengan parameter nn dan pp, dan distribusi bersyarat dari YY jika diketahui X=xX = x mengikuti sebaran Poisson dengan rataan xx.

Tentukan varians dari YY!

a. xx
b. npnp
c. np(1−p)np(1-p)
d. np2np^2
e. np(2−p)np(2-p)

≡Jawaban No. 27›

(e). np(2−p)np(2-p)

FieldIsi
Topik CF2Topik 3 — Variabel Acak Multivariat
Sub-topik3.4 Nilai Harapan dan Variansi Bersyarat, 3.7 Distribusi Majemuk (Compound Distribution)
DifficultyHard
Prerequisite3.3 Distribusi Bersyarat (Conditional Distribution), 3.4 Nilai Harapan dan Variansi Bersyarat
Connected Topics2.5 Distribusi Diskrit Umum
ReferensiHogg-McKean-Craig Bab 2.1–2.6; Hogg-Tanis-Zimm Bab 4.4
ℹRumus›

Hukum Ekspektasi Total (Law of Total Expectation / Adam’s Law):

E[Y]=E ⁣[E[Y∣X]]E[Y] = E\!\left[E[Y \mid X]\right]

Hukum Variansi Total (Law of Total Variance / Eve’s Law):

Var(Y)=E ⁣[Var(Y∣X)]+Var ⁣(E[Y∣X])\text{Var}(Y) = E\!\left[\text{Var}(Y \mid X)\right] + \text{Var}\!\left(E[Y \mid X]\right)

Untuk Y∣X=x∼Poisson(x)Y \mid X = x \sim \text{Poisson}(x): E[Y∣X=x]=xE[Y \mid X=x] = x dan Var(Y∣X=x)=x\text{Var}(Y \mid X=x) = x.

Untuk X∼B(n,p)X \sim B(n,p): E[X]=npE[X] = np dan Var(X)=np(1−p)\text{Var}(X) = np(1-p).

Diketahui:

  • X∼B(n,p)X \sim B(n, p): variabel acak “luar” (mixing variable)

  • Y∣X=x∼Poisson(x)Y \mid X = x \sim \text{Poisson}(x): distribusi YY bergantung pada nilai XX

  • Ini adalah distribusi majemuk (compound distribution)

  • Target: Var(Y)\text{Var}(Y) — variansi marginal (tanpa syarat) dari YY

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Identifikasi Momen Bersyarat dari Y∣XY \mid X

Karena Y∣X=x∼Poisson(x)Y \mid X = x \sim \text{Poisson}(x), dan Poisson dengan rataan μ\mu memiliki mean dan variansi keduanya =μ= \mu:

E[Y∣X=x]=x⟹E[Y∣X]=XE[Y \mid X = x] = x \quad \Longrightarrow \quad E[Y \mid X] = X Var(Y∣X=x)=x⟹Var(Y∣X)=X\text{Var}(Y \mid X = x) = x \quad \Longrightarrow \quad \text{Var}(Y \mid X) = X

(Perhatikan: E[Y∣X]E[Y \mid X] dan Var(Y∣X)\text{Var}(Y \mid X) adalah fungsi dari XX, bukan konstanta.)

Langkah 2: Hitung Suku Pertama Eve’s Law — E[Var(Y∣X)]E[\text{Var}(Y \mid X)]

E ⁣[Var(Y∣X)]=E[X]=npE\!\left[\text{Var}(Y \mid X)\right] = E[X] = np

(menggunakan Hukum Ekspektasi Total: E[X]=npE[X] = np untuk X∼B(n,p)X \sim B(n,p))

Langkah 3: Hitung Suku Kedua Eve’s Law — Var(E[Y∣X])\text{Var}(E[Y \mid X])

Var ⁣(E[Y∣X])=Var(X)=np(1−p)\text{Var}\!\left(E[Y \mid X]\right) = \text{Var}(X) = np(1-p)

(karena E[Y∣X]=XE[Y \mid X] = X, variansinya sama dengan variansi XX)

Langkah 4: Jumlahkan Kedua Suku

Var(Y)=E ⁣[Var(Y∣X)]+Var ⁣(E[Y∣X])\text{Var}(Y) = E\!\left[\text{Var}(Y \mid X)\right] + \text{Var}\!\left(E[Y \mid X]\right) =np+np(1−p)= np + np(1-p) =np[1+(1−p)]= np\left[1 + (1-p)\right] =np(2−p)= np(2-p)

Verifikasi dengan nilai khusus:

Coba p=1p = 1: X=nX = n pasti, sehingga Y∼Poisson(n)Y \sim \text{Poisson}(n) dan Var(Y)=n\text{Var}(Y) = n. Formula: np(2−p)=n⋅1⋅(2−1)=nnp(2-p) = n \cdot 1 \cdot (2-1) = n. ✓

Hasil Akhir: (e). Var(Y)=np(2−p)\text{Var}(Y) = np(2-p)

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Hanya mengambil suku pertama: Var(Y)=E[Var(Y∣X)]=E[X]=np\text{Var}(Y) = E[\text{Var}(Y|X)] = E[X] = np — ini opsi (b), tidak lengkap karena mengabaikan suku kedua Eve’s Law.
  • Hanya mengambil suku kedua: Var(Y)=Var(E[Y∣X])=Var(X)=np(1−p)\text{Var}(Y) = \text{Var}(E[Y|X]) = \text{Var}(X) = np(1-p) — ini opsi (c), juga tidak lengkap.
  • Mengira Var(Y)=Var(Y∣X=x)=x\text{Var}(Y) = \text{Var}(Y|X=x) = x — opsi (a) ini salah karena xx adalah nilai tertentu (bukan variabel), dan variansi marginal tidak sama dengan variansi bersyarat di satu titik.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • “Distribusi bersyarat Y∣X=xY|X=x adalah Poisson dengan rataan xx” berarti rataan Poisson bervariasi bergantung pada XX — ini adalah struktur distribusi majemuk, bukan distribusi Poisson biasa.
  • Jawaban YY (marginal) bukan Poisson — distribusi marginal campuran umumnya lebih kompleks.
▲Red Flags›
  • Kata kunci “distribusi bersyarat dari YY jika diketahui XX” + “tentukan variansi YY” → selalu gunakan Eve’s Law (kedua suku, jangan ada yang dilewat).
  • Soal compound distribution (Poisson-Binomial, Poisson-Gamma, dll.) → Eve’s Law adalah senjata utama.

No. 28

Misal (X,Y) memiliki fungsi peluang bersama:

fX,Y(x,y)={6(1−x−y),untuk 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤10,selainnyaf_{X,Y}(x, y) = \begin{cases} 6(1-x-y), & \text{untuk } 0 \leq x \leq 1,\ 0 \leq y \leq 1,\ 0 \leq x+y \leq 1 \\ 0, & \text{selainnya} \end{cases}

Tentukan P ⁣(0≤X≤12)P\!\left(0 \leq X \leq \dfrac{1}{2}\right)!

a. 112\dfrac{1}{12}
b. 18\dfrac{1}{8}
c. 712\dfrac{7}{12}
d. 14\dfrac{1}{4}
e. 78\dfrac{7}{8}

≡Jawaban No. 28›

(e). 78\dfrac{7}{8}

FieldIsi
Topik CF2Topik 3 — Variabel Acak Multivariat
Sub-topik3.2 Distribusi Marginal, 3.1 Distribusi Gabungan (Joint Distribution)
DifficultyMedium
Prerequisite3.1 Distribusi Gabungan (Joint Distribution), 3.2 Distribusi Marginal
Connected Topics2.2 Variabel Acak Kontinu
ReferensiHogg-McKean-Craig Bab 2.1; Hogg-Tanis-Zimm Bab 4.1
ℹRumus›

PDF Marginal dari XX:

fX(x)=∫−∞∞fX,Y(x,y) dyf_X(x) = \int_{-\infty}^{\infty} f_{X,Y}(x,y)\,dy

Batas integral yy harus memperhatikan support (region dimana fX,Y>0f_{X,Y} > 0).

Untuk support segitiga {x≥0, y≥0, x+y≤1}\{x \geq 0,\, y \geq 0,\, x+y \leq 1\}: batas yy adalah dari 00 hingga 1−x1-x (untuk xx tetap).

Diketahui:

  • fX,Y(x,y)=6(1−x−y)f_{X,Y}(x,y) = 6(1-x-y) pada region segitiga: x≥0x \geq 0, y≥0y \geq 0, x+y≤1x+y \leq 1

  • Region ini adalah segitiga dengan sudut di (0,0)(0,0), (1,0)(1,0), dan (0,1)(0,1)

  • Target: P ⁣(0≤X≤12)=∫01/2fX(x) dxP\!\left(0 \leq X \leq \dfrac{1}{2}\right) = \displaystyle\int_0^{1/2} f_X(x)\,dx

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Tentukan Batas Integral untuk Marginalisasi

Untuk nilai xx yang tetap (0≤x≤10 \leq x \leq 1), variabel yy harus memenuhi:

  • y≥0y \geq 0 (dari syarat support)
  • x+y≤1x + y \leq 1, sehingga y≤1−xy \leq 1 - x

Jadi batas integral yy: dari 00 sampai 1−x1-x.

Langkah 2: Hitung PDF Marginal fX(x)f_X(x)

fX(x)=∫01−x6(1−x−y) dyf_X(x) = \int_0^{1-x} 6(1-x-y)\,dy

Misal u=1−xu = 1-x (konstanta saat mengintegralkan terhadap yy):

=∫0u6(u−y) dy=6[uy−y22]0u= \int_0^{u} 6(u - y)\,dy = 6\left[uy - \frac{y^2}{2}\right]_0^{u} =6(u2−u22)=6⋅u22=3u2=3(1−x)2= 6\left(u^2 - \frac{u^2}{2}\right) = 6 \cdot \frac{u^2}{2} = 3u^2 = 3(1-x)^2

Jadi: fX(x)=3(1−x)2f_X(x) = 3(1-x)^2 untuk 0≤x≤10 \leq x \leq 1.

Verifikasi: ∫013(1−x)2 dx=[−(1−x)3]01=0−(−1)=1\displaystyle\int_0^1 3(1-x)^2\,dx = \left[-(1-x)^3\right]_0^1 = 0 - (-1) = 1 ✓

Langkah 3: Hitung P ⁣(0≤X≤12)P\!\left(0 \leq X \leq \dfrac{1}{2}\right)

P ⁣(0≤X≤12)=∫01/23(1−x)2 dxP\!\left(0 \leq X \leq \tfrac{1}{2}\right) = \int_0^{1/2} 3(1-x)^2\,dx

Gunakan substitusi u=1−xu = 1-x, du=−dxdu = -dx:

  • Saat x=0x = 0: u=1u = 1
  • Saat x=1/2x = 1/2: u=1/2u = 1/2
=∫11/23u2(−du)=∫1/213u2 du=[u3]1/21=13−(12)3=1−18=78= \int_1^{1/2} 3u^2 (-du) = \int_{1/2}^{1} 3u^2\,du = \left[u^3\right]_{1/2}^{1} = 1^3 - \left(\tfrac{1}{2}\right)^3 = 1 - \frac{1}{8} = \frac{7}{8}

Atau langsung (tanpa substitusi):

=[−(1−x)3]01/2=−(1−12)3−(−(1−0)3)=−18+1=78= \left[-(1-x)^3\right]_0^{1/2} = -(1-\tfrac{1}{2})^3 - (-(1-0)^3) = -\frac{1}{8} + 1 = \frac{7}{8}

Hasil Akhir: (e). 78\dfrac{7}{8}

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Salah menentukan batas atas yy: menggunakan yy dari 00 hingga 11 (alih-alih 1−x1-x). Ini mengintegrasikan di luar support, menghasilkan nilai fX(x)f_X(x) yang salah dan bahkan mungkin tidak valid sebagai PDF.
  • Menghitung P(0≤X≤1/2)P(0 \leq X \leq 1/2) via integral ganda langsung tanpa memarginalkan lebih dulu — sebenarnya bisa, tetapi lebih rawan kesalahan dalam menentukan region integrasi. Pendekatan via marginal lebih sistematis.
  • Salah tanda saat mengevaluasi anti-turunan −(1−x)3-(1-x)^3: pastikan substitusi batas atas dan bawah dilakukan dengan benar.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • P(0≤X≤1/2)P(0 \leq X \leq 1/2) adalah probabilitas marginal — artinya YY bisa bernilai apa saja (sesuai support), bukan Y=0Y = 0 atau nilai tertentu.
▲Red Flags›
  • Support berbentuk segitiga (ada syarat x+y≤1x + y \leq 1) → selalu gambar region terlebih dahulu sebelum menentukan batas integral. Batas atas yy bergantung pada xx: ymax⁡=1−xy_{\max} = 1-x, bukan 11.
  • Setelah mendapat fX(x)f_X(x), verifikasi dengan ∫01fX(x) dx=1\displaystyle\int_0^1 f_X(x)\,dx = 1 sebelum melanjutkan.

No. 29

Keluarga Suprapto memiliki 5 anak. Diasumsikan peluang lahir setiap anak Perempuan sebesar 0,50{,}5 dan kelahiran dari setiap anak saling bebas, berapakah peluang keluarga Suprapto memiliki setidaknya 1 anak perempuan jika diketahui mereka memiliki setidaknya 1 anak laki-laki?

a. 3132\dfrac{31}{32}
b. 3031\dfrac{30}{31}
c. 1516\dfrac{15}{16}
d. 531\dfrac{5}{31}
e. 532\dfrac{5}{32}

≡Jawaban No. 29›

(b). 3031\dfrac{30}{31}

FieldIsi
Topik CF2Topik 1 — Dasar-Dasar Probabilitas
Sub-topik1.4 Probabilitas Bersyarat, 1.5 Kejadian Independen
DifficultyEasy
Prerequisite1.4 Probabilitas Bersyarat
Connected Topics2.5 Distribusi Diskrit Umum
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 1.4; Miller Bab 2
ℹRumus›

Probabilitas Bersyarat:

P(A∣B)=P(A∩B)P(B)P(A \mid B) = \frac{P(A \cap B)}{P(B)}

Hukum De Morgan:

P(A∪B)=1−P(Ac∩Bc)P(A \cup B) = 1 - P(A^c \cap B^c)

Inklusi-Eksklusi:

P(A∩B)=1−P(Ac)−P(Bc)+P(Ac∩Bc)P(A \cap B) = 1 - P(A^c) - P(B^c) + P(A^c \cap B^c)

Diketahui:

  • 5 anak, p(perempuan)=0,5p(\text{perempuan}) = 0{,}5, setiap kelahiran independen

  • Definisikan:

    • FF = setidaknya 1 anak perempuan
    • MM = setidaknya 1 anak laki-laki
    • FcF^c = tidak ada anak perempuan = semua 5 anak laki-laki
    • McM^c = tidak ada anak laki-laki = semua 5 anak perempuan
  • Target: P(F∣M)P(F \mid M)

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Hitung Probabilitas Komplemen

P(Fc)=P(semua laki-laki)=(12)5=132P(F^c) = P(\text{semua laki-laki}) = \left(\frac{1}{2}\right)^5 = \frac{1}{32} P(Mc)=P(semua perempuan)=(12)5=132P(M^c) = P(\text{semua perempuan}) = \left(\frac{1}{2}\right)^5 = \frac{1}{32}

Langkah 2: Hitung P(M)P(M) — Penyebut

P(M)=1−P(Mc)=1−132=3132P(M) = 1 - P(M^c) = 1 - \frac{1}{32} = \frac{31}{32}

Langkah 3: Hitung P(F∩M)P(F \cap M) — Pembilang

F∩MF \cap M = ada setidaknya 1 perempuan dan setidaknya 1 laki-laki = bukan (semua perempuan atau semua laki-laki).

Gunakan inklusi-eksklusi pada komplemen:

P((F∩M)c)=P(Fc∪Mc)=P(Fc)+P(Mc)−P(Fc∩Mc)P((F \cap M)^c) = P(F^c \cup M^c) = P(F^c) + P(M^c) - P(F^c \cap M^c)

Perhatikan: Fc∩McF^c \cap M^c = semua perempuan sekaligus semua laki-laki = mustahil (∅\emptyset):

P(Fc∩Mc)=0P(F^c \cap M^c) = 0

Maka:

P((F∩M)c)=132+132−0=232P((F \cap M)^c) = \frac{1}{32} + \frac{1}{32} - 0 = \frac{2}{32} P(F∩M)=1−232=3032P(F \cap M) = 1 - \frac{2}{32} = \frac{30}{32}

Langkah 4: Terapkan Rumus Probabilitas Bersyarat

P(F∣M)=P(F∩M)P(M)=30/3231/32=3031P(F \mid M) = \frac{P(F \cap M)}{P(M)} = \frac{30/32}{31/32} = \frac{30}{31}

Hasil Akhir: (b). 3031\dfrac{30}{31}

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Mengira P(F∣M)=P(F)/P(M)=31/3231/32=1P(F \mid M) = P(F) / P(M) = \dfrac{31/32}{31/32} = 1 — ini salah karena pembilang harus P(F∩M)P(F \cap M), bukan P(F)P(F).
  • Mengira FF dan MM saling bebas sehingga P(F∩M)=P(F)×P(M)P(F \cap M) = P(F) \times P(M) — tidak berlaku karena keduanya bergantung pada komposisi yang sama (5 anak).
  • Salah mengidentifikasi Fc∩McF^c \cap M^c: ini adalah kejadian mustahil (tidak mungkin 5 anak semuanya perempuan DAN semuanya laki-laki secara bersamaan), sehingga P(Fc∩Mc)=0P(F^c \cap M^c) = 0.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • “Setidaknya 1 perempuan” bukan berarti “tepat 1 perempuan”. Komplemen dari “setidaknya 1 perempuan” adalah “tidak ada perempuan sama sekali” (semua laki-laki).
▲Red Flags›
  • Soal bertipe “setidaknya… diketahui setidaknya…” → gunakan P(A∣B)=P(A∩B)/P(B)P(A|B) = P(A \cap B)/P(B), dan hitung P(A∩B)P(A \cap B) via komplemen karena lebih mudah.
  • Strategi umum: P(setidaknya 1 dari X)=1−P(tidak ada X)=1−(1−p)nP(\text{setidaknya 1 dari X}) = 1 - P(\text{tidak ada X}) = 1 - (1-p)^n.

No. 30

Banyaknya lonjakan daya yang terjadi pada suatu jaringan listrik diketahui mengikuti distribusi Poisson dengan rataan 1 lonjakan daya setiap 12 jam. Berapakah peluang bahwa tidak akan terjadi lonjakan daya lebih dari satu kali dalam 24 jam?

a. 2e−22e^{-2}
b. 3e−23e^{-2}
c. e−1/2e^{-1/2}
d. 32e−1/2\dfrac{3}{2}e^{-1/2}
e. e−1e^{-1}

≡Jawaban No. 30›

(b). 3e−23e^{-2}

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.5 Distribusi Diskrit Umum
DifficultyEasy
Prerequisite2.1 Variabel Acak Diskrit
Connected Topics2.5 Distribusi Diskrit Umum
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 3.2; Miller Bab 5
ℹRumus›

PMF Distribusi Poisson dengan rate λ\lambda:

P(N=k)=e−λλkk!,k=0,1,2,…P(N = k) = \frac{e^{-\lambda}\lambda^k}{k!}, \quad k = 0, 1, 2, \ldots

Sifat Skalabilitas Poisson terhadap Waktu: Jika rata-rata kejadian adalah λ0\lambda_0 per satuan waktu t0t_0, maka dalam waktu tt:

λt=λ0×tt0\lambda_t = \lambda_0 \times \frac{t}{t_0}

Sehingga Nt∼Poisson(λt)N_t \sim \text{Poisson}(\lambda_t).

Diketahui:

  • Rata-rata: 1 lonjakan per 12 jam → λ12=1\lambda_{12} = 1

  • Periode yang ditanya: 24 jam

  • λ24=1×2412=2\lambda_{24} = 1 \times \dfrac{24}{12} = 2, sehingga N24∼Poisson(2)N_{24} \sim \text{Poisson}(2)

  • “Tidak lebih dari satu kali” = P(N24≤1)=P(N24=0)+P(N24=1)P(N_{24} \leq 1) = P(N_{24}=0) + P(N_{24}=1)

  • Target: P(N24≤1)P(N_{24} \leq 1)

▸Langkah Pengerjaan›

Langkah 1: Skala Parameter Poisson ke Periode 24 Jam

Distribusi Poisson bersifat aditif terhadap waktu: jika dalam 12 jam rata-rata 1 lonjakan, maka dalam 24 jam (dua kali lipat periodenya) rata-ratanya dua kali lipat:

λ24=1×2412=2\lambda_{24} = 1 \times \frac{24}{12} = 2

Sehingga N24∼Poisson(2)N_{24} \sim \text{Poisson}(2).

Langkah 2: Interpretasi “Tidak Lebih dari Satu Kali”

“Tidak lebih dari satu kali” = N24≤1N_{24} \leq 1 = N24∈{0,1}N_{24} \in \{0, 1\}. Ini mencakup dua kasus: nol lonjakan dan tepat satu lonjakan.

Langkah 3: Hitung P(N24=0)P(N_{24} = 0)

P(N24=0)=e−2⋅200!=e−2⋅11=e−2P(N_{24} = 0) = \frac{e^{-2} \cdot 2^0}{0!} = \frac{e^{-2} \cdot 1}{1} = e^{-2}

Langkah 4: Hitung P(N24=1)P(N_{24} = 1)

P(N24=1)=e−2⋅211!=2e−21=2e−2P(N_{24} = 1) = \frac{e^{-2} \cdot 2^1}{1!} = \frac{2e^{-2}}{1} = 2e^{-2}

Langkah 5: Jumlahkan

P(N24≤1)=e−2+2e−2=3e−2P(N_{24} \leq 1) = e^{-2} + 2e^{-2} = 3e^{-2}

Secara numerik: 3e−2≈3×0,1353=0,40603e^{-2} \approx 3 \times 0{,}1353 = 0{,}4060.

Hasil Akhir: (b). 3e−23e^{-2}

◈Jebakan Umum›
⬡Kesalahan Konseptual›
  • Lupa menskalakan λ\lambda: menggunakan λ=1\lambda = 1 untuk 24 jam (alih-alih λ=2\lambda = 2). Ini menghasilkan P(N≤1)=e−1+e−1=2e−1P(N \leq 1) = e^{-1} + e^{-1} = 2e^{-1} — tidak ada di opsi.
  • Salah arah skala: menggunakan λ24=1/2\lambda_{24} = 1/2 (membagi alih-alih mengalikan) — ini keliru; periode yang lebih panjang → λ\lambda lebih besar.
  • Lupa bahwa 0!=10! = 1 dan 1!=11! = 1, sehingga penyebutnya =1= 1 untuk kedua suku.
⬡Kesalahan Interpretasi Soal›
  • “Tidak lebih dari satu kali” = P(N≤1)P(N \leq 1), mencakup N=0N=0 dan N=1N=1 — bukan hanya P(N=1)P(N=1) atau P(N<1)P(N < 1).
  • Bandingkan frasa yang sering dipertukarkan:
    • “Tidak lebih dari 1” = N≤1N \leq 1 → hitung P(0)+P(1)P(0) + P(1)
    • “Kurang dari 1” = N<1N < 1 → hanya P(0)P(0)
    • “Setidaknya 1” = N≥1N \geq 1 → 1−P(0)1 - P(0)
    • “Lebih dari 1” = N>1N > 1 → 1−P(0)−P(1)1 - P(0) - P(1)
▲Red Flags›
  • Soal Poisson dengan perubahan satuan waktu → skala λ\lambda secara proporsional sebelum menghitung apapun. Ini adalah langkah pertama yang wajib.
  • Jika opsi jawaban berbentuk ke−λke^{-\lambda} → pastikan nilai λ\lambda sudah benar setelah penskalaaan.