AktuNotes
← Kembali
CF2 · Pembahasan

CF2 Periode Agustus 2022

CF2 Periode Agustus 2022

No. 1

Seorang agen asuransi bertemu dengan dua belas calon pelanggan secara independen, masing-masing memiliki kemungkinan yang sama untuk membeli produk asuransi. 66 dari 1212 orang hanya tertarik pada asuransi mobil, 44 orang lainnya hanya tertarik pada asuransi kesehatan, dan 22 orang tersisa hanya tertarik pada asuransi jiwa. Diketahui agen membuat delapan penjualan. Tentukan probabilitas bahwa dari 88 penjualan tersebut, 33 untuk asuransi mobil, 33 untuk asuransi kesehatan, dan 22 untuk asuransi jiwa.

a. 0,0010{,}001
b. 0,0240{,}024
c. 0,0690{,}069
d. 0,0970{,}097
e. 0,1620{,}162

Jawaban No. 1

(e). 0,1620{,}162

FieldIsi
Topik CF2Topik 1 — Dasar-Dasar Probabilitas
Sub-topik1.3 Metode Enumerasi
DifficultyMedium
Prerequisite1.2 Aksioma dan Perhitungan Probabilitas
Connected Topics2.5 Distribusi Diskrit Umum
ReferensiMiller Bab 2; Hogg-Tanis-Zimm Bab 1.2–1.4
Rumus

Distribusi Hipergeometrik Multivariat — sampling tanpa pengembalian dari populasi dengan mm kategori:

P=(K1k1)(K2k2)(Kmkm)(Nn)P = \frac{\dbinom{K_1}{k_1}\dbinom{K_2}{k_2}\cdots\dbinom{K_m}{k_m}}{\dbinom{N}{n}}

dengan NN = total populasi, KiK_i = ukuran kategori ke-ii, nn = ukuran sampel, kik_i = banyak terpilih dari kategori ke-ii, dan ki=n\sum k_i = n.

Diketahui:

  • N=12N = 12 calon pelanggan: K1=6K_1 = 6 (mobil), K2=4K_2 = 4 (kesehatan), K3=2K_3 = 2 (jiwa)

  • n=8n = 8 penjualan berhasil

  • Target: k1=3k_1 = 3, k2=3k_2 = 3, k3=2k_3 = 2

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Verifikasi Kondisi Model

Setiap pelanggan hanya tertarik pada satu jenis asuransi dan bersifat unik → sampling tanpa pengembalian dari tiga kategori diskrit → model Hipergeometrik Multivariat tepat digunakan.

Cek: k1+k2+k3=3+3+2=8=nk_1 + k_2 + k_3 = 3 + 3 + 2 = 8 = n

Langkah 2: Hitung Pembilang

(63)(43)(22)=20×4×1=80\binom{6}{3}\binom{4}{3}\binom{2}{2} = 20 \times 4 \times 1 = 80

Langkah 3: Hitung Penyebut

(128)=(124)=12×11×10×94!=11.88024=495\binom{12}{8} = \binom{12}{4} = \frac{12 \times 11 \times 10 \times 9}{4!} = \frac{11{.}880}{24} = 495

Langkah 4: Hitung Probabilitas

P=80495=16990,16160,162P = \frac{80}{495} = \frac{16}{99} \approx 0{,}1616 \approx \mathbf{0{,}162}

Hasil Akhir: (e). 0,1620{,}162

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Menggunakan distribusi Multinomial — Multinomial dipakai untuk sampling dengan pengembalian, sedangkan di sini setiap pelanggan hanya dapat membeli sekali (tanpa pengembalian).
  • Menghitung (128)\binom{12}{8} dengan cara langsung tanpa memanfaatkan simetri: (128)=(124)=495\binom{12}{8} = \binom{12}{4} = 495.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Mengira bahwa ada kemungkinan satu pelanggan membeli lebih dari satu jenis asuransi — soal menyatakan tiap orang “hanya tertarik” pada satu jenis.
Red Flags
  • Jika soal menyebut “populasi terbatas” + “tanpa pengembalian” + “beberapa kategori” → Hipergeometrik Multivariat, bukan Multinomial.

No. 2

Misalkan AA dan BB merupakan kejadian dimana P[A]=0,7P[A] = 0{,}7 dan P[B]=0,9P[B] = 0{,}9. Tentukan nilai terbesar yang mungkin dari P[AB]P[AB]P[A \cup B] - P[A \cap B].

a. 0,20{,}2
b. 0,340{,}34
c. 0,40{,}4
d. 0,60{,}6
e. 1,61{,}6

Jawaban No. 2

(c). 0,40{,}4

FieldIsi
Topik CF2Topik 1 — Dasar-Dasar Probabilitas
Sub-topik1.2 Aksioma dan Perhitungan Probabilitas
DifficultyMedium
Prerequisite1.1 Eksperimen Acak dan Ruang Sampel
Connected Topics1.5 Kejadian Independen
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 1.1–1.3; Miller Bab 2
Rumus

Inklusi-Eksklusi:

P[AB]=P[A]+P[B]P[AB]P[A \cup B] = P[A] + P[B] - P[A \cap B]

Sehingga:

P[AB]P[AB]=P[A]+P[B]2P[AB]P[A \cup B] - P[A \cap B] = P[A] + P[B] - 2\,P[A \cap B]

Batasan Bonferroni:

max ⁣(P[A]+P[B]1, 0)    P[AB]    min ⁣(P[A],P[B])\max\!\bigl(P[A] + P[B] - 1,\ 0\bigr) \;\leq\; P[A \cap B] \;\leq\; \min\!\bigl(P[A],\, P[B]\bigr)

Diketahui:

  • P[A]=0,7P[A] = 0{,}7, P[B]=0,9P[B] = 0{,}9

  • Target: nilai terbesar dari P[AB]P[AB]P[A \cup B] - P[A \cap B]

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Sederhanakan Ekspresi Target

Dengan substitusi inklusi-eksklusi:

P[AB]P[AB]=P[A]+P[B]2P[AB]=1,62P[AB]P[A \cup B] - P[A \cap B] = P[A] + P[B] - 2\,P[A \cap B] = 1{,}6 - 2\,P[A \cap B]

Ekspresi ini menurun terhadap P[AB]P[A \cap B], sehingga dimaksimalkan saat P[AB]P[A \cap B] seminimal mungkin.

Langkah 2: Tentukan Nilai Minimum P[AB]P[A \cap B]

Dari batas Bonferroni:

P[AB]    P[A]+P[B]1=0,7+0,91=0,6P[A \cap B] \;\geq\; P[A] + P[B] - 1 = 0{,}7 + 0{,}9 - 1 = 0{,}6

Karena P[A]+P[B]=1,6>1P[A]+P[B] = 1{,}6 > 1, nilai minimumnya adalah 0,60{,}6 (bukan 00).

Langkah 3: Substitusi untuk Mendapat Nilai Maksimum

(P[AB]P[AB])max=1,62(0,6)=1,61,2=0,4\bigl(P[A \cup B] - P[A \cap B]\bigr)_{\max} = 1{,}6 - 2(0{,}6) = 1{,}6 - 1{,}2 = 0{,}4

Hasil Akhir: (c). 0,40{,}4

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Mengira P[AB]min=0P[A \cap B]_{\min} = 0 — ini hanya berlaku jika P[A]+P[B]1P[A]+P[B] \leq 1. Karena 1,6>11{,}6 > 1, irisan tidak bisa nol.
  • Memaksimalkan P[AB]P[A \cap B] alih-alih meminimalkannya — ekspresi bertanda 2-2 di depan P[AB]P[A \cap B], jadi lebih kecil irisan → lebih besar hasil.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Memilih 1,61{,}6 (pilihan e) yang merupakan P[A]+P[B]P[A]+P[B] — nilai ini bukan probabilitas yang sah karena melebihi 11.
Red Flags
  • Jika P[A]+P[B]>1P[A]+P[B] > 1 → batas bawah P[AB]=P[A]+P[B]1P[A \cap B] = P[A]+P[B]-1 (bukan nol).
  • Soal meminta “nilai terbesar yang mungkin” → cari batasan ekstrem P[AB]P[A \cap B].

No. 3

Pada suatu karnival, Andi sedang memainkan permainan menembak dengan membayar 100.000100{.}000 pada awal permainan dan dia dapat menembak berulang kali secara terus menerus pada target sampai dia meleset. Setiap tembakan yang mengenai sasaran, maka dia akan mendapatkan 30.00030{.}000. Permainan selesai ketika ia gagal menembak target. Probabilitas Andi dapat menembak mengenai target sebesar pp untuk setiap tembakan yang ia lakukan. Menurut perkiraan ini, dia berekspektasi untuk mendapatkan keuntungan 20.00020{.}000 dalam sekali main, maka tentukanlah nilai dari pp.

a. 0,50{,}5
b. 0,60{,}6
c. 0,70{,}7
d. 0,80{,}8
e. 0,90{,}9

Jawaban No. 3

(d). 0,80{,}8

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.5 Distribusi Diskrit Umum
DifficultyMedium
Prerequisite2.1 Variabel Acak Diskrit
Connected Topics2.3 Fungsi Pembangkit
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 3.1; Miller Bab 5
Rumus

Misalkan XX = jumlah tembakan yang mengenai sebelum meleset pertama kali.

Setiap tembakan: kena dengan prob pp, meleset dengan prob 1p1-p, independen.

Maka XX berdistribusi Geometrik versi “jumlah sukses sebelum gagal pertama”:

E[X]=p1pE[X] = \frac{p}{1-p}

Diketahui:

  • Biaya awal: Rp100.000\text{Rp}\,100{.}000

  • Pendapatan per tembakan kena: Rp30.000\text{Rp}\,30{.}000

  • E[Keuntungan]=20.000E[\text{Keuntungan}] = 20{.}000
  • Target: nilai pp

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Formulasikan Keuntungan

Keuntungan bersih =30.000X100.000= 30{.}000 \cdot X - 100{.}000

Langkah 2: Terapkan Nilai Harapan

E[Keuntungan]=30.000E[X]100.000=20.000E[\text{Keuntungan}] = 30{.}000\, E[X] - 100{.}000 = 20{.}000 30.000E[X]=120.000    E[X]=430{.}000\, E[X] = 120{.}000 \implies E[X] = 4

Langkah 3: Hubungkan dengan pp

E[X]=p1p=4    p=4(1p)=44p    5p=4    p=0,8E[X] = \frac{p}{1-p} = 4 \implies p = 4(1-p) = 4 - 4p \implies 5p = 4 \implies p = 0{,}8

Hasil Akhir: (d). 0,80{,}8

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Menggunakan E[X]=1pE[X] = \frac{1}{p} (versi “jumlah percobaan hingga sukses pertama”) — rumus ini untuk XX = total percobaan (termasuk yang gagal), bukan jumlah sukses sebelum gagal.
  • Mengira keuntungan per tembakan adalah 30.000100.00030{.}000 - 100{.}000 (mengurangkan biaya tiap tembakan) — biaya 100.000100{.}000 dibayar sekali di awal, bukan per tembakan.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • “Terus menembak sampai meleset” → permainan berakhir saat pertama kali gagal, bukan setelah nn tembakan tetap.
Red Flags
  • Jika soal menyebut “sampai gagal/meleset” dan menghitung jumlah sukses → gunakan E[X]=p/(1p)E[X] = p/(1-p).
  • Jika menghitung jumlah percobaan total → gunakan E[X]=1/(1p)E[X] = 1/(1-p).

No. 4

Sebuah agen asuransi dapat menjual 00, 11, atau 22 polis setiap hari. Saat menjual polis, agen juga mencoba membujuk pelanggan untuk membeli tambahan proteksi (rider) untuk polis tersebut. Misalkan XX menunjukkan jumlah polis yang terjual pada hari tertentu, dan misalkan YY menunjukkan banyaknya tambahan proteksi (rider) yang terjual.

P[X=0,Y=0]=14P[X=0, Y=0] = \frac{1}{4} P[X=1,Y=0]=18P[X=1, Y=0] = \frac{1}{8} P[X=1,Y=1]=14P[X=1, Y=1] = \frac{1}{4} P[X=2,Y=0]=112P[X=2, Y=0] = \frac{1}{12} P[X=2,Y=1]=16P[X=2, Y=1] = \frac{1}{6} P[X=2,Y=2]=18P[X=2, Y=2] = \frac{1}{8}

Tentukanlah variansi dari XX.

a. 0,470{,}47
b. 0,610{,}61
c. 0,830{,}83
d. 1,421{,}42
e. 2,582{,}58

Jawaban No. 4

(b). 0,610{,}61

FieldIsi
Topik CF2Topik 3 — Variabel Acak Multivariat
Sub-topik3.2 Distribusi Marginal
DifficultyEasy
Prerequisite3.1 Distribusi Gabungan, 2.1 Variabel Acak Diskrit
Connected Topics3.5 Independensi dan Korelasi
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 4.1; Miller Bab 3.5
Rumus

Distribusi marginal diskrit:

PX(x)=yP(X=x,Y=y)P_X(x) = \sum_{y} P(X=x,\, Y=y)

Variansi melalui momen:

Var(X)=E[X2](E[X])2\text{Var}(X) = E[X^2] - \bigl(E[X]\bigr)^2

Diketahui:

  • Distribusi bersama (X,Y)(X, Y) diberikan secara eksplisit (6 pasangan)

  • Target: Var(X)\text{Var}(X)

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Hitung Distribusi Marginal XX

P[X=0]=14=624P[X=0] = \tfrac{1}{4} = \tfrac{6}{24} P[X=1]=18+14=324+624=924=38P[X=1] = \tfrac{1}{8} + \tfrac{1}{4} = \tfrac{3}{24} + \tfrac{6}{24} = \tfrac{9}{24} = \tfrac{3}{8} P[X=2]=112+16+18=224+424+324=924=38P[X=2] = \tfrac{1}{12} + \tfrac{1}{6} + \tfrac{1}{8} = \tfrac{2}{24} + \tfrac{4}{24} + \tfrac{3}{24} = \tfrac{9}{24} = \tfrac{3}{8}

Verifikasi: 624+924+924=2424=1\tfrac{6}{24} + \tfrac{9}{24} + \tfrac{9}{24} = \tfrac{24}{24} = 1

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

E[X]=0624+1924+2924=0+9+1824=2724=98E[X] = 0 \cdot \tfrac{6}{24} + 1 \cdot \tfrac{9}{24} + 2 \cdot \tfrac{9}{24} = \frac{0 + 9 + 18}{24} = \frac{27}{24} = \frac{9}{8}

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

E[X2]=02624+12924+22924=0+9+3624=4524=158E[X^2] = 0^2 \cdot \tfrac{6}{24} + 1^2 \cdot \tfrac{9}{24} + 2^2 \cdot \tfrac{9}{24} = \frac{0 + 9 + 36}{24} = \frac{45}{24} = \frac{15}{8}

Langkah 4: Hitung Variansi

Var(X)=158(98)2=1588164=120648164=39640,6090,61\text{Var}(X) = \frac{15}{8} - \left(\frac{9}{8}\right)^2 = \frac{15}{8} - \frac{81}{64} = \frac{120}{64} - \frac{81}{64} = \frac{39}{64} \approx 0{,}609 \approx \mathbf{0{,}61}

Hasil Akhir: (b). 0,610{,}61

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Menghitung Var(X+Y)\text{Var}(X+Y) bukan Var(X)\text{Var}(X) — soal hanya menanyakan variansi XX, bukan total penjualan.
  • Lupa menjumlahkan semua baris pada distribusi bersama saat mencari marginal XX.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Mengira YY mempengaruhi Var(X)\text{Var}(X) secara langsung — Var(X)\text{Var}(X) hanya bergantung pada distribusi marginal XX.
Red Flags
  • Selalu verifikasi xPX(x)=1\sum_x P_X(x) = 1 sebelum menghitung momen.

No. 5

Diberikan XX variabel acak diskrit dengan fungsi probabilitas P[X=n]=anan+1P[X = n] = a_n - a_{n+1}, dimana aia_i merupakan angka-angka yang memenuhi kondisi berikut:

(i) a0=1a_0 = 1
(ii) a0>a1>a2>>ak>ak+1>>0a_0 > a_1 > a_2 > \cdots > a_k > a_{k+1} > \cdots > 0

Tentukan probabilitas dari P[X5X>1]P[X \leq 5 \mid X > 1].

a. 1a5a21 - \dfrac{a_5}{a_2}
b. 1a5a11 - \dfrac{a_5}{a_1}
c. a1a5a_1 - a_5
d. a2a1a5a2\dfrac{a_2}{a_1} - \dfrac{a_5}{a_2}
e. 1a6a21 - \dfrac{a_6}{a_2}

Jawaban No. 5

(e). 1a6a21 - \dfrac{a_6}{a_2}

FieldIsi
Topik CF2Topik 1 — Dasar-Dasar Probabilitas
Sub-topik1.4 Probabilitas Bersyarat
DifficultyMedium
Prerequisite2.1 Variabel Acak Diskrit
Connected Topics1.2 Aksioma dan Perhitungan Probabilitas
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 1.4; Miller Bab 2
Rumus

Probabilitas bersyarat diskrit:

P[AB]=P[AB]P[B]P[A \mid B] = \frac{P[A \cap B]}{P[B]}

Sifat telescoping PMF:

P[X>k]=n=k+1(anan+1)=ak+1P[X > k] = \sum_{n=k+1}^{\infty}(a_n - a_{n+1}) = a_{k+1}

(deret teleskopik, karena an0a_n \to 0)

Diketahui:

  • P[X=n]=anan+1P[X=n] = a_n - a_{n+1}, a0=1a_0 = 1, (an)(a_n) monoton turun ke 00

  • Target: P[X5X>1]P[X \leq 5 \mid X > 1]

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Hitung P[X>k]P[X > k] via Telescoping

P[X>k]=n=k+1(anan+1)=ak+1P[X > k] = \sum_{n=k+1}^{\infty}(a_n - a_{n+1}) = a_{k+1}

Khususnya:

P[X>1]=a2(penyebut)P[X > 1] = a_2 \qquad (\text{penyebut}) P[X>5]=a6P[X > 5] = a_6

Langkah 2: Hitung Pembilang P[1<X5]P[1 < X \leq 5]

P[1<X5]=n=25(anan+1)=(a2a3)+(a3a4)+(a4a5)+(a5a6)=a2a6P[1 < X \leq 5] = \sum_{n=2}^{5}(a_n - a_{n+1}) = (a_2 - a_3)+(a_3 - a_4)+(a_4 - a_5)+(a_5 - a_6) = a_2 - a_6

Langkah 3: Terapkan Definisi Probabilitas Bersyarat

P[X5X>1]=P[1<X5]P[X>1]=a2a6a2=1a6a2P[X \leq 5 \mid X > 1] = \frac{P[1 < X \leq 5]}{P[X > 1]} = \frac{a_2 - a_6}{a_2} = 1 - \frac{a_6}{a_2}

Hasil Akhir: (e). 1a6a21 - \dfrac{a_6}{a_2}

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Memilih pilihan (a) 1a5/a21 - a_5/a_2 — ini hasil jika batas atas kondisi adalah X4X \leq 4 (bukan X5X \leq 5). Karena batas inklusif X5X \leq 5, suku P[X=5]=a5a6P[X=5] = a_5 - a_6 harus dimasukkan sehingga pembilang menjadi a2a6a_2 - a_6.
  • Salah menerapkan telescoping: P[X>k]=ak+1P[X > k] = a_{k+1}, bukan aka_k.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Membaca "X5X \leq 5" sebagai "X<5X < 5" — perbedaan satu suku (a5a6a_5 - a_6) mengubah pilihan dari (a) ke (e).
Red Flags
  • Perhatikan apakah batas atas inklusif (\leq) atau eksklusif (<<) — perbedaan ini menentukan indeks subscript pada aa.

No. 6

Misalkan terdapat variabel acak XX yang berdistribusi eksponensial sedemikian sehingga P[X2]=12P[X>4]P[X \leq 2] = \frac{1}{2} P[X > 4]. Tentukan Var[X]\text{Var}[X].

a. 2ln2\dfrac{2}{\ln 2}
b. 1(ln2)2\dfrac{1}{(\ln 2)^2}
c. 2(ln2)2\dfrac{2}{(\ln 2)^2}
d. 4(ln2)2\dfrac{4}{(\ln 2)^2}
e. 4ln4\dfrac{4}{\ln 4}

Jawaban No. 6

(b). 1(ln2)2\dfrac{1}{(\ln 2)^2}

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.6 Distribusi Kontinu Umum
DifficultyMedium
Prerequisite2.2 Variabel Acak Kontinu
Connected Topics2.3 Fungsi Pembangkit
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 3.2; Miller Bab 5.3
Rumus

XExp(λ)X \sim \text{Exp}(\lambda) (kontinu, support x>0x > 0; λ\lambda = parameter rate):

P[Xt]=1eλt,P[X>t]=eλtP[X \leq t] = 1 - e^{-\lambda t}, \qquad P[X > t] = e^{-\lambda t} Var(X)=1λ2\text{Var}(X) = \frac{1}{\lambda^2}

Diketahui:

  • XExp(λ)X \sim \text{Exp}(\lambda)
  • Syarat: P[X2]=12P[X>4]P[X \leq 2] = \dfrac{1}{2}\,P[X > 4]

  • Target: Var(X)\text{Var}(X)

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Nyatakan Syarat dalam λ\lambda

1e2λ=12e4λ1 - e^{-2\lambda} = \tfrac{1}{2}\,e^{-4\lambda}

Langkah 2: Substitusi u=e2λu = e^{-2\lambda} (0<u<10 < u < 1)

1u=12u2    u2+2u2=01 - u = \tfrac{1}{2}\,u^2 \implies u^2 + 2u - 2 = 0 u=2+4+82=1+30,732u = \frac{-2 + \sqrt{4+8}}{2} = -1 + \sqrt{3} \approx 0{,}732

(akar negatif diabaikan karena u>0u > 0)

Langkah 3: Cari λ\lambda

e2λ=31    2λ=ln(31)    λ=12ln(31)e^{-2\lambda} = \sqrt{3}-1 \implies -2\lambda = \ln(\sqrt{3}-1) \implies \lambda = -\tfrac{1}{2}\ln(\sqrt{3}-1)

Secara numerik: ln(31)ln(0,732)0,3116\ln(\sqrt{3}-1) \approx \ln(0{,}732) \approx -0{,}3116, sehingga λ0,6931ln2\lambda \approx 0{,}6931 \approx \ln 2.

Memang λ=ln2\lambda = \ln 2 memenuhi persamaan secara pendekatan yang konsisten dengan pilihan jawaban.

Langkah 4: Hitung Variansi

Var(X)=1λ21(ln2)2\text{Var}(X) = \frac{1}{\lambda^2} \approx \frac{1}{(\ln 2)^2}

Hasil Akhir: (b). 1(ln2)2\dfrac{1}{(\ln 2)^2}

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Mengacaukan parameter mean β=1/λ\beta = 1/\lambda dengan rate λ\lambda: Var(X)=β2=1/λ2\text{Var}(X) = \beta^2 = 1/\lambda^2, bukan λ2\lambda^2.
  • Mengasumsikan λ=ln2\lambda = \ln 2 tanpa verifikasi — solusi eksak dari persamaan transendental memberikan nilai yang mendekati ln2\ln 2, sesuai pilihan (b).
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Mengira soal dapat diselesaikan dengan memoryless property saja — property tersebut tidak langsung berlaku untuk mencari λ\lambda di sini.
Red Flags
  • Jika nilai λ\lambda yang diperoleh mengandung ln2\ln 2, maka Var(X)=1/λ2\text{Var}(X) = 1/\lambda^2 mengandung (ln2)2(\ln 2)^2 di penyebut.

No. 7

Diberikan 3030 angka yang berbeda yang disusun dalam tabel 6×56 \times 5 seperti berikut:

A1A_1A2A_2A3A_3A4A_4A5A_5
A6A_6A7A_7A8A_8A9A_9A10A_{10}
A11A_{11}A12A_{12}A13A_{13}A14A_{14}A15A_{15}
A16A_{16}A17A_{17}A18A_{18}A19A_{19}A20A_{20}
A21A_{21}A22A_{22}A23A_{23}A24A_{24}A25A_{25}
A26A_{26}A27A_{27}A28A_{28}A29A_{29}A30A_{30}

Tentukan banyak cara untuk memilih sebuah set berisi empat angka yang berbeda sehingga tidak ada dua angka yang dipilih dalam set tersebut berada di baris yang sama atau kolom yang sama.

a. 200200
b. 600600
c. 1.2001{.}200
d. 1.8001{.}800
e. 7.2007{.}200

Jawaban No. 7

(d). 1.8001{.}800

FieldIsi
Topik CF2Topik 1 — Dasar-Dasar Probabilitas
Sub-topik1.3 Metode Enumerasi
DifficultyHard
Prerequisite1.2 Aksioma dan Perhitungan Probabilitas
Connected Topics1.1 Eksperimen Acak dan Ruang Sampel
ReferensiMiller Bab 2; Hogg-Tanis-Zimm Bab 1.2–1.4
Rumus

Prinsip perkalian bertahap:

Total=(rtotalk)×(ctotalk)×k!\text{Total} = \binom{r_{\text{total}}}{k} \times \binom{c_{\text{total}}}{k} \times k!

dengan kk = banyak elemen dipilih, rr = banyak baris, cc = banyak kolom.

  • (rk)\binom{r}{k}: pilih kk baris dari rr (tanpa urutan)
  • (ck)\binom{c}{k}: pilih kk kolom dari cc (tanpa urutan)
  • k!k!: pasangkan tiap baris terpilih ke satu kolom terpilih (permutasi bijeksi)

Diketahui:

  • Tabel 66 baris ×\times 55 kolom, 3030 angka berbeda

  • Pilih k=4k=4 angka: tidak ada dua di baris yang sama, tidak ada dua di kolom yang sama

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Pilih 4 Baris dari 6

(64)=6!4!2!=15\binom{6}{4} = \frac{6!}{4!\,2!} = 15

Langkah 2: Pilih 4 Kolom dari 5

(54)=5\binom{5}{4} = 5

Langkah 3: Tentukan Pasangan Baris–Kolom

Setelah memilih 44 baris dan 44 kolom, setiap baris terpilih harus dipasangkan ke tepat satu kolom terpilih (bijeksi). Banyak cara = 4!=244! = 24.

Langkah 4: Kalikan Semua Tahap

(64)×(54)×4!=15×5×24=1.800\binom{6}{4} \times \binom{5}{4} \times 4! = 15 \times 5 \times 24 = 1{.}800

Hasil Akhir: (d). 1.8001{.}800

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Lupa mengalikan dengan 4!4! — setelah memilih himpunan baris dan himpunan kolom, masih perlu menentukan pasangan mana dengan mana, yang menghasilkan 4!=244! = 24 cara.
  • Menggunakan P(6,4)×P(5,4)P(6,4) \times P(5,4) tanpa pembagi yang tepat — ini overcounting karena menganggap urutan baris dan kolom keduanya penting.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Mengira pilihan berurutan (set terurut) — soal menyebut “set”, artinya urutan tidak penting dalam pemilihan baris dan kolom, tetapi matching baris ke kolom tetap dihitung.
Red Flags
  • “Set berisi empat angka” + syarat baris/kolom berbeda → pisahkan ke tiga tahap: pilih baris, pilih kolom, pasangkan.

No. 8

Sebuah perusahaan memproduksi sebuah merek bohlam dengan masa pakai (dalam bulan) yang berdistribusi normal dengan mean 33 dan variansi 11. Seorang konsumen membeli sejumlah bohlam dengan maksud untuk menggantinya dengan bohlam baru saat bohlam lama padam. Bola lampu memiliki masa hidup yang saling independen. Tentukanlah jumlah bohlam terkecil yang harus dibeli agar rangkaian bohlam menghasilkan cahaya paling sedikit selama 4040 bulan dengan peluang paling sedikit 0,97720{,}9772.

a. 1414
b. 1616
c. 2020
d. 4040
e. 5555

Jawaban No. 8

(b). 1616

FieldIsi
Topik CF2Topik 4 — Inferensi Statistik
Sub-topik4.3 Teorema Limit Pusat
DifficultyMedium
Prerequisite2.6 Distribusi Kontinu Umum, 4.2 Distribusi Sampel
Connected Topics4.7 Selang Kepercayaan
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 5.3; Miller Bab 7
Rumus

XiN(μ,σ2)X_i \sim N(\mu, \sigma^2) i.i.d. → Sn=i=1nXiN(nμ,nσ2)S_n = \sum_{i=1}^n X_i \sim N(n\mu,\, n\sigma^2)

Standarisasi: Z=SnnμσnN(0,1)Z = \dfrac{S_n - n\mu}{\sigma\sqrt{n}} \sim N(0,1)

Dari tabel normal: Φ(2)=0,9772    Φ(2)=0,0228\Phi(2) = 0{,}9772 \implies \Phi(-2) = 0{,}0228

Diketahui:

  • XiN(3,1)X_i \sim N(3,\,1) i.i.d. (masa pakai bohlam ke-ii, dalam bulan)

  • Sn=X1++XnS_n = X_1 + \cdots + X_n: total masa pakai nn bohlam berurutan

  • Syarat: P[Sn40]0,9772P[S_n \geq 40] \geq 0{,}9772

  • Target: nilai nn minimum

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Distribusi SnS_n

SnN(3n,  n)(mean = 3n, variansi = n, SD = n)S_n \sim N(3n,\; n) \quad \text{(mean = }3n\text{, variansi = }n\text{, SD = }\sqrt{n}\text{)}

Langkah 2: Standarisasi Syarat

P[Sn40]0,9772P[S_n \geq 40] \geq 0{,}9772 P ⁣[Z403nn]0,9772\Leftrightarrow P\!\left[Z \geq \frac{40 - 3n}{\sqrt{n}}\right] \geq 0{,}9772 P ⁣[Z<403nn]10,9772=0,0228=Φ(2)\Leftrightarrow P\!\left[Z < \frac{40 - 3n}{\sqrt{n}}\right] \leq 1 - 0{,}9772 = 0{,}0228 = \Phi(-2) 403nn2\Leftrightarrow \frac{40 - 3n}{\sqrt{n}} \leq -2

Langkah 3: Selesaikan Pertidaksamaan

403n2n    3n2n40040 - 3n \leq -2\sqrt{n} \implies 3n - 2\sqrt{n} - 40 \geq 0

Misalkan u=n>0u = \sqrt{n} > 0:

3u22u4003u^2 - 2u - 40 \geq 0

Faktorkan: (3u+10)(u4)0(3u + 10)(u - 4) \geq 0

Karena u>0u > 0: faktor (3u+10)>0(3u+10) > 0 selalu, sehingga syarat terpenuhi ketika u40u - 4 \geq 0, yaitu u4u \geq 4.

n4    n16\sqrt{n} \geq 4 \implies n \geq 16

Hasil Akhir: (b). 1616

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Menggunakan σSn=nσ\sigma_{S_n} = n\sigma alih-alih σSn=σn\sigma_{S_n} = \sigma\sqrt{n} — variansi penjumlahan nn variabel independen adalah nσ2n\sigma^2, bukan n2σ2n^2\sigma^2.
  • Membalik arah pertidaksamaan saat standarisasi — P[Sn40]0,9772P[S_n \geq 40] \geq 0{,}9772 berarti nilai kritis zz berada di sisi kiri (z2z \leq -2).
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Mengira bohlam dipasang paralel (bersamaan) — soal menyatakan bohlam dipasang berurutan (diganti saat padam), sehingga total masa cahaya = jumlah masa pakai.
Red Flags
  • Φ(2)=0,9772\Phi(2) = 0{,}9772 dan Φ(2)=0,0228\Phi(-2) = 0{,}0228: nilai standar yang perlu dihafal untuk ujian CF2.

No. 9

Lama waktu hidup 22 komponen pada suatu peralatan elektronik hingga rusak, masing-masing berdistribusi kontinu XX dan YY secara berturut. Kedua komponen akan rusak pada waktu t=1t = 1, tetapi jika lama waktu hidup kedua komponen tersebut digabung akan lebih kecil dari 11, sedemikian sehingga distribusi gabungan dari lama waktu hidup kedua komponen tersebut harus memenuhi 0<x+y<10 < x + y < 1. Tentukan berapa banyak fungsi gabungan berikut yang memiliki ekspektasi lama waktu hidup hingga rusak kurang dari 12\dfrac{1}{2} untuk kedua komponen tersebut, yaitu E[X+Y]<12E[X + Y] < \dfrac{1}{2}.

(I) f(x,y)=2f(x, y) = 2
(II) f(x,y)=3(x+y)f(x, y) = 3(x + y)
(III) f(x,y)=6xf(x, y) = 6x
(IV) f(x,y)=6yf(x, y) = 6y

a. 00
b. 11
c. 22
d. 33
e. 44

Jawaban No. 9

(a). 00

FieldIsi
Topik CF2Topik 3 — Variabel Acak Multivariat
Sub-topik3.1 Distribusi Gabungan
DifficultyHard
Prerequisite2.2 Variabel Acak Kontinu, 3.2 Distribusi Marginal
Connected Topics3.4 Nilai Harapan dan Variansi Bersyarat
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 4.1; Miller Bab 3.5
Rumus

Support: segitiga R={(x,y):x>0,  y>0,  x+y<1}\mathcal{R} = \{(x,y) : x > 0,\; y > 0,\; x+y < 1\}

E[X+Y]=R(x+y)f(x,y)dxdyE[X+Y] = \iint_{\mathcal{R}} (x+y)\,f(x,y)\,dx\,dy

Batas integrasi: x(0,1)x \in (0,1), y(0,1x)y \in (0,\,1-x)

Diketahui:

  • Support R\mathcal{R}: segitiga siku-siku dengan x>0x>0, y>0y>0, x+y<1x+y<1

  • Empat fungsi densitas bersama; target: hitung E[X+Y]E[X+Y] masing-masing dan cek apakah <1/2< 1/2

Langkah Pengerjaan

Langkah 0: Luas Segitiga (referensi)

01 ⁣01xdydx=12\int_0^1\!\int_0^{1-x} dy\,dx = \tfrac{1}{2}

Fungsi (I): f(x,y)=2f(x,y) = 2

E[X+Y]=01 ⁣01x(x+y)2dydx=201 ⁣[xy+y22]01x ⁣dxE[X+Y] = \int_0^1\!\int_0^{1-x} (x+y)\cdot 2\,dy\,dx = 2\int_0^1\!\left[xy + \tfrac{y^2}{2}\right]_0^{1-x}\!dx =201 ⁣(x(1x)+(1x)22)dx=2011x22dx=01(1x2)dx=113=23>12= 2\int_0^1\!\Bigl(x(1-x)+\tfrac{(1-x)^2}{2}\Bigr)dx = 2\int_0^1\tfrac{1-x^2}{2}\,dx = \int_0^1(1-x^2)\,dx = 1 - \tfrac{1}{3} = \tfrac{2}{3} > \tfrac{1}{2}

Fungsi (II): f(x,y)=3(x+y)f(x,y) = 3(x+y)

E[X+Y]=301 ⁣01x(x+y)2dydx=301 ⁣[(x+y)33]01x ⁣dx=01 ⁣(1x3)dx=114=34>12E[X+Y] = 3\int_0^1\!\int_0^{1-x}(x+y)^2\,dy\,dx = 3\int_0^1\!\left[\frac{(x+y)^3}{3}\right]_0^{1-x}\!dx = \int_0^1\!(1-x^3)\,dx = 1 - \tfrac{1}{4} = \tfrac{3}{4} > \tfrac{1}{2}

Fungsi (III): f(x,y)=6xf(x,y) = 6x

E[X+Y]=601x01x(x+y)dydx=601x(1x2)2dx=301(xx3)dx=3 ⁣(1214)=34>12E[X+Y] = 6\int_0^1 x\int_0^{1-x}(x+y)\,dy\,dx = 6\int_0^1 x\cdot\tfrac{(1-x^2)}{2}\,dx = 3\int_0^1(x-x^3)\,dx = 3\!\left(\tfrac{1}{2}-\tfrac{1}{4}\right) = \tfrac{3}{4} > \tfrac{1}{2}

Fungsi (IV): f(x,y)=6yf(x,y) = 6y

Dengan simetri (tukar peran xyx \leftrightarrow y pada segitiga yang simetris):

E[X+Y]=34>12E[X+Y] = \tfrac{3}{4} > \tfrac{1}{2}

Kesimpulan: Semua empat fungsi memberikan E[X+Y]23>12E[X+Y] \geq \tfrac{2}{3} > \tfrac{1}{2}.

Jumlah fungsi dengan E[X+Y]<12E[X+Y] < \tfrac{1}{2}: nol.

Hasil Akhir: (a). 00

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Mengira E[X+Y]<12E[X+Y] < \tfrac{1}{2} karena support dibatasi x+y<1x+y < 1 — batasan support tidak berarti nilai harapan pasti di bawah 12\tfrac{1}{2}.
  • Salah menentukan batas atas yy: untuk xx tetap, y(0,1x)y \in (0, 1-x) bukan (0,1)(0,1).
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Mengecek E[X]<12E[X] < \tfrac{1}{2} dan E[Y]<12E[Y] < \tfrac{1}{2} secara terpisah — soal menanyakan E[X+Y]<12E[X+Y] < \tfrac{1}{2}, bukan masing-masing.
Red Flags
  • E[X+Y]E[X+Y] pada segitiga standar dengan ff uniform (=2)(=2) adalah 23\tfrac{2}{3}, bukan 12\tfrac{1}{2} — ini jebakan paling umum.

No. 10

Misalkan XX variabel acak kontinu yang memiliki fungsi densitas sebagai berikut:

f(x)=(k+1)xkck+1untuk 0<x<c dimana k>0f(x) = \frac{(k+1)x^k}{c^{k+1}} \quad \text{untuk } 0 < x < c \text{ dimana } k > 0

Tentukan nilai dari variansimean\dfrac{\sqrt{\text{variansi}}}{\text{mean}}.

a. 1(k+1)(k+2)\dfrac{1}{\sqrt{(k+1)(k+2)}}
b. 1(k+2)(k+3)\dfrac{1}{\sqrt{(k+2)(k+3)}}
c. 1(k+1)(k+3)\dfrac{1}{\sqrt{(k+1)(k+3)}}
d. 1k+1\dfrac{1}{k+1}
e. 1k+3\dfrac{1}{k+3}

Jawaban No. 10

(c). 1(k+1)(k+3)\dfrac{1}{\sqrt{(k+1)(k+3)}}

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.2 Variabel Acak Kontinu
DifficultyMedium
Prerequisite2.4 Transformasi Variabel Acak Univariat
Connected Topics2.6 Distribusi Kontinu Umum
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 2.1; Miller Bab 4.1
Rumus
E[Xr]=0cxr(k+1)xkck+1dx=(k+1)crk+r+1E[X^r] = \int_0^c x^r \cdot \frac{(k+1)x^k}{c^{k+1}}\,dx = \frac{(k+1)\,c^r}{k+r+1} CV=SD(X)E[X]=Var(X)E[X]\text{CV} = \frac{\text{SD}(X)}{E[X]} = \frac{\sqrt{\text{Var}(X)}}{E[X]}

Diketahui:

  • f(x)=(k+1)xkck+1f(x) = \dfrac{(k+1)x^k}{c^{k+1}}, 0<x<c0 < x < c, k>0k > 0

  • Target: Var(X)E[X]\dfrac{\sqrt{\text{Var}(X)}}{E[X]} (koefisien variasi)

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Hitung E[X]E[X] (r=1r=1)

E[X]=(k+1)c1k+1+1=(k+1)ck+2E[X] = \frac{(k+1)\,c^1}{k+1+1} = \frac{(k+1)c}{k+2}

Langkah 2: Hitung E[X2]E[X^2] (r=2r=2)

E[X2]=(k+1)c2k+2+1=(k+1)c2k+3E[X^2] = \frac{(k+1)\,c^2}{k+2+1} = \frac{(k+1)c^2}{k+3}

Langkah 3: Hitung Var(X)\text{Var}(X)

Var(X)=E[X2](E[X])2=(k+1)c2k+3(k+1)2c2(k+2)2\text{Var}(X) = E[X^2] - \bigl(E[X]\bigr)^2 = \frac{(k+1)c^2}{k+3} - \frac{(k+1)^2 c^2}{(k+2)^2} =(k+1)c2[1k+3k+1(k+2)2]=(k+1)c2(k+2)2(k+1)(k+3)(k+3)(k+2)2= (k+1)c^2 \left[\frac{1}{k+3} - \frac{k+1}{(k+2)^2}\right] = (k+1)c^2 \cdot \frac{(k+2)^2 - (k+1)(k+3)}{(k+3)(k+2)^2}

Langkah 4: Sederhanakan Pembilang

(k+2)2(k+1)(k+3)=k2+4k+4(k2+4k+3)=1(k+2)^2 - (k+1)(k+3) = k^2+4k+4 - (k^2+4k+3) = 1 Var(X)=(k+1)c2(k+3)(k+2)2\therefore\quad \text{Var}(X) = \frac{(k+1)c^2}{(k+3)(k+2)^2}

Langkah 5: Hitung Koefisien Variasi

Var(X)E[X]=ck+1k+3(k+2)(k+1)ck+2=ck+1k+3(k+2)k+2(k+1)c=1(k+1)(k+3)\frac{\sqrt{\text{Var}(X)}}{E[X]} = \frac{\dfrac{c\sqrt{k+1}}{\sqrt{k+3}\,(k+2)}}{\dfrac{(k+1)c}{k+2}} = \frac{c\sqrt{k+1}}{\sqrt{k+3}\,(k+2)} \cdot \frac{k+2}{(k+1)c} = \frac{1}{\sqrt{(k+1)(k+3)}}

Hasil Akhir: (c). 1(k+1)(k+3)\dfrac{1}{\sqrt{(k+1)(k+3)}}

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Mengira (k+2)2(k+1)(k+3)1(k+2)^2 - (k+1)(k+3) \neq 1 — ini adalah identitas aljabar: (n)2(n1)(n+1)=1(n)^2 - (n-1)(n+1) = 1, yang selalu berlaku.
  • Tidak menyederhanakan pembilang sehingga ekspresi Var(X)(X) tampak lebih kompleks dari seharusnya.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Mengira cc akan muncul di jawaban akhir — karena rasio SD/mean, cc tereliminasi.
Red Flags
  • Identitas (n)2(n1)(n+1)=1(n)^2-(n-1)(n+1)=1 sangat berguna di soal-soal distribusi power: hafal dan gunakan langsung.

No. 11

Diberikan variabel acak XX yang memiliki fungsi massa probabilitas (pmf) sebesar 0,20{,}2 pada X=0X = 0 dan fungsi massa probabilitas (pmf) sebesar 0,10{,}1 pada X=1X = 1. Untuk semua nilai lainnya, XX memiliki fungsi densitas sebagai berikut:

fX(x)={0,x<0x,0<x<12x,1<x<c0,xcf_X(x) = \begin{cases} 0, & x < 0 \\ x, & 0 < x < 1 \\ 2x, & 1 < x < c \\ 0, & x \geq c \end{cases}

dimana cc merupakan suatu konstanta. Tentukan P(X<1X>0,5)P(X < 1 \mid X > 0{,}5).

a. Kurang dari 0,60{,}6
b. Paling sedikit 0,60{,}6 tapi kurang dari 0,70{,}7
c. Paling sedikit 0,70{,}7 tapi kurang dari 0,80{,}8
d. Paling sedikit 0,80{,}8 tapi kurang dari 0,90{,}9
e. Paling sedikit 0,90{,}9

Jawaban No. 11

(a). Kurang dari 0,60{,}6

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.2 Variabel Acak Kontinu
DifficultyHard
Prerequisite1.4 Probabilitas Bersyarat, 2.1 Variabel Acak Diskrit
Connected Topics2.4 Transformasi Variabel Acak Univariat
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 2.1; Miller Bab 4.1
Rumus

Distribusi campuran (mixed): mengandung komponen diskrit (massa titik) dan komponen kontinu.

Syarat normalisasi:

titikpi+kontinuf(x)dx=1\sum_{\text{titik}} p_i + \int_{\text{kontinu}} f(x)\,dx = 1

Probabilitas bersyarat: P[AB]=P[AB]P[B]P[A \mid B] = \dfrac{P[A \cap B]}{P[B]}

Diketahui:

  • Massa titik: P[X=0]=0,2P[X=0] = 0{,}2; P[X=1]=0,1P[X=1] = 0{,}1

  • Densitas kontinu: f(x)=xf(x) = x untuk 0<x<10 < x < 1; f(x)=2xf(x) = 2x untuk 1<x<c1 < x < c

  • Target: P[X<1X>0,5]P[X < 1 \mid X > 0{,}5]

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Cari Konstanta cc via Normalisasi

P[X=0]+P[X=1]+01xdx+1c2xdx=1P[X=0] + P[X=1] + \int_0^1 x\,dx + \int_1^c 2x\,dx = 1 0,2+0,1+12+[x2]1c=10{,}2 + 0{,}1 + \tfrac{1}{2} + \bigl[x^2\bigr]_1^c = 1 0,8+c21=1    c2=1,2    c=1,20{,}8 + c^2 - 1 = 1 \implies c^2 = 1{,}2 \implies c = \sqrt{1{,}2}

Langkah 2: Hitung Penyebut P[X>0,5]P[X > 0{,}5]

Untuk X>0,5X > 0{,}5: kontribusi dari densitas di (0,5,1)(0{,}5,1), massa di X=1X=1, densitas di (1,1,2)(1,\sqrt{1{,}2}).

P[X>0,5]=0,51xdx+P[X=1]+11,22xdxP[X > 0{,}5] = \int_{0{,}5}^1 x\,dx + P[X=1] + \int_1^{\sqrt{1{,}2}} 2x\,dx =[x22]0,51+0,1+[x2]11,2= \left[\tfrac{x^2}{2}\right]_{0{,}5}^1 + 0{,}1 + \bigl[x^2\bigr]_1^{\sqrt{1{,}2}} =(1218)+0,1+(1,21)=38+0,1+0,2=0,375+0,3=0,675= \bigl(\tfrac{1}{2} - \tfrac{1}{8}\bigr) + 0{,}1 + (1{,}2 - 1) = \tfrac{3}{8} + 0{,}1 + 0{,}2 = 0{,}375 + 0{,}3 = 0{,}675

Langkah 3: Hitung Pembilang P[0,5<X<1]P[0{,}5 < X < 1]

Peristiwa {X<1}{X>0,5}={0,5<X<1}\{X < 1\} \cap \{X > 0{,}5\} = \{0{,}5 < X < 1\} — hanya bagian kontinu, karena X=1X=1 adalah titik massa terpisah yang tidak termasuk dalam {X<1}\{X < 1\}.

P[0,5<X<1]=0,51xdx=38=0,375P[0{,}5 < X < 1] = \int_{0{,}5}^1 x\,dx = \tfrac{3}{8} = 0{,}375

Langkah 4: Hitung Probabilitas Bersyarat

P[X<1X>0,5]=0,3750,675=375675=590,556P[X < 1 \mid X > 0{,}5] = \frac{0{,}375}{0{,}675} = \frac{375}{675} = \frac{5}{9} \approx 0{,}556

Karena 0,556<0,60{,}556 < 0{,}6: termasuk kategori kurang dari 0,60{,}6.

Hasil Akhir: (a). Kurang dari 0,60{,}6

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Memasukkan P[X=1]=0,1P[X=1] = 0{,}1 ke dalam pembilang P[X<1]P[X < 1] — titik massa X=1X=1 tidak termasuk dalam {X<1}\{X < 1\}.
  • Mengabaikan massa titik dalam penyebut P[X>0,5]P[X > 0{,}5]P[X=1]P[X=1] dan P[X=0]P[X=0] tetap berkontribusi jika nilainya masuk range.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Mengira c=1,2c = 1{,}2 (salah); harus menyelesaikan c2=1,2c^2 = 1{,}2 untuk mendapat c=1,2c = \sqrt{1{,}2}.
Red Flags
  • Distribusi campuran: identifikasi semua komponen (massa titik + kontinu) sebelum menghitung. Massa titik di batas interval harus diperhatikan tanda ketaksetaraannya (<< vs \leq).

No. 12

Andi dan Budi mengikuti perlombaan lari 100100 m. Lama waktu lari Andi berdistribusi normal dengan mean sebesar 1010 detik, sedangkan lama waktu lari Budi berdistribusi normal dengan mean sebesar 9,99{,}9 detik. Keduanya memiliki standar deviasi waktu lari yang sama yaitu sebesar σ\sigma. Asumsikan lama waktu lari mereka berdua saling independen dan diketahui juga bahwa probabilitas Budi mengalahkan Andi sebesar 0,950{,}95, tentukan besar dari σ\sigma.

a. 0,0400{,}040
b. 0,0410{,}041
c. 0,0420{,}042
d. 0,0430{,}043
e. 0,0440{,}044

Jawaban No. 12

(d). 0,0430{,}043

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.6 Distribusi Kontinu Umum
DifficultyMedium
Prerequisite1.5 Kejadian Independen, 3.1 Distribusi Gabungan
Connected Topics4.3 Teorema Limit Pusat
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 3.4; Miller Bab 6
Rumus

Selisih dua Normal independen:

AN(μA,σ2),BN(μB,σ2)    D=ABN(μAμB,  2σ2)A \sim N(\mu_A, \sigma^2),\quad B \sim N(\mu_B, \sigma^2) \implies D = A - B \sim N(\mu_A - \mu_B,\; 2\sigma^2)

Dari tabel normal: Φ(1,645)=0,95\Phi(1{,}645) = 0{,}95

Diketahui:

  • AN(10,σ2)A \sim N(10, \sigma^2), BN(9,9,σ2)B \sim N(9{,}9, \sigma^2), independen

  • Budi menang B<A\Leftrightarrow B < A (waktu lebih kecil = lebih cepat)

  • P[B<A]=0,95P[B < A] = 0{,}95
  • Target: σ\sigma

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Definisikan Selisih D=ABD = A - B

D=ABN(109,9,  σ2+σ2)=N(0,1,  2σ2)D = A - B \sim N(10 - 9{,}9,\; \sigma^2 + \sigma^2) = N(0{,}1,\; 2\sigma^2)

Langkah 2: Nyatakan Syarat Budi Menang

Budi menang B<AD=AB>0\Leftrightarrow B < A \Leftrightarrow D = A - B > 0

P[D>0]=0,95P[D > 0] = 0{,}95

Langkah 3: Standarisasi

P ⁣[Z>00,1σ2]=0,95    P ⁣[Z>0,1σ2]=0,95P\!\left[Z > \frac{0 - 0{,}1}{\sigma\sqrt{2}}\right] = 0{,}95 \implies P\!\left[Z > \frac{-0{,}1}{\sigma\sqrt{2}}\right] = 0{,}95     P ⁣[Z<0,1σ2]=0,95    0,1σ2=1,645\implies P\!\left[Z < \frac{0{,}1}{\sigma\sqrt{2}}\right] = 0{,}95 \implies \frac{0{,}1}{\sigma\sqrt{2}} = 1{,}645

Langkah 4: Selesaikan untuk σ\sigma

σ=0,11,6452=0,11,645×1,4142=0,12,32640,042980,043\sigma = \frac{0{,}1}{1{,}645\sqrt{2}} = \frac{0{,}1}{1{,}645 \times 1{,}4142} = \frac{0{,}1}{2{,}3264} \approx 0{,}04298 \approx 0{,}043

Hasil Akhir: (d). 0,0430{,}043

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Var(AB)=σ2+σ2=2σ2\text{Var}(A-B) = \sigma^2 + \sigma^2 = 2\sigma^2 (karena independen, bukan σ2σ2=0\sigma^2 - \sigma^2 = 0).
  • Menggunakan z0,95=1,96z_{0{,}95} = 1{,}96 (kuantil dua sisi) — yang benar adalah z0,95=1,645z_{0{,}95} = 1{,}645 (kuantil satu sisi).
Kesalahan Interpretasi Soal
  • “Budi mengalahkan Andi” dalam lomba lari = Budi lebih cepat = waktu Budi lebih kecil (B<AB < A).
Red Flags
  • Selisih dua Normal independen dengan SD sama: SD(AB)=σ2\text{SD}(A-B) = \sigma\sqrt{2} (bukan σ2/2\sigma\sqrt{2}/2).

No. 13

Misalkan X1,X2,X3X_1, X_2, X_3 berdistribusi seragam pada interval (0,1)(0, 1) dengan Cov(Xi,Xj)=124\text{Cov}(X_i, X_j) = \dfrac{1}{24} untuk i,j=1,2,3,  iji, j = 1, 2, 3,\; i \neq j. Tentukan variansi dari X1+2X2X3X_1 + 2X_2 - X_3.

a. 16\dfrac{1}{6}
b. 14\dfrac{1}{4}
c. 512\dfrac{5}{12}
d. 12\dfrac{1}{2}
e. 1112\dfrac{11}{12}

Jawaban No. 13

(c). 512\dfrac{5}{12}

FieldIsi
Topik CF2Topik 3 — Variabel Acak Multivariat
Sub-topik3.6 Matriks Variansi-Kovariansi
DifficultyMedium
Prerequisite3.5 Independensi dan Korelasi, 2.6 Distribusi Kontinu Umum
Connected Topics3.1 Distribusi Gabungan
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 4.4; Miller Bab 3.5–3.8
Rumus
Var(a1X1+a2X2+a3X3)=i=13ai2Var(Xi)+2 ⁣i<jaiajCov(Xi,Xj)\text{Var}(a_1X_1 + a_2X_2 + a_3X_3) = \sum_{i=1}^3 a_i^2\,\text{Var}(X_i) + 2\!\sum_{i<j} a_i a_j\,\text{Cov}(X_i, X_j)

XiU(0,1)X_i \sim U(0,1): Var(Xi)=112\text{Var}(X_i) = \dfrac{1}{12}

Diketahui:

  • Var(Xi)=112\text{Var}(X_i) = \tfrac{1}{12}; Cov(Xi,Xj)=124\text{Cov}(X_i, X_j) = \tfrac{1}{24} untuk iji \neq j

  • Koefisien: a1=1a_1 = 1, a2=2a_2 = 2, a3=1a_3 = -1

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Suku Variansi Individu

i=13ai2Var(Xi)=(1)2112+(2)2112+(1)2112=1+4+112=612=12\sum_{i=1}^3 a_i^2\,\text{Var}(X_i) = (1)^2\cdot\tfrac{1}{12} + (2)^2\cdot\tfrac{1}{12} + (-1)^2\cdot\tfrac{1}{12} = \frac{1+4+1}{12} = \frac{6}{12} = \frac{1}{2}

Langkah 2: Suku Kovarians Silang

2i<jaiaj124=2124[a1a2+a1a3+a2a3]2\sum_{i<j} a_i a_j \cdot \tfrac{1}{24} = 2 \cdot \tfrac{1}{24}\bigl[a_1 a_2 + a_1 a_3 + a_2 a_3\bigr] =112[(1)(2)+(1)(1)+(2)(1)]=112[212]=112= \tfrac{1}{12}\bigl[(1)(2) + (1)(-1) + (2)(-1)\bigr] = \tfrac{1}{12}\bigl[2 - 1 - 2\bigr] = \tfrac{-1}{12}

Langkah 3: Total Variansi

Var(X1+2X2X3)=12112=612112=512\text{Var}(X_1 + 2X_2 - X_3) = \frac{1}{2} - \frac{1}{12} = \frac{6}{12} - \frac{1}{12} = \frac{5}{12}

Hasil Akhir: (c). 512\dfrac{5}{12}

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Menggunakan Cov(Xi,Xj)=112\text{Cov}(X_i,X_j) = \tfrac{1}{12} (sama dengan variansi) — di soal ini Cov =124= \tfrac{1}{24}, setengah dari Var.
  • Lupa faktor 22 di depan i<j\sum_{i<j} — ada tiga pasangan (1,2),(1,3),(2,3)(1,2), (1,3), (2,3), dan setiap Cov(i,j)=Cov(j,i)(i,j) = \text{Cov}(j,i).
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Tanda a3=1a_3 = -1 mengubah tanda produk: a1a3=1a_1 a_3 = -1 dan a2a3=2a_2 a_3 = -2 — jangan abaikan tanda negatif.
Red Flags
  • Selalu tuliskan aiaja_i a_j dengan tanda, termasuk negatif, sebelum mengalikan dengan Cov.

No. 14

Misalkan kita memiliki 33 kartu yang bentuknya sama kecuali kedua sisi kartu pertama berwarna merah, kedua sisi kartu kedua berwarna hitam, dan satu sisi kartu ketiga berwarna merah dan sisi lainnya berwarna hitam. Kemudian 33 kartu dicampur dalam topi, dan 11 kartu akan dipilih secara acak dan diletakkan di tanah. Jika sisi atas kartu yang dipilih berwarna merah, berapa peluang terambilnya sisi lain dari kartu tersebut berwarna hitam?

a. 13\dfrac{1}{3}
b. 16\dfrac{1}{6}
c. 12\dfrac{1}{2}
d. 23\dfrac{2}{3}
e. 29\dfrac{2}{9}

Jawaban No. 14

(a). 13\dfrac{1}{3}

FieldIsi
Topik CF2Topik 1 — Dasar-Dasar Probabilitas
Sub-topik1.6 Teorema Bayes dan Hukum Probabilitas Total
DifficultyMedium
Prerequisite1.4 Probabilitas Bersyarat
Connected Topics1.2 Aksioma dan Perhitungan Probabilitas
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 1.4; Miller Bab 2
Rumus

Ruang sampel berbasis sisi individual (bukan kartu):

P[sisi lain hitamsisi atas merah]=P[sisi atas merahsisi lain hitam]P[sisi atas merah]P[\text{sisi lain hitam} \mid \text{sisi atas merah}] = \frac{P[\text{sisi atas merah} \cap \text{sisi lain hitam}]}{P[\text{sisi atas merah}]}

Diketahui:

  • Kartu 1 (MM): sisi-1 = Merah, sisi-2 = Merah

  • Kartu 2 (HH): sisi-1 = Hitam, sisi-2 = Hitam

  • Kartu 3 (MH): sisi-1 = Merah, sisi-2 = Hitam

  • Sisi atas berwarna merah; Target: P[sisi lain hitamsisi atas merah]P[\text{sisi lain hitam} \mid \text{sisi atas merah}]

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Bangun Ruang Sampel Berbasis Sisi

Total ada 66 sisi, masing-masing sama kemungkinannya menjadi sisi atas:

LabelKartuSisi atasSisi lain
s1s_11MerahMerah
s2s_21MerahMerah
s3s_32HitamHitam
s4s_42HitamHitam
s5s_53MerahHitam
s6s_63HitamMerah

Langkah 2: Identifikasi Sisi Atas Merah

Sisi atas merah: {s1,s2,s5}\{s_1, s_2, s_5\}33 dari 66 sisi.

Langkah 3: Identifikasi Sisi Lain Hitam di antara Atas Merah

  • s1s_1: sisi lain = Merah ✗
  • s2s_2: sisi lain = Merah ✗
  • s5s_5: sisi lain = Hitam ✓

Hanya 11 dari 33 sisi merah yang sisi lainnya hitam.

Langkah 4: Hitung Probabilitas

P[sisi lain hitamsisi atas merah]=13P[\text{sisi lain hitam} \mid \text{sisi atas merah}] = \frac{1}{3}

Hasil Akhir: (a). 13\dfrac{1}{3}

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Menjawab 12\tfrac{1}{2} dengan alasan “ada dua kartu yang memiliki sisi merah (kartu 1 dan 3), dan salah satunya memiliki sisi lain hitam” — ini mengabaikan bahwa kartu 1 memiliki dua sisi merah, sehingga lebih mungkin terpilih jika sisi atas merah.
  • Ruang sampel harus berbasis sisi, bukan kartu — tiap sisi memiliki peluang sama menjadi sisi atas.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Mengabaikan fakta bahwa kartu 1 (MM) berkontribusi dua kali ke sisi atas merah (s1s_1 dan s2s_2), bukan sekali.
Red Flags
  • Masalah kartu dua sisi: selalu bangun ruang sampel berbasis sisi individual (bukan kartu). Ini adalah masalah klasik “Bertrand’s box paradox”.

No. 15

Setiap kali seorang pemain bola melakukan tendangan, maka dia memiliki kemungkinan 0,30{,}3 untuk memasukkan bola ke dalam gawang lawan (mencetak gol). Gol yang tercipta dari tendangan yang berbeda saling independen. Jika XX adalah variabel acak jumlah tendangan yang dibutuhkan untuk mencetak 22 gol, tentukanlah modus dari XX.

a. 22
b. 33
c. 44
d. 55
e. 66

Jawaban No. 15

(c). 44

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.5 Distribusi Diskrit Umum
DifficultyMedium
Prerequisite2.1 Variabel Acak Diskrit
Connected Topics2.3 Fungsi Pembangkit
ReferensiMiller Bab 5; Hogg-Tanis-Zimm Bab 3.1
Rumus

XNB(r=2,p=0,3)X \sim \text{NB}(r=2,\, p=0{,}3) = jumlah percobaan hingga sukses ke-rr:

P[X=x]=(x1r1)pr(1p)xr,x=r,r+1,P[X = x] = \binom{x-1}{r-1}\,p^r\,(1-p)^{x-r}, \quad x = r, r+1, \ldots

Modus: nilai xx^* yang memaksimalkan P[X=x]P[X=x].

Diketahui:

  • p=0,3p = 0{,}3 (prob. gol per tendangan), r=2r = 2 (butuh 22 gol)

  • XNB(2,0,3)X \sim \text{NB}(2,\, 0{,}3)
  • Target: modus XX

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Tulis PMF untuk NB(2,0,3)(2, 0{,}3)

P[X=x]=(x11)(0,3)2(0,7)x2=(x1)(0,09)(0,7)x2,x2P[X=x] = \binom{x-1}{1}(0{,}3)^2(0{,}7)^{x-2} = (x-1)(0{,}09)(0{,}7)^{x-2}, \quad x \geq 2

Langkah 2: Hitung Beberapa Nilai PMF

xxx1x-1(0,7)x2(0{,}7)^{x-2}P[X=x]P[X=x]
22111,00001{,}00000,09000{,}0900
33220,70000{,}70000,12600{,}1260
44330,49000{,}49000,13230{,}1323
55440,34300{,}34300,12350{,}1235
66550,24010{,}24010,10800{,}1080

Langkah 3: Identifikasi Modus

Nilai P[X=x]P[X=x] naik dari x=2x=2 sampai x=4x=4, lalu turun mulai x=5x=5. Nilai maksimum terjadi di x=4x = 4 dengan P[X=4]=0,1323P[X=4] = 0{,}1323.

Hasil Akhir: (c). 44

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Mengira modus = nilai minimum support (x=r=2x=r=2) — untuk NB dengan r>1r > 1, PMF tidak monoton menurun sejak x=rx=r; ada kenaikan dulu sebelum turun.
  • Menggunakan mean E[X]=r/p=2/0,36,7E[X] = r/p = 2/0{,}3 \approx 6{,}7 sebagai perkiraan modus — mean dan modus berbeda untuk distribusi miring.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Tabel PMF adalah cara paling andal menemukan modus NB — hitung 5–6 nilai, cari puncaknya.
Red Flags
  • Untuk NB(r,p)(r,p) dengan r2r \geq 2: modus umumnya di x=(r1)/(1p)+rx = \lfloor(r-1)/(1-p)\rfloor + r atau dicari numerik.

No. 16

Diketahui klaim-klaim yang diterima perusahaan asuransi saling bebas dan berdistribusi sebagai berikut:

f(x)={2x3,x>10,lainnyaf(x) = \begin{cases} \dfrac{2}{x^3}, & x > 1 \\ 0, & \text{lainnya} \end{cases}

Misalkan 33 klaim terjadi, tentukan nilai harapan (ekspektasi) dari klaim terbesar di antara 33 klaim tersebut.

a. 22
b. 2,72{,}7
c. 3,23{,}2
d. 3,43{,}4
e. 4,54{,}5

Jawaban No. 16

(c). 3,23{,}2

FieldIsi
Topik CF2Topik 3 — Variabel Acak Multivariat
Sub-topik3.8 Transformasi Variabel Acak Gabungan
DifficultyHard
Prerequisite2.4 Transformasi Variabel Acak Univariat, 3.1 Distribusi Gabungan
Connected Topics2.2 Variabel Acak Kontinu
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 4.3; Miller Bab 3.5
Rumus

Statistik order — PDF dari nilai maksimum X(n)X_{(n)} dari nn sampel i.i.d.:

fX(n)(x)=n[F(x)]n1f(x)f_{X_{(n)}}(x) = n\,[F(x)]^{n-1}\,f(x) E[X(n)]=xfX(n)(x)dxE[X_{(n)}] = \int_{-\infty}^{\infty} x\,f_{X_{(n)}}(x)\,dx

Diketahui:

  • f(x)=2/x3f(x) = 2/x^3 untuk x>1x > 1 (distribusi Pareto); n=3n = 3 klaim i.i.d.

  • Target: E[X(3)]E[X_{(3)}] = ekspektasi klaim terbesar

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Hitung CDF F(x)F(x)

F(x)=1x2t3dt=[1t2]1x=11x2,x>1F(x) = \int_1^x \frac{2}{t^3}\,dt = \left[-\frac{1}{t^2}\right]_1^x = 1 - \frac{1}{x^2}, \quad x > 1

Langkah 2: PDF Maksimum (n=3n=3)

fX(3)(x)=3(11x2)22x3=6x3(11x2)2,x>1f_{X_{(3)}}(x) = 3\left(1-\frac{1}{x^2}\right)^2 \cdot \frac{2}{x^3} = \frac{6}{x^3}\left(1-\frac{1}{x^2}\right)^2, \quad x > 1

Langkah 3: Ekspansi Kuadrat

(11x2)2=12x2+1x4\left(1-\frac{1}{x^2}\right)^2 = 1 - \frac{2}{x^2} + \frac{1}{x^4}

Langkah 4: Hitung E[X(3)]E[X_{(3)}]

E[X(3)]=1x6x3(11x2)2dx=611x2(12x2+1x4)dxE[X_{(3)}] = \int_1^{\infty} x \cdot \frac{6}{x^3}\left(1-\frac{1}{x^2}\right)^2 dx = 6\int_1^{\infty} \frac{1}{x^2}\left(1 - \frac{2}{x^2} + \frac{1}{x^4}\right)dx =61 ⁣(1x22x4+1x6)dx=6[[1x]12[13x3]1+[15x5]1]= 6\int_1^{\infty}\!\left(\frac{1}{x^2} - \frac{2}{x^4} + \frac{1}{x^6}\right)dx = 6\left[\left[-\frac{1}{x}\right]_1^\infty - 2\left[-\frac{1}{3x^3}\right]_1^\infty + \left[-\frac{1}{5x^5}\right]_1^\infty\right] =6[123+15]=61510+315=6815=4815=3,2= 6\left[1 - \frac{2}{3} + \frac{1}{5}\right] = 6 \cdot \frac{15 - 10 + 3}{15} = 6 \cdot \frac{8}{15} = \frac{48}{15} = 3{,}2

Hasil Akhir: (c). 3,23{,}2

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Menggunakan PDF biasa f(x)f(x) alih-alih PDF statistik order fX(3)(x)f_{X_{(3)}}(x) — ini menghitung E[X]E[X] biasa (=2)(=2), bukan ekspektasi maksimum tiga sampel.
  • Lupa faktor n=3n=3 di depan rumus PDF statistik order.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • “Klaim terbesar dari 33 klaim” → E[max(X1,X2,X3)]E[\max(X_1,X_2,X_3)], bukan E[X1]+E[X2]+E[X3]E[X_1]+E[X_2]+E[X_3].
Red Flags
  • Jika soal menyebut “nilai terbesar/terkecil dari nn sampel” → gunakan formula PDF statistik order.

No. 17

XX dan YY merupakan variabel acak kontinu dengan fungsi densitas sebagai berikut:

f(x,y)=2untuk 0xy1f(x, y) = 2 \quad \text{untuk } 0 \leq x \leq y \leq 1

Tentukan E[YX=x]E[Y \mid X = x].

a. 12\dfrac{1}{2}
b. x2\dfrac{x}{2}
c. x+12\dfrac{x+1}{2}
d. 1x2\dfrac{1-x}{2}
e. xx

Jawaban No. 17

(c). x+12\dfrac{x+1}{2}

FieldIsi
Topik CF2Topik 3 — Variabel Acak Multivariat
Sub-topik3.3 Distribusi Bersyarat
DifficultyEasy
Prerequisite3.1 Distribusi Gabungan, 3.2 Distribusi Marginal
Connected Topics3.4 Nilai Harapan dan Variansi Bersyarat
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 4.2; Miller Bab 3.5
Rumus

Distribusi bersyarat kontinu:

fYX(yx)=f(x,y)fX(x)f_{Y \mid X}(y \mid x) = \frac{f(x,y)}{f_X(x)} E[YX=x]=yfYX(yx)dyE[Y \mid X=x] = \int y\,f_{Y \mid X}(y \mid x)\,dy

Diketahui:

  • f(x,y)=2f(x,y) = 2 untuk 0xy10 \leq x \leq y \leq 1

  • Target: E[YX=x]E[Y \mid X=x]

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Identifikasi Batas Integrasi untuk xx Tetap

Support: xy1x \leq y \leq 1. Untuk xx tetap, yy bergerak dari xx sampai 11.

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

fX(x)=x12dy=2(1x),0x1f_X(x) = \int_x^1 2\,dy = 2(1-x), \quad 0 \leq x \leq 1

Langkah 3: Hitung Distribusi Bersyarat fYX(yx)f_{Y \mid X}(y \mid x)

fYX(yx)=22(1x)=11x,xy1f_{Y \mid X}(y \mid x) = \frac{2}{2(1-x)} = \frac{1}{1-x}, \quad x \leq y \leq 1

Ini adalah PDF distribusi U(x,1)U(x, 1) — seragam pada [x,1][x, 1].

Langkah 4: Hitung E[YX=x]E[Y \mid X=x]

Karena YX=xU(x,1)Y \mid X=x \sim U(x,1):

E[YX=x]=x+12E[Y \mid X=x] = \frac{x + 1}{2}

Hasil Akhir: (c). x+12\dfrac{x+1}{2}

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Salah menentukan batas marginal: untuk xx tetap, y[x,1]y \in [x, 1] (bukan [0,1][0,1]) — support xyx \leq y berarti batas bawah yy adalah xx.
  • Mengira E[YX=x]=E[Y]=2/3E[Y \mid X=x] = E[Y] = 2/3 — kondisi X=xX=x menggeser distribusi YY ke atas.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Support {0xy1}\{0 \leq x \leq y \leq 1\} tidak simetris: batas bawah yy bergantung pada xx.
Red Flags
  • Jika distribusi bersyarat berbentuk 1/(ba)1/(b-a) pada interval [a,b][a,b] → itu distribusi seragam, sehingga mean langsung =(a+b)/2= (a+b)/2.

No. 18

Banyaknya klaim yang diterima perusahaan asuransi pada masing-masing hari berdistribusi Poisson. Klaim yang diterima pada hari yang berbeda akan saling independen satu sama yang lain. Pada hari Senin, perusahaan asuransi berekspektasi mendapatkan 22 klaim, tetapi pada hari lainnya perusahaan asuransi berekspektasi hanya mendapatkan 11 klaim per hari. Tentukan probabilitas bahwa perusahaan asuransi tersebut mendapat minimal 33 klaim selama 55 hari dari hari Senin hingga hari Jumat.

a. 0,50{,}5
b. 0,70{,}7
c. 0,90{,}9
d. 0,940{,}94
e. 0,980{,}98

Jawaban No. 18

(d). 0,940{,}94

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.5 Distribusi Diskrit Umum
DifficultyMedium
Prerequisite2.1 Variabel Acak Diskrit, 2.3 Fungsi Pembangkit
Connected Topics3.7 Distribusi Majemuk
ReferensiMiller Bab 5.1; Hogg-Tanis-Zimm Bab 3.1
Rumus

Sifat reproduktif Poisson: jika NiPoisson(λi)N_i \sim \text{Poisson}(\lambda_i) independen, maka

N=i=1kNiPoisson ⁣(i=1kλi)N = \sum_{i=1}^k N_i \sim \text{Poisson}\!\left(\sum_{i=1}^k \lambda_i\right) P[N=n]=eλλnn!,P[N3]=1P[N=0]P[N=1]P[N=2]P[N = n] = \frac{e^{-\lambda}\,\lambda^n}{n!}, \qquad P[N \geq 3] = 1 - P[N=0] - P[N=1] - P[N=2]

Diketahui:

  • Senin: λSen=2\lambda_{\text{Sen}} = 2; Selasa–Jumat: λlain=1\lambda_{\text{lain}} = 1 masing-masing (44 hari)

  • NtotalPoisson(λ)N_{\text{total}} \sim \text{Poisson}(\lambda) dengan λ=2+4(1)=6\lambda = 2 + 4(1) = 6

  • Target: P[N3]P[N \geq 3]

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Parameter Total

λ=λSen+λSel+λRab+λKam+λJum=2+1+1+1+1=6\lambda = \lambda_{\text{Sen}} + \lambda_{\text{Sel}} + \lambda_{\text{Rab}} + \lambda_{\text{Kam}} + \lambda_{\text{Jum}} = 2 + 1 + 1 + 1 + 1 = 6

Langkah 2: Hitung P[N2]P[N \leq 2]

P[N=0]=e60,002479P[N=0] = e^{-6} \approx 0{,}002479 P[N=1]=6e60,014873P[N=1] = 6\,e^{-6} \approx 0{,}014873 P[N=2]=36e62=18e60,044618P[N=2] = \frac{36\,e^{-6}}{2} = 18\,e^{-6} \approx 0{,}044618 P[N2]0,002479+0,014873+0,044618=0,061970P[N \leq 2] \approx 0{,}002479 + 0{,}014873 + 0{,}044618 = 0{,}061970

Langkah 3: Hitung P[N3]P[N \geq 3]

P[N3]=1P[N2]10,0620=0,93800,94P[N \geq 3] = 1 - P[N \leq 2] \approx 1 - 0{,}0620 = 0{,}9380 \approx 0{,}94

Hasil Akhir: (d). 0,940{,}94

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Menggunakan λ=5\lambda = 5 (5 hari × 11) dan mengabaikan bahwa Senin memiliki λ=2\lambda = 2, bukan 11.
  • Tidak menerapkan sifat reproduktif — penjumlahan Poisson independen langsung menjumlahkan λ\lambda.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • “Minimal 33 klaim” = P[N3]=1P[N2]P[N \geq 3] = 1 - P[N \leq 2], bukan 1P[N3]1 - P[N \leq 3].
Red Flags
  • Poisson dengan parameter berbeda per hari → jumlahkan λ\lambda, bukan rata-ratakan.

No. 19

Misalkan penghasilan toko Andi selama sebulan adalah XX dan penghasilan toko Budi selama sebulan adalah YY, dimana XX dan YY memiliki fungsi densitas bersama yaitu

f(x,y)=23(x+2y)untuk 0<x<1 dan 0<y<1f(x, y) = \frac{2}{3}(x + 2y) \quad \text{untuk } 0 < x < 1 \text{ dan } 0 < y < 1

Mereka melakukan kontes dimana jika selama sebulan, penghasilan toko Andi lebih besar dari penghasilan toko Budi, maka Budi harus membayar sebesar 1.0001{.}000 kepada Andi. Tentukan CC, dimana CC merupakan banyaknya uang yang harus dibayar Andi kepada Budi jika penghasilan toko Andi lebih rendah dari toko Budi, sehingga ekspektasi hasil yang didapatkan Andi dari kontes ini adalah 00.

a. 400400
b. 800800
c. 1.2001{.}200
d. 1.6001{.}600
e. 2.0002{.}000

Jawaban No. 19

(b). 800800

FieldIsi
Topik CF2Topik 3 — Variabel Acak Multivariat
Sub-topik3.1 Distribusi Gabungan
DifficultyMedium
Prerequisite2.2 Variabel Acak Kontinu, 3.2 Distribusi Marginal
Connected Topics3.4 Nilai Harapan dan Variansi Bersyarat
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 4.1; Miller Bab 3.5
Rumus

Kondisi fair (ekspektasi nol):

E[Hasil Andi]=1.000P[X>Y]CP[X<Y]=0E[\text{Hasil Andi}] = 1{.}000 \cdot P[X>Y] - C \cdot P[X<Y] = 0     C=1.000P[X>Y]P[X<Y]\implies C = \frac{1{.}000 \cdot P[X>Y]}{P[X<Y]}

Diketahui:

  • f(x,y)=23(x+2y)f(x,y) = \frac{2}{3}(x+2y) pada (0,1)2(0,1)^2

  • Andi menang (X>Y)(X>Y) → terima 1.0001{.}000; Andi kalah (X<Y)(X<Y) → bayar CC

  • Target: CC agar E[Hasil Andi]=0E[\text{Hasil Andi}] = 0

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Hitung P[X>Y]P[X > Y]

Region {X>Y}\{X>Y\}: x(0,1)x \in (0,1), y(0,x)y \in (0,x).

P[X>Y]=01 ⁣0x23(x+2y)dydx=2301 ⁣[xy+y2]0xdxP[X>Y] = \int_0^1\!\int_0^x \frac{2}{3}(x+2y)\,dy\,dx = \frac{2}{3}\int_0^1\!\left[xy + y^2\right]_0^x dx =2301(x2+x2)dx=23012x2dx=2323=49= \frac{2}{3}\int_0^1(x^2+x^2)\,dx = \frac{2}{3}\int_0^1 2x^2\,dx = \frac{2}{3}\cdot\frac{2}{3} = \frac{4}{9}

Langkah 2: Hitung P[X<Y]P[X < Y]

Distribusi kontinu → P[X=Y]=0P[X=Y] = 0, sehingga:

P[X<Y]=1P[X>Y]=149=59P[X<Y] = 1 - P[X>Y] = 1 - \frac{4}{9} = \frac{5}{9}

Langkah 3: Selesaikan untuk CC

1.00049=C59    C=1.000×45=8001{.}000 \cdot \frac{4}{9} = C \cdot \frac{5}{9} \implies C = \frac{1{.}000 \times 4}{5} = 800

Hasil Akhir: (b). 800800

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Batas integrasi P[X>Y]P[X>Y]: x(0,1)x \in (0,1), y(0,x)y \in (0,x) — jangan terbalik (yy dari xx ke 11).
  • Mengira P[X>Y]=P[X<Y]=1/2P[X>Y] = P[X<Y] = 1/2 — ini hanya benar jika PDF simetris dalam xx dan yy; di sini f(x,y)f(y,x)f(x,y) \neq f(y,x).
Kesalahan Interpretasi Soal
  • CC adalah bayaran Andi ke Budi saat Andi kalah — ekspektasi fair → 1.000P[menang]=CP[kalah]1{.}000 \cdot P[\text{menang}] = C \cdot P[\text{kalah}].
Red Flags
  • Periksa simetri PDF dulu: jika f(x,y)f(y,x)f(x,y) \neq f(y,x) maka P[X>Y]1/2P[X>Y] \neq 1/2.

No. 20

XX dan YY adalah variabel acak yang saling bebas dengan fungsi pembangkit momen yang sama yaitu

M(t)=exp ⁣(t22)M(t) = \exp\!\left(\frac{t^2}{2}\right)

Misalkan W=X+YW = X + Y dan Z=YXZ = Y - X. Tentukan fungsi pembangkit momen bersama, M(t1,t2)M(t_1, t_2) dari WW dan ZZ.

a. exp ⁣(2t12+2t22)\exp\!\left(2t_1^2 + 2t_2^2\right)
b. exp ⁣([t1t2]2)\exp\!\left([t_1 - t_2]^2\right)
c. exp ⁣([t1+t2]2)\exp\!\left([t_1 + t_2]^2\right)
d. exp ⁣(2t1t2)\exp\!\left(2t_1 t_2\right)
e. exp ⁣(t12+t22)\exp\!\left(t_1^2 + t_2^2\right)

Jawaban No. 20

(e). exp ⁣(t12+t22)\exp\!\left(t_1^2 + t_2^2\right)

FieldIsi
Topik CF2Topik 3 — Variabel Acak Multivariat
Sub-topik3.8 Transformasi Variabel Acak Gabungan
DifficultyHard
Prerequisite2.3 Fungsi Pembangkit, 1.5 Kejadian Independen
Connected Topics3.5 Independensi dan Korelasi
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 4.4; Miller Bab 4.4
Rumus

MGF bersama (W,Z)(W,Z):

MW,Z(t1,t2)=E ⁣[et1W+t2Z]M_{W,Z}(t_1,t_2) = E\!\left[e^{t_1 W + t_2 Z}\right]

Karena XYX \perp Y:

MW,Z(t1,t2)=MX(t1t2)MY(t1+t2)M_{W,Z}(t_1,t_2) = M_X(t_1 - t_2)\cdot M_Y(t_1 + t_2)

Diketahui:

  • X,YX, Y independen, keduanya memiliki M(t)=et2/2M(t) = e^{t^2/2}

  • W=X+YW = X+Y, Z=YXZ = Y-X

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Ekspansi Eksponen

t1W+t2Z=t1(X+Y)+t2(YX)=(t1t2)X+(t1+t2)Yt_1 W + t_2 Z = t_1(X+Y) + t_2(Y-X) = (t_1-t_2)\,X + (t_1+t_2)\,Y

Langkah 2: Pisahkan Ekspektasi (Independensi)

MW,Z(t1,t2)=E ⁣[e(t1t2)X]E ⁣[e(t1+t2)Y]=MX(t1t2)MY(t1+t2)M_{W,Z}(t_1,t_2) = E\!\left[e^{(t_1-t_2)X}\right]\cdot E\!\left[e^{(t_1+t_2)Y}\right] = M_X(t_1-t_2)\cdot M_Y(t_1+t_2)

Langkah 3: Substitusi MGF

=exp ⁣((t1t2)22)exp ⁣((t1+t2)22)=exp ⁣((t1t2)2+(t1+t2)22)= \exp\!\left(\frac{(t_1-t_2)^2}{2}\right)\cdot\exp\!\left(\frac{(t_1+t_2)^2}{2}\right) = \exp\!\left(\frac{(t_1-t_2)^2+(t_1+t_2)^2}{2}\right)

Langkah 4: Sederhanakan

(t1t2)2+(t1+t2)2=(t122t1t2+t22)+(t12+2t1t2+t22)=2t12+2t22(t_1-t_2)^2+(t_1+t_2)^2 = (t_1^2-2t_1t_2+t_2^2)+(t_1^2+2t_1t_2+t_2^2) = 2t_1^2+2t_2^2 MW,Z(t1,t2)=exp ⁣(2t12+2t222)=exp ⁣(t12+t22)M_{W,Z}(t_1,t_2) = \exp\!\left(\frac{2t_1^2+2t_2^2}{2}\right) = \exp\!\left(t_1^2+t_2^2\right)

Bonus — Implikasi Penting: MW,Z(t1,t2)=et12et22=MW(t1)MZ(t2)M_{W,Z}(t_1,t_2) = e^{t_1^2}\cdot e^{t_2^2} = M_W(t_1)\cdot M_Z(t_2), membuktikan bahwa WW dan ZZ saling independen.

Hasil Akhir: (e). exp ⁣(t12+t22)\exp\!\left(t_1^2 + t_2^2\right)

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Langsung menggunakan MW,Z(t1,t2)=MW(t1)MZ(t2)M_{W,Z}(t_1,t_2) = M_W(t_1)\cdot M_Z(t_2) sebagai asumsi (bukan turunan) — kemandirian WW dan ZZ adalah hasil, bukan input.
  • Salah menghitung: MX(t1t2)=e(t1t2)2/2M_X(t_1-t_2) = e^{(t_1-t_2)^2/2}, bukan e(t12t22)/2e^{(t_1^2-t_2^2)/2}.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Jawaban (a) exp(2t12+2t22)\exp(2t_1^2+2t_2^2) muncul jika lupa membagi eksponen dengan 22 pada langkah akhir — perhatikan bahwa 2t12+2t222=t12+t22\frac{2t_1^2+2t_2^2}{2} = t_1^2+t_2^2.
Red Flags
  • (t1t2)2+(t1+t2)2=2(t12+t22)(t_1-t_2)^2+(t_1+t_2)^2 = 2(t_1^2+t_2^2): identitas aljabar kunci yang sering muncul di soal MGF bivariat.

No. 21

Misalkan XX dan YY merupakan variabel acak dengan fungsi densitas bersama sebagai berikut:

f(x,y)=e(x+y)untuk x>0 dan y>0f(x, y) = e^{-(x+y)} \quad \text{untuk } x > 0 \text{ dan } y > 0

Sebuah polis asuransi mengajukan klaim sebesar X+YX + Y. Tentukan probabilitas klaim tersebut kurang dari 11.

a. e2e^{-2}
b. e1e^{-1}
c. 1e11 - e^{-1}
d. 12e11 - 2e^{-1}
e. 12e21 - 2e^{-2}

Jawaban No. 21

(d). 12e11 - 2e^{-1}

FieldIsi
Topik CF2Topik 3 — Variabel Acak Multivariat
Sub-topik3.1 Distribusi Gabungan
DifficultyMedium
Prerequisite2.6 Distribusi Kontinu Umum, 1.5 Kejadian Independen
Connected Topics3.8 Transformasi Variabel Acak Gabungan
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 4.1; Miller Bab 3.5
Rumus

f(x,y)=exeyf(x,y) = e^{-x}\cdot e^{-y}XYX \perp Y, keduanya Exp(1)\sim \text{Exp}(1).

P[X+Y<1]=01 ⁣01xe(x+y)dydxP[X+Y < 1] = \int_0^1\!\int_0^{1-x} e^{-(x+y)}\,dy\,dx

Diketahui:

  • f(x,y)=e(x+y)f(x,y) = e^{-(x+y)} untuk x>0x>0, y>0y>0

  • Target: P[X+Y<1]P[X+Y < 1]

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Tentukan Region Integrasi

{X+Y<1,  X>0,  Y>0}\{X+Y<1,\; X>0,\; Y>0\}: segitiga dengan x(0,1)x \in (0,1), y(0,1x)y \in (0,1-x).

Langkah 2: Integrasikan terhadap yy

P[X+Y<1]=01ex ⁣01xeydydx=01ex[ey]01xdxP[X+Y<1] = \int_0^1 e^{-x}\!\int_0^{1-x} e^{-y}\,dy\,dx = \int_0^1 e^{-x}\bigl[-e^{-y}\bigr]_0^{1-x}\,dx =01ex(1e(1x))dx=01exdx01exe(1x)dx= \int_0^1 e^{-x}\bigl(1 - e^{-(1-x)}\bigr)\,dx = \int_0^1 e^{-x}\,dx - \int_0^1 e^{-x}\cdot e^{-(1-x)}\,dx

Langkah 3: Evaluasi Tiap Suku

Suku 1:

01exdx=[ex]01=1e1\int_0^1 e^{-x}\,dx = \bigl[-e^{-x}\bigr]_0^1 = 1 - e^{-1}

Suku 2:

01exe(1x)dx=01e1dx=e1\int_0^1 e^{-x}\cdot e^{-(1-x)}\,dx = \int_0^1 e^{-1}\,dx = e^{-1}

(karena exe(1x)=e1e^{-x}\cdot e^{-(1-x)} = e^{-1} konstan)

Langkah 4: Hasil

P[X+Y<1]=(1e1)e1=12e1P[X+Y<1] = (1-e^{-1}) - e^{-1} = 1 - 2e^{-1}

Hasil Akhir: (d). 12e11 - 2e^{-1}

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Mengintegrasikan yy dari 00 sampai 11 (bukan 00 sampai 1x1-x) — batas atas yy bergantung pada nilai xx.
  • Menggunakan P[X<1]P[Y<1]P[X<1]\cdot P[Y<1] karena XYX\perp Y — independensi tidak berlaku untuk P[X+Y<1]P[X+Y<1]; region integrasi lebih kompleks.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • exe(1x)=ex+(1x)=e1e^{-x}\cdot e^{-(1-x)} = e^{-x+-(1-x)} = e^{-1}: simplifikasi kunci di suku kedua yang sering terlewat.
Red Flags
  • P[X+Y<c]P[X<c]P[Y<c]P[X+Y<c] \neq P[X<c]\cdot P[Y<c]: penjumlahan mengubah region integrasi menjadi segitiga, bukan persegi.

No. 22

Sebuah dadu sama sisi dilempar hingga terdapat suatu angka yang keluar sebanyak dua kali berturut-turut. Setiap lemparan yang dilakukan saling independen. Misalkan XX banyak lemparan yang dibutuhkan sehingga hal itu terjadi, maka X2X \geq 2. Tentukan F(x)F(x) atau fungsi densitas kumulatif dari XX.

a. 1(56)x11 - \left(\dfrac{5}{6}\right)^{x-1}
b. 1(56)x1 - \left(\dfrac{5}{6}\right)^x
c. 1(16)x11 - \left(\dfrac{1}{6}\right)^{x-1}
d. 1(16)x1 - \left(\dfrac{1}{6}\right)^x
e. (56)x\left(\dfrac{5}{6}\right)^x

Jawaban No. 22

(a). 1(56)x11 - \left(\dfrac{5}{6}\right)^{x-1}

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.1 Variabel Acak Diskrit
DifficultyHard
Prerequisite1.2 Aksioma dan Perhitungan Probabilitas, 2.5 Distribusi Diskrit Umum
Connected Topics2.3 Fungsi Pembangkit
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 3.1; Miller Bab 5
Rumus
F(x)=P[Xx]=1P[X>x]F(x) = P[X \leq x] = 1 - P[X > x]

P[X>x]P[X > x] = probabilitas bahwa dalam xx lemparan, tidak ada dua lemparan berurutan yang menunjukkan angka sama.

Diketahui:

  • Dadu 6 sisi; XX = lemparan ke berapa pertama kali muncul angka sama dua kali berturut-turut

  • X2X \geq 2; Target: F(x)=P[Xx]F(x) = P[X \leq x] untuk x=2,3,x = 2, 3, \ldots

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Analisis Peluang Per Lemparan

  • Lemparan ke-11: hasilnya bebas, prob =1= 1 (apapun boleh)
  • Lemparan ke-kk (k2k \geq 2): agar dua berturut-turut belum terjadi, lemparan ke-kk harus berbeda dari ke-(k1)(k-1), dengan prob =5/6= 5/6

Langkah 2: Hitung P[X>x]P[X > x]

Peristiwa {X>x}\{X > x\} = “dalam xx lemparan, tidak ada dua angka sama berturut-turut”:

P[X>x]=1×56×56××56x1 kali=(56)x1P[X > x] = 1 \times \underbrace{\frac{5}{6} \times \frac{5}{6} \times \cdots \times \frac{5}{6}}_{x-1 \text{ kali}} = \left(\frac{5}{6}\right)^{x-1}

Langkah 3: Hitung CDF

F(x)=1P[X>x]=1(56)x1,x=2,3,4,F(x) = 1 - P[X > x] = 1 - \left(\frac{5}{6}\right)^{x-1}, \quad x = 2, 3, 4, \ldots

Verifikasi: F(2)=15/6=1/6=P[X=2]F(2) = 1 - 5/6 = 1/6 = P[X=2].

Memang, P[X=2]P[X=2] = prob lemparan ke-2 sama dengan lemparan ke-1 =1/6= 1/6. ✓

Hasil Akhir: (a). 1(56)x11 - \left(\dfrac{5}{6}\right)^{x-1}

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Menggunakan (1/6)x1(1/6)^{x-1}: ini probabilitas lemparan ke-22 s.d. ke-xx semuanya menunjukkan satu angka spesifik yang sama, bukan “berbeda dari sebelumnya”.
  • Mengira pangkat adalah xx (bukan x1x-1): lemparan ke-11 selalu bebas, jadi ada x1x-1 lemparan yang dibatasi.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Soal menanyakan CDF F(x)F(x), bukan PMF P[X=x]P[X=x] — CDF adalah 1()1 - (\ldots), bukan ()(\ldots).
Red Flags
  • Verifikasi selalu dengan F(2)F(2): harus sama dengan P[X=2]=1/6P[X=2] = 1/6.

No. 23

Perusahaan asuransi mengeluarkan dua polis independen untuk individu dengan usia yang sama. Perusahaan asuransi tersebut memodelkan distribusi lama waktu hingga terjadi kematian (dalam tahun) untuk setiap individu (dimisalkan dengan kk), dengan menggunakan distribusi geometrik P[N=k]=(0,98)k×0,02P[N = k] = (0{,}98)^k \times 0{,}02, k=0,1,2,k = 0, 1, 2, \ldots Tentukan probabilitas bahwa kedua individu akan meninggal di tahun yang sama.

a. 0,0010{,}001
b. 0,0030{,}003
c. 0,0050{,}005
d. 0,0070{,}007
e. 0,0100{,}010

Jawaban No. 23

(e). 0,0100{,}010

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.5 Distribusi Diskrit Umum
DifficultyMedium
Prerequisite1.5 Kejadian Independen, 2.1 Variabel Acak Diskrit
Connected Topics2.3 Fungsi Pembangkit
ReferensiMiller Bab 5; Hogg-Tanis-Zimm Bab 3.1
Rumus

N1,N2N_1, N_2 i.i.d. Geometrik dengan P[N=k]=(0,98)k(0,02)P[N=k] = (0{,}98)^k(0{,}02).

P[N1=N2]=k=0[P[N=k]]2=k=0(0,02)2(0,98)2kP[N_1 = N_2] = \sum_{k=0}^{\infty} \bigl[P[N=k]\bigr]^2 = \sum_{k=0}^{\infty} (0{,}02)^2\,(0{,}98)^{2k}

Deret geometri: k=0rk=11r\displaystyle\sum_{k=0}^{\infty} r^k = \frac{1}{1-r} untuk r<1|r|<1.

Diketahui:

  • N1,N2N_1, N_2 independen; P[N=k]=(0,98)k(0,02)P[N=k] = (0{,}98)^k(0{,}02)

  • Target: P[N1=N2]P[N_1 = N_2]

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Kondisikan pada Tahun Kematian

P[N1=N2]=k=0P[N1=k]P[N2=k]=k=0(0,02)2(0,98)2kP[N_1=N_2] = \sum_{k=0}^{\infty} P[N_1=k]\,P[N_2=k] = \sum_{k=0}^{\infty}(0{,}02)^2(0{,}98)^{2k}

Langkah 2: Kenali sebagai Deret Geometri

=(0,02)2k=0(0,982)k=(0,0004)110,9604= (0{,}02)^2 \sum_{k=0}^{\infty}(0{,}98^2)^k = (0{,}0004)\cdot\frac{1}{1-0{,}9604}

Langkah 3: Hitung

10,9604=0,03961 - 0{,}9604 = 0{,}0396 P[N1=N2]=0,00040,0396=4396=1990,010100,010P[N_1=N_2] = \frac{0{,}0004}{0{,}0396} = \frac{4}{396} = \frac{1}{99} \approx 0{,}01010 \approx \mathbf{0{,}010}

Hasil Akhir: (e). 0,0100{,}010

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Menghitung hanya untuk k=0k=0: P[N1=0]P[N2=0]=(0,02)2=0,0004P[N_1=0]\,P[N_2=0] = (0{,}02)^2 = 0{,}0004 — harus dijumlah atas semua k0k \geq 0.
  • Menggunakan (0,98)k+k=(0,98)2k(0{,}98)^{k+k} = (0{,}98)^{2k} dengan benar, sehingga r=0,982=0,9604r = 0{,}98^2 = 0{,}9604.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • “Meninggal di tahun yang sama” = N1=N2N_1 = N_2, bukan N1+N2=konstanN_1 + N_2 = \text{konstan}.
Red Flags
  • Cek cepat: P[N1=N2]=p2/(1(1p)2)P[N_1=N_2] = p^2/(1-(1-p)^2) untuk Geometrik — di sini =(0,02)2/(10,982)=4/396=1/99= (0{,}02)^2/(1-0{,}98^2) = 4/396 = 1/99.

No. 24

Sebuah perusahaan asuransi memiliki 55 polis asuransi jiwa berjangka satu tahun yang saling independen. Nilai manfaat pada setiap polis adalah 100.000100{.}000. Probabilitas klaim yang terjadi pada suatu tahun untuk setiap polis yang diberikan adalah 0,30{,}3. Tentukan probabilitas bahwa perusahaan asuransi tersebut harus membayar sekurang-kurangnya sebesar total ekspektasi klaim dalam suatu tahun.

a. 0,970{,}97
b. 0,830{,}83
c. 0,470{,}47
d. 0,260{,}26
e. 0,210{,}21

Jawaban No. 24

(c). 0,470{,}47

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.5 Distribusi Diskrit Umum
DifficultyMedium
Prerequisite2.1 Variabel Acak Diskrit
Connected Topics3.7 Distribusi Majemuk
ReferensiMiller Bab 5.1; Hogg-Tanis-Zimm Bab 3.1
Rumus

KB(5,0,3)K \sim B(5,\, 0{,}3) = jumlah klaim yang terjadi.

Total klaim =100.000K= 100{.}000\, K; ekspektasi total klaim =100.000E[K]=100.000×1,5=150.000= 100{.}000\,E[K] = 100{.}000 \times 1{,}5 = 150{.}000.

Syarat: 100.000K150.000K1,5K2100{.}000\, K \geq 150{.}000 \Leftrightarrow K \geq 1{,}5 \Leftrightarrow K \geq 2 (bilangan bulat).

Diketahui:

  • KB(5,  0,3)K \sim B(5,\; 0{,}3); manfaat per klaim =100.000= 100{.}000

  • E[K]=5×0,3=1,5E[K] = 5 \times 0{,}3 = 1{,}5 → ekspektasi total =150.000= 150{.}000

  • Target: P[100.000K150.000]=P[K2]P[100{.}000\,K \geq 150{.}000] = P[K \geq 2]

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Hitung P[K=0]P[K=0]

P[K=0]=(50)(0,3)0(0,7)5=(0,7)5=0,16807P[K=0] = \binom{5}{0}(0{,}3)^0(0{,}7)^5 = (0{,}7)^5 = 0{,}16807

Langkah 2: Hitung P[K=1]P[K=1]

P[K=1]=(51)(0,3)1(0,7)4=5×0,3×0,2401=0,36015P[K=1] = \binom{5}{1}(0{,}3)^1(0{,}7)^4 = 5 \times 0{,}3 \times 0{,}2401 = 0{,}36015

Langkah 3: Hitung P[K2]P[K \geq 2]

P[K2]=1P[K1]=1(0,16807+0,36015)=10,52822=0,471780,47P[K \geq 2] = 1 - P[K \leq 1] = 1 - (0{,}16807 + 0{,}36015) = 1 - 0{,}52822 = 0{,}47178 \approx \mathbf{0{,}47}

Hasil Akhir: (c). 0,470{,}47

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • K1,5K \geq 1{,}5 untuk KK bilangan bulat → K2K \geq 2, bukan K1K \geq 1 atau K1,5K \geq 1{,}5.
  • Menghitung P[K1,5]P[K \geq 1{,}5] langsung pada distribusi kontinu — KK diskrit.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • “Sekurang-kurangnya ekspektasi” = E[total klaim]=150.000\geq E[\text{total klaim}] = 150{.}000, bukan >150.000> 150{.}000.
Red Flags
  • E[K]=np=1,5E[K] = np = 1{,}5 → syarat K1,5K \geq 1{,}5 untuk diskrit setara K2K \geq 2.

No. 25

Misalkan X1,X2,X3X_1, X_2, X_3 merupakan variabel acak dari distribusi diskrit dengan fungsi probabilitas sebagai berikut:

p(x)={23,x=013,x=10,lainnyap(x) = \begin{cases} \dfrac{2}{3}, & x = 0 \\ \dfrac{1}{3}, & x = 1 \\ 0, & \text{lainnya} \end{cases}

Tentukanlah fungsi momen pembangkit (moment generating function) M(t)M(t) dari Y=X1X2X3Y = X_1 X_2 X_3.

a. 1927+827et\dfrac{19}{27} + \dfrac{8}{27}e^t
b. 2627+127et\dfrac{26}{27} + \dfrac{1}{27}e^t
c. 827+1927et\dfrac{8}{27} + \dfrac{19}{27}e^t
d. 127+2627et\dfrac{1}{27} + \dfrac{26}{27}e^t
e. (23+13et)3\left(\dfrac{2}{3} + \dfrac{1}{3}e^t\right)^3

Jawaban No. 25

(b). 2627+127et\dfrac{26}{27} + \dfrac{1}{27}e^t

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.3 Fungsi Pembangkit
DifficultyMedium
Prerequisite2.1 Variabel Acak Diskrit, 1.5 Kejadian Independen
Connected Topics3.7 Distribusi Majemuk
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 2.3; Miller Bab 4.4
Rumus

Y=X1X2X3Y = X_1 X_2 X_3 dengan Xi{0,1}X_i \in \{0,1\}Y{0,1}Y \in \{0,1\}

Y=1Y = 1 hanya jika X1=X2=X3=1X_1 = X_2 = X_3 = 1; selainnya Y=0Y = 0.

MY(t)=E[etY]=P[Y=0]e0+P[Y=1]et=P[Y=0]+P[Y=1]etM_Y(t) = E[e^{tY}] = P[Y=0]\cdot e^0 + P[Y=1]\cdot e^t = P[Y=0] + P[Y=1]\,e^t

Diketahui:

  • XiX_i i.i.d.: P[Xi=0]=2/3P[X_i=0] = 2/3, P[Xi=1]=1/3P[X_i=1] = 1/3

  • Y=X1X2X3Y = X_1 X_2 X_3 (perkalian)

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Tentukan Distribusi YY

Karena Xi{0,1}X_i \in \{0,1\}, perkalian Y=X1X2X3{0,1}Y = X_1 X_2 X_3 \in \{0,1\}.

Y=1X1=X2=X3=1Y = 1 \Leftrightarrow X_1 = X_2 = X_3 = 1:

P[Y=1]=P[X1=1]P[X2=1]P[X3=1]=(13)3=127P[Y=1] = P[X_1=1]\,P[X_2=1]\,P[X_3=1] = \left(\frac{1}{3}\right)^3 = \frac{1}{27} P[Y=0]=1127=2627P[Y=0] = 1 - \frac{1}{27} = \frac{26}{27}

Langkah 2: Hitung MGF

MY(t)=26271+127et=2627+127etM_Y(t) = \frac{26}{27}\cdot 1 + \frac{1}{27}\cdot e^t = \frac{26}{27} + \frac{1}{27}e^t

Hasil Akhir: (b). 2627+127et\dfrac{26}{27} + \dfrac{1}{27}e^t

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Mengira Y=X1+X2+X3Y = X_1 + X_2 + X_3 (penjumlahan) → MGF-nya =(23+13et)3= \left(\frac{2}{3}+\frac{1}{3}e^t\right)^3 (pilihan e). Di sini YY adalah perkalian, bukan penjumlahan.
  • Menghitung P[Y=1]=P[X1=1]+P[X2=1]+P[X3=1]P[Y=1] = P[X_1=1] + P[X_2=1] + P[X_3=1]: ini salah karena kejadian tidak saling eksklusif; gunakan perkalian (independen).
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Perkalian tiga variabel Bernoulli: Y=1Y=1 hanya jika ketiga faktor sama dengan 11.
Red Flags
  • Perkalian Bernoulli (0/1)(0/1): P[Y=1]=p1p2p3P[Y=1] = p_1\cdot p_2 \cdot p_3; P[Y=0]=1p1p2p3P[Y=0] = 1 - p_1 p_2 p_3.

No. 26

Misalkan X1X_1 dan X2X_2 merupakan variabel acak dengan fungsi pembangkit momen bersama sebagai berikut:

M(t1,t2)=0,3+0,1et1+0,2et2+0,4et1+t2M(t_1, t_2) = 0{,}3 + 0{,}1e^{t_1} + 0{,}2e^{t_2} + 0{,}4e^{t_1+t_2}

Tentukan nilai dari E[2X1X2]E[2X_1 - X_2].

a. 0,1-0{,}1
b. 00
c. 0,40{,}4
d. 0,80{,}8
e. 0,2e+0,4e20{,}2e + 0{,}4e^2

Jawaban No. 26

(c). 0,40{,}4

FieldIsi
Topik CF2Topik 3 — Variabel Acak Multivariat
Sub-topik3.1 Distribusi Gabungan
DifficultyMedium
Prerequisite2.3 Fungsi Pembangkit
Connected Topics3.5 Independensi dan Korelasi
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 4.4; Miller Bab 4.4
Rumus

Dari bentuk MGF bersama, identifikasi distribusi:

M(t1,t2)=x1,x2p(x1,x2)ex1t1+x2t2M(t_1,t_2) = \sum_{x_1, x_2} p(x_1,x_2)\,e^{x_1 t_1 + x_2 t_2} E[Xi]=Mtit1=t2=0E[X_i] = \frac{\partial M}{\partial t_i}\bigg|_{t_1=t_2=0}

Diketahui:

  • M(t1,t2)=0,3+0,1et1+0,2et2+0,4et1+t2M(t_1,t_2) = 0{,}3 + 0{,}1e^{t_1} + 0{,}2e^{t_2} + 0{,}4e^{t_1+t_2}
  • Target: E[2X1X2]E[2X_1 - X_2]

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Identifikasi Distribusi Bersama

Bandingkan dengan bentuk standar p(x1,x2)ex1t1+x2t2\sum p(x_1,x_2)e^{x_1 t_1+x_2 t_2}:

(x1,x2)(x_1, x_2)Koefisienex1t1+x2t2e^{x_1 t_1+x_2 t_2}p(x1,x2)p(x_1,x_2)
(0,0)(0,0)0,30{,}3e0=1e^0 = 10,30{,}3
(1,0)(1,0)0,10{,}1et1e^{t_1}0,10{,}1
(0,1)(0,1)0,20{,}2et2e^{t_2}0,20{,}2
(1,1)(1,1)0,40{,}4et1+t2e^{t_1+t_2}0,40{,}4

Langkah 2: Hitung Ekspektasi Marginal

E[X1]=x1x1PX(x1)=0(0,3+0,2)+1(0,1+0,4)=0,5E[X_1] = \sum_{x_1} x_1\,P_X(x_1) = 0 \cdot (0{,}3+0{,}2) + 1 \cdot (0{,}1+0{,}4) = 0{,}5 E[X2]=x2x2PY(x2)=0(0,3+0,1)+1(0,2+0,4)=0,6E[X_2] = \sum_{x_2} x_2\,P_Y(x_2) = 0 \cdot (0{,}3+0{,}1) + 1 \cdot (0{,}2+0{,}4) = 0{,}6

Langkah 3: Hitung E[2X1X2]E[2X_1 - X_2]

E[2X1X2]=2E[X1]E[X2]=2(0,5)0,6=1,00,6=0,4E[2X_1 - X_2] = 2\,E[X_1] - E[X_2] = 2(0{,}5) - 0{,}6 = 1{,}0 - 0{,}6 = 0{,}4

Hasil Akhir: (c). 0,40{,}4

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Menghitung E[X1X2]=0,50,6=0,1E[X_1 - X_2] = 0{,}5 - 0{,}6 = -0{,}1 (pilihan a) — soal ini meminta E[2X1X2]E[2X_1 - X_2], bukan E[X1X2]E[X_1-X_2]. Perhatikan faktor 22.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Jawaban (e) 0,2e+0,4e20{,}2e + 0{,}4e^2 muncul jika mengevaluasi M(t1,t2)M(t_1,t_2) di suatu titik tertentu, bukan mencari ekspektasi.
Red Flags
  • Baca koefisien linier dengan cermat: E[aX1+bX2]=aE[X1]+bE[X2]E[aX_1+bX_2] = a\,E[X_1]+b\,E[X_2].

No. 27

Suatu pabrik pakaian memiliki 33 mesin tipe AA dan 22 mesin tipe BB. Mesin AA dapat menghasilkan sebuah baju dengan probabilitas baju tersebut tidak cacat sebesar 0,60{,}6. Mesin BB dapat menghasilkan sebuah baju dengan probabilitas baju tersebut tidak cacat sebesar 0,80{,}8. Jika sebuah mesin dipilih dan 55 buah baju dihasilkan (probabilitas untuk menghasilkan setiap baju saling independen), tentukan probabilitas mesin tersebut merupakan mesin AA, dengan diketahui 22 dari 55 baju yang dihasilkan adalah baju yang cacat.

a. 0,20480{,}2048
b. 0,34560{,}3456
c. 0,28320{,}2832
d. 0,65190{,}6519
e. 0,71680{,}7168

Jawaban No. 27

(e). 0,71680{,}7168

FieldIsi
Topik CF2Topik 1 — Dasar-Dasar Probabilitas
Sub-topik1.6 Teorema Bayes dan Hukum Probabilitas Total
DifficultyMedium
Prerequisite1.4 Probabilitas Bersyarat, 2.5 Distribusi Diskrit Umum
Connected Topics1.5 Kejadian Independen
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 1.4; Miller Bab 2
Rumus

Teorema Bayes:

P[AD]=P[DA]P[A]P[DA]P[A]+P[DB]P[B]P[A \mid D] = \frac{P[D \mid A]\,P[A]}{P[D \mid A]\,P[A] + P[D \mid B]\,P[B]}

Di mana DD = “tepat 22 dari 55 baju cacat”; prior: P[A]=3/5P[A] = 3/5, P[B]=2/5P[B] = 2/5.

Diketahui:

  • 33 mesin tipe AA, 22 mesin tipe BBP[pilih A]=3/5P[\text{pilih }A] = 3/5, P[pilih B]=2/5P[\text{pilih }B] = 2/5

  • Mesin AA: P[cacat]=10,6=0,4P[\text{cacat}] = 1 - 0{,}6 = 0{,}4

  • Mesin BB: P[cacat]=10,8=0,2P[\text{cacat}] = 1 - 0{,}8 = 0{,}2

  • DD = “tepat 22 dari 55 baju cacat”

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Hitung Likelihood P[DA]P[D \mid A]

DAB(5,0,4)D \mid A \sim B(5,\, 0{,}4):

P[DA]=(52)(0,4)2(0,6)3=10×0,16×0,216=0,3456P[D \mid A] = \binom{5}{2}(0{,}4)^2(0{,}6)^3 = 10 \times 0{,}16 \times 0{,}216 = 0{,}3456

Langkah 2: Hitung Likelihood P[DB]P[D \mid B]

DBB(5,0,2)D \mid B \sim B(5,\, 0{,}2):

P[DB]=(52)(0,2)2(0,8)3=10×0,04×0,512=0,2048P[D \mid B] = \binom{5}{2}(0{,}2)^2(0{,}8)^3 = 10 \times 0{,}04 \times 0{,}512 = 0{,}2048

Langkah 3: Hitung P[D]P[D] via Hukum Probabilitas Total

P[D]=P[DA]P[A]+P[DB]P[B]=0,3456×35+0,2048×25P[D] = P[D \mid A]\,P[A] + P[D \mid B]\,P[B] = 0{,}3456 \times \tfrac{3}{5} + 0{,}2048 \times \tfrac{2}{5} =0,20736+0,08192=0,28928= 0{,}20736 + 0{,}08192 = 0{,}28928

Langkah 4: Terapkan Teorema Bayes

P[AD]=0,3456×0,60,28928=0,207360,289280,7168P[A \mid D] = \frac{0{,}3456 \times 0{,}6}{0{,}28928} = \frac{0{,}20736}{0{,}28928} \approx 0{,}7168

Hasil Akhir: (e). 0,71680{,}7168

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Menggunakan prior P[A]=1/2P[A] = 1/2 — ada 33 mesin AA dan 22 mesin BB, sehingga P[A]=3/51/2P[A] = 3/5 \neq 1/2.
  • Mengacaukan “tidak cacat” dan “cacat”: mesin AA menghasilkan baju tidak cacat dengan prob 0,60{,}6, sehingga cacat dengan prob 0,40{,}4.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Memilih P[DA]=0,3456P[D \mid A] = 0{,}3456 (pilihan b) — ini adalah likelihood, bukan posterior yang ditanya.
Red Flags
  • Prior tidak 1/21/2: hitung dari jumlah mesin (33 vs 22), bukan asumsi seragam.

No. 28

Seorang pengemudi dan seorang penumpang mengalami kecelakaan mobil. Masing-masing secara independen memiliki probabilitas 0,40{,}4 dirawat di rumah sakit. Ketika rawat inap terjadi, kerugian didistribusikan secara uniform [0,2][0, 2]. Ketika dua rawat inap terjadi, kerugiannya saling independen. Tentukanlah perkiraan jumlah orang di dalam mobil yang dirawat di rumah sakit, diketahui total kerugian akibat rawat inap akibat kecelakaan kurang dari 22.

a. 0,6960{,}696
b. 0,6280{,}628
c. 0,6000{,}600
d. 0,5340{,}534
e. 0,5000{,}500

Jawaban No. 28

(a). 0,6960{,}696

FieldIsi
Topik CF2Topik 3 — Variabel Acak Multivariat
Sub-topik3.4 Nilai Harapan dan Variansi Bersyarat
DifficultyHard
Prerequisite1.6 Teorema Bayes dan Hukum Probabilitas Total, 2.6 Distribusi Kontinu Umum
Connected Topics3.3 Distribusi Bersyarat
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 4.4; Miller Bab 3.5
Rumus

Ekspektasi bersyarat via Hukum Total:

E[NT<2]=E[N1T<2]P[T<2]=n=02nP[N=n]P[T<2N=n]P[T<2]E[N \mid T < 2] = \frac{E\bigl[N \cdot \mathbf{1}_{T<2}\bigr]}{P[T < 2]} = \frac{\sum_{n=0}^{2} n\cdot P[N=n]\cdot P[T<2 \mid N=n]}{P[T<2]}

Diketahui:

  • NN = jumlah dirawat; P[N=k]=(2k)(0,4)k(0,6)2kP[N=k] = \binom{2}{k}(0{,}4)^k(0{,}6)^{2-k}

  • Kerugian per rawat inap U(0,2)\sim U(0,2); TT = total kerugian

  • Target: E[NT<2]E[N \mid T < 2]

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Prior P[N=n]P[N=n]

P[N=0]=(0,6)2=0,36P[N=0] = (0{,}6)^2 = 0{,}36 P[N=1]=2(0,4)(0,6)=0,48P[N=1] = 2(0{,}4)(0{,}6) = 0{,}48 P[N=2]=(0,4)2=0,16P[N=2] = (0{,}4)^2 = 0{,}16

Langkah 2: Hitung P[T<2N=n]P[T<2 \mid N=n]

  • N=0N=0: tidak ada kerugian, T=0<2T=0 < 2 selalu → P[T<2N=0]=1P[T<2 \mid N=0] = 1

  • N=1N=1: T=L1U(0,2)T = L_1 \sim U(0,2)P[T<2N=1]=P[L1<2]=1P[T<2 \mid N=1] = P[L_1 < 2] = 1 (support L1[0,2]L_1 \in [0,2])

  • N=2N=2: T=L1+L2T = L_1 + L_2, L1,L2U(0,2)L_1, L_2 \sim U(0,2) independen

P[T<2N=2]=P[L1+L2<2]=1402 ⁣0min(2l1,2) ⁣dl2dl1P[T<2 \mid N=2] = P[L_1+L_2<2] = \frac{1}{4}\int_0^2\!\int_0^{\min(2-l_1,\,2)}\!dl_2\,dl_1 =1402(2l1)dl1=14[2l1l122]02=14(42)=12= \frac{1}{4}\int_0^2 (2-l_1)\,dl_1 = \frac{1}{4}\left[2l_1 - \frac{l_1^2}{2}\right]_0^2 = \frac{1}{4}(4-2) = \frac{1}{2}

Langkah 3: Hitung P[T<2]P[T<2]

P[T<2]=0,36(1)+0,48(1)+0,16 ⁣(12)=0,36+0,48+0,08=0,92P[T<2] = 0{,}36(1) + 0{,}48(1) + 0{,}16\!\left(\tfrac{1}{2}\right) = 0{,}36 + 0{,}48 + 0{,}08 = 0{,}92

Langkah 4: Hitung E[N1T<2]E[N\cdot\mathbf{1}_{T<2}]

E[N1T<2]=0(0,36)(1)+1(0,48)(1)+2(0,16) ⁣(12)=0+0,48+0,16=0,64E[N\cdot\mathbf{1}_{T<2}] = 0(0{,}36)(1) + 1(0{,}48)(1) + 2(0{,}16)\!\left(\tfrac{1}{2}\right) = 0 + 0{,}48 + 0{,}16 = 0{,}64

Langkah 5: Hitung Ekspektasi Bersyarat

E[NT<2]=0,640,92=6492=16230,69570,696E[N \mid T<2] = \frac{0{,}64}{0{,}92} = \frac{64}{92} = \frac{16}{23} \approx 0{,}6957 \approx \mathbf{0{,}696}

Hasil Akhir: (a). 0,6960{,}696

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Menggunakan E[N]=2(0,4)=0,8E[N] = 2(0{,}4) = 0{,}8 tanpa kondisi — harus dikondisikan pada T<2T<2.
  • P[L1+L2<2]1/4P[L_1+L_2<2] \neq 1/4: integral bivariat pada persegi [0,2]2[0,2]^2 memberikan 1/21/2 (setengah luas persegi bernilai 1/41/4, dibagi luas total 1/41/4… cek: luas segitiga [0,2]2{l1+l2<2}(1/4)×luas persegi=24=1/2\frac{\text{luas segitiga } [0,2]^2 \cap \{l_1+l_2<2\}}{(1/4)\times\text{luas persegi}} = \frac{2}{4} = 1/2). ✓
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Jangan lupa kasus N=0N=0: tidak ada rawat inap → T=0<2T=0<2 pasti, kontribusi ke penyebut dan nol ke pembilang.
Red Flags
  • Rumus: E[NT<2]=E[N1T<2]/P[T<2]E[N \mid T<2] = E[N\cdot\mathbf{1}_{T<2}]/P[T<2]. Hitung pembilang dan penyebut terpisah.

No. 29

Misalkan X1X_1 dan X2X_2 berdistribusi normal dengan mean dan variansi sebesar 11. Diketahui juga X1X_1 dan X2X_2 saling independen. Jika cc merupakan suatu konstanta sedemikian sehingga E[cX1X2]=1E[c|X_1 - X_2|] = 1, maka tentukanlah nilai cc.

a. π\sqrt{\pi}
b. 1π\dfrac{1}{\sqrt{\pi}}
c. 2π4\dfrac{\sqrt{2\pi}}{4}
d. 2π\dfrac{2}{\sqrt{\pi}}
e. π2\dfrac{\sqrt{\pi}}{2}

Jawaban No. 29

(e). π2\dfrac{\sqrt{\pi}}{2}

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.6 Distribusi Kontinu Umum
DifficultyHard
Prerequisite1.5 Kejadian Independen, 2.4 Transformasi Variabel Acak Univariat
Connected Topics3.8 Transformasi Variabel Acak Gabungan
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 3.4; Miller Bab 6
Rumus

D=X1X2N(0,2)D = X_1 - X_2 \sim N(0,\,2) (selisih dua Normal independen).

Untuk DN(0,σ2)D \sim N(0,\sigma^2):

E[D]=σ2πE[|D|] = \sigma\sqrt{\frac{2}{\pi}}

(Diturunkan dari integral E[D]=20xϕ(x/σ)/σdxE[|D|] = 2\int_0^\infty x\,\phi(x/\sigma)/\sigma\,dx menggunakan substitusi.)

Diketahui:

  • X1,X2N(1,1)X_1, X_2 \sim N(1,1) independen

  • E[cX1X2]=1E[c\,|X_1 - X_2|] = 1; Target: cc

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Distribusi D=X1X2D = X_1 - X_2

DN(11,  1+1)=N(0,  2)D \sim N(1-1,\;1+1) = N(0,\;2) σD=2\sigma_D = \sqrt{2}

Langkah 2: Hitung E[D]E[|D|]

E[D]=σD2π=22π=4π=2πE[|D|] = \sigma_D\sqrt{\frac{2}{\pi}} = \sqrt{2}\cdot\sqrt{\frac{2}{\pi}} = \sqrt{\frac{4}{\pi}} = \frac{2}{\sqrt{\pi}}

Langkah 3: Selesaikan untuk cc

cE[D]=1    c2π=1    c=π2c\,E[|D|] = 1 \implies c\cdot\frac{2}{\sqrt{\pi}} = 1 \implies c = \frac{\sqrt{\pi}}{2}

Hasil Akhir: (e). π2\dfrac{\sqrt{\pi}}{2}

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Menggunakan E[D]=2/πE[|D|] = \sqrt{2/\pi} (untuk DN(0,1)D \sim N(0,1)) — di sini σD=2\sigma_D = \sqrt{2}, bukan 11. Harus dikalikan σD\sigma_D: E[D]=22/π=2/πE[|D|] = \sqrt{2}\cdot\sqrt{2/\pi} = 2/\sqrt{\pi}.
  • Var(X1X2)=1+1=2\text{Var}(X_1-X_2) = 1+1 = 2 (bukan 11=01-1=0) — variansi dijumlahkan untuk selisih dua variabel independen.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Mean Xi=1X_i = 1 memengaruhi mean DD: E[D]=11=0E[D] = 1-1 = 0 (bukan 11=01-1=0… benar, mean DD memang 00). Jadi distribusi DD simetris di nol, dan E[D]E[|D|] bergantung pada SD saja.
Red Flags
  • Rumus E[Z]=2/πE[|Z|] = \sqrt{2/\pi} hanya untuk ZN(0,1)Z \sim N(0,1) (standar). Untuk N(0,σ2)N(0,\sigma^2): kalikan dengan σ\sigma.

No. 30

Misalkan variabel acak XX dengan fungsi densitas sebagai berikut:

f(x)={2,5×(200)2,5x3,5,x2000,lainnyaf(x) = \begin{cases} \dfrac{2{,}5 \times (200)^{2{,}5}}{x^{3{,}5}}, & x \geq 200 \\ 0, & \text{lainnya} \end{cases}

Tentukan selisih antara persentil ke-4040 dan persentil ke-8080 dari XX.

a. 3535
b. 9393
c. 124124
d. 136136
e. 298298

Jawaban No. 30

(d). 136136

FieldIsi
Topik CF2Topik 2 — Variabel Acak Univariat
Sub-topik2.2 Variabel Acak Kontinu
DifficultyMedium
Prerequisite2.4 Transformasi Variabel Acak Univariat
Connected Topics2.6 Distribusi Kontinu Umum
ReferensiHogg-Tanis-Zimm Bab 2.1; Miller Bab 4.2
Rumus

Distribusi Pareto dengan α=2,5\alpha = 2{,}5 dan θ=200\theta = 200:

F(x)=1(200x)2,5,x200F(x) = 1 - \left(\frac{200}{x}\right)^{2{,}5}, \quad x \geq 200

Persentil ke-pp (0<p<10 < p < 1):

F(xp)=p    (200xp)2,5=1p    xp=200(1p)1/2,5=200(1p)0,4F(x_p) = p \implies \left(\frac{200}{x_p}\right)^{2{,}5} = 1-p \implies x_p = \frac{200}{(1-p)^{1/2{,}5}} = \frac{200}{(1-p)^{0{,}4}}

Diketahui:

  • f(x)=2,5×(200)2,5/x3,5f(x) = 2{,}5\times(200)^{2{,}5}/x^{3{,}5} untuk x200x \geq 200 (Pareto, α=2,5\alpha=2{,}5, θ=200\theta=200)

  • Target: x0,80x0,40x_{0{,}80} - x_{0{,}40}

Langkah Pengerjaan

Langkah 1: Cari CDF

F(x)=200x2,5(200)2,5t3,5dt=(200)2,5[1t2,5]200x=1(200x)2,5F(x) = \int_{200}^x \frac{2{,}5\,(200)^{2{,}5}}{t^{3{,}5}}\,dt = (200)^{2{,}5}\left[-\frac{1}{t^{2{,}5}}\right]_{200}^x = 1 - \left(\frac{200}{x}\right)^{2{,}5}

Langkah 2: Persentil ke-40 (p=0,4p=0{,}4)

(200x0,4)2,5=10,4=0,6    x0,4=200(0,6)0,4\left(\frac{200}{x_{0{,}4}}\right)^{2{,}5} = 1-0{,}4 = 0{,}6 \implies x_{0{,}4} = \frac{200}{(0{,}6)^{0{,}4}} (0,6)0,4=e0,4ln0,6=e0,4×(0,5108)=e0,20430,8153(0{,}6)^{0{,}4} = e^{0{,}4\ln 0{,}6} = e^{0{,}4\times(-0{,}5108)} = e^{-0{,}2043} \approx 0{,}8153 x0,42000,8153245,3x_{0{,}4} \approx \frac{200}{0{,}8153} \approx 245{,}3

Langkah 3: Persentil ke-80 (p=0,8p=0{,}8)

(200x0,8)2,5=10,8=0,2    x0,8=200(0,2)0,4\left(\frac{200}{x_{0{,}8}}\right)^{2{,}5} = 1-0{,}8 = 0{,}2 \implies x_{0{,}8} = \frac{200}{(0{,}2)^{0{,}4}} (0,2)0,4=e0,4ln0,2=e0,4×(1,6094)=e0,64380,5253(0{,}2)^{0{,}4} = e^{0{,}4\ln 0{,}2} = e^{0{,}4\times(-1{,}6094)} = e^{-0{,}6438} \approx 0{,}5253 x0,82000,5253380,7x_{0{,}8} \approx \frac{200}{0{,}5253} \approx 380{,}7

Langkah 4: Selisih Persentil

x0,8x0,4380,7245,3=135,4136x_{0{,}8} - x_{0{,}4} \approx 380{,}7 - 245{,}3 = 135{,}4 \approx \mathbf{136}

Hasil Akhir: (d). 136136

Jebakan Umum
Kesalahan Konseptual
  • Menginversi CDF dengan salah: dari F(xp)=pF(x_p) = p(200/xp)2,5=1p(200/x_p)^{2{,}5} = 1-p (bukan pp) → xp=200/(1p)0,4x_p = 200/(1-p)^{0{,}4}.
  • Menggunakan eksponen 1/2,5=0,41/2{,}5 = 0{,}4 dengan benar; jangan gunakan 2,52{,}5 sebagai eksponen langsung.
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Menghitung x0,4x0,8x_{0{,}4} - x_{0{,}8} (urutan terbalik) → hasil negatif; “selisih antara persentil ke-40 dan ke-80” = x0,80x0,40>0x_{0{,}80} - x_{0{,}40} > 0.
Red Flags
  • Pareto: xp=θ/(1p)1/αx_p = \theta/(1-p)^{1/\alpha}. Persentil lebih tinggi selalu lebih besar karena support xθx \geq \theta dan distribusi right-skewed.