AktuNotes
← Kembali
TA1 · Materi 1.1

Survival and Lifetime Variables

Medium Bobot: 15–25% London (1997), Bab 1–2; Frees (2010), Bab 14
TA1AnalisisSurvivalSurvivalAnalysisLifetimeVariables

📊 1.1 — Survival and Lifetime Variables

Ringkasan Cepat

Topik: Survival and Lifetime Variables | Bobot: ~15–25% | Difficulty: Medium Ref: London (1997) Bab 1–2; Frees (2010) Bab 14 | Prereq: None


Section 0 — Pemetaan Topik

Topik TA1Sub-topik IDSkill DiujiBobotDifficultyPrerequisiteConnected TopicsReferensi
Analisis Survival1.1Mendefinisikan variabel acak TxT_x, sisa usia, dan relasi antar fungsi dasar survival15–25%MediumNone1.2 Survival and Hazard Functions, 1.3 Curtate Future LifetimeLondon (1997) Bab 1–2; Frees (2010) Bab 14

Section 1 — Intuisi

Bayangkan sebuah perusahaan asuransi jiwa ingin menghitung premi yang adil untuk nasabahnya. Agar bisa melakukan itu, perusahaan perlu menjawab satu pertanyaan mendasar: berapa lama lagi seseorang yang sudah berusia xx tahun akan hidup? Inilah inti dari analisis survival — bukan sekadar “apakah seseorang akan meninggal” (karena jawabannya pasti ya), melainkan kapan dan seberapa besar peluang ia masih hidup pada titik waktu tertentu.

Di dunia nyata, setiap orang lahir dan pada akhirnya meninggal. Jika kita membayangkan semua bayi yang baru lahir di suatu negara tahun ini, masing-masing dari mereka membawa “jam biologis” yang berbeda — ada yang hidup 40 tahun, ada yang 85 tahun, ada pula yang hanya beberapa bulan. Statistikawan dan aktuaris memodelkan ketidakpastian ini dengan mendefinisikan usia saat meninggal sebagai sebuah variabel acak. Dengan cara ini, kita bisa berbicara secara matematis tentang distribusi usia kematian di suatu populasi.

Konsep sisa usia muncul ketika kita memfokuskan perhatian bukan pada bayi baru lahir, melainkan pada seseorang yang sudah berusia xx tahun dan masih hidup. Pertanyaannya bergeser menjadi: berapa tahun lagi ia akan bertahan? Sisa usia ini adalah kuantitas yang langsung relevan untuk penetapan premi asuransi jiwa, anuitas pensiun, dan berbagai produk keuangan yang bergantung pada kelangsungan hidup seseorang. Memahami cara mendefinisikan dan memanipulasi variabel acak ini adalah fondasi dari seluruh analisis survival dalam aktuaria.


Section 2 — Definisi Formal

Definisi Matematis

Misalkan XX adalah variabel acak usia saat meninggal (age-at-death) untuk individu baru lahir, dengan X0X \geq 0. Untuk individu yang saat ini berusia xx tahun, sisa usia masa depan (future lifetime) didefinisikan sebagai:

Tx=XxX>xT_x = X - x \mid X > x

yaitu usia saat meninggal dikurangi usia sekarang, diberikan bahwa individu masih hidup pada usia xx.

SimbolMaknaCatatan
XXVariabel acak usia saat meninggal (age-at-death) untuk newbornX0X \geq 0, kontinu
ω\omegaBatas usia maksimum (limiting age)Untuk model De Moivre: 0Xω0 \leq X \leq \omega
xxUsia saat ini yang sudah pasti (deterministic)0x<ω0 \leq x < \omega
TxT_xVariabel acak sisa usia masa depan untuk (x)(x)Tx0T_x \geq 0, kontinu
(x)(x)Notasi untuk individu berusia tepat xx tahunShorthand aktuaria
ttPanjang periode waktu ke depant0t \geq 0
tpx{}_{t}p_xProbabilitas (x)(x) masih hidup setelah tt tahuntpx=P(Tx>t){}_{t}p_x = P(T_x > t)
tqx{}_{t}q_xProbabilitas (x)(x) meninggal dalam tt tahun ke depantqx=1tpx{}_{t}q_x = 1 - {}_{t}p_x
pxp_xShorthand untuk 1px{}_{1}p_xProbabilitas hidup 1 tahun
qxq_xShorthand untuk 1qx{}_{1}q_xProbabilitas meninggal dalam 1 tahun

Rumus Utama

Fungsi distribusi kumulatif sisa usia:

FTx(t)=P(Txt)=tqx,t0F_{T_x}(t) = P(T_x \leq t) = {}_{t}q_x, \quad t \geq 0

Label: Peluang (x)(x) meninggal sebelum atau tepat pada tt tahun ke depan.

Fungsi densitas probabilitas sisa usia:

fTx(t)=ddtFTx(t)=ddttqx,t0f_{T_x}(t) = \frac{d}{dt} F_{T_x}(t) = \frac{d}{dt} {}_{t}q_x, \quad t \geq 0

Label: Kepadatan probabilitas kematian pada saat tepat tt tahun setelah usia xx.

Relasi kondisional antara T0=XT_0 = X dan TxT_x:

tpx=P(Tx>t)=P(X>x+tX>x)=P(X>x+t)P(X>x)=SX(x+t)SX(x){}_{t}p_x = P(T_x > t) = P(X > x + t \mid X > x) = \frac{P(X > x + t)}{P(X > x)} = \frac{S_X(x+t)}{S_X(x)}

Label: Probabilitas survival selama tt tahun lagi, dinyatakan dalam fungsi survival usia-at-death SXS_X.

Aturan perkalian probabilitas survival (chain rule):

t+upx=tpxupx+t{}_{t+u}p_x = {}_{t}p_x \cdot {}_{u}p_{x+t}

Label: Untuk hidup t+ut + u tahun, seseorang harus hidup tt tahun pertama, lalu hidup uu tahun berikutnya dari usia x+tx+t.

Ekspektasi sisa usia (complete future lifetime):

e˚x=E[Tx]=0tfTx(t)dt=0tpxdt\mathring{e}_x = E[T_x] = \int_0^{\infty} t \, f_{T_x}(t) \, dt = \int_0^{\infty} {}_{t}p_x \, dt

Label: Ekspektasi sisa usia (x)(x), menggunakan identitas integrasi untuk variabel non-negatif.

Asumsi Eksplisit

  1. Populasi yang dianalisis bersifat homogen — semua individu berusia xx diasumsikan memiliki distribusi sisa usia yang identik.
  2. Variabel TxT_x adalah variabel acak kontinu (waktu kematian bisa terjadi kapan saja, bukan hanya pada akhir tahun).
  3. P(X>0)=1P(X > 0) = 1 — semua individu lahir hidup.
  4. limttpx=0\lim_{t \to \infty} {}_{t}p_x = 0 — semua individu pada akhirnya meninggal (tidak ada immortality).
  5. SX(x)>0S_X(x) > 0 untuk seluruh usia xx dalam domain yang dipertimbangkan, agar kondisional terdefinisi.

Section 3 — Jembatan Logika

Dari Definisi ke Rumus

Mengapa tpx=SX(x+t)/SX(x){}_{t}p_x = S_X(x+t) / S_X(x)? Intuisinya sederhana: kita ingin tahu peluang seseorang yang sudah berusia xx masih hidup tt tahun lagi. Ini adalah probabilitas bersyarat — dari seluruh individu yang berhasil mencapai usia xx, berapa proporsinya yang juga mencapai usia x+tx+t? Di penyebut ada P(X>x)P(X > x), yaitu proporsi yang sudah lolos sampai usia xx. Di pembilang ada P(X>x+t)P(X > x+t), yaitu proporsi yang lolos sampai usia x+tx+t. Hasil baginya persis adalah peluang kondisional yang kita inginkan.

Support dan Domain
  • TxT_x memiliki support [0,ωx)[0, \omega - x) jika ada batas usia ω\omega, atau [0,)[0, \infty) jika tidak ada batas.
  • xx adalah tetapan (bukan variabel acak) — usia saat ini sudah diketahui pasti.
  • Kondisi X>xX > x membuat TxT_x merupakan distribusi bersyarat, bukan distribusi tak bersyarat dari XX.

Derivasi Rumus Ekspektasi Sisa Usia:

Langkah 1: Mulai dari definisi ekspektasi untuk variabel acak kontinu non-negatif.

e˚x=E[Tx]=0tfTx(t)dt\mathring{e}_x = E[T_x] = \int_0^{\infty} t \, f_{T_x}(t) \, dt

Langkah 2: Terapkan integrasi per bagian (integration by parts) dengan u=tu = t dan dv=fTx(t)dtdv = f_{T_x}(t) \, dt, sehingga du=dtdu = dt dan v=tpxv = -{}_{t}p_x (karena ddt[tpx]=fTx(t)\frac{d}{dt}[{}_{t}p_x] = -f_{T_x}(t) untuk model kontinu tanpa mass points).

e˚x=[ttpx]0+0tpxdt\mathring{e}_x = \left[-t \cdot {}_{t}p_x\right]_0^{\infty} + \int_0^{\infty} {}_{t}p_x \, dt

Langkah 3: Evaluasi suku batas. Suku pertama pada t=0t = 0 adalah 00. Suku pertama saat tt \to \infty: karena limtttpx=0\lim_{t \to \infty} t \cdot {}_{t}p_x = 0 (asumsi standar bahwa sisa usia memiliki momen pertama yang berhingga), suku ini hilang.

e˚x=0+0tpxdt=0tpxdt\mathring{e}_x = 0 + \int_0^{\infty} {}_{t}p_x \, dt = \int_0^{\infty} {}_{t}p_x \, dt

Langkah 4: Hasil akhir — ekspektasi sisa usia sama dengan integral fungsi survival tpx{}_{t}p_x terhadap tt.

e˚x=0tpxdt\boxed{\mathring{e}_x = \int_0^{\infty} {}_{t}p_x \, dt}

Ini sangat berguna karena seringkali tpx{}_{t}p_x lebih mudah dihitung daripada fTx(t)f_{T_x}(t) secara langsung.

Dilarang
  1. Jangan menyamakan TxT_x dengan XX. Variabel XX adalah usia saat meninggal (dari lahir), sedangkan Tx=XxT_x = X - x adalah sisa usia dari titik saat ini. Mereka berbeda distribusi!
  2. Jangan lupa kondisional X>xX > x dalam definisi TxT_x. Tanpa kondisional ini, TxT_x tidak terdefinisi dengan benar untuk individu yang sudah berusia xx.
  3. Jangan membalik pembilang dan penyebut dalam rumus tpx=SX(x+t)/SX(x){}_{t}p_x = S_X(x+t)/S_X(x). Pembilang selalu mengandung usia yang lebih tua (x+tx+t), karena proporsi yang hidup lebih lama selalu lebih kecil.

Section 4 — Contoh Soal

Soal A — Fundamental

Soal: Diketahui bahwa distribusi usia saat meninggal XX mengikuti model De Moivre dengan batas usia ω=100\omega = 100, sehingga SX(t)=1t/100S_X(t) = 1 - t/100 untuk 0t1000 \leq t \leq 100. Hitunglah 10p40{}_{10}p_{40}, yaitu probabilitas seseorang berusia 40 tahun masih hidup setelah 10 tahun.

Solusi Soal A

Pendekatan: Terapkan langsung rumus tpx=SX(x+t)/SX(x){}_{t}p_x = S_X(x+t)/S_X(x) dengan x=40x = 40, t=10t = 10.

1. Identifikasi Variabel

  • ω=100\omega = 100 (batas usia)
  • x=40x = 40 (usia saat ini)
  • t=10t = 10 (periode yang ditanyakan)
  • SX(s)=1s/100S_X(s) = 1 - s/100 untuk 0s1000 \leq s \leq 100

2. Identifikasi Distribusi / Model Model De Moivre: XUniform(0,100)X \sim \text{Uniform}(0, 100), sehingga SX(s)=(100s)/100S_X(s) = (100 - s)/100.

3. Setup Persamaan

10p40=SX(40+10)SX(40)=SX(50)SX(40){}_{10}p_{40} = \frac{S_X(40 + 10)}{S_X(40)} = \frac{S_X(50)}{S_X(40)}

4. Eksekusi Aljabar

SX(50)=150100=0.50S_X(50) = 1 - \frac{50}{100} = 0.50 SX(40)=140100=0.60S_X(40) = 1 - \frac{40}{100} = 0.60 10p40=0.500.60=560.8333{}_{10}p_{40} = \frac{0.50}{0.60} = \frac{5}{6} \approx 0.8333

5. Verification Untuk De Moivre dengan ω=100\omega = 100: tpx=(ωxt)/(ωx)=(1004010)/(10040)=50/60=5/6{}_{t}p_x = (\omega - x - t)/(\omega - x) = (100-40-10)/(100-40) = 50/60 = 5/6. ✓ Konsisten.

Hasil: 10p40=5/683.33%{}_{10}p_{40} = 5/6 \approx 83.33\%. Artinya seseorang berusia 40 tahun memiliki peluang sekitar 83.3% untuk masih hidup di usia 50 tahun, sesuai model De Moivre ω=100\omega = 100.

Exam Tips — Soal A

Target waktu: 2 menit. Common trap: Lupa bahwa pembilang adalah SX(x+t)S_X(x+t), bukan SX(t)S_X(t). Harus substitusi x+t=50x+t = 50, bukan t=10t = 10. Shortcut: Untuk De Moivre, tpx=(ωxt)/(ωx){}_{t}p_x = (\omega - x - t)/(\omega - x) langsung tanpa menghitung SXS_X terpisah.


Soal B — Exam-Typical

Soal: Fungsi survival usia saat meninggal suatu populasi diberikan oleh SX(x)=e0.02xS_X(x) = e^{-0.02x} untuk x0x \geq 0 (model constant force of mortality). Seseorang berusia 30 tahun dipilih secara acak. Hitunglah: (a) 20p30{}_{20}p_{30} — probabilitas masih hidup 20 tahun lagi (b) 1010q30{}_{10\mid 10}q_{30} — probabilitas meninggal antara usia 40 dan 50

Solusi Soal B

Pendekatan: Gunakan tpx=SX(x+t)/SX(x){}_{t}p_x = S_X(x+t)/S_X(x) untuk bagian (a), lalu gunakan relasi mnqx=mpxm+npx{}_{m\mid n}q_x = {}_{m}p_x - {}_{m+n}p_x untuk bagian (b).

1. Identifikasi Variabel

  • SX(x)=e0.02xS_X(x) = e^{-0.02x}, model eksponensial dengan force of mortality μ=0.02\mu = 0.02
  • x=30x = 30, t=20t = 20 (untuk bagian a), m=10m = 10, n=10n = 10 (untuk bagian b)

2. Identifikasi Distribusi / Model XExponential(μ=0.02)X \sim \text{Exponential}(\mu = 0.02). Sifat kunci: memorylessTxT_x memiliki distribusi yang sama untuk semua xx.

3. Setup Persamaan

tpx=SX(x+t)SX(x)=e0.02(x+t)e0.02x=e0.02t{}_{t}p_x = \frac{S_X(x+t)}{S_X(x)} = \frac{e^{-0.02(x+t)}}{e^{-0.02x}} = e^{-0.02t} mnqx=mpxm+npx{}_{m\mid n}q_x = {}_{m}p_x - {}_{m+n}p_x

4. Eksekusi Aljabar

(a)

20p30=e0.02×20=e0.40.6703{}_{20}p_{30} = e^{-0.02 \times 20} = e^{-0.4} \approx 0.6703

(b)

10p30=e0.02×10=e0.20.8187{}_{10}p_{30} = e^{-0.02 \times 10} = e^{-0.2} \approx 0.8187 20p30=e0.40.6703(dari bagian a){}_{20}p_{30} = e^{-0.4} \approx 0.6703 \quad \text{(dari bagian a)} 1010q30=10p3020p30=e0.2e0.40.81870.6703=0.1484{}_{10\mid 10}q_{30} = {}_{10}p_{30} - {}_{20}p_{30} = e^{-0.2} - e^{-0.4} \approx 0.8187 - 0.6703 = 0.1484

5. Verification Karena model eksponensial bersifat memoryless, 20p30=20p0=e0.4{}_{20}p_{30} = {}_{20}p_0 = e^{-0.4}, tidak bergantung pada x=30x = 30. ✓ Nilai 1010q3014.84%{}_{10\mid 10}q_{30} \approx 14.84\% masuk akal — ini peluang meninggal di dekade 40-an.

Hasil: (a) 20p30=e0.467.03%{}_{20}p_{30} = e^{-0.4} \approx 67.03\%; (b) 1010q30=e0.2e0.414.84%{}_{10\mid 10}q_{30} = e^{-0.2} - e^{-0.4} \approx 14.84\%.

Exam Tips — Soal B

Target waktu: 3–4 menit. Common trap: Menghitung 1010q30{}_{10\mid 10}q_{30} dengan q40×10p30q_{40} \times {}_{10}p_{30} alih-alih menggunakan rumus deferred mortality langsung. Keduanya ekuivalen, tetapi cara pertama lebih mudah salah jika q40q_{40} dihitung salah. Shortcut: Untuk model eksponensial, tpx=eμt{}_{t}p_x = e^{-\mu t} tidak bergantung pada xx — manfaatkan memoryless property ini.


Soal C — Challenging

Soal: Misalkan fungsi survival diberikan oleh SX(x)=(1x80)2S_X(x) = \left(1 - \frac{x}{80}\right)^2 untuk 0x800 \leq x \leq 80. (a) Verifikasi bahwa ini adalah fungsi survival yang valid. (b) Tentukan fungsi densitas fT20(t)f_{T_{20}}(t) untuk sisa usia individu berusia 20 tahun. (c) Hitung ekspektasi sisa usia e˚20\mathring{e}_{20}.

Solusi Soal C

Pendekatan: (a) Cek tiga syarat fungsi survival. (b) Turunkan tp20{}_{t}p_{20} dulu, lalu diferensiasikan. (c) Gunakan rumus e˚x=0tpxdt\mathring{e}_x = \int_0^{\infty} {}_{t}p_x \, dt.

1. Identifikasi Variabel

  • SX(x)=(1x/80)2S_X(x) = (1 - x/80)^2, domain [0,80][0, 80], sehingga ω=80\omega = 80
  • x=20x = 20, sisa usia memiliki domain [0,60][0, 60]

2. Identifikasi Distribusi / Model Ini adalah model power (atau De Moivre yang digeneralisasi). SXS_X berbentuk pangkat dua dari fungsi linear.

3. Setup Persamaan

(a) Cek validitas:

SX(0)=1,SX(80)=0,ddxSX(x)=280(1x80)0S_X(0) = 1, \quad S_X(80) = 0, \quad \frac{d}{dx}S_X(x) = -\frac{2}{80}\left(1 - \frac{x}{80}\right) \leq 0

(b) Fungsi densitas T20T_{20}:

tp20=SX(20+t)SX(20),0t60{}_{t}p_{20} = \frac{S_X(20+t)}{S_X(20)}, \quad 0 \leq t \leq 60 fT20(t)=ddttp20f_{T_{20}}(t) = -\frac{d}{dt} {}_{t}p_{20}

(c) Ekspektasi:

e˚20=060tp20dt\mathring{e}_{20} = \int_0^{60} {}_{t}p_{20} \, dt

4. Eksekusi Aljabar

(a)

SX(0)=(10)2=1S_X(0) = (1 - 0)^2 = 1 ✓; SX(80)=(180/80)2=0S_X(80) = (1 - 80/80)^2 = 0 ✓; turunannya negatif ✓. Fungsi survival valid.

(b)

SX(20)=(12080)2=(6080)2=916S_X(20) = \left(1 - \frac{20}{80}\right)^2 = \left(\frac{60}{80}\right)^2 = \frac{9}{16} SX(20+t)=(120+t80)2=(60t80)2S_X(20+t) = \left(1 - \frac{20+t}{80}\right)^2 = \left(\frac{60-t}{80}\right)^2 tp20=(60t)2/8029/16=(60t)2802169=(60t)23600,0t60{}_{t}p_{20} = \frac{(60-t)^2/80^2}{9/16} = \frac{(60-t)^2}{80^2} \cdot \frac{16}{9} = \frac{(60-t)^2}{3600}, \quad 0 \leq t \leq 60 fT20(t)=ddt[(60t)23600]=2(60t)(1)3600=2(60t)3600=60t1800f_{T_{20}}(t) = -\frac{d}{dt} \left[\frac{(60-t)^2}{3600}\right] = -\frac{2(60-t)(-1)}{3600} = \frac{2(60-t)}{3600} = \frac{60-t}{1800}

(c)

e˚20=060(60t)23600dt\mathring{e}_{20} = \int_0^{60} \frac{(60-t)^2}{3600} \, dt

Substitusi u=60tu = 60 - t, du=dtdu = -dt, batas: t=0u=60t=0 \Rightarrow u=60, t=60u=0t=60 \Rightarrow u=0:

e˚20=060u23600du=13600u33060=60310800=21600010800=20 tahun\mathring{e}_{20} = \int_0^{60} \frac{u^2}{3600} \, du = \frac{1}{3600} \cdot \frac{u^3}{3}\Bigg|_0^{60} = \frac{60^3}{10800} = \frac{216000}{10800} = 20 \text{ tahun}

5. Verification Untuk model De Moivre yang digeneralisasi SX(x)=(1x/ω)αS_X(x) = (1-x/\omega)^\alpha, ekspektasi sisa usia adalah e˚x=(ωx)/(α+1)\mathring{e}_x = (\omega - x)/(\alpha + 1). Di sini ω=80\omega = 80, x=20x = 20, α=2\alpha = 2: e˚20=60/3=20\mathring{e}_{20} = 60/3 = 20. ✓

Hasil: Fungsi survival valid; fT20(t)=(60t)/1800f_{T_{20}}(t) = (60-t)/1800 untuk 0t600 \leq t \leq 60; e˚20=20\mathring{e}_{20} = 20 tahun.

Exam Tips — Soal C

Target waktu: 5–6 menit. Common trap: Lupa bahwa domain T20T_{20} adalah [0,60][0, 60], bukan [0,80][0, 80]. Seseorang berusia 20 hanya bisa hidup maksimal 8020=6080 - 20 = 60 tahun lagi. Shortcut: Setelah mendapat tpx{}_{t}p_x, gunakan formula ekspektasi integral langsung — seringkali lebih cepat daripada menggunakan fTx(t)f_{T_x}(t).


Section 5 — Verifikasi & Sanity Check

Cek Konsistensi Probabilitas

Untuk semua xx dan t0t \geq 0 yang valid, harus berlaku:

0tpx1,tpx+tqx=10 \leq {}_{t}p_x \leq 1, \quad {}_{t}p_x + {}_{t}q_x = 1

Jika hasil tpx>1{}_{t}p_x > 1 atau negatif, pasti ada kesalahan dalam penghitungan SXS_X.

Cek Aturan Perkalian

Cek aturan chain rule: untuk tiga usia x<x+t<x+t+ux < x+t < x+t+u,

t+upx=tpxupx+t{}_{t+u}p_x = {}_{t}p_x \cdot {}_{u}p_{x+t}

Misalnya: 20p30=10p30×10p40{}_{20}p_{30} = {}_{10}p_{30} \times {}_{10}p_{40}. Jika dua cara berbeda memberikan hasil yang sama, kalkulasi konsisten.

Cek Batas Ekspektasi

Ekspektasi sisa usia harus memenuhi:

0<e˚xωx0 < \mathring{e}_x \leq \omega - x

Jika model punya limiting age ω\omega, maka e˚x\mathring{e}_x tidak mungkin melebihi ωx\omega - x (usia tersisa maksimum). Sebagai patokan kasar: untuk populasi umum, e˚07080\mathring{e}_{0} \approx 70\text{–}80 tahun.

Metode Alternatif — Ekspektasi via PDF

Selain e˚x=0tpxdt\mathring{e}_x = \int_0^{\infty} {}_{t}p_x \, dt, ekspektasi bisa dihitung langsung:

e˚x=0tfTx(t)dt\mathring{e}_x = \int_0^{\infty} t \, f_{T_x}(t) \, dt

Pilih metode mana yang lebih mudah bergantung pada bentuk yang lebih sederhana antara tpx{}_{t}p_x dan fTx(t)f_{T_x}(t).


Section 6 — Visualisasi Mental

Hubungan antar variabel dalam kerangka survival:

Bayangkan sumbu waktu yang dimulai dari t=0t = 0 (saat usia xx). Sumbu YY merepresentasikan proporsi individu yang masih hidup:

  • Kurva tpx{}_{t}p_x dimulai dari 11 pada t=0t = 0 dan turun secara monoton menuju 00 saat tt \to \infty (atau t=ωxt = \omega - x).
  • Kurva ini cembung ke atas (convex) untuk banyak model populasi manusia: awalnya penurunan lambat (orang muda jarang mati), lalu semakin cepat di usia tua.
  • Luas di bawah kurva tpx{}_{t}p_x dari t=0t = 0 hingga \infty persis sama dengan e˚x\mathring{e}_x — ekspektasi sisa usia.
  • Nilai fTx(t)f_{T_x}(t) adalah kemiringan negatif dari kurva tpx{}_{t}p_x: di mana kurva turun tajam, densitas kematian tinggi.
{}_{t}p_x
1.0 |***
    |   ***
    |      ***
    |         ****
    |             *****
    |                  ******
0.0 |__________________________ t
    0     10     20     30     60

Luas di bawah kurva = e_x (ekspektasi sisa usia)

Hubungan Visual ↔ Rumus

Elemen VisualKomponen Rumus
Nilai awal kurva = 10px=1{}_{0}p_x = 1 (pasti hidup saat ini)
Nilai akhir kurva → 0limttpx=0\lim_{t \to \infty} {}_{t}p_x = 0
Kemiringan kurva di titik ttfTx(t)-f_{T_x}(t) (densitas kematian)
Luas total di bawah kurvae˚x=0tpxdt\mathring{e}_x = \int_0^{\infty} {}_{t}p_x \, dt
Titik di mana kurva = 0.5Median sisa usia

Section 7 — Jebakan Umum

Kesalahan Parametrisasi

Salah: Menggunakan tpx=SX(t){}_{t}p_x = S_X(t) langsung tanpa kondisional. Benar: tpx=SX(x+t)/SX(x){}_{t}p_x = S_X(x+t) / S_X(x). Fungsi SX(t)S_X(t) adalah survival untuk newborn, sedangkan tpx{}_{t}p_x adalah survival kondisional untuk seseorang yang sudah berusia xx.

Kesalahan Konseptual
  1. XX bukan TxT_x: XX adalah usia saat meninggal (dari lahir), Tx=XxT_x = X - x adalah sisa usia. Distribusinya berbeda kecuali untuk model eksponensial yang memoryless.
  2. tqx{}_{t}q_x bukan 1SX(t)1 - S_X(t): Rumus yang benar adalah tqx=1tpx=1SX(x+t)/SX(x){}_{t}q_x = 1 - {}_{t}p_x = 1 - S_X(x+t)/S_X(x).
  3. Domain TxT_x bukan [0,ω][0, \omega]: Domain sisa usia adalah [0,ωx][0, \omega - x], bukan [0,ω][0, \omega].
  4. e˚x\mathring{e}_x bukan E[X]xE[X] - x: Karena TxT_x adalah distribusi kondisional (bukan XxX - x tanpa syarat), hubungan e˚x=E[X]x\mathring{e}_x = E[X] - x hanya berlaku jika XX dan kondisi X>xX > x tidak mengubah distribusi (seperti model eksponensial).
Kesalahan Interpretasi Soal
  • Kata “masih hidup dalam tt tahun” = tpx{}_{t}p_x (survive at least tt years).
  • Kata “meninggal dalam tt tahun ke depan” = tqx{}_{t}q_x.
  • Kata “meninggal antara mm dan m+nm+n tahun” = mnqx=mpxm+npx{}_{m\mid n}q_x = {}_{m}p_x - {}_{m+n}p_x (deferred mortality).
  • Kata “meninggal tepat pada tahun ke-tt dalam konteks diskrit = t1pxqx+t1{}_{t-1}p_x \cdot q_{x+t-1}.
Red Flags
  • Jika soal menyebut “usia saat ini xx dan “waktu tt ke depan”, pastikan substitusi ke fungsi adalah SX(x+t)S_X(x+t), bukan SX(t)S_X(t).
  • Jika ada batas usia ω\omega, cek apakah x+tωx + t \leq \omega sebelum mengklaim tpx>0{}_{t}p_x > 0.
  • Kata “complete future lifetime” = variabel kontinu TxT_x; kata “curtate future lifetime” = variabel diskrit Kx=TxK_x = \lfloor T_x \rfloor (lihat 1.3 Curtate Future Lifetime).

Section 8 — Ringkasan Eksekutif

Must-Remember
  1. Definisi sisa usia: Tx=XxX>xT_x = X - x \mid X > x, dengan support [0,ωx)[0, \omega - x).

  2. Rumus survival kondisional: tpx=SX(x+t)SX(x)=P(Tx>t){}_{t}p_x = \frac{S_X(x+t)}{S_X(x)} = P(T_x > t)

  3. Chain rule: t+upx=tpxupx+t{}_{t+u}p_x = {}_{t}p_x \cdot {}_{u}p_{x+t}

  4. Deferred mortality: mnqx=mpxm+npx{}_{m\mid n}q_x = {}_{m}p_x - {}_{m+n}p_x

  5. Ekspektasi sisa usia: e˚x=0tpxdt\mathring{e}_x = \int_0^{\infty} {}_{t}p_x \, dt

Kapan Digunakan

  • Soal yang menyebut “probabilitas seseorang berusia xx masih hidup setelah tt tahun” → gunakan tpx{}_{t}p_x.
  • Soal yang meminta ekspektasi usia hidup seseorang yang sudah berusia xx → gunakan e˚x\mathring{e}_x.
  • Soal yang memberikan SX(x)S_X(x) dan meminta tpx{}_{t}p_x atau fTxf_{T_x} → pakai rumus kondisional.
  • Soal yang meminta peluang meninggal dalam rentang waktu tertentu → pakai deferred mortality mnqx{}_{m\mid n}q_x.

Kapan TIDAK Boleh Digunakan

Quick Decision Tree

graph TD
    A["Soal melibatkan usia atau waktu hidup seseorang?"] -->|"Ya"| B["Apakah usia saat ini diketahui = x?"]
    A -->|"Tidak"| Z["Topik lain"]
    B -->|"Ya"| C["Apakah diminta probabilitas survive atau mati?"]
    B -->|"Tidak, bayi baru lahir"| D["Gunakan S_X(t) langsung"]
    C -->|"Survive selama t tahun"| E["Hitung t_p_x = S_X(x+t) / S_X(x)"]
    C -->|"Mati dalam t tahun"| F["Hitung t_q_x = 1 - t_p_x"]
    C -->|"Mati antara m dan m+n tahun"| G["Hitung m|n_q_x = m_p_x - m+n_p_x"]
    C -->|"Ekspektasi sisa usia"| H["Hitung e_x = integral t_p_x dt"]
    E --> I["Cek: apakah x+t <= omega?"]
    F --> I
    G --> I

Follow-up Options
  1. “Berikan contoh soal variasi dengan model Gompertz atau Makeham”
  2. “Jelaskan hubungan 1.1 Survival and Lifetime Variables dengan 1.2 Survival and Hazard Functions
  3. “Buat flashcard 1-halaman untuk topik ini”

📖 Ref: London (1997) Bab 1–2; Frees (2010) Bab 14 | 🗓️ 2026-04-19 | #TA1 #AnalisisSurvival