Tampilkan postingan dengan label binomial distribution. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label binomial distribution. Tampilkan semua postingan

Contoh Soal 3 Distribusi Binomial

 $\begin{array}{ll}\\ 11.&\textrm{Suatu tes dengan pilihan jawaban }\\ &\textrm{benar-salah berjumlah 8 soal}\\ &\textrm{Supaya lulus tes, peserta diharuskan }\\ &\textrm{menjawab benar minimal 50}\%\\ &\textrm{Peluang seseorang dianggap lulus tes }\\ &\textrm{adalah}\: ....\\ &\textrm{a}.\quad \displaystyle 0,2188\qquad\qquad\quad\qquad \quad\textrm{d}.\quad 0,6367\\ &\textrm{b}.\quad \displaystyle \color{red}0,2734\quad \: \color{black}\textrm{c}.\quad 0,3633\quad\quad \textrm{e}.\quad 0,7266\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&p=\textbf{Peluang benar}=\displaystyle \frac{1}{2},\qquad \textrm{dan}\: \: \\ &q=\textbf{Peluang Salah}=1-\displaystyle \frac{1}{2}=\frac{1}{2}\\ &f(x)=P(X=x)=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}.q^{n-x}\\ &\textrm{maka}\\ &P\left ( X=50\%(8)=4 \right )=\begin{pmatrix} 8\\ 4 \end{pmatrix}\times \left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{4}\times \left ( \frac{1}{2} \right )^{8-4}\\ &\qquad =\displaystyle \frac{8!}{4!\times 4!}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{4+4}\\ &\qquad =70\times \displaystyle \frac{1}{256}\\ &\qquad =\color{red}0,2734 \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 12.&\textrm{Sebuah kotak berisi 20 bola dengan }\\ &\textrm{rincian 12 boal berwarna kuning dan }\\ &\textrm{sisanya berwarna hijau. Dari kotak} \\ &\textrm{diambil 6 bola secara acak. Peluang}\\ &\textrm{terambil 4 bola hijau adalah}....\\ &\textrm{a}.\quad \displaystyle 0,1238\quad\quad\qquad\qquad \qquad\textrm{d}.\quad 0,8132\\ &\textrm{b}.\quad \color{red}\displaystyle 0,1382\: \quad \color{black}\textrm{c}.\quad 0,3110\quad\quad \textrm{e}.\quad 0,9590\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&p=\textbf{Peluang bola kuning}\\ &\: \: =\displaystyle \frac{C_{1}^{12}}{C_{1}^{20}}=\displaystyle \frac{12}{20}=\frac{3}{5},\\ &q=\textbf{Peluang bola hijau}=1-\displaystyle \frac{3}{5}=\frac{2}{5}\\ &f(x)=P\left ( X=x \right )=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}.q^{n-x}\\ &\textrm{maka}\\ &f(4)=\begin{pmatrix} 6\\ 4 \end{pmatrix}\times \left ( \displaystyle \frac{2}{5} \right )^{4}\times \left ( \frac{3}{5} \right )^{6-4}\\ &\qquad =\displaystyle \frac{6!}{2!\times 4!}\left ( \displaystyle \frac{16}{625} \right )\times \left ( \displaystyle \frac{9}{25} \right )\\ &\qquad =15\times \displaystyle \frac{144}{15625}=\frac{2160}{15625}\\ &\qquad =\color{red}0,1382 \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 13.&\textrm{Dua dadu dilambungkan 5 kali}\\ &\textrm{Peluang muncul pasangan mata dadu}\\ &\textrm{berjumlah 4 sampai dengan 7 }\\ &\textrm{sebanyak 4 kali adalah}\: ....\\ &\textrm{a}.\quad \displaystyle 0,1503\: \: \: \: \qquad\qquad\quad\quad \quad\textrm{d}.\quad 0,1583\\ &\textrm{b}.\quad \displaystyle 0,1553\quad \textrm{c}.\quad \color{red}0,1563\quad\quad \color{black}\textrm{e}.\quad 0,1593\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&p=\textbf{Peluang mata dadu berjumlah 4 sampai 7}\\ &\: \: =\displaystyle \frac{18}{36}=\frac{1}{2},\qquad \textrm{dan}\: \: \\ &q=\textbf{Peluang bola hijau}=1-\displaystyle \frac{1}{2}=\frac{1}{2}\\ &f(x)=P\left ( X=x \right )=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}.q^{n-x}\\ &f(4)=P\left ( X=4 \right )=\begin{pmatrix} 5\\ 4 \end{pmatrix}\times \left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{4}\times \left ( \frac{1}{2} \right )^{5-4}\\ &\qquad =\displaystyle \frac{5!}{1!\times 4!}\left ( \displaystyle \frac{1}{16} \right )\times \left (\frac{1}{2} \right )\\ &\qquad =5\times \displaystyle \frac{1}{32}=\frac{5}{32}\\ &\qquad =\color{red}0,1563 \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 14.&\textrm{Peluang seseorang sembih dari }\\ &\textrm{penyakit jantung adalah 0,6}\\ &\textrm{Jika 7 orang penderita ini menjalani }\\ &\textrm{operasi, maka peluang 3 sampai}\\ &\textrm{6 orang sembuh adalah}... .\\ &\textrm{a}.\quad \displaystyle 0,0629\qquad\qquad\quad\qquad \quad\textrm{d}.\quad \color{red}0,6822\\ &\textrm{b}.\quad \displaystyle 0,2613\quad \textrm{c}.\quad 0,2898\quad\quad \: \textrm{e}.\quad 0,9720\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&p=\textbf{Peluang sembuh}=0,6,\qquad \textrm{maka}\: \: \\ &q=\textbf{Peluang tidak sembuh}=1-0,6=0,4\\ &f(x)=P\left ( X=x \right )=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}.q^{n-x}\\ &\textrm{maka}\\ &P\left ( 3\leq X\leq 6 \right )=P\left ( X\leq 6 \right )-P\left ( X\leq 3 \right )\\ &=C_{4}^{7}(0,6)^{4}(0,4)^{3}+C_{5}^{7}(0,6)^{5}(0,4)^{2}+C_{6}^{7}(0,6)^{6}(0,4)^{1}\\ &=35\times 0,0082944+21\times 0,0124416+7\times 0,0186624\\ &=0,290304+0,2612736+0,1306368\\ &=\color{red}0,6822144 \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 15.&\textrm{Peluang seseorang mendapatkan reaksi }\\ &\textrm{buruk setelah disuntik adalah 0,0005}\\ &\textrm{Dari 4000 orang yang disuntik, maka }\\ &\textrm{peluang seseorang mendapatkan reaksi}\\ & \textrm{ada 2 orang adalah}.....\\ &\textrm{a}.\quad \displaystyle \frac{1}{2}e^{-2}\\ &\textrm{b}.\quad e^{-2}\\ &\textrm{c}.\quad \color{red}2e^{-2}\\ &\textrm{d}.\quad \displaystyle \frac{1}{2}e^{2}\\ &\textrm{e}.\quad 2e^{2}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&\textrm{Di atas adalah contoh kasus }\\ &\textrm{permasalahan}\: \: \textbf{Distribusi Poisson}\\ &P\left ( X=x \right )=f(x)=\left\{\begin{matrix} \displaystyle \frac{e^{-\lambda }.\lambda ^{x}}{x!}\: \: ,\: \: x=0,1,2,3,\cdots \\\ 0,\quad \textrm{untuk}\: \: x\: \: \textrm{yang lain} \end{matrix}\right.\\ &P\left ( X=2 \right )=\displaystyle \frac{e^{-np}.(np)^{2}}{2!}\\ &\qquad =\displaystyle \frac{e^{-(4000.0,0005)}.(4000.0,0005)^{2}}{2!}\\ &\qquad =\displaystyle \frac{e^{-2}.2^{2}}{2}\\ &\qquad =\color{red}2e^{-2} \end{aligned} \end{array}$

Contoh Soal 2 Distribusi Binomial

 $\begin{array}{ll}\\ 6.&\textrm{Pengundian terhadap mata uang }\\ &\textrm{yang homogen sebanyak 10 kali}\\ &\textrm{Peluang untuk mendapatkan 6 }\\ &\textrm{muka angka adalah}\: ....\\ &\textrm{a}.\quad 0,1172\\ &\textrm{b}.\quad \color{red}0,2051\\ &\textrm{c}.\quad 0,2461\\ &\textrm{d}.\quad 0,2651\\ &\textrm{e}.\quad 0,2852\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&p=\textbf{Peluang Angka}=\displaystyle \frac{1}{2},\quad \textrm{dan}\: \: \\ &q=\textbf{Bukan Angka}\\ &\: \: =\textbf{Peluang Gambar}=1-\displaystyle \frac{1}{2}=\frac{1}{2}\\ &f(x)=P(x;n;p)=P(X=x)=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}q^{n-x}\\ &\textrm{maka}\\ &f(x)=P\left ( X=x \right )=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}.q^{n-x}\\ &f(6)=P\left ( X=6 \right )=\begin{pmatrix} 10\\ 6 \end{pmatrix}\times \left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{6}\times \left ( \frac{1}{2} \right )^{10-6}\\ &\qquad =\displaystyle \frac{10!}{6!\times 4!}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{6+4}\\ &\qquad =210\times \displaystyle \frac{1}{1024}\\ &\qquad =\color{red}0,2051 \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 7.&\textrm{Pada pengundian terhadap mata uang identik},\\ &\textrm{sebanyak 10 kali, peluang distribusi binomial} \\ &\textrm{untuk mendapatkan 7 muka gambar adalah}\: ....\\ &\begin{array}{lllllll}\\ \textrm{a}.\quad \displaystyle 0,2653&&\textrm{d}.\quad \displaystyle 0,7522\\ \textrm{b}.\quad \displaystyle \color{red}0,1172&\textrm{c}.\quad \displaystyle 0,2653&\textrm{e}.\quad 0,2422 \end{array}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\textrm{Uraian berikut sekaligus tambahan}\\ &\textrm{penjelasan pada uraian jawaban}\\ &\color{blue}\textrm{soal no. 6 di atas}\\ &\begin{aligned}f(x)&=P(x;n;p)=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}q^{n-x}\\ &\textrm{Ingat sebuah koin ada 2 muka}\\ &\textrm{yaitu muka gambar (G) dan angka (A)}\\ &\color{red}\textrm{misalkan}\\ &A=\textrm{kejadian muncul muka gambar}\\ &\textrm{maka peluangnya adalah}\: \: \displaystyle \frac{1}{2}\\ &\textrm{Selanjutnya di sini disimbolkan dengan}\: \: \: \color{blue}p=\displaystyle \frac{1}{2}\\ &\color{red}\textrm{Demikian juga misalkan}\\ &B=\textrm{kejadian muncul muka angka}\\ &\textrm{maka peluang juga}\: \displaystyle \frac{1}{2}\\ &\textrm{Di sini dituliskan dengan}\: \: \: \color{blue}q=\displaystyle \frac{1}{2}\\ f(7)&=\begin{pmatrix} 10\\ 7 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{7}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{10-7}\\ &=\begin{pmatrix} 10\\ 7 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{7}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{3}\\ &=\displaystyle \frac{10!}{7!\times (10-7)!}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{7+3}\\ &=\displaystyle \frac{10.9.8.\not{7!}}{\not{7!}.3.2.1}\left ( \displaystyle \frac{1}{1024} \right ) \\ &=\color{red}0,1172 \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 8.&\textrm{Sebuah uang logam dilempar sebanyak 8}\\ &\textrm{kali. Peluang muncul gambar sebanyak}\\ &\textrm{5 kali adalah}\: ....\\ &\begin{array}{llllllll}\\ \textrm{a}.&\displaystyle \frac{3}{32}&&&\textrm{d}.&\displaystyle \color{red}\frac{7}{32}\\\\ \textrm{b}.&\displaystyle \frac{4}{32}&\textrm{c}.&\displaystyle \frac{5}{32}&\textrm{e}.&\displaystyle \frac{9}{32} \end{array}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}f(x)&=P(x;n;p)=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}q^{n-x}\\ f(5)&=\begin{pmatrix} 8\\ 5 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{5}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{8-5}\\ &=\begin{pmatrix} 8\\ 5 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{5}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{3}\\ &=\displaystyle \frac{8!}{5!\times (8-5)!}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{5+3}\\ &=\displaystyle \frac{8.7.6.5!}{5!.3.2.1}\left ( \displaystyle \frac{1}{256} \right ) \\ &=\displaystyle \frac{8.7}{256}\\ &=\color{red}\displaystyle \frac{7}{32} \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 9.&\textrm{Pada pelemparan sebuah koin sebanyak 4 kali}\\ &\textrm{Peluang didapatkannya dua angka pada} \\ &\textrm{pelemparan tersebut adalah}\: ....\\ &\begin{array}{lllllll}\\ \textrm{a}.\quad \displaystyle 0,123&&\textrm{d}.\quad \displaystyle 0,232\\ \textrm{b}.\quad \displaystyle 0,135&\textrm{c}.\quad \displaystyle 0,154&\textrm{e}.\quad \color{red}0,375 \end{array}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}f(x)&=P(x;n;p)=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}q^{n-x}\\ f(2)&=\begin{pmatrix} 4\\ 2 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{2}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{4-2}\\ &=\begin{pmatrix} 4\\ 2 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{2}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{2}\\ &=\displaystyle \frac{4!}{2!\times (4-2)!}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{2+2}\\ &=\displaystyle \frac{4.3.2!}{2!.2.1}\left ( \displaystyle \frac{1}{16} \right ) \\ &=\color{red}0,375 \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 10.&\textrm{Dari data survei didapatkan bahwa}\\ &\textrm{satu dari lima orang telah berkunjung}\\ &\textrm{ke dokter dalam sembarang bulan yang}\\ &\textrm{ditanyakan. Jika 10 orang dipilih secara}\\ &\textrm{acak, peluang 3 orang telah berkunjung}\\ &\textrm{ke dokter bulan lalu adalah}\: ....\\ &\begin{array}{llllllll}\\ \textrm{a}.&\displaystyle 0,125&&&\textrm{d}.&\displaystyle \color{red}0,201\\\\ \textrm{b}.&\displaystyle 0,174&\textrm{c}.&\displaystyle 0,182&\textrm{e}.&\displaystyle 0,423 \end{array}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}f(x)&=P(x;n;p)=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}q^{n-x}\\ f(3)&=\begin{pmatrix} 10\\ 3 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{5} \right )^{3}\left ( \displaystyle \frac{4}{5} \right )^{10-3}\\ &=\begin{pmatrix} 10\\ 3 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{5} \right )^{3}\left ( \displaystyle \frac{4}{5} \right )^{7}\\ &=\displaystyle \frac{10!}{3!\times 7!}\left ( \displaystyle \frac{1}{125} \right )\left ( \displaystyle \frac{4^{7}}{5^{7}} \right )\\ &=\cdots \\ &=\color{red}\displaystyle 0,201 \end{aligned} \end{array}$


Contoh Soal 1 Distribusi Binomial

 $\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Manakah yang merupakan data diskrit dari pernyataan berikut}\\ &\textrm{a}.\quad \textrm{Suhu Badan Anton ketika sakit mencapai}\: \: 40^{\circ}C\\ &\textrm{b}.\quad \textrm{Kecepatan mobil yang sedang melaju adalah}\: \: 100\: \: km/jam\\ &\textrm{c}.\quad \textrm{Tinggi tiang bendaera di madrasah Budi adalah 4 m}\\ &\textrm{d}.\quad \color{red}\textrm{Jumlah guru yang mengajar di MA Futuhiyah }\\ &\qquad \color{red}\textrm{sebanyak 30 orang}\\ &\textrm{e}.\quad \textrm{Berat bayi yang baru lahir adalah 3.500 gram}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\textrm{Alasannya dikarena hasil mencacah} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Jika Anda mengumpulkan nilai raport}\\ &\textrm{teman-teman sekelas Anda untuk pelajaran}\\ &\textrm{ matematika, maka data yang Anda peroleh }\\ &\textrm{adalah}....\\ &\textrm{a}.\quad \color{red}\textrm{data diskrit}\\ &\textrm{b}.\quad \textrm{data kontinu}\\ &\textrm{c}.\quad \textrm{data kualitatif}\\ &\textrm{d}.\quad \textrm{Populasi}\\ &\textrm{e}.\quad \textrm{Sampel}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\textrm{Dengan catatan nilainya cacah} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 3.&\textrm{Ukuran yang dihitung dari seluruh data }\\ &\textrm{dalam populasi adalah}\: ....\\ &\textrm{a}.\quad \textrm{data kuantitatif}\\ &\textrm{b}.\quad \textrm{data kualitatif}\\ &\textrm{c}.\quad \textrm{Statistik}\\ &\textrm{d}.\quad \textrm{Statistika}\\ &\textrm{e}.\quad \color{red}\textrm{Parameter}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\textrm{Parameter adalah ukuran dari }\\ &\textrm{seluruh data atau populasi} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 4.&\textrm{Diketahui distribusi peluang suatu }\\ &\textrm{variabel acak diskrit sebagai berikut}\\ &\begin{array}{|c|c|c|c|c|}\hline x&0&1&2&3\\\hline f(x)&m&0,26&3m&0,42\\\hline \end{array}\\ &\textrm{Peluang nilai X minimal berharga 2 adalah}\\ &\textrm{a}.\quad 0,24\\ &\textrm{b}.\quad 0,34\\ &\textrm{c}.\quad 0,42\\ &\textrm{d}.\quad 0,58\\ &\textrm{e}.\quad \color{red}0,66\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&\textrm{Diketahui bahwa}\: \: X\: \: \textrm{adalah variabel }\\ &\textrm{acak diskrit, maka}\: \: \sum f(x)=1\\ &F(c)=P(X\leq c)=\displaystyle \sum_{x=0}^{x=c}f(x)\\ &=f(0)+f(1)+f(2)+f(3)+\cdots +f(c)=1\\ &\textrm{dalam hal soal}\: \textrm{di atas, maka kita tentukan}\\ &\textrm{nilai}\: \: \color{blue}m\: \: \color{black}\textrm{dulu}\\ &F(3)=P(X\leq 3)=\displaystyle \sum_{x=0}^{x=3}f(x)\\ &=f(0)+f(1)+f(2)+f(3)=1\\ &1=m+0,26+3m+0,42=4m+0,68\\ &4m=1-0.68=0,32\\ &m=0.08, \qquad \textrm{sehingga}\\ &P(2\leq X\leq 3)=f(2)+f(3)=3m+0,42\\ &=3(0,08)+0,42=0,24+0,42=\color{red}0,66 \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 5.&\textrm{Diketahui fungsi peluang suatu }\\ &\textrm{variabel acak kontinu adalah}\\ &f(y)=\left\{\begin{matrix} 0,\quad \textrm{untuk \textit{y} yang lain}\\\\ \displaystyle \frac{2y+k}{50},\: \: \textrm{untuk}\: \: 0\leq y\leq 5 \end{matrix}\right.\\ &\textrm{Nilai}\: \: P\left ( \left | Y-1 \right |\leq 2 \right )\: \: \textrm{adalah}....\\ &\textrm{a}.\quad \displaystyle \frac{7}{25}\qquad\qquad\qquad\qquad \textrm{d}.\quad \frac{14}{25}\\\\ &\textrm{b}.\quad \displaystyle \frac{9}{25}\qquad \textrm{c}.\quad \color{red}\frac{12}{25}\qquad\quad \color{black}\textrm{e}.\quad \frac{18}{25}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&\int_{0}^{5}\displaystyle \frac{2y+k}{50}\: dy=1\\ &1=\int_{0}^{5}\displaystyle \frac{2y+k}{50}\: dy\\ &50=\int_{0}^{5}(2y+k)dy\\ &50=y^{2}+ky|_{0}^{5}=5^{2}+5k=25+5k\\ &k=5\\ &\color{blue}P(\left | Y-1 \right |\leq 2)=P\left ( -2\leq Y-1\leq 2 \right )\\ &=P\left ( -1\leq Y\leq 3 \right )\\ &=f(-1)+f(0)+f(1)+f(2)+f(3)\\ &=\int_{0}^{3}\left ( \displaystyle \frac{2y+5}{50} \right )dy\\ &=\displaystyle \frac{1}{50}\left ( y^{2}+5y \right )|_{0}^{3}\\ &=\displaystyle \frac{1}{50}\left ( 9+15 \right )=\displaystyle \frac{24}{50}=\color{red}\frac{12}{25} \end{aligned} \end{array}$


Lanjutan Distribusi Binomial

 $\color{blue}\begin{aligned}\textrm{D}.\quad&\textrm{Binomial Newton} \end{aligned}$

 $\color{blue}\begin{aligned}\textrm{D. 1}.\quad&\textrm{Binomial Newton} \end{aligned}$

$\begin{aligned}&\textrm{Perhatikanlah susunan bilangan berikut}\\\\ &\begin{array}{|c|l|}\hline &\\ 1=C_{0}^{\color{red}1}\quad 1=C_{1}^{\color{red}1}&(a+b)^{\color{red}1}\\ &\\ 1=C_{0}^{\color{red}2}\quad 2=C_{1}^{\color{red}2}\quad 1=C_{2}^{\color{red}2}&(a+b)^{\color{red}2}\\ &\\ 1=C_{0}^{\color{red}3}\quad 3=C_{1}^{\color{red}3}\quad 3=C_{2}^{\color{red}3}\quad 1=C_{3}^{\color{red}3}&(a+b)^{\color{red}3}\\ &\\ 1=C_{0}^{\color{red}4}\quad 4=C_{1}^{\color{red}4}\quad 6=C_{2}^{\color{red}4}\quad 4=C_{3}^{\color{red}4}\quad 1=C_{4}^{\color{red}4}&(a+b)^{\color{red}4}\\ \vdots &\: \: \quad\vdots \\ dst&(a+b)^{\color{red}\cdots }\\ &\\ \vdots&\: \: \quad\vdots \\ &(a+b)^{\color{red}n}\\\hline \end{array}\\\\ &\textrm{Susunan bilangan-bilangan di atas selanjutnya}\\ &\textrm{dinamakan}\: \: \: \textbf{Segitiga Pascal}\\ & \end{aligned}$

$\begin{aligned}&\textrm{Bilangan}\: \: C_{r}^{n}=\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix}\: \: \textrm{merupakan koefisien}\\ &\textrm{dari binomial}\: \: (a+b)^{n}\\ &\textrm{Selanjutnya perhatikanlah bahwa untuk}\\ &n=1,2,3,4,\cdots \: \: \: \textrm{berlaku}\\ &\color{red}\begin{aligned}(a+b)^{n}\color{black}=\, &\color{red}C_{0}^{n}a^{n}b^{0}+C_{1}^{n}a^{n-1}b^{1}+C_{2}^{n}a^{n-2}b^{2}\\ &+C_{3}^{n}a^{n-3}b^{3}+\cdots +C_{n-3}^{n}a^{3}b^{n-3}\\ &+C_{n-2}^{n}a^{2}b^{n-2}+C_{n-1}^{n}a^{1}b^{n-1}+C_{n}^{n}a^{0}b^{n}\\ &\color{black}=\displaystyle \sum_{r=0}^{n}C_{r}^{\color{red}n}a^{\color{red}n\color{black}-r}b^{r} \end{aligned}\\ & \end{aligned}$

$\color{blue}\textrm{D. 2 Perluasan Binomial Newton}$

$\begin{aligned}&\textrm{Untuk bilangan real}\: \: n\: \: \textrm{dan bilangan}\\ &\textrm{non negatif}\: \: r,\: \: \textrm{serta}\: \: \left | A \right |<1,\: \textrm{berlaku}:\\ &(1+A)^{n}=\displaystyle \sum_{r=0}^{n}C_{r}^{n}A^{r} \end{aligned}$

$\color{blue}\textrm{D. 3 Teorema Multinomial}$

Pada bentuk multinomial dengan ekspresi  $(x_{1}+x_{2}+x_{3}+\cdots +x_{r})^{n}$  dengan n dan r bilangan bulat positif, maka koefisien dari  $\color{red}x_{1}^{n_{1}}x_{2}^{n_{2}}x_{3}^{n_{3}}\cdots x_{r}^{n_{r}}$   adalah  $\displaystyle \frac{n!}{n_{1}!n_{2}!n_{3}!\cdots n_{r}!}$  dinotasikan dengan  $\begin{pmatrix} n\\\\ n_{1},n_{2},n_{3},\cdots ,n_{r} \end{pmatrix}$

$\LARGE\colorbox{yellow}{CONTOH SOAL}$

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Misalkan untuk}\: \: n\: \: \textrm{bilangan bulat}\\ &\textrm{Positif. Tunjukklan bahwa}\\ &\textrm{a}.\quad (1+x)^{n}=\displaystyle \sum_{r=0}^{n}C_{r}^{n}x^{r}=\displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix}x^{r}\\ &\textrm{b}.\quad \begin{pmatrix} n\\ 0 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 1 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 2 \end{pmatrix}+\cdots +\begin{pmatrix} n\\ n \end{pmatrix}=2^{n}\\\\ &\textbf{Bukti}\\ &\color{red}\begin{aligned}\color{black}\textrm{a}.\quad(1+x)&^{n}\\ \color{black}=\, &\color{red}C_{0}^{n}1^{n}x^{0}+C_{1}^{n}1^{n-1}x^{1}+C_{2}^{n}1^{n-2}x^{2}\\ &+C_{3}^{n}1^{n-3}x^{3}+\cdots +C_{n-3}^{n}1^{3}x^{n-3}\\ &+C_{n-2}^{n}1^{2}x^{n-2}+C_{n-1}^{n}1^{1}x^{n-1}+C_{n}^{n}1^{0}x^{n}\\ =\, &\color{red}C_{0}^{n}+C_{1}^{n}x+C_{2}^{n}x^{2} +C_{3}^{n}x^{3}+\cdots \\ &+C_{n-3}^{n}x^{n-3} +C_{n-2}^{n}x^{n-2}+C_{n-1}^{n}x^{n-1}\\ &+C_{n}^{n}x^{n}\\ \color{black}\textrm{atau}&\: \color{black}\textrm{dengan bentuk lain}\\ =\, &\begin{pmatrix} n\\ 0 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 1 \end{pmatrix}x+\begin{pmatrix} n\\ 2 \end{pmatrix}x^{2}+\begin{pmatrix} n\\ 3 \end{pmatrix}x^{3}\\ &+\cdots +\begin{pmatrix} n\\ n-3 \end{pmatrix}x^{n-3}+\begin{pmatrix} n\\ n-2 \end{pmatrix}x^{n-2}\\ &+\begin{pmatrix} n\\ n-1 \end{pmatrix}x^{n-1}+\begin{pmatrix} n\\ n \end{pmatrix}x^{n}\\ \color{black}=&\color{black}\displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} \color{red}n\\ r \end{pmatrix}x^{r} \end{aligned}\\ &\color{red}\begin{aligned}\color{black}\textrm{b}.\quad(1+x)&^{n}\: \: \color{black}\textrm{lihat jawaban poin}\: \: a,\: \: \textrm{saat}\: \: \color{blue}x=1\\ \color{black}(1+1)&^{n}\color{red} \color{black}=\color{red}\begin{pmatrix} n\\ 0 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 1 \end{pmatrix}1+\begin{pmatrix} n\\ 2 \end{pmatrix}1^{2}+\begin{pmatrix} n\\ 3 \end{pmatrix}1^{3}\\ &+\cdots +\begin{pmatrix} n\\ n-3 \end{pmatrix}1^{n-3}+\begin{pmatrix} n\\ n-2 \end{pmatrix}1^{n-2}\\ &+\begin{pmatrix} n\\ n-1 \end{pmatrix}1^{n-1}+\begin{pmatrix} n\\ n \end{pmatrix}1^{n}\\ \color{black}(2)&^{n}\color{red} \color{black}=\color{red}\begin{pmatrix} n\\ 0 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 1 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 2 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 3 \end{pmatrix}\\ &+\cdots +\begin{pmatrix} n\\ n-1 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ n \end{pmatrix}\\ \color{black}=&\color{black}\displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix}\\ \color{black}\textrm{Sehing}&\color{black}\textrm{ga}\\ 2^{n}&=\displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix} \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Misalkan untuk}\: \: n\: \: \textrm{bilangan bulat}\\ &\textrm{Positif. Tunjukklan bahwa}\\ & \begin{pmatrix} n\\ 0 \end{pmatrix}-\begin{pmatrix} n\\ 1 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 2 \end{pmatrix}-\cdots +(-1)^{n}\begin{pmatrix} n\\ n \end{pmatrix}=0\\\\ &\textbf{Bukti}\\ &\textrm{Sebelumnya diketahui bahwa}\\ &\begin{aligned}&(a+b)^{n}=\displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix}a^{n-r}b^{r}\\ &\qquad\qquad\qquad \color{blue}\textrm{atau}\\ &\displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix}a^{n-r}b^{r}=(a+b)^{n}\\ &\blacklozenge \quad \textrm{saat}\: \: \color{blue}a=b=1,\: \: \color{black}\textrm{maka}\\ &\displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix}1^{n-r}1^{r}=(1+1)^{n}\\ &\Leftrightarrow \displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix}=2^{n}\: ...\: (\color{red}\textrm{bukti no. 1.b})\\ &\blacklozenge \quad \textrm{saat}\: \: \color{blue}a=1\: \&\: b=-1\: \: \color{black}\textrm{maka}\\ &\displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix}1^{n-r}(-1)^{r}=(1-1)^{n}=0\\ &\textrm{Sehingga}\\ &\begin{pmatrix} n\\ 0 \end{pmatrix}-\begin{pmatrix} n\\ 1 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 2 \end{pmatrix}-\cdots +(-1)^{n}\begin{pmatrix} n\\ n \end{pmatrix}=0\quad \blacksquare \end{aligned} \end{array}$

 $\color{blue}\begin{aligned}\textrm{E}.\quad&\textrm{Distribusi Binomial} \end{aligned}$

Perhatikan materi Binomial Newton di atas berkaitan dengan distribusi binomial. Misalkan suatu kejadian yang hanya memberikan dua hasil saja  $\color{red}a$  dan  $\color{red}b$ saja seperti melambungkan sebuah uang koin yang akan menghasilkan 2 hasil saja yang mungkin, yaitu antara sisi gambar $\color{red}G$ atau muncul sisi angka $\color{red}A$ atau pada contoh lainnya adalah ketika seseorang yang menunggu hasil hasil ujian yang jelas hasilnya kemungkinannya cuma dua, yaitu lulus atau tidak lulus.

Percobaan acak yang hanya memberikan 2 hasil saja disebut percobaan $\color{red}Bernoulli$. Selanjujtnya percobaan Bernoulli yang dilakukan sebanyak $\color{blue}n$ kali dinamakan dengan  $\color{red}\textrm{percobaan}\: \textrm{Binomial}$.

Variabel acak $\color{red}X$ yanmg mana nilai-nilainya ditentukan oleh hasil dari percobaan binomial disebut sebagai  Variabel Acak Binomial. 

Berikut ciri-ciri percobaan binomial

  • Percobaan dilakukan secara berulang sebanyak  $\color{red}n$  kali, dengan  $\color{red}n$ bilangan bulat positif
  • Setiap percobaan memiliki dua macam hasil saja dan saling berkomplemen, yaitu kejadian yang diharapkan (disebut sukses) dan kejadian yang tidak diharapkan (disebut tidak sukses)
  • Peluang setiap kejadian bersifat tetap untuk setiap percobaan dan jumlah peluangnya baik sukses maupun yang tidak sukses  sama dengan 1. Misalkan peluang suksesny adalah  $\color{red}p$, maka peluang gagalnya adalah  $\color{red}q=1-p$
  • Setiap percobaan bebas $\color{red}(independent)$ satu sama lainnya, artinya hasil percobaan yang satu tidak mempengaruhi percobaan yang lain.

Secara umum rumus fungsi  $\color{red}\textrm{distribusi binomial}$ adalah:

$\begin{aligned}&f(x)=P(x;n;p)=\color{red}C(n,x)p^{x}q^{n-x}\color{black}=\color{red}\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}q^{n-x}\\ &\textbf{Keterangan}:\\ &\bullet \: C(n,x)=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}=\color{blue}\textrm{koefisien bibonial}\\ &\bullet \: x=\textrm{banyak kejadian yang diharapkan},\\ &\quad\qquad \textrm{dengan nilai}\: \: x=0,1,2,3,\cdots ,n\\ &\bullet \: p=\textrm{peluang kejadian yang diharapkan}\\ &\bullet \: q=\textrm{peluang kejadian yang tidak diharapkan} \end{aligned}$

Jika rumus dari fungsi peluang di atas dijabarkan akan menjadi berupa bentuk penjumlahan, maka

$\begin{aligned}F(t)&=P(X\leq t)\\ &=\displaystyle \sum_{x=0}^{x=t}\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}q^{n-x}\\ &=\begin{pmatrix} n\\ 0 \end{pmatrix}p^{0}q^{n-0}+\begin{pmatrix} n\\ 1 \end{pmatrix}+p^{1}q^{n-1}+\begin{pmatrix} n\\ 2 \end{pmatrix}p^{2}q^{n-2}+\cdots +\begin{pmatrix} n\\ t \end{pmatrix}p^{t}q^{n-t} \end{aligned}$

Dan rumus di atas karena tidak sepenuhnya sampai  $\color{red}n$ , maka akan diperoleh fungsi binomial. kumulatif.

Hasil perhitungan $\color{red}f(x)=P(x;n;p)$  juga dapat dilihat dalam tabel distribusi binomial. Sebagai contohnya adalah $\color{red}P(2;4;0,05)$ yang berarti  $\color{red}x=2$, $\color{red}n=4$,  dan  $\color{red}p=0,05$ berikut tabelnya:

(Sumber: Buku Siswa Matematika Kelas XII, penulis Tasari, dkk, 2016; hal :126, PT.INTAN PARIWARA)

Sedangkan untuk mencari nilai fungsi peluang distribusi binomial kumulatif, misalkan diberikan  $F(2)=P(X\leq 2)$  dari  $\color{red}P(2;4;0,05)$  perhatikanlah tabel distribusi untuk distribusi peluang kumulatif dari sumber buku yang sama tetapi terdapat pada halaman berikutnya dengan melihat kolom  $\color{red}p=0,05$  , lalu perhatikan baris  $\color{red}x=2$  untuk  $\color{red}n=2$. Berikut tabelnya


$\LARGE\colorbox{yellow}{CONTOH SOAL}$

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Dari sebuah survei didapatkan bahwa}\\ &\textrm{1 dari 5 orang berkata bah dia telah}\\ &\textrm{mengunjungi dokter dalam sembarang}\\ &\textrm{bulan. Jika 10 orang dipilih secara acak}\\ &\textrm{maka peluang 3 orang telah berkunjung}\\ &\textrm{ke dokter pada bulan kemaren adalah}\: ....\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&n=10, \: x=3,\: p=\displaystyle \frac{1}{5},\: q=\frac{4}{5}\\ &\textrm{maka}\\ &P(3;10;\displaystyle \frac{1}{5})=\begin{pmatrix} 10\\ 3 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{5} \right )^{3}\left ( \displaystyle \frac{4}{5} \right )^{7} \end{aligned}\\ &\quad\qquad\qquad=\color{red}0,201 \end{array}$

$\LARGE\colorbox{yellow}{TAMBAHAN}$

$\color{blue}\begin{aligned}\textrm{E}.\quad&\textrm{Dsitribusi Poisson} \end{aligned}$

Perhatikanlah rumus ditribusi binomial berikut

$\begin{aligned}&f(x)=P(x;n;p)\\ &=\color{red}C(n,x)p^{x}q^{n-x}\color{black}=\color{red}\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}q^{n-x}\\ \end{aligned}$

Saat harga  $\color{blue}p$ sebagai lmabang sukses tersebut sangat kecil atau kecil sekali dapat juga dikatakan  $\color{blue}p\rightarrow 0$, dan percobaan dilakukan banyak sekali atau  $\color{blue}n\rightarrow \infty$ , maka penggunaan formula binomial akan terasa sulit. Dan untuk tetap mendapatkan nilai seperti hasil pada perhitungan dengan rumus binomial tersebut, maka digunakan pendekatan nilai dengan menggunkan rumus Distribusi Poisson berikut:

$f(x)=P(X=x)=\color{red}P(x;\lambda )=\displaystyle \frac{\lambda ^{x}}{x!}.e^{-\lambda }$

$\LARGE\colorbox{yellow}{CONTOH SOAL}$

$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Pada tiap 100 lembarkertas produksi}\\ &\textrm{suatu pabrikdiperkirakan terdapat 1}\\ &\textrm{lembar yang rusak. Tentukanlah}\\ &\textrm{kemungkinan mendapat selembar kertas}\\ &\textrm{dari 20 lembar yang diambil secara acak}\\ &\textrm{dari hasil produksi tersebut}!\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}\textrm{a}.\quad &n=10, \: x=1,\: p=\displaystyle \frac{1}{100},\: q=\frac{99}{100}\\ &\textrm{maka penghitungan dengan}\\ &\textrm{rumus}\: \textbf{Distribusi Binomial}\\ &P(1;20;\displaystyle \frac{1}{100})=\begin{pmatrix} 20\\ 1 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{100} \right )^{1}\left ( \displaystyle \frac{99}{100} \right )^{19}\\ &=\cdots \\ \textrm{b}.\quad&\textrm{Dengan rumus}\: \textbf{Distribusi poisson}\\ &\bullet \quad n=20\rightarrow \textrm{terlalu besar, dan}\\ &\bullet \quad p=\displaystyle \frac{1}{100}\rightarrow \textrm{terlalu kecil, maka}\\ &\textrm{dengan}\: \: \lambda =np=20\times \displaystyle \frac{1}{100}=\color{blue}0,2\\ &\textrm{dan}\: \: \: e=2,7183\: \: (\textrm{bilangan Euler})\\ &f(x)=P(X=x)=\displaystyle \frac{\lambda ^{x}}{x!}.e^{-\lambda }\\ &f(1)=\displaystyle \frac{(0,2)^{1}.e^{-0,2}}{1!}\\ &\qquad =0,2\times 0,409\\ &\qquad =\color{red}0,0818 \end{aligned} \end{array}$.

Sebagai tambahan penjelasannya bahwa jika nilai-nilai dari variabel acak binomial dan peluangnya ditampilkan dalam bentuk tabel atau grafik, maka diperolah distribusi peluang variabel acak binomial yang selanjutnya dapat disebut juga dengan distribusi binomial dan peluang suatu nilai variabel acak binomial dapat disebut sebagai peluang binomial.

$\LARGE\colorbox{yellow}{CONTOH SOAL}$.

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Misalkan}\: \: X\: \: \textrm{menyatakan sisi angka (A)}\\ &\textrm{pada pelambungan 3 uang koin, tentukanlah peluang}\\ &\textrm{setiap nilai}\: \:  X\: \: \textrm{yang mungkin}\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&\textrm{Perhatikanlah ilustrasi berikut}\\ &\begin{aligned}\color{blue}\textrm{Mula}\:\,&(1)\quad(2)\quad(3)\quad\color{blue}\textbf{Ruang sampel}\quad \textbf{Nilai}\\ \textbf{Mulai}&\left\{\begin{matrix} A\left\{\begin{matrix} A\left\{\begin{matrix} A\rightarrow \color{red}(A,A,A)\rightarrow \rightarrow \rightarrow X=3\\ G\rightarrow (A,A,G)\rightarrow \rightarrow \rightarrow X=2 \end{matrix}\right.\\ G\left\{\begin{matrix} A\rightarrow (A,G,A)\rightarrow \rightarrow \rightarrow X=2\\ G\rightarrow (A,G,G)\rightarrow \rightarrow \rightarrow X=1 \end{matrix}\right. \end{matrix}\right.\\ G\left\{\begin{matrix} A\left\{\begin{matrix} A\rightarrow (G,A,A)\rightarrow \rightarrow \rightarrow X=2\\ G\rightarrow (G,A,G)\rightarrow \rightarrow \rightarrow X=1 \end{matrix}\right.\\ G\left\{\begin{matrix} A\rightarrow (G,G,A)\rightarrow \rightarrow \rightarrow X=1\\ G\rightarrow \color{red}(G,G,G)\rightarrow \rightarrow \rightarrow X=0 \end{matrix}\right. \end{matrix}\right. \end{matrix}\right. \end{aligned}\\ &\textrm{Dengan nilai}\: \: X=\color{red}0,1,2,\: \color{black}\textrm{atau}\: \color{red}3 \end{aligned}\\ &\begin{aligned}f(0)&=P(X=0)=\displaystyle \frac{1}{8}\\ f(1)&=P(X=1)=\displaystyle \frac{3}{8}\\ f(2)&=P(X=2)=\displaystyle \frac{3}{8},\: \: \textrm{serta}\\ f(3)&=P(X=3)=\displaystyle \frac{1}{8}\\ f(4)&=P(X=4)=0\\ f(5)&=P(X=5)=0\\ f(6)&=P(X=6)=0\\ f(7)&=P(X=7)=0\\ f(8)&=P(X=8)=0\\ &\textrm{dan begitu seterusnya} \end{aligned} \end{array}$.

$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Sebuah kotak berisi 4 bola merah dan 6 bola}\\ &\textrm{kuning. Pada percobaan pengambilan sebuah}\\ &\textrm{bola dalam kotak kemdian dikembalikan lagi}\\ &\textrm{dengan}\: \: X\: \: \textrm{menyatakan banyak bola merah}\\ &\textrm{yang diinginkan, tentukan nilai peluang masing}\\ &\textrm{-masing variabel acak}\: \: X\: \: \textrm{jika pengambilan}\\ &\textrm{diulang sebanyak}\: \: n\: \: \textrm{kali} \\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&\textrm{Total bola}=4+6=10\: \: \textrm{bola}\\ &P(M)=\textrm{peluang terambil 1 bola merah}\\ &\: \: \: \qquad=\displaystyle \frac{4}{10}=0,4\\ &P(K)=\textrm{peluang terambil 1 bola tidak merah}\\ &\: \: \: \qquad=1-P(M)=1-0,4=0,6 \end{aligned}\\ &\begin{aligned}&\textrm{Percobaan pengambilan diulang 2 kali}\\ &\textrm{maka}\: \: n=2,\: \: \textrm{sehingga}\: \: X=\color{red}0,1,2\\ &f(0)=P(X=0)=P(KK)\\ &\qquad =P(K)\times P(K)\\ &\qquad =(0,6)\times (0,6)\: \: \textrm{atau bisa ditulis juga}\\ &\qquad =1\times (0,4)^{0}(0,6)^{2}\\ &\qquad =\: _{2}C_{0}(0,4)^{0}(0,6)^{2}\\ &f(1)=P(X=1)=P(KM)\: \: \textrm{atau}\: \: P(MK)\\ &\qquad =P(MK)+P(MK)\\ &\qquad =P(M)\times P(K)+P(K)\times P(M)\\ &\qquad =(0,4)\times (0,6)+(0,6)\times (0,4)\\ &\qquad = 2\times (0,4)^{1}\times (0,6)^{1}\\ &\qquad =\: _{2}C_{1}(0,4)^{1}(0,6)^{1}\\ &f(2)=P(X=2)=P(MM)\\ &\qquad =P(M)\times P(M)\\ &\qquad =(0,4)\times (0,4)\: \: \textrm{atau bisa ditulis juga}\\ &\qquad =\: _{2}C_{2}(0,4)^{2}(0,6)^{0} \end{aligned}\\ &\begin{aligned}&\textrm{Percobaan pengambilan diulang 3 kali}\\ &\textrm{maka}\: \: n=3,\: \: \textrm{sehingga}\: \: X=\color{red}0,1,2,3\\ &f(0)=P(X=0)=P(KKK)\\ &\qquad =P(K)\times P(K)\times P(K)\\ &\qquad =(0,6)\times (0,6)\times (0,6)\\ &\qquad = 1\times (0,4)^{0}(0,6)^{3}\\ &\qquad =\: _{3}C_{0}(0,4)^{0}(0,6)^{3}\\ &f(1)=P(X=1)\\ &\qquad=P(MKK\: \: \textrm{atau}\: \: KMK\: \: \textrm{atau}\: \: KKM)\\ &\qquad =\cdots \\  &\qquad = 3\times (0,4)^{1}\times (0,6)^{2}\\ &\qquad =\: _{3}C_{1}(0,4)^{1}(0,6)^{2}\\ &f(2)=P(X=2)\\ &\qquad=P(MMK\: \: \textrm{atau}\: \: MKM\: \: \textrm{atau}\: \: KMM)\\ &\qquad =\cdots \\  &\qquad = 3\times (0,4)^{2}\times (0,6)^{1}\\ &\qquad =\: _{3}C_{2}(0,4)^{2}(0,6)^{1}\\ &f(3)=P(X=3)=P(MMM)\\ &\qquad =P(M)\times P(M)\times P(M)\\ &\qquad =(0,4)\times (0,4)\times (0,4)\\ &\qquad =1\times (0,4)^{3}\times (0,6)^{0}\\ &\qquad = _{3}C_{3}\times (0,4)^{3}\times (0,6)^{0}  \end{aligned}\\ &\begin{aligned}&\textrm{dst. Sehingga dapat disimpulkan bahwa untuk}\\ &\textrm{kasus di atas rumusnya adalah}\\ &\color{red}f(x)=P(x;\: n;\: p)=\: \color{red}_{n}C_{x}p^{x}q^{n-x} \end{aligned} \end{array}$.

DAFTAR PUSTAKA

  1. Bintari, N. 2009. Master Juara Olimpiade Matematika SMA Nasional dan Internasional. Yogyakarta: PUSTAKA WIDYATAMA.
  2. Kanginan, M., Terzalgi, Y. 2014. Matematika untuk SMA-MA/SMK Kelas XI. Bandung: SEWU.
  3. Rasiman, Rahmawati, N., D. 2012. Matematika Diskrit. Semarang: IKIP PGRI Semarang Press.
  4. Sharma, dkk. 2017. Jelajah Matematika SMA Kelas XII Program Wajib. Jakarta: YUDHISTIRA.
  5. Tasari, Sksin, N., Miyanto, & Muklis. 2016. Matematika untuk SMA/MA Kelas XII Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Klaten: PT. INTAN PARIWARA.
  6. Yuliatun. 2019. Matematika IPA Kelas XII SMA/MA Semester Genap. Solo: INDONESIA JAYA

Distribusi Binomial

 $\color{purple}\textrm{A. Pendahuluan}$

$\begin{aligned}&\left\{\begin{matrix} (1)\: \textrm{Review}\begin{cases} \textrm{Peluang} \begin{cases} \textrm{Populasi} \\ \textrm{Sampel}\begin{cases} \textrm{Acak} \\ \textrm{Bukan Acak}.\quad \end{cases} \end{cases} \\ \textrm{Kombiasi} & \end{cases}\\ (2)\: \textrm{Variabel Acak}\begin{cases} \textrm{Diskrit} & .\qquad\qquad\qquad\qquad \\ \textrm{Kontinue} & \end{cases}\\ (3)\: \textrm{Distribusi}\begin{cases} \textrm{Distribusi Peluang Variabel Acak} & \\ \textrm{Fungsi Distribusi Kumulatif} & \\ \textrm{Variabel Acak Binomial}&\\ \textrm{Distribusi Binomial} \end{cases}\\ \end{matrix}\right. \end{aligned}$

$\color{purple}\textrm{Penjelasan}$

$\begin{array}{|c|l|l|}\hline \textrm{No}&\quad\textrm{Istilah}&\qquad\qquad\qquad\textrm{Penjelasan}\\\hline 1&\textrm{Statistika}&\textrm{Ilmu tentang pengumpulan, pengolahan},\\ &&\textrm{penganalisaan serta penarikan kesimpulan}\\ &&\textrm{data. Selanjutnya akan dibagi dua yaitu}\\ &&\color{blue}\textrm{deskriptif dan inferensia}\\\hline 2&\textrm{Statistik}&\color{red}\textrm{Kumpulan data/ukuran sampel}\\\hline 3&\textrm{Parameter}&\textrm{Ukuran populasi}\\\hline 4&\textrm{Populasi}&\color{blue}\textrm{Keseluruhan/semua anggota objek/data}\\\hline 5&\textrm{Sampel}&\color{blue}\textrm{Subjek/Objek yang mewakili populasi}\\\hline 6&\textrm{Sensus}&\textrm{Penelitian seluruh data (populasi)}\\\hline 7&\textrm{Teknik}&\textrm{Cara pengambilan data terbatas pada}\\ &\textrm{Sampling}&\textrm{sebagian saja dari populasi yang diteliti}\\\hline \end{array}$

$\color{purple}\textrm{lanjutan}$

$\begin{array}{|l|l|l|}\hline \textrm{No}&\textrm{Istilah}&\qquad\qquad\qquad\textrm{Penjelasan}\\\hline 8&\textrm{Cara}&\color{blue}\textrm{atau radom}.\: \textrm{yaitu setiap elemen populasi}\\ &\textrm{Acak}&\textrm{memiliki kesempatan yang yang sama}\\ &&\textrm{sehingga bersifat objektif}\\\hline 9&\textrm{Ruang}&\textrm{Himpunan dari semua hasil yang mungkin}\\ &\textrm{Sampel}&\textrm{dari sebuah percobaan}\\\hline 10&\textrm{Variabel}&\textrm{Suatu fungsi (aturan) yang memetakan }\\ &\textrm{Acak}&\textrm{setiap anggota ruang sampel dengan}\\ &(\textrm{VA})&\textrm{sebuah bilangan riil. Biasanya dinotasikan}\\ &&\textrm{dengan huruf besar, sedangkan nilai}\\ &&\textrm{variabel acaknya dinotasikan dengan}\\ &&\textrm{huruf kecil}\\\hline 11&(\textrm{VA})&\textrm{Jika VA tersebut memiliki sejumlah nilai}\\ &\textrm{Diskrit}&\textrm{yang dapat dihitung(berupa bilangan}\\ &&\textrm{bulat positif)}\\\hline 12&\textrm{VA}&\textrm{Sebaliknya yaitu berupa bilangan yang}\\ &\textrm{Kontinu}&\textrm{tidak bulat}\\\hline \end{array}$

$\color{red}\textrm{Sebagai contoh}$

$\begin{aligned}\textbf{a}\quad&\color{blue}\textrm{Variabel Acak Diskrit (Bilangan bulat positif)}\\ &\bullet \: \: \textrm{Jumlah siswa kelas XII MIA MA FUTUHIYAH}\\ &\: \, \quad \textrm{JEKETRO GUBUG}\\ &\bullet \: \: \textrm{Jumlah guru laki-laki di MA FUTUHIYAH}\\ &\: \, \quad \textrm{JEKETRO GUBUG}\\ &\bullet \: \: \textrm{Jumlah guru dan siswa di MA FUTUHIYAH}\\ &\: \, \quad \textrm{JEKETRO GUBUG yang tidak terpapar}\\ &\: \, \quad \textrm{COVID-19}\\ &\bullet \: \: \textrm{Jumlah motor yang terjual dalam sebulan}\\ \textbf{b}\quad&\color{purple}\textrm{Variabel Acak Kontinu (Bukan bilangan bulat)}\\ &\bullet \: \: \textrm{Jumlah miyak yang tumpah di suatu lantai}\\ &\bullet \: \: \textrm{Ketinggian permukaan air di sebuah waduk}\\ \end{aligned}$

$\color{blue}\textrm{B. Variabel Acak}$

$\begin{array}{|c|l|l|}\hline \textrm{No}&\quad\textrm{Istilah}&\qquad\qquad\qquad\textrm{Definisi}\\\hline 13&\textrm{Variabel}&\textrm{Suatu variabel}\: \: X\: \: \textrm{adalah variabel acak jika}\\ &\textrm{Acak}&\textrm{nilai-nilai yang dimiliki oleh}\: \: X\: \: \textrm{merupakan}\\ &&\textrm{suatu kemungkinan atau peristiwa acak}.\\ &&\color{blue}\textrm{Selanjutnya variabel acak dibedakan}\\ &&\color{blue}\textrm{menjadi dua, yaitu variabel acak diskrit dan}\\ &&\color{blue}\textrm{variabel acak kontinu sebagaimana pada}\\ &&\color{blue}\textrm{penjelasan sebelumnya di atas}\\\hline \end{array}$

$\color{blue}\textrm{C. Distribusi Peluang}$

$\begin{array}{|c|l|l|}\hline \textrm{No}&\quad\textrm{Istilah}&\qquad\qquad\qquad\textrm{Definisi}\\\hline 14&\textrm{Distribusi}&\textrm{Sebuah daftar yang berisi seluruh hasil}\\ &\textrm{Peluang}&\textrm{yang mungkin dari suatu percobaan dan}\\ &(\textrm{Probabilitas})&\textrm{probabilitas yang berkaitan dengan setiap}\\ &&\textrm{hasil tersebut}.\\ &&\color{red}\textrm{Nilai probabilitas berada di antara 0 dan 1}\\ &&\color{blue}\textrm{Jumlah dari seluruh probabilitas hasil harus}\\ &&\color{blue}\textrm{harus sama dengan 1}\\\hline \end{array}$

$\LARGE\colorbox{yellow}{CONTOH SOAL}$

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Sebuah koin dilempar sebanyak tiga kali}\\ &\textrm{a}.\quad \textrm{tentukan semua titik sampelnya}\\ &\textrm{b}.\quad \textrm{tentukan peluang mendapatkan tepat}\\ &\qquad \textrm{dua gambar}\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}\textrm{a}.\: \: \: &\textrm{Sebuah koin hanya memiliki dua muka,}\\ &\textrm{yaitu muka gambar (G) dan muka angka (A)}\\ &\textrm{sehingga setiap pelemparan hanya memiliki}\\ &\textrm{dua kemungkinan, yaitu muncul sisi A atau G}\\ &\textrm{maka ruang sampelnya adalah}:\\ &\begin{aligned} \color{blue}\textrm{Mula}\: \, &(1)\quad (2)\quad (3)\quad \color{blue}\textbf{Ruang sampel}\\ \textbf{Mulai}&\left\{\begin{matrix} A\left\{\begin{matrix} A\left\{\begin{matrix} A\rightarrow (A,A,A)\\ G\rightarrow (A,A,G) \end{matrix}\right.\\ G\left\{\begin{matrix} A\rightarrow (A,G,A)\\ G\rightarrow (A,G,G) \end{matrix}\right. \end{matrix}\right.\\ G\left\{\begin{matrix} A\left\{\begin{matrix} A\rightarrow (G,A,A)\\ G\rightarrow (G,A,G) \end{matrix}\right.\\ G\left\{\begin{matrix} A\rightarrow (G,G,A)\\ G\rightarrow (G,G,G) \end{matrix}\right. \end{matrix}\right. \end{matrix}\right. \end{aligned} \\ &\textrm{Jadi, banyaknya ruang sampel adalah }\color{red}8 \end{aligned}\\ &\begin{aligned}\textrm{b}.\: \: \: &\textrm{Dari ruang sampel yang tepat}\\ &\textrm{ada 2 sisi gambar : AGG,GAG,GGA}\\ &\textrm{sehingga peluangnya}=\displaystyle \frac{3}{\textrm{total ruang sampel}}=\color{red}\frac{3}{8} \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Misalkan}\: \: X\: \: \textrm{menyatakan sisi angka (A)}\\ &\textrm{pada soal No.1 di atas, tentukanlah nilai}\\ &X\: \: \textrm{yang mungkin}\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&\textrm{Perhatikanlah ilustrasi berikut}\\ &\begin{aligned} \color{blue}\textrm{Mula}\: \, &(1)\quad (2)\quad (3)\quad \color{blue}\textbf{Ruang sampel}\quad \textbf{Nilai}\\ \textbf{Mulai}&\left\{\begin{matrix} A\left\{\begin{matrix} A\left\{\begin{matrix} A\rightarrow \color{purple}(A,A,A)\rightarrow \rightarrow \rightarrow X=3\\ G\rightarrow (A,A,G)\rightarrow \rightarrow \rightarrow X=2 \end{matrix}\right.\\ G\left\{\begin{matrix} A\rightarrow (A,G,A)\rightarrow \rightarrow \rightarrow X=2\\ G\rightarrow (A,G,G)\rightarrow \rightarrow \rightarrow X=1 \end{matrix}\right. \end{matrix}\right.\\ G\left\{\begin{matrix} A\left\{\begin{matrix} A\rightarrow (G,A,A)\rightarrow \rightarrow \rightarrow X=2\\ G\rightarrow (G,A,G)\rightarrow \rightarrow \rightarrow X=1 \end{matrix}\right.\\ G\left\{\begin{matrix} A\rightarrow (G,G,A)\rightarrow \rightarrow \rightarrow X=1\\ G\rightarrow \color{red}(G,G,G)\rightarrow \rightarrow \rightarrow X=0 \end{matrix}\right. \end{matrix}\right. \end{matrix}\right. \end{aligned}\\ &\textrm{Jadi, nilai}\: \: X\: \: \textrm{yang mungkin}=\color{red}0,1,2,\: \color{black}\textrm{atau}\: \color{red}3 \end{aligned} \end{array}$

Perhatikanlah contoh pada No.2 di atas, nilai  X  ternyata tidak memiliki nilai tunggal. Karena  X  tidak memiliki nilai tunggal, maka  X  selanjutnya disebut dengan variabel. Dan variabel seperti ini yang nilainya ditentukan oleh percobaan sehingga akan mendapatkan beberapa kemungkinan selanjutnya disebut dengan variabel acak. Sehingga  X  pada No.2 di atas adalah salah satu contoh untuk variabel acak. 


Contoh Soal dan Pembahasan Distribusi Binomial (Bagian 3)

 $\begin{array}{ll}\\ 11.&\textrm{Suatu tes dengan pilihan jawaban }\\ &\textrm{benar-salah berjumlah 8 soal}\\ &\textrm{Supaya lulus tes, peserta diharuskan }\\ &\textrm{menjawab benar minimal 50}\%\\ &\textrm{Peluang seseorang dianggap lulus tes }\\ &\textrm{adalah}\: ....\\ &\textrm{a}.\quad \displaystyle 0,2188\qquad\qquad\quad\qquad \quad\textrm{d}.\quad 0,6367\\ &\textrm{b}.\quad \displaystyle \color{red}0,2734\quad \: \color{black}\textrm{c}.\quad 0,3633\quad\quad \textrm{e}.\quad 0,7266\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&p=\textbf{Peluang benar}=\displaystyle \frac{1}{2},\qquad \textrm{dan}\: \: \\ &q=\textbf{Peluang Salah}=1-\displaystyle \frac{1}{2}=\frac{1}{2}\\ &f(x)=P(X=x)=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}.q^{n-x}\\ &\textrm{maka}\\ &P\left ( X=50\%(8)=4 \right )=\begin{pmatrix} 8\\ 4 \end{pmatrix}\times \left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{4}\times \left ( \frac{1}{2} \right )^{8-4}\\ &\qquad =\displaystyle \frac{8!}{4!\times 4!}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{4+4}\\ &\qquad =70\times \displaystyle \frac{1}{256}\\ &\qquad =\color{red}0,2734 \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 12.&\textrm{Sebuah kotak berisi 20 bola dengan }\\ &\textrm{rincian 12 boal berwarna kuning dan }\\ &\textrm{sisanya berwarna hijau. Dari kotak} \\ &\textrm{diambil 6 bola secara acak. Peluang}\\ &\textrm{terambil 4 bola hijau adalah}....\\ &\textrm{a}.\quad \displaystyle 0,1238\quad\quad\qquad\qquad \qquad\textrm{d}.\quad 0,8132\\ &\textrm{b}.\quad \color{red}\displaystyle 0,1382\: \quad \color{black}\textrm{c}.\quad 0,3110\quad\quad \textrm{e}.\quad 0,9590\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&p=\textbf{Peluang bola kuning}\\ &\: \: =\displaystyle \frac{C_{1}^{12}}{C_{1}^{20}}=\displaystyle \frac{12}{20}=\frac{3}{5},\\ &q=\textbf{Peluang bola hijau}=1-\displaystyle \frac{3}{5}=\frac{2}{5}\\ &f(x)=P\left ( X=x \right )=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}.q^{n-x}\\ &\textrm{maka}\\ &f(4)=\begin{pmatrix} 6\\ 4 \end{pmatrix}\times \left ( \displaystyle \frac{2}{5} \right )^{4}\times \left ( \frac{3}{5} \right )^{6-4}\\ &\qquad =\displaystyle \frac{6!}{2!\times 4!}\left ( \displaystyle \frac{16}{625} \right )\times \left ( \displaystyle \frac{9}{25} \right )\\ &\qquad =15\times \displaystyle \frac{144}{15625}=\frac{2160}{15625}\\ &\qquad =\color{red}0,1382 \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 13.&\textrm{Dua dadu dilambungkan 5 kali}\\ &\textrm{Peluang muncul pasangan mata dadu}\\ &\textrm{berjumlah 4 sampai dengan 7 }\\ &\textrm{sebanyak 4 kali adalah}\: ....\\ &\textrm{a}.\quad \displaystyle 0,1503\: \: \: \: \qquad\qquad\quad\quad \quad\textrm{d}.\quad 0,1583\\ &\textrm{b}.\quad \displaystyle 0,1553\quad \textrm{c}.\quad \color{red}0,1563\quad\quad \color{black}\textrm{e}.\quad 0,1593\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&p=\textbf{Peluang mata dadu berjumlah 4 sampai 7}\\ &\: \: =\displaystyle \frac{18}{36}=\frac{1}{2},\qquad \textrm{dan}\: \: \\ &q=\textbf{Peluang bola hijau}=1-\displaystyle \frac{1}{2}=\frac{1}{2}\\ &f(x)=P\left ( X=x \right )=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}.q^{n-x}\\ &f(4)=P\left ( X=4 \right )=\begin{pmatrix} 5\\ 4 \end{pmatrix}\times \left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{4}\times \left ( \frac{1}{2} \right )^{5-4}\\ &\qquad =\displaystyle \frac{5!}{1!\times 4!}\left ( \displaystyle \frac{1}{16} \right )\times \left (\frac{1}{2} \right )\\ &\qquad =5\times \displaystyle \frac{1}{32}=\frac{5}{32}\\ &\qquad =\color{red}0,1563 \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 14.&\textrm{Peluang seseorang sembih dari }\\ &\textrm{penyakit jantung adalah 0,6}\\ &\textrm{Jika 7 orang penderita ini menjalani }\\ &\textrm{operasi, maka peluang 3 sampai}\\ &\textrm{6 orang sembuh adalah}... .\\ &\textrm{a}.\quad \displaystyle 0,0629\qquad\qquad\quad\qquad \quad\textrm{d}.\quad \color{red}0,6822\\ &\textrm{b}.\quad \displaystyle 0,2613\quad \textrm{c}.\quad 0,2898\quad\quad \: \textrm{e}.\quad 0,9720\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&p=\textbf{Peluang sembuh}=0,6,\qquad \textrm{maka}\: \: \\ &q=\textbf{Peluang tidak sembuh}=1-0,6=0,4\\ &f(x)=P\left ( X=x \right )=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}.q^{n-x}\\ &\textrm{maka}\\ &P\left ( 3\leq X\leq 6 \right )=P\left ( X\leq 6 \right )-P\left ( X\leq 3 \right )\\ &=C_{4}^{7}(0,6)^{4}(0,4)^{3}+C_{5}^{7}(0,6)^{5}(0,4)^{2}+C_{6}^{7}(0,6)^{6}(0,4)^{1}\\ &=35\times 0,0082944+21\times 0,0124416+7\times 0,0186624\\ &=0,290304+0,2612736+0,1306368\\ &=\color{red}0,6822144 \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 15.&\textrm{Peluang seseorang mendapatkan reaksi }\\ &\textrm{buruk setelah disuntik adalah 0,0005}\\ &\textrm{Dari 4000 orang yang disuntik, maka }\\ &\textrm{peluang seseorang mendapatkan reaksi}\\ & \textrm{ada 2 orang adalah}.....\\ &\textrm{a}.\quad \displaystyle \frac{1}{2}e^{-2}\\ &\textrm{b}.\quad e^{-2}\\ &\textrm{c}.\quad \color{red}2e^{-2}\\ &\textrm{d}.\quad \displaystyle \frac{1}{2}e^{2}\\ &\textrm{e}.\quad 2e^{2}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&\textrm{Di atas adalah contoh kasus }\\ &\textrm{permasalahan}\: \: \textbf{Distribusi Poisson}\\ &P\left ( X=x \right )=f(x)=\left\{\begin{matrix} \displaystyle \frac{e^{-\lambda }.\lambda ^{x}}{x!}\: \: ,\: \: x=0,1,2,3,\cdots \\\ 0,\quad \textrm{untuk}\: \: x\: \: \textrm{yang lain} \end{matrix}\right.\\ &P\left ( X=2 \right )=\displaystyle \frac{e^{-np}.(np)^{2}}{2!}\\ &\qquad =\displaystyle \frac{e^{-(4000.0,0005)}.(4000.0,0005)^{2}}{2!}\\ &\qquad =\displaystyle \frac{e^{-2}.2^{2}}{2}\\ &\qquad =\color{red}2e^{-2} \end{aligned} \end{array}$

Contoh Soal dan Pembahasan Distribusi Binomial (Bagian 2)

 $\begin{array}{ll}\\ 6.&\textrm{Pengundian terhadap mata uang }\\ &\textrm{yang homogen sebanyak 10 kali}\\ &\textrm{Peluang untuk mendapatkan 6 }\\ &\textrm{muka angka adalah}\: ....\\ &\textrm{a}.\quad 0,1172\\ &\textrm{b}.\quad \color{red}0,2051\\ &\textrm{c}.\quad 0,2461\\ &\textrm{d}.\quad 0,2651\\ &\textrm{e}.\quad 0,2852\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&p=\textbf{Peluang Angka}=\displaystyle \frac{1}{2},\quad \textrm{dan}\: \: \\ &q=\textbf{Bukan Angka}\\ &\: \: =\textbf{Peluang Gambar}=1-\displaystyle \frac{1}{2}=\frac{1}{2}\\ &f(x)=P(x;n;p)=P(X=x)=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}q^{n-x}\\ &\textrm{maka}\\ &f(x)=P\left ( X=x \right )=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}.q^{n-x}\\ &f(6)=P\left ( X=6 \right )=\begin{pmatrix} 10\\ 6 \end{pmatrix}\times \left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{6}\times \left ( \frac{1}{2} \right )^{10-6}\\ &\qquad =\displaystyle \frac{10!}{6!\times 4!}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{6+4}\\ &\qquad =210\times \displaystyle \frac{1}{1024}\\ &\qquad =\color{red}0,2051 \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 7.&\textrm{Pada pengundian terhadap mata uang identik},\\ &\textrm{sebanyak 10 kali, peluang distribusi binomial} \\ &\textrm{untuk mendapatkan 7 muka gambar adalah}\: ....\\ &\begin{array}{lllllll}\\ \textrm{a}.\quad \displaystyle 0,2653&&\textrm{d}.\quad \displaystyle 0,7522\\ \textrm{b}.\quad \displaystyle \color{red}0,1172&\textrm{c}.\quad \displaystyle 0,2653&\textrm{e}.\quad 0,2422 \end{array}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\textrm{Uraian berikut sekaligus tambahan}\\ &\textrm{penjelasan pada uraian jawaban}\\ &\color{blue}\textrm{soal no. 6 di atas}\\ &\begin{aligned}f(x)&=P(x;n;p)=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}q^{n-x}\\ &\textrm{Ingat sebuah koin ada 2 muka}\\ &\textrm{yaitu muka gambar (G) dan angka (A)}\\ &\color{red}\textrm{misalkan}\\ &A=\textrm{kejadian muncul muka gambar}\\ &\textrm{maka peluangnya adalah}\: \: \displaystyle \frac{1}{2}\\ &\textrm{Selanjutnya di sini disimbolkan dengan}\: \: \: \color{blue}p=\displaystyle \frac{1}{2}\\ &\color{red}\textrm{Demikian juga misalkan}\\ &B=\textrm{kejadian muncul muka angka}\\ &\textrm{maka peluang juga}\: \displaystyle \frac{1}{2}\\ &\textrm{Di sini dituliskan dengan}\: \: \: \color{blue}q=\displaystyle \frac{1}{2}\\ f(7)&=\begin{pmatrix} 10\\ 7 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{7}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{10-7}\\ &=\begin{pmatrix} 10\\ 7 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{7}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{3}\\ &=\displaystyle \frac{10!}{7!\times (10-7)!}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{7+3}\\ &=\displaystyle \frac{10.9.8.\not{7!}}{\not{7!}.3.2.1}\left ( \displaystyle \frac{1}{1024} \right ) \\ &=\color{red}0,1172 \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 8.&\textrm{Sebuah uang logam dilempar sebanyak 8}\\ &\textrm{kali. Peluang muncul gambar sebanyak}\\ &\textrm{5 kali adalah}\: ....\\ &\begin{array}{llllllll}\\ \textrm{a}.&\displaystyle \frac{3}{32}&&&\textrm{d}.&\displaystyle \color{red}\frac{7}{32}\\\\ \textrm{b}.&\displaystyle \frac{4}{32}&\textrm{c}.&\displaystyle \frac{5}{32}&\textrm{e}.&\displaystyle \frac{9}{32} \end{array}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}f(x)&=P(x;n;p)=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}q^{n-x}\\ f(5)&=\begin{pmatrix} 8\\ 5 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{5}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{8-5}\\ &=\begin{pmatrix} 8\\ 5 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{5}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{3}\\ &=\displaystyle \frac{8!}{5!\times (8-5)!}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{5+3}\\ &=\displaystyle \frac{8.7.6.5!}{5!.3.2.1}\left ( \displaystyle \frac{1}{256} \right ) \\ &=\displaystyle \frac{8.7}{256}\\ &=\color{red}\displaystyle \frac{7}{32} \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 9.&\textrm{Pada pelemparan sebuah koin sebanyak 4 kali}\\ &\textrm{Peluang didapatkannya dua angka pada} \\ &\textrm{pelemparan tersebut adalah}\: ....\\ &\begin{array}{lllllll}\\ \textrm{a}.\quad \displaystyle 0,123&&\textrm{d}.\quad \displaystyle 0,232\\ \textrm{b}.\quad \displaystyle 0,135&\textrm{c}.\quad \displaystyle 0,154&\textrm{e}.\quad \color{red}0,375 \end{array}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}f(x)&=P(x;n;p)=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}q^{n-x}\\ f(2)&=\begin{pmatrix} 4\\ 2 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{2}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{4-2}\\ &=\begin{pmatrix} 4\\ 2 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{2}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{2}\\ &=\displaystyle \frac{4!}{2!\times (4-2)!}\left ( \displaystyle \frac{1}{2} \right )^{2+2}\\ &=\displaystyle \frac{4.3.2!}{2!.2.1}\left ( \displaystyle \frac{1}{16} \right ) \\ &=\color{red}0,375 \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 10.&\textrm{Dari data survei didapatkan bahwa}\\ &\textrm{satu dari lima orang telah berkunjung}\\ &\textrm{ke dokter dalam sembarang bulan yang}\\ &\textrm{ditanyakan. Jika 10 orang dipilih secara}\\ &\textrm{acak, peluang 3 orang telah berkunjung}\\ &\textrm{ke dokter bulan lalu adalah}\: ....\\ &\begin{array}{llllllll}\\ \textrm{a}.&\displaystyle 0,125&&&\textrm{d}.&\displaystyle \color{red}0,201\\\\ \textrm{b}.&\displaystyle 0,174&\textrm{c}.&\displaystyle 0,182&\textrm{e}.&\displaystyle 0,423 \end{array}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}f(x)&=P(x;n;p)=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}q^{n-x}\\ f(3)&=\begin{pmatrix} 10\\ 3 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{5} \right )^{3}\left ( \displaystyle \frac{4}{5} \right )^{10-3}\\ &=\begin{pmatrix} 10\\ 3 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{5} \right )^{3}\left ( \displaystyle \frac{4}{5} \right )^{7}\\ &=\displaystyle \frac{10!}{3!\times 7!}\left ( \displaystyle \frac{1}{125} \right )\left ( \displaystyle \frac{4^{7}}{5^{7}} \right )\\ &=\cdots \\ &=\color{red}\displaystyle 0,201 \end{aligned} \end{array}$


Contoh Soal dan Pembahasan Distribusi Binomial (Bagian 1)

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Manakah yang merupakan data diskrit dari pernyataan berikut}\\ &\textrm{a}.\quad \textrm{Suhu Badan Anton ketika sakit mencapai}\: \: 40^{\circ}C\\ &\textrm{b}.\quad \textrm{Kecepatan mobil yang sedang melaju adalah}\: \: 100\: \: km/jam\\ &\textrm{c}.\quad \textrm{Tinggi tiang bendaera di madrasah Budi adalah 4 m}\\ &\textrm{d}.\quad \color{red}\textrm{Jumlah guru yang mengajar di MA Futuhiyah }\\ &\qquad \color{red}\textrm{sebanyak 30 orang}\\ &\textrm{e}.\quad \textrm{Berat bayi yang baru lahir adalah 3.500 gram}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\textrm{Alasannya dikarena hasil mencacah} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Jika Anda mengumpulkan nilai raport}\\ &\textrm{teman-teman sekelas Anda untuk pelajaran}\\ &\textrm{ matematika, maka data yang Anda peroleh }\\ &\textrm{adalah}....\\ &\textrm{a}.\quad \color{red}\textrm{data diskrit}\\ &\textrm{b}.\quad \textrm{data kontinu}\\ &\textrm{c}.\quad \textrm{data kualitatif}\\ &\textrm{d}.\quad \textrm{Populasi}\\ &\textrm{e}.\quad \textrm{Sampel}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\textrm{Dengan catatan nilainya cacah} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 3.&\textrm{Ukuran yang dihitung dari seluruh data }\\ &\textrm{dalam populasi adalah}\: ....\\ &\textrm{a}.\quad \textrm{data kuantitatif}\\ &\textrm{b}.\quad \textrm{data kualitatif}\\ &\textrm{c}.\quad \textrm{Statistik}\\ &\textrm{d}.\quad \textrm{Statistika}\\ &\textrm{e}.\quad \color{red}\textrm{Parameter}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\textrm{Parameter adalah ukuran dari }\\ &\textrm{seluruh data atau populasi} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 4.&\textrm{Diketahui distribusi peluang suatu }\\ &\textrm{variabel acak diskrit sebagai berikut}\\ &\begin{array}{|c|c|c|c|c|}\hline x&0&1&2&3\\\hline f(x)&m&0,26&3m&0,42\\\hline \end{array}\\ &\textrm{Peluang nilai X minimal berharga 2 adalah}\\ &\textrm{a}.\quad 0,24\\ &\textrm{b}.\quad 0,34\\ &\textrm{c}.\quad 0,42\\ &\textrm{d}.\quad 0,58\\ &\textrm{e}.\quad \color{red}0,66\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&\textrm{Diketahui bahwa}\: \: X\: \: \textrm{adalah variabel }\\ &\textrm{acak diskrit, maka}\: \: \sum f(x)=1\\ &F(c)=P(X\leq c)=\displaystyle \sum_{x=0}^{x=c}f(x)\\ &=f(0)+f(1)+f(2)+f(3)+\cdots +f(c)=1\\ &\textrm{dalam hal soal}\: \textrm{di atas, maka kita tentukan}\\ &\textrm{nilai}\: \: \color{blue}m\: \: \color{black}\textrm{dulu}\\ &F(3)=P(X\leq 3)=\displaystyle \sum_{x=0}^{x=3}f(x)\\ &=f(0)+f(1)+f(2)+f(3)=1\\ &1=m+0,26+3m+0,42=4m+0,68\\ &4m=1-0.68=0,32\\ &m=0.08, \qquad \textrm{sehingga}\\ &P(2\leq X\leq 3)=f(2)+f(3)=3m+0,42\\ &=3(0,08)+0,42=0,24+0,42=\color{red}0,66 \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 5.&\textrm{Diketahui fungsi peluang suatu }\\ &\textrm{variabel acak kontinu adalah}\\ &f(y)=\left\{\begin{matrix} 0,\quad \textrm{untuk \textit{y} yang lain}\\\\ \displaystyle \frac{2y+k}{50},\: \: \textrm{untuk}\: \: 0\leq y\leq 5 \end{matrix}\right.\\ &\textrm{Nilai}\: \: P\left ( \left | Y-1 \right |\leq 2 \right )\: \: \textrm{adalah}....\\ &\textrm{a}.\quad \displaystyle \frac{7}{25}\qquad\qquad\qquad\qquad \textrm{d}.\quad \frac{14}{25}\\\\ &\textrm{b}.\quad \displaystyle \frac{9}{25}\qquad \textrm{c}.\quad \color{red}\frac{12}{25}\qquad\quad \color{black}\textrm{e}.\quad \frac{18}{25}\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&\int_{0}^{5}\displaystyle \frac{2y+k}{50}\: dy=1\\ &1=\int_{0}^{5}\displaystyle \frac{2y+k}{50}\: dy\\ &50=\int_{0}^{5}(2y+k)dy\\ &50=y^{2}+ky|_{0}^{5}=5^{2}+5k=25+5k\\ &k=5\\ &\color{blue}P(\left | Y-1 \right |\leq 2)=P\left ( -2\leq Y-1\leq 2 \right )\\ &=P\left ( -1\leq Y\leq 3 \right )\\ &=f(-1)+f(0)+f(1)+f(2)+f(3)\\ &=\int_{0}^{3}\left ( \displaystyle \frac{2y+5}{50} \right )dy\\ &=\displaystyle \frac{1}{50}\left ( y^{2}+5y \right )|_{0}^{3}\\ &=\displaystyle \frac{1}{50}\left ( 9+15 \right )=\displaystyle \frac{24}{50}=\color{red}\frac{12}{25} \end{aligned} \end{array}$


 

Distribusi Binomial

 $\color{blue}\begin{aligned}\textrm{E}.\quad&\textrm{Binomial Newton} \end{aligned}$

 $\color{blue}\begin{aligned}\textrm{E. 1}.\quad&\textrm{Binomial Newton} \end{aligned}$

$\begin{aligned}&\textrm{Perhatikanlah susunan bilangan berikut}\\\\ &\begin{array}{|c|l|}\hline &\\ 1=C_{0}^{\color{red}1}\quad 1=C_{1}^{\color{red}1}&(a+b)^{\color{red}1}\\ &\\ 1=C_{0}^{\color{red}2}\quad 2=C_{1}^{\color{red}2}\quad 1=C_{2}^{\color{red}2}&(a+b)^{\color{red}2}\\ &\\ 1=C_{0}^{\color{red}3}\quad 3=C_{1}^{\color{red}3}\quad 3=C_{2}^{\color{red}3}\quad 1=C_{3}^{\color{red}3}&(a+b)^{\color{red}3}\\ &\\ 1=C_{0}^{\color{red}4}\quad 4=C_{1}^{\color{red}4}\quad 6=C_{2}^{\color{red}4}\quad 4=C_{3}^{\color{red}4}\quad 1=C_{4}^{\color{red}4}&(a+b)^{\color{red}4}\\ \vdots &\: \: \quad\vdots \\ dst&(a+b)^{\color{red}\cdots }\\ &\\ \vdots&\: \: \quad\vdots \\ &(a+b)^{\color{red}n}\\\hline \end{array}\\\\ &\textrm{Susunan bilangan-bilangan di atas selanjutnya}\\ &\textrm{dinamakan}\: \: \: \textbf{Segitiga Pascal}\\ & \end{aligned}$

$\begin{aligned}&\textrm{Bilangan}\: \: C_{r}^{n}=\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix}\: \: \textrm{merupakan koefisien}\\ &\textrm{dari binomial}\: \: (a+b)^{n}\\ &\textrm{Selanjutnya perhatikanlah bahwa untuk}\\ &n=1,2,3,4,\cdots \: \: \: \textrm{berlaku}\\ &\color{red}\begin{aligned}(a+b)^{n}\color{black}=\, &\color{red}C_{0}^{n}a^{n}b^{0}+C_{1}^{n}a^{n-1}b^{1}+C_{2}^{n}a^{n-2}b^{2}\\ &+C_{3}^{n}a^{n-3}b^{3}+\cdots +C_{n-3}^{n}a^{3}b^{n-3}\\ &+C_{n-2}^{n}a^{2}b^{n-2}+C_{n-1}^{n}a^{1}b^{n-1}+C_{n}^{n}a^{0}b^{n}\\ &\color{black}=\displaystyle \sum_{r=0}^{n}C_{r}^{\color{red}n}a^{\color{red}n\color{black}-r}b^{r} \end{aligned}\\ & \end{aligned}$

$\color{blue}\textrm{E. 2 Perluasan Binomial Newton}$

$\begin{aligned}&\textrm{Untuk bilangan real}\: \: n\: \: \textrm{dan bilangan}\\ &\textrm{non negatif}\: \: r,\: \: \textrm{serta}\: \: \left | A \right |<1,\: \textrm{berlaku}:\\ &(1+A)^{n}=\displaystyle \sum_{r=0}^{n}C_{r}^{n}A^{r} \end{aligned}$

$\color{blue}\textrm{E. 3 Teorema Multinomial}$

Pada bentuk multinomial dengan ekspresi  $(x_{1}+x_{2}+x_{3}+\cdots +x_{r})^{n}$  dengan n dan r bilangan bulat positif, maka koefisien dari  $\color{red}x_{1}^{n_{1}}x_{2}^{n_{2}}x_{3}^{n_{3}}\cdots x_{r}^{n_{r}}$   adalah  $\displaystyle \frac{n!}{n_{1}!n_{2}!n_{3}!\cdots n_{r}!}$  dinotasikan dengan  $\begin{pmatrix} n\\\\ n_{1},n_{2},n_{3},\cdots ,n_{r} \end{pmatrix}$

$\LARGE\colorbox{yellow}{CONTOH SOAL}$

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Misalkan untuk}\: \: n\: \: \textrm{bilangan bulat}\\ &\textrm{Positif. Tunjukklan bahwa}\\ &\textrm{a}.\quad (1+x)^{n}=\displaystyle \sum_{r=0}^{n}C_{r}^{n}x^{r}=\displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix}x^{r}\\ &\textrm{b}.\quad \begin{pmatrix} n\\ 0 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 1 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 2 \end{pmatrix}+\cdots +\begin{pmatrix} n\\ n \end{pmatrix}=2^{n}\\\\ &\textbf{Bukti}\\ &\color{red}\begin{aligned}\color{black}\textrm{a}.\quad(1+x)&^{n}\\ \color{black}=\, &\color{red}C_{0}^{n}1^{n}x^{0}+C_{1}^{n}1^{n-1}x^{1}+C_{2}^{n}1^{n-2}x^{2}\\ &+C_{3}^{n}1^{n-3}x^{3}+\cdots +C_{n-3}^{n}1^{3}x^{n-3}\\ &+C_{n-2}^{n}1^{2}x^{n-2}+C_{n-1}^{n}1^{1}x^{n-1}+C_{n}^{n}1^{0}x^{n}\\ =\, &\color{red}C_{0}^{n}+C_{1}^{n}x+C_{2}^{n}x^{2} +C_{3}^{n}x^{3}+\cdots \\ &+C_{n-3}^{n}x^{n-3} +C_{n-2}^{n}x^{n-2}+C_{n-1}^{n}x^{n-1}\\ &+C_{n}^{n}x^{n}\\ \color{black}\textrm{atau}&\: \color{black}\textrm{dengan bentuk lain}\\ =\, &\begin{pmatrix} n\\ 0 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 1 \end{pmatrix}x+\begin{pmatrix} n\\ 2 \end{pmatrix}x^{2}+\begin{pmatrix} n\\ 3 \end{pmatrix}x^{3}\\ &+\cdots +\begin{pmatrix} n\\ n-3 \end{pmatrix}x^{n-3}+\begin{pmatrix} n\\ n-2 \end{pmatrix}x^{n-2}\\ &+\begin{pmatrix} n\\ n-1 \end{pmatrix}x^{n-1}+\begin{pmatrix} n\\ n \end{pmatrix}x^{n}\\ \color{black}=&\color{black}\displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} \color{red}n\\ r \end{pmatrix}x^{r} \end{aligned}\\ &\color{red}\begin{aligned}\color{black}\textrm{b}.\quad(1+x)&^{n}\: \: \color{black}\textrm{lihat jawaban poin}\: \: a,\: \: \textrm{saat}\: \: \color{blue}x=1\\ \color{black}(1+1)&^{n}\color{red} \color{black}=\color{red}\begin{pmatrix} n\\ 0 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 1 \end{pmatrix}1+\begin{pmatrix} n\\ 2 \end{pmatrix}1^{2}+\begin{pmatrix} n\\ 3 \end{pmatrix}1^{3}\\ &+\cdots +\begin{pmatrix} n\\ n-3 \end{pmatrix}1^{n-3}+\begin{pmatrix} n\\ n-2 \end{pmatrix}1^{n-2}\\ &+\begin{pmatrix} n\\ n-1 \end{pmatrix}1^{n-1}+\begin{pmatrix} n\\ n \end{pmatrix}1^{n}\\ \color{black}(2)&^{n}\color{red} \color{black}=\color{red}\begin{pmatrix} n\\ 0 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 1 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 2 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 3 \end{pmatrix}\\ &+\cdots +\begin{pmatrix} n\\ n-1 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ n \end{pmatrix}\\ \color{black}=&\color{black}\displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix}\\ \color{black}\textrm{Sehing}&\color{black}\textrm{ga}\\ 2^{n}&=\displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix} \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Misalkan untuk}\: \: n\: \: \textrm{bilangan bulat}\\ &\textrm{Positif. Tunjukklan bahwa}\\ & \begin{pmatrix} n\\ 0 \end{pmatrix}-\begin{pmatrix} n\\ 1 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 2 \end{pmatrix}-\cdots +(-1)^{n}\begin{pmatrix} n\\ n \end{pmatrix}=0\\\\ &\textbf{Bukti}\\ &\textrm{Sebelumnya diketahui bahwa}\\ &\begin{aligned}&(a+b)^{n}=\displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix}a^{n-r}b^{r}\\ &\qquad\qquad\qquad \color{blue}\textrm{atau}\\ &\displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix}a^{n-r}b^{r}=(a+b)^{n}\\ &\blacklozenge \quad \textrm{saat}\: \: \color{blue}a=b=1,\: \: \color{black}\textrm{maka}\\ &\displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix}1^{n-r}1^{r}=(1+1)^{n}\\ &\Leftrightarrow \displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix}=2^{n}\: ...\: (\color{red}\textrm{bukti no. 1.b})\\ &\blacklozenge \quad \textrm{saat}\: \: \color{blue}a=1\: \&\: b=-1\: \: \color{black}\textrm{maka}\\ &\displaystyle \sum_{r=0}^{n}\begin{pmatrix} n\\ r \end{pmatrix}1^{n-r}(-1)^{r}=(1-1)^{n}=0\\ &\textrm{Sehingga}\\ &\begin{pmatrix} n\\ 0 \end{pmatrix}-\begin{pmatrix} n\\ 1 \end{pmatrix}+\begin{pmatrix} n\\ 2 \end{pmatrix}-\cdots +(-1)^{n}\begin{pmatrix} n\\ n \end{pmatrix}=0\quad \blacksquare \end{aligned} \end{array}$

 $\color{blue}\begin{aligned}\textrm{E}.\quad&\textrm{Distribusi Binomial} \end{aligned}$

Perhatikan materi Binomial Newton di atas berkaitan dengan distribusi binomial. Misalkan suatu kejadian yang hanya memberikan dua hasil saja  $\color{red}a$  dan  $\color{red}b$ saja seperti melambungkan sebuah uang koin yang akan menghasilkan 2 hasil saja yang mungkin, yaitu antara sisi gambar $\color{red}G$ atau muncul sisi angka $\color{red}A$ atau pada contoh lainnya adalah ketika seseorang yang menunggu hasil hasil ujian yang jelas hasilnya kemungkinannya cuma dua, yaitu lulus atau tidak lulus.

Percobaan acak yang hanya memberikan 2 hasil saja disebut percobaan $\color{red}Bernoulli$. Selanjujtnya percobaan Bernoulli yang dilakukan sebanyak $\color{blue}n$ kali dinamakan dengan  $\color{red}\textrm{percobaan}\: \textrm{Binomial}$.

Variabel acak $\color{red}X$ yanmg mana nilai-nilainya ditentukan oleh hasil dari percobaan binomial disebut sebagai  Variabel Acak Binomial. 

Berikut ciri-ciri percobaan binomial

  • Percobaan dilakukan secara berulang sebanyak  $\color{red}n$  kali, dengan  $\color{red}n$ bilangan bulat positif
  • Setiap percobaan memiliki dua macam hasil saja dan saling berkomplemen, yaitu kejadian yang diharapkan (disebut sukses) dan kejadian yang tidak diharapkan (disebut tidak sukses)
  • Peluang setiap kejadian bersifat tetap untuk setiap percobaan dan jumlah peluangnya baik sukses maupun yang tidak sukses  sama dengan 1. Misalkan peluang suksesny adalah  $\color{red}p$, maka peluang gagalnya adalah  $\color{red}q=1-p$
  • Setiap percobaan bebas $\color{red}(independent)$ satu sama lainnya, artinya hasil percobaan yang satu tidak mempengaruhi percobaan yang lain.

Secara umum rumus fungsi  $\color{red}\textrm{distribusi binomial}$ adalah:

$\begin{aligned}&f(x)=P(x;n;p)=\color{red}C(n,x)p^{x}q^{n-x}\color{black}=\color{red}\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}q^{n-x}\\ &\textbf{Keterangan}:\\ &\bullet \: C(n,x)=\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}=\color{blue}\textrm{koefisien bibonial}\\ &\bullet \: x=\textrm{banyak kejadian yang diharapkan},\\ &\quad\qquad \textrm{dengan nilai}\: \: x=0,1,2,3,\cdots ,n\\ &\bullet \: p=\textrm{peluang kejadian yang diharapkan}\\ &\bullet \: q=\textrm{peluang kejadian yang tidak diharapkan} \end{aligned}$

Jika rumus dari fungsi peluang di atas dijabarkan akan menjadi berupa bentuk penjumlahan, maka

$\begin{aligned}F(t)&=P(X\leq t)\\ &=\displaystyle \sum_{x=0}^{x=t}\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}q^{n-x}\\ &=\begin{pmatrix} n\\ 0 \end{pmatrix}p^{0}q^{n-0}+\begin{pmatrix} n\\ 1 \end{pmatrix}+p^{1}q^{n-1}+\begin{pmatrix} n\\ 2 \end{pmatrix}p^{2}q^{n-2}+\cdots +\begin{pmatrix} n\\ t \end{pmatrix}p^{t}q^{n-t} \end{aligned}$

Dan rumus di atas karena tidak sepenuhnya sampai  $\color{red}n$ , maka akan diperoleh fungsi binomial. kumulatif.

Hasil perhitungan $\color{red}f(x)=P(x;n;p)$  juga dapat dilihat dalam tabel distribusi binomial. Sebagai contohnya adalah $\color{red}P(2;4;0,05)$ yang berarti  $\color{red}x=2$, $\color{red}n=4$,  dan  $\color{red}p=0,05$ berikut tabelnya:

(Sumber: Buku Siswa Matematika Kelas XII, penulis Tasari, dkk, 2016; hal :126, PT.INTAN PARIWARA)

Sedangkan untuk mencari nilai fungsi peluang distribusi binomial kumulatif, misalkan diberikan  $F(2)=P(X\leq 2)$  dari  $\color{red}P(2;4;0,05)$  perhatikanlah tabel distribusi untuk distribusi peluang kumulatif dari sumber buku yang sama tetapi terdapat pada halaman berikutnya dengan melihat kolom  $\color{red}p=0,05$  , lalu perhatikan baris  $\color{red}x=2$  untuk  $\color{red}n=2$. Berikut tabelnya


$\LARGE\colorbox{yellow}{CONTOH SOAL}$

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Dari sebuah survei didapatkan bahwa}\\ &\textrm{1 dari 5 orang berkata bah dia telah}\\ &\textrm{mengunjungi dokter dalam sembarang}\\ &\textrm{bulan. Jika 10 orang dipilih secara acak}\\ &\textrm{maka peluang 3 orang telah berkunjung}\\ &\textrm{ke dokter pada bulan kemaren adalah}\: ....\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&n=10, \: x=3,\: p=\displaystyle \frac{1}{5},\: q=\frac{4}{5}\\ &\textrm{maka}\\ &P(3;10;\displaystyle \frac{1}{5})=\begin{pmatrix} 10\\ 3 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{5} \right )^{3}\left ( \displaystyle \frac{4}{5} \right )^{7} \end{aligned}\\ &\quad\qquad\qquad=\color{red}0,201 \end{array}$

$\LARGE\colorbox{yellow}{TAMBAHAN}$

$\color{blue}\begin{aligned}\textrm{F}.\quad&\textrm{Dsitribusi Poisson} \end{aligned}$

Perhatikanlah rumus ditribusi binomial berikut

$\begin{aligned}&f(x)=P(x;n;p)\\ &=\color{red}C(n,x)p^{x}q^{n-x}\color{black}=\color{red}\begin{pmatrix} n\\ x \end{pmatrix}p^{x}q^{n-x}\\ \end{aligned}$

Saat harga  $\color{blue}p$ sebagai lmabang sukses tersebut sangat kecil atau kecil sekali dapat juga dikatakan  $\color{blue}p\rightarrow 0$, dan percobaan dilakukan banyak sekali atau  $\color{blue}n\rightarrow \infty$ , maka penggunaan formula binomial akan terasa sulit. Dan untuk tetap mendapatkan nilai seperti hasil pada perhitungan dengan rumus binomial tersebut, maka digunakan pendekatan nilai dengan menggunkan rumus Distribusi Poisson berikut:

$f(x)=P(X=x)=\color{red}P(x;\lambda )=\displaystyle \frac{\lambda ^{x}}{x!}.e^{-\lambda }$

$\LARGE\colorbox{yellow}{CONTOH SOAL}$

$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Pada tiap 100 lembarkertas produksi}\\ &\textrm{suatu pabrikdiperkirakan terdapat 1}\\ &\textrm{lembar yang rusak. Tentukanlah}\\ &\textrm{kemungkinan mendapat selembar kertas}\\ &\textrm{dari 20 lembar yang diambil secara acak}\\ &\textrm{dari hasil produksi tersebut}!\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}\textrm{a}.\quad &n=10, \: x=1,\: p=\displaystyle \frac{1}{100},\: q=\frac{99}{100}\\ &\textrm{maka penghitungan dengan}\\ &\textrm{rumus}\: \textbf{Distribusi Binomial}\\ &P(1;20;\displaystyle \frac{1}{100})=\begin{pmatrix} 20\\ 1 \end{pmatrix}\left ( \displaystyle \frac{1}{100} \right )^{1}\left ( \displaystyle \frac{99}{100} \right )^{19}\\ &=\cdots \\ \textrm{b}.\quad&\textrm{Dengan rumus}\: \textbf{Distribusi poisson}\\ &\bullet \quad n=20\rightarrow \textrm{terlalu besar, dan}\\ &\bullet \quad p=\displaystyle \frac{1}{100}\rightarrow \textrm{terlalu kecil, maka}\\ &\textrm{dengan}\: \: \lambda =np=20\times \displaystyle \frac{1}{100}=\color{blue}0,2\\ &\textrm{dan}\: \: \: e=2,7183\: \: (\textrm{bilangan Euler})\\ &f(x)=P(X=x)=\displaystyle \frac{\lambda ^{x}}{x!}.e^{-\lambda }\\ &f(1)=\displaystyle \frac{(0,2)^{1}.e^{-0,2}}{1!}\\ &\qquad =0,2\times 0,409\\ &\qquad =\color{red}0,0818 \end{aligned} \end{array}$

DAFTAR PUSTAKA

  1. Bintari, N. 2009. Master Juara Olimpiade Matematika SMA Nasional dan Internasional. Yogyakarta: PUSTAKA WIDYATAMA.
  2. Kanginan, M., Terzalgi, Y. 2014. Matematika untuk SMA-MA/SMK Kelas XI. Bandung: SEWU.
  3. Rasiman, Rahmawati, N., D. 2012. Matematika Diskrit. Semarang: IKIP PGRI Semarang Press.
  4. Sharma, dkk. 2017. Jelajah Matematika SMA Kelas XII Program Wajib. Jakarta: YUDHISTIRA.
  5. Tasari, Sksin, N., Miyanto, & Muklis. 2016. Matematika untuk SMA/MA Kelas XII Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Klaten: PT. INTAN PARIWARA.
  6. Yuliatun. 2019. Matematika IPA Kelas XII SMA/MA Semester Genap. Solo: INDONESIA JAYA

Distribusi Peluang Kontinue

 $\color{blue}\begin{aligned}\textrm{D. 2}.\quad&\textrm{Distribusi Peluang Kontinue} \end{aligned}$


Jika pada distribusi peluang diskrit nilai  x diperjelas lagi menjadi nilai eksak atau kontinue, maka distribusi peluangnya akan berubah menjadi distribusi peluang kontinu.
Luas seluruh daerah di dalam kurva memiliki luas 1. Luas daerah pada wilayah yang diarsi (warna kuning) yang terletak antara X=a  dan X=b dapat dinyatakan dengan :  $P(a\leq X\leq b)=\displaystyle \int_{a}^{b}f(x)\: \: dx$.

$\LARGE\colorbox{yellow}{CONTOH SOAL}$

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Fungsi peluang lama bicara seorang}\\ &\textrm{operator sebagai berikut}\\ &f(x)=\begin{cases} kx &\textrm{untuk}\: \: 0\leq k\leq 5 \\ k(10-x)&\textrm{untuk}\: \: 5\leq k\leq 10\\ \qquad 0 &\textrm{untuk}\: \: x\: \: \textrm{yang lain} \end{cases}\\ &\textrm{Tentukanlah}\\ &\textrm{a}.\quad \textrm{Nilai}\: \: k\\ &\textrm{b}.\quad \textrm{Peluang operator telpon berbicara}\\ &\qquad \textrm{lebih dari 8 menit}\\ &\qquad \textrm{Peluang operator telpon berbicara}\\ &\qquad \textrm{2 sampai 4 menit}\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}\textrm{a}.\quad&\textrm{Karena}\: \: f(x)\: \: \textrm{adalah fungsi peluang, maka}\\ &\displaystyle \int_{0}^{5}kx\: dx+\int_{5}^{10}k(10-x)\: dx=1\\ &\Leftrightarrow \left [ \displaystyle \frac{1}{2}kx^{2} \right ]_{0}^{5}+\left [ 10kx-\displaystyle \frac{1}{2}kx^{2} \right ]_{5}^{10}=1\\ &\Leftrightarrow \displaystyle \frac{1}{2}k(5^{2}-0^{2})+\left ( 10k(10-5)-\displaystyle \frac{1}{2}k(10^{2}-5^{2}) \right )=1\\ &\Leftrightarrow \displaystyle \frac{1}{2}k(25)+10k(5)-\displaystyle \frac{1}{2}k(100-25)=1\\ &\Leftrightarrow \displaystyle \frac{25}{2}k+50k-\displaystyle \frac{75}{2}k=1\\ &\Leftrightarrow 50k-25k=1\\ &\Leftrightarrow 25k=1\\ &\Leftrightarrow k=\color{red}\displaystyle \frac{1}{25}\\ \textrm{b}.\quad&\textrm{Misalkan saja}\\ &X=\textrm{lama operator telpon bicara}\\ &\textrm{Peluang operator berbicara lebih}\\ &\textrm{dari 8 menit}=P(X>8),\\ &P(X>8)=P(8<X\leq 10)\\ &\quad\qquad =\displaystyle \int_{8}^{10}k(10-x)\: dx\\ &\quad\qquad =\displaystyle \int_{8}^{10}\frac{1}{25}(10-x)\: dx\\ &\quad\qquad =\displaystyle \frac{1}{25}\left [ 10x-\displaystyle \frac{1}{2}x^{2} \right ]_{8}^{10}\\ &\quad\qquad =\displaystyle \frac{1}{25}\left ( 10(10-8)-\displaystyle \frac{1}{2}(10^{2}-8^{2}) \right )\\ &\quad\qquad =\displaystyle \frac{1}{25}\left ( 10.(2)-\displaystyle \frac{1}{2}(100-64) \right )\\ &\quad\qquad =\displaystyle \frac{1}{25}\left ( 20-\displaystyle \frac{1}{2}(36) \right )\\ &\quad\qquad =\displaystyle \frac{1}{25}(20-18)\\ &\quad\qquad =\displaystyle \frac{1}{25}(2)=\color{red}\frac{2}{25}=0,08\\ \textrm{c}.\quad&\textrm{Peluang operator telpon berbicara}\\ &P(2\leq X\leq 4)\\ &=\displaystyle \int_{2}^{4}kx\: dx\\ &=\displaystyle \int_{2}^{4}\displaystyle \frac{1}{25}x\: dx\\ &=\displaystyle \frac{1}{25}\left [ \displaystyle \frac{1}{2}x^{2} \right ]_{2}^{4}\\ &=\displaystyle \frac{1}{25}\times \frac{1}{2}(4^{2}-2^{2})\\ &=\displaystyle \frac{1}{50}(16-4)\\ &=\color{red}\displaystyle \frac{12}{50}=0,24 \end{aligned} \end{array}$


DAFTAR PUSTAKA
  1. Kurnia, N., dkk. 2018. Jelajah Matematika SMA Kelas XII Peminatan MIPA. Bogor: YUDHISTIRA.
  2. Tasari. Aksin, N., Miyanto, Muklis. 2016. Matematika untuk SMA/MA Kelas XII Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Klaten: INTAN PARIWARA.

Distribusi Peluang Diskrit

$\color{blue}\begin{aligned}\textrm{D. 1}.\quad&\textrm{Distribusi Peluang Diskrit} \end{aligned}$

$\begin{aligned} &\textrm{Misalkan}\: \: X\: \: \textrm{adalah variabel acak diskrit}\\ &\textrm{dari nilai}\: :\: \: x_{1},\: x_{2},\: x_{3},\: x_{4},\: \cdots \: ,\: x_{k},\: \textrm{dan}\\ &P\: \textrm{adalah seluruh nilai peluang untuk}\: :\\ &p_{1},\: p_{2},\: p_{3},\: p_{4},\: \cdots \: ,p_{k}, \textrm{maka nilai untuk}\\ &\color{blue}p_{1}+ p_{2}+ p_{3}+ p_{4}+ \cdots +p_{k}=1\\ &\textbf{dan}\\ &\textrm{Fungsi}\: \: f(x) =P(X=x)\: \: \textrm{yang mempunyai}\\ &\textrm{nilai}\: \: p_{1},\: p_{2},\: p_{3},\: p_{4},\: \cdots \: ,p_{k},\: \textrm{pada variabel}\\ &X=x_{1},\: x_{2},\: x_{3},\: x_{4},\: \cdots \: ,\: x_{k},\: \textrm{disebut fungsi}\\ &\textrm{kepekatan peluang dari variabel acak}\: \: X.\\ &\textrm{Selanjutnya jika kita gambar grafik}\: \: f(x)\\ &\textrm{terhadap}\: \: x,\: \textrm{maka kita akan grafik yang}\\ &\textrm{dinamakan dengan}\: \: \color{red}\textbf{grafik peluang} \end{aligned}$

Suatu fungsi  $f(x)=P(X=x)$  disebut fungsi peluang (probabilitas) dari  $X$, jika memenuhi syarat-syarat:

$\color{blue}\begin{matrix} (\textrm{i})\quad f(x)\geq 0\: \: \: \textrm{untuk semua}\: \: x\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\: \:  \\\\ (\textrm{ii})\quad \sum_{i=1}^{n}f\left ( x_{i} \right )=\color{red}f(x_{1})+f(x_{2})+f(x_{3})+...+f(x_{n})=\color{black}1 \end{matrix}$

$\LARGE\colorbox{yellow}{CONTOH SOAL}$

$\begin{array}{ll}\\ 1.&\textrm{Pada percobaan melempar 3 koin identik}\\ &\textrm{sekaligus bersama-sama. Variabel acak}\\ &\textrm{dalam hal ini pada kejadian muncul sisi}\\ &\textrm{gambar, tentukan}\\ &\textrm{a}.\: \: \textrm{distribusi peluangnya}\\ &\textrm{b}.\: \: \textrm{tabel fungsi peluangnya}\\ &\textrm{c}.\: \: \textrm{grafik fungsi peluangnya}\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}&\textrm{Diketahui dari soal}\: \: \color{red}\textrm{variabel acak}\\ &\textrm{pada kejadian di atas adalah munculnya}\\ &\textrm{sisi gambar pada pelemparan 3 koin}\\ &\textrm{maka} \end{aligned}\\ &\begin{aligned}\textrm{a}.\quad&\textrm{Distribusi peluangnya}\\ &\begin{array}{|l|c|c|c|c|c|c|c|c|}\hline \textrm{Sampel}&AAA&AA\color{red}G&A\color{red}G\color{black}A&A\color{red}GG&\color{red}G\color{black}AA&\color{red}G\color{black}A\color{red}G&\color{red}GG\color{black}A&\color{red}GGG\\\hline \textrm{Muncul}\: \color{red}(G)&0&1&1&2&1&2&2&3\\\hline \end{array}\\ \textrm{b}.\quad&\textrm{Tabel fungsi peluangnya}\\ &x=\textrm{muncul kejadian sisi gambar}\: \: \color{red}(G)\\ &\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|}\hline x&0&1&2&3&\color{red}\textrm{Jumlah}\\\hline f(x)&\displaystyle \frac{1}{8}&\displaystyle \frac{3}{8}&\displaystyle \frac{3}{8}&\displaystyle \frac{1}{8}&\color{red}1\\\hline \end{array}\\ \textrm{c}.\quad&\textrm{Grafik fungsi peluangnya adalah}\\ & \end{aligned} \end{array}$

 
$\begin{array}{ll}\\ 2.&\textrm{Pada sebuah kotak terdapat 2 kelereng}\\ &\textrm{biru dan 4 kelereng merah. Tiga kereng}\\ &\textrm{diambil secara acak. Tentukanlah distribusi}\\ &\textrm{peluang}\: \: \color{red}x\: \: \color{black}\textrm{jika}\: \: \color{red}x\: \: \color{black}\textrm{menyatakan banyaknya}\\ &\textrm{terambilnya bola biru}\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\begin{array}{|l|c|}\hline \qquad\qquad\textrm{Nama}&\textrm{Perhitungan}\\\hline \textrm{Banyak}&\\ \textrm{titik sampel}&\begin{aligned}C_{3}^{6}&=\displaystyle \frac{6!}{3!(6-3)!}=20 \end{aligned}\\\hline \textrm{Banyak cara}&\\ \textrm{mendapatkan bola biru}&C_{x}^{2}\\\hline \textrm{Banyak cara}&\\ \textrm{mendapatkan bola merah}&C_{3-x}^{4}\\\hline \end{array} \end{array}$
$.\quad \: \begin{array}{|l|l|}\hline \color{red}\textrm{Distribusi peluang}&\qquad\quad\color{red}\textrm{Perhitungan}\\\hline P(X=x)=f(x)&f(x)=\displaystyle \frac{\displaystyle C_{x}^{2}.C_{3-x}^{4}}{\displaystyle C_{3}^{6}},\\ \textrm{untuk}&\begin{aligned}x&=0,1,2 \end{aligned}\\\hline x=0\Rightarrow P(x=0)&f(x)=\displaystyle \frac{\displaystyle C_{0}^{2}.C_{3-0}^{4}}{\displaystyle C_{3}^{6}}\\ &.\: \: \, \quad=\displaystyle \frac{\displaystyle C_{0}^{2}.C_{3}^{4}}{\displaystyle C_{3}^{6}}=\displaystyle \frac{\displaystyle \frac{2!}{0!2!}\times \frac{4!}{3!1!}}{\displaystyle \frac{6!}{3!3!}}\\ &.\: \: \, \quad=\displaystyle \frac{2!4!3!3!}{2!3!6!}=0,2\\\hline x=1\Rightarrow P(x=1)&f(x)=\displaystyle \frac{\displaystyle C_{1}^{2}.C_{3-1}^{4}}{\displaystyle C_{3}^{6}}\\ &.\: \: \, \quad=\displaystyle \frac{\displaystyle C_{1}^{2}.C_{2}^{4}}{\displaystyle C_{3}^{6}}=\displaystyle \frac{\displaystyle \frac{2!}{1!1!}\times \frac{4!}{2!2!}}{\displaystyle \frac{6!}{3!3!}}\\ &.\: \: \, \quad=\displaystyle \frac{2!4!3!3!}{2!2!6!}=0,6\\\hline x=2\Rightarrow P(x=2)&f(x)=\displaystyle \frac{\displaystyle C_{2}^{2}.C_{3-2}^{4}}{\displaystyle C_{3}^{6}}\\ &.\: \: \, \quad=\displaystyle \frac{\displaystyle C_{2}^{2}.C_{1}^{4}}{\displaystyle C_{3}^{6}}=\displaystyle \frac{\displaystyle \frac{2!}{2!0!}\times \frac{4!}{1!3!}}{\displaystyle \frac{6!}{3!3!}}\\ &.\: \: \, \quad=\displaystyle \frac{2!4!3!3!}{2!3!6!}=0,2\\\hline \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 3.&\textrm{Tunjukkan bahwa fungsi}\: \: P(x)=\displaystyle \frac{x+2}{12}\\ &\textrm{untuk}\: \: x=1,2,\: \textrm{dan}\: \: 3\: \: \textrm{merupakan fungsi}\\ &\textrm{peluang}\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}\textrm{Perhatik}&\textrm{an bahwa}\\ \bullet \quad P(1)&=\displaystyle \frac{1+2}{12}=\frac{3}{12}=\frac{1}{4}\\ \bullet \quad P(2)&=\displaystyle \frac{2+2}{12}=\frac{4}{12}=\frac{1}{3} \\ \bullet \quad P(3)&=\displaystyle \frac{5+2}{12}=\frac{5}{12} \\ \textrm{Sehing}&\textrm{ga}\: \: \displaystyle \sum_{i=1}^{3}P(i)=\displaystyle \frac{3}{12}+\frac{4}{12}+\frac{5}{12}=\color{red}\frac{12}{12}=1\\ &\begin{cases} (\textrm{i}) & \textrm{Peluangnya berada}\: \: \color{red}0\leq P(i)\leq 1 \\ (\textrm{ii}) & \textrm{dan nilai totolnya}=\displaystyle \color{red}\sum_{i=1}^{3}P(i)=1 \end{cases}\\ \textrm{Jadi},\: &\textrm{fungsi}\: \: P(x)=\displaystyle \frac{x+2}{12}\: \: \textrm{untuk}\: \: x=1,2,\: \textrm{dan}\: \: 3\\ &\textbf{merupakan fungsi peluang} \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 4.&\textrm{Diketahui fungsi peluang adalah}\: \: P(x)=\displaystyle \frac{\color{red}m}{x+1}\\ &\textrm{untuk}\: \: x=0,1,2,\: \textrm{dan}\: \: 3\: .\: \textrm{Tentukanlah}\\ &\textrm{a}.\: \: \textrm{nilai}\: \: \color{red}m\\ &\textrm{b}.\: \: \textrm{nilai}\: \: \color{red}P(x\leq 2)\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}\textrm{a}.\quad&\displaystyle \sum_{i=0}^{3}P(i)=\color{blue}1\\ &\Leftrightarrow \displaystyle \frac{\color{red}m}{0+1}+\frac{\color{red}m}{1+1}+\frac{\color{red}m}{2+1}+\frac{\color{red}m}{3+1}=1\\ &\Leftrightarrow \color{red}m\color{black}+\displaystyle \frac{\color{red}m}{2}+\frac{\color{red}m}{3}+\frac{\color{red}m}{4}=1\\ &\Leftrightarrow \left (\displaystyle \frac{12+6+4+3}{12} \right )\color{red}m\color{black}=1\\ &\Leftrightarrow \color{red}m\color{black}=\displaystyle \frac{12}{25}\\ \textrm{b}.\quad&P(x\leq 2)=P(x=0)+P(x=1)+P(x=2)\\ &\Leftrightarrow \color{red}m\color{black}+\displaystyle \frac{\color{red}m}{2}+\frac{\color{red}m}{3}=1\\ &\Leftrightarrow \left ( \displaystyle \frac{6+3+2}{6} \right )\color{red}m\color{black}=\displaystyle \frac{11}{6}\color{red}m\\ &\Leftrightarrow \quad =\displaystyle \frac{11}{6}\left ( \displaystyle \frac{12}{25} \right )=\frac{22}{25} \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 5.&\textrm{Diketahui fungsi}\: \: f(x)=\begin{cases} \displaystyle \frac{x}{6} &\textrm{untuk}\: \: x=1,2,3 \\\\ 0 &\textrm{untuk}\: \: x\: \: \textrm{yang lain} \end{cases}\\ &\textrm{adalah suatu fungsi peluang/probabilitas}\\ &\textrm{dari pubah/variabel acak}\: \: X.\: \: \textrm{Tentukanlah}\\ &\textrm{a}.\quad \textrm{distribusi peluangnya untuk}\: \: X\\ &\textrm{b}.\quad P(X=2),\: P(X< 3),\: \textrm{dan}\: P(X\geq 2)\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}\textrm{a}.\quad&\textrm{Distribusi peluangnya adalah}:\\ &\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|}\hline X=x&1&2&3&4&5&\cdots &\textrm{Jumlah}\\\hline P(X=x)&\displaystyle \frac{1}{6}&\displaystyle \frac{2}{6}&\displaystyle \frac{3}{6}&\color{red}0&\color{red}0&\color{red}0&\color{blue}1\\\hline \end{array}\\ \textrm{b}.\quad &\textrm{Karena}\: \: f(x)=\begin{cases} \color{red}\displaystyle \frac{x}{6} &\textrm{untuk}\: \: x=1,2,3 \\\\ 0 &\textrm{untuk}\: \: x\: \: \textrm{yang lain} \end{cases}\\ &\textrm{maka}\\ &\bullet P(X=2)=\color{red}\displaystyle \frac{2}{6}\\ &\bullet P(X<3)=P(X=1)+P(X=2)\\ &\: \quad\qquad \qquad =\displaystyle \frac{1}{6}+\frac{2}{6}\\ &\: \quad\qquad \qquad =\displaystyle \frac{3}{6}=\color{red}\frac{1}{2}\\ &\bullet P(X\geq 2)=P(X=2)+P(X=3)\\ &\: \quad\qquad \qquad =\displaystyle \frac{2}{6}+\frac{3}{6}\\ &\: \quad\qquad \qquad =\color{red}\displaystyle \frac{5}{6} \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 6.&\textrm{Diketahui fungsi peluang variabel}\: \: X\\ &f(x)=\begin{cases} \displaystyle \frac{x+2}{14} &\textrm{untuk}\: \: x=0,1,2,\: \: \textrm{dan}\: \: 3 \\\\ \quad 0 &\textrm{untuk}\: \: x\: \: \textrm{yang lain} \end{cases}\\ &\textrm{Tentukanlah}\\ &\textrm{a}.\quad \textrm{bahwa}\: \: X\: \: \textrm{merupakan variabel acak diskrit}\\ &\textrm{b}.\quad P(X=4),\: F(2),\: P(1<X\leq 3),\\ &\qquad \textrm{dan}\: P(X\geq 1)\: \: \textrm{serta}\: \: P(\left |X-2 \right |\leq 1)\\\\ &\textbf{Jawab}:\\ &\begin{aligned}\textrm{a}.\quad&\textrm{Distribusi peluangnya adalah}:\\ &\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c}\hline X=x&0&1&2&3&\textrm{Jumlah}\\\hline P(X=x)&\displaystyle \frac{2}{14}&\displaystyle \frac{3}{14}&\displaystyle \frac{4}{14}&\displaystyle \frac{5}{14}&1\\\hline \end{array} \\ &\textrm{Karena}\: \: \displaystyle \sum_{x=0}^{3}f(x)=1,\: \textrm{serta}\\ &0\leq \displaystyle \frac{2}{14},\: \frac{3}{14},\: \frac{4}{14},\: \frac{5}{14}<1.\: \textrm{Sehingga syarat}\\ &0\leq f(x)<1\: \: \textrm{dan}\: \: \sum f(x)=1\: \: \: \color{red}\textbf{terpenuhi}\\ &\textrm{Jadi, terbukti}\: \: X\: \: \textrm{adalah variabel acak diskrit}\\ \textrm{b}.\quad&\bullet P(X=4)=f(4)=\color{red}0\\ &\bullet F(2)=P(X\leq 2)\\ &\quad\qquad=P(X=0)+P(X=1)+P(X=2)\\ &\quad\qquad=f(0)+f(1)+f(2)\\ &\quad\qquad=\displaystyle \frac{2}{14}+\frac{3}{14}+\frac{4}{14}=\color{red}\frac{9}{14}\\ &\bullet P(1<X\leq 3)=P(X=2)+P(X=3)\\ &\quad\qquad =f(2)+f(3)=\displaystyle \frac{4}{14}+\frac{5}{14}=\color{red}\displaystyle \frac{9}{14}\\ &\bullet P(X\geq 1)=f(1)+f(2)+f(3)\\ &\quad\qquad =\displaystyle \frac{3}{14}+\frac{4}{14}+\frac{5}{14}=\color{red}\displaystyle \frac{12}{14}\\ &\bullet P(\left | X-2 \right |\leq 1)=P(-1\leq X-2\leq 1)\\ &\quad\qquad =P(1\leq X\leq 3)\\ &\quad\qquad =f(1)+f(2)+f(3)\\ &\quad\qquad =\displaystyle \frac{3}{14}+\frac{4}{14}+\frac{5}{14}=\color{red}\displaystyle \frac{12}{14} \end{aligned} \end{array}$

$\begin{array}{ll}\\ 7.&\textrm{Distribusipeluang acak X disajikan dalam tabel berikut}\\ &\begin{array}{|c|c|c|c|}\hline x&2&3&4\\\hline f(x)&\displaystyle \frac{1}{8}&k+\displaystyle \frac{1}{8}&2k\\\hline \end{array}\\ &\textrm{Jika X merupakan variabel acak diskret, tentukanlah}\\ &\textrm{a}.\quad \textrm{nilai \textit{k}}\\ &\textrm{b}.\quad \textrm{nilai}\: \: \textrm{P}(\textrm{X}\geq 3)-\textrm{F}(3)\\\\ &\textrm{Jawab}:\\ &\begin{aligned}\textrm{a}.\quad \sum f(x)&=f(2)+f(3)+f(4)=1\\ \Leftrightarrow \quad &\displaystyle \frac{1}{8}+k+\frac{1}{8}+2k=1\\ \Leftrightarrow \quad &3k=1-\displaystyle \frac{2}{8}=\frac{6}{8}\\ \Leftrightarrow \quad &k=\displaystyle \frac{2}{8}=\color{red}\frac{1}{4}\\ \textrm{b}.\quad \textrm{P}(\textrm{X}\, \geq 3&)-\textrm{F}(3)=\textrm{P}(\textrm{X}\geq 3)-\textrm{P}(\textrm{X}\leq 3)\\ &=f(3)+f(4)-\left ( f(2)+f(3) \right )\\ &=f(4)-f(2)\\ &=2\left ( \displaystyle \frac{1}{4} \right )-\frac{1}{8}\\ &=\displaystyle \frac{4}{8}-\frac{1}{8}=\color{red}\frac{3}{8} \end{aligned} \end{array}$


DAFTAR PUSTAKA
  1. Noormandiri. 2017. Matematika Jilid 3 untuk SMA/MA Kelas XII Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA
  2. Kurnia, N., dkk. 2018. Jelajah Matematika SMA Kelas XII Peminatan MIPA. Bogor: YUDHISTIRA.