Vektor di Ruang

 A. Vektor Di Ruang

Perhatikanlah ilustrasi gambar berikut

NamaR3Vektor SatuanRuang (Bidang XYZ)e^a¯=a¯|a¯|{i=vektor satuanyang searah sumbu Xj=Vektor satuanyang searah sumbu Yk=Vektor satuansearah sumbu ZVektor nolO=(000)Vektor posisiOP=p=(p1p2p3)=p1i¯+p2j¯+p3j¯Besar VektorOP=p12+p22+p32

B. Operasi Vektor

1. Sifat-Sifat Aljabar Vektor

1.Komutatif penjumlahana+b=b+a2.Asosiatif penjumlahan(a+b)+c=a+(b+c)3.Elemen Identitasa+0=0+a=a4.Invers Penjumlahana+(a)=(a)+a=05.Perkalian dengan skalark(la)=(kl)ak(a+b)=ka+kbk(ab)=kakb6.Jika A, B, dan C segaris (Kolinear){AB=kBCAC=kABdll.
VektorContohz=ai+bj+ckdiketahuip=i2j+2kmaka pangjang vektorpadalah|p|=12+(2)2+22=1+4+4=9=3Vektor satuan daripadalahep=p|p|=(122)3=13(122)=(132323).

CONTOH SOAL.

1.Diketahui vektor-vektora=(214)b=(352),danc=(704),tentukanlah hasil daria.a+bb.6a+2bc.2ab+cd.12ca+34bJawab:aa+b=(214)+(352)=(2+(3)1+(5)(4)+2)=(23154+2)=(142)b.6a+2b=6(214)+2(352)=(18661024+4)=(12420)c.2ab+c2(214)(352)+(704)=(4+3+72+5+082+4)=(1776)d.12ca+34b=.
2.Diketahui vektor-vektora=(214)tentukanlah|a|Jawab:|a|=22+12+(4)2=4+1+16=21

2. Perkalian Skalar Dua Vektor

Konsep perkalian skalar dua buah vektor di ruang sama persis dengan konsep di bidang, yaitu:
ab=|a||b|cosθ.
Misalkan diketahui
a=(a1a2a3),b=(b1b2b3),makaab=(a1a2a3)(b1b2b3)=a1b1+a2b2+a3b3

CONTOH SOAL
1.Diketahui vektor-vektora=(214)b=(352),danc=(704),tentukanlah hasil daria.abb.acc.bcJawab:aab=(214)(352)=(2)(3)+(1)(5)+(4)(2)=658=19bac=(214)(704)=(2)(7)+(1)(0)+(4)(4)=14+016=2cbc=(352)(704)=(3)(7)+(5)(0)+(2)(4)=21+0+8=13.
2.Tentukanlah nilaitjikap=3i¯+tj¯+k¯danpp=13Jawab:pp=13pp=|p||p|cos0=13,ingat bahwa(p,p)=0dan nilaicos0=1,makapp=|p|2.1=13|p|2=13(32+t2+12)2=1332+t2+12=139+t2+1=13t2=1391=10t2=3t=±3
3.Diketahuip=(213)danq=(41t)Jikaptegak lurusqmakatentukanlah nilaitJawab:Diketahui bahwap=(213)danq=(41t)denganpdanqtegak lurusartinya(p,q)=90.Sehingganilaicos90=0makapq=|p||q|cosθpq=|p||q|0=0(213)(41t)=0(2)(4)+(1)(1)+(3)(t)=081+3t=03t=9t=3.

DAFTAR PUSTAKA
  1. Yuana, R.A., Indriyastuti. 2017. Persektif Matematika untuk Kelas X SMA dan MA Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu Alam. Solo: PT TIGA SERANGKAI MANDIRI.


Polinom

 A. Pendahuluan

Polinom disebut juga suku banyak. Polinom atau suku banyak adalah suatu bentuk variabel yang berpangkat/berderajat.

Secara definisi suku banyak (polinomial) dalam  x  berderajat n adalah:

Suatu bentuk

anxn+an1xn1+an2xn2+...+a2x2+a1x1+a0

dengan  n  bilangan cacah serta  a0,a1,a2,...,an  koefisien dari suku  x  dan  an0  dengan  a0  sebagai suku tetap (konstan)nya.

Selanjutnya perhatikanlah tabel berikut!

anadalah koefisien darixnan1adalah koefisien darixn1an2adalah koefisien darixn2a2adalah koefisien darix2a1adalah koefisien darix1a0adalah konstanta(suku tetap)an0n:bilangan cacah,:adalah derajat (pangkat)tertinggi dalam sukubanyak tersebut

CONTOH SOAL 1

1.Polinom2x36x2+2020dapat dinyatakandengan2x36x2+0x1+2020x0Polinom tersebut memiliki suku tetap20202.Polinom5x48x3+6x2021dapat dinyatakandengan5x48x3+0x2+6x12021x0Polinom tersebut memiliki suku tetap20213.Polinomx42x3+3x22x+1tidak dapatdinamakan polinom, sebab ada variabel darixyang berderajat bukan bilangan cacah4.Sedangkan polinom5x+(2x)(1+x+x2)adalah bentuk polinom, karena dapat dinayatakandenganx3+x2+7

B. Nilai Polinom

Polinom atau suku banyak yang berderajat n yang selanjutnya dinyatakan dengan 

f(x)=anxn+an1xn1+an2xn2+...+a1x1+a0

Berkaitan dengan kebutuhan penentuan nilai ini, dapat ditentukan dengan dua cara:

a. Substitusi

Nilai suku banyakf(x)berderajatnsaatx=kadalahf(k).Jikaf(k)=0makax=kakar darif(x),dan(xk)faktor darif(x)

CONTOH SOAL 2

Jika suatu polinom dinyatakan dengan  f(x), maka nilai polinom itu untuk  x=3  adalah  f(3).

Misalkan diketahui  

1.f(x)=x31makaf(1)=131=11=0f(3)=331=271=26f(4)=(4)21=641=65

2.Diketahuih(x)=2x3+5x212x6Tentukanlah nilai untukh(2),h(1),h(0),h(1),danh(2)Jawab:x=kh(k)Nilaix=2h(2)h(2)=2(2)3+5(2)212(2)6=16+20+246=22x=1h(1)h(1)=2(1)3+5(1)212(1)6=2+5+126=9x=0h(0)h(0)=2(0)3+5(0)212(0)6=6x=1h(1)h(1)=2(1)3+5(1)212(1)6=2+5126=11x=2h(2)h(2)=2(2)3+5(2)212(2)6=16+20246=6

3.Diketahuip(x)=x2019danq(x)=x2019+1.Tentukanlahnilai untukp(q(2))danq(p(2))Jawab:Yang dibahas yang bagianp(q(2))q(2)=22019+1,maka nilaip(q(2))=(22019+1)2019=220192018Untuk yangq(p(2))adalahp(2)=,maka nilaiq(p(2))=∵2019+1=

b. Horner/Sintetik

Nilai suatu polinom dapat ditentukan dengan pembagian sintesis Horner

Misalkan:

f(x)=ax3+bx2+cx+dsaat akan dibagix=h,maka pembagian Horner itu:


Perhatikan bahwa proses ke bawah adalah berup proses penjumlahan.

Proses di atas akan sama saat kita mensubstitusikan  x=h  ke dalam  f(x), yaitu:
f(x)=ax3+bx2+cx+dsaatx=h,makaf(h)=ah3+bh2+ch+dCukup JELAS bukan?

CONTOH SOAL 3

Tentukanlah nilai darif(4)jikadiketahuif(x)=x3x5Jawab:(1).Cara substitusi langsungf(x)=x3x5f(4)=4345=649=55(2).Cara HornerKarenaf(x)=x3x5dan koefisiennya yang akanadalah:a3=1,a2=0,a1=1,&a0=5maka bagan pembagian Hornernyax=4101541660+141555


Lanjutan Contoh Soal 6 Distribusi Normal

26.Untuk menguji hipotesis{H0:μ=16H1:μ>16Jika dalam penelitian terhadap sampeln=20diperolehx=16,9dengan simpangan baku2,3,maka perhitungan nilai statistik ujinyaadalah....a.z=2,65b.t=2,65c.z=2,65d.t=2,65e.z=2,95Jawab:dHipotesis (penelitian sampel)H0:μ=16H0:μ>16dengan,n=20,x=16,9,s=2,3=1,52,makat=(xμs)n=16,9161,5220=(0,91,52)×4,472=2,65.

27.Pada soal no.26 di atas, jika taraf nyata0,01,maka kesimpulannya adalah...a.H0ditolakb.H0diterimac.H1diterimad.H1ditolake.tidak dapat ditarik kesimpulanJawab:bKasus uji satu pihakHipotesisH0:μ=16H0:μ>16denganα=0,01=1%t0,99=2,54Kriteria pengambilan keputusan:TolakH0jikat2,54.

28.Seorang petugascustomerservicemenyatakanbahwa di dealer A dapat mensevis rata-rata sebanyak75unit sepeda motor perhari.Untukmengecek kebenaran pernyataan di atas diambilsampel beberapa hari secara random sebanyak 20 hari. Dari penelitian ini diperoleh rata-rata78 unit dengan simpangan bakunya 5. Hasilperhitunganz0nya adalah....a.2,35b.2,43c.2,55d.2,68e.2,75Jawab:dDiketahui data dianggap berdistribusinormal bakuN(0,1)denganRata-rata sampel=x=78unit sepeda motorRata-rata populasinya yang diuji=μ0=75Simpangan bakunya=σ=5unitdengan banyak data sampel=n=20hariPenghitungan nilainyaznya=xμ0σn=7875520=3525=65=62,236=2,683.

29.Tersiar kabar bahwa harga beras di pasar diwilayah B adalahRp8.000,00/Kg dengansimpangan bakuRp1.500,00.Berdasar kabartersebut dilakukan penelitian dengan mengambilsampel secara acak sebanyak60kios yang dandiperoleh rata-rata harga berasRp7.800,00/KgJika penghitungan menggunakan tingkatsignifikansi5%,maka kesimpulan berikut yang tepat adalah....a.harga beras di pasar lebih dariRp7.800,00/Kgb.harga beras di pasar lebih dariRp8.000,00/Kgc.harga beras di pasar kurang dariRp0.000,00/Kgd.harga beras di pasarRp7.800,00/Kge.harga beras di pasarRp8.000,00/KgJawab:eHipotesisRata-rata harga beras dipasarRp8.000,00/KgH0:μ=8.000H0:μ8.000Daerah KritisTaraf nyata yang dipilih adalah=α=0,05=5%α2=2,5%=0,025z0,025=1,96maka daerah kritis/penolakannya adalahz<1,96atauz>1,96.

.Nilai Satistik UjiDihitung dengan rumus:z=xμ0σnz=7.8008.0001.50060=200601.500=1,03Keputusan UjiKarena nilai1,96<z<1,96,makaH0diterimaKesimpulanRata-rata harga beras dipasarRp8.000,00/Kg .


Lanjutan Contoh Soal 5 Distribusi Normal

21.Pada suatu kelas seorang guru matematikamenyatakan bahwa nilai ulangan mapel yang diampunya tidak kurang dari68Untuk menentukan uji tersebut, maka guruyang bersangkutan memilih 10 anak secaraacak untuk ditanyai nilai hasil ulangannyaHipotesisH0danH1yang tepat dari kondisikondisi di atas adalah....a.H0:μ=68H1:μ68b.H0:μ=68H1:μ>68c.H0:μ68H1:μ<68d.H0:μ68H1:μ>q68e.H0:μ>68H1:μ68Jawab:cCukup jelasDan ini contoh uji satu pihak, yaitu kiri.

22.Untuk menguji hipotesis{H0:μ=800H1:μ800Jika dalam penelitian didapatkanx=795dann=100serta simpangan bakupopulasi55,maka perhitungan nilaistatistik ujinya adalah....a.z=1,10b.z=0,91c.t=0,91d.t=0,91e.z=0,91Jawab:bHipotesisH0:μ=800H0:μ800dengan,n=100,x=795,σ=55,makaz=(xμσ)n=79580055100=(555)×10=0,91.

23.Pada soal no.22 di atas, jika taraf nyata5%,maka kesimpulannya adalah...a.H0ditolakb.H0diterimac.H1diterimad.H1ditolake.tidak dapat ditarik kesimpulanJawab:bKasus uji dua pihakHipotesisH0:μ=800H0:μ800denganα=5%=0,05z12(10,05)=z0,475=1,96.

24.Untuk menguji hipotesis{H0:μ=20H1:μ<20Jika dalam penelitian terhadap sampeln=21diperolehx=19,8dengan simpangan baku0,4,maka perhitungan nilai statistik ujinyaadalah....a.z=2,29b.t=2,29c.z=2,29d.t=2,29e.z=2,99Jawab:bHipotesis (penelitian sampel)H0:μ=20H0:μ<20dengan,n=21,x=19,8,s=0,4,makat=(xμs)n=19,8200,421=(0,20,4)×4,5828=2,29.

25.Pada soal no.24 di atas, jika taraf nyata0,01,maka kesimpulannya adalah...a.H0ditolakb.H0diterimac.H1diterimad.H1ditolake.tidak dapat ditarik kesimpulanJawab:bKasus uji satu pihakHipotesisH0:μ=20H0:μ<20denganα=0,01=1%t0,99=2,53Kriteria pengambilan keputusan:TolakH0jikat2,53.


Lanjutan Contoh Soal 4 Distribusi Normal

16.Dalam pengujian hipotesis dapat terjadi kesalahanJika kita menerima hipotesis yang seharusnya kitatolak. Kejadian ini merupakan kekeliruan, yaitu....a.kekeliruan tipe Ib.kekeliruan tipe IIc.kekeliruan tipe IIId.kekeliruan samplinge.kekeliruan non samplingJawab:bCukup jelas.

17.Pengertian dari taraf signifikansi1%adalah....a.sekitar95%kesimpulan benar telah diambilb.kurang lebih 5 dari 100 kesimpulan yang seharusnya hipotesisnya diterima kita tolakc.kurang lebih 1 dari 100 kesimpulan yang seharusnya hipotesisnya ditolak kita terimad.kurang lebih 1 dari 100 kesimpulan yang seharusnya hipotesisnya diterima kita tolake.kurang lebih 5 dari 100 kesimpulan yang seharusnya hipotesisnya ditolak kita terimaJawab:dCukup jelas.

18.Dalam pengujian hipotesis, penggunaan statistiktketika penghitungan....a.simpsngsn baku saat sampel tidak diketahuib.rata-rata sampel tidak diketahuic.simpangan baku populasi tidak diketahuid.rata-rata populasi tidak diketahuie.simpangan baku populasi diketahuiJawab:cCukup jelas.

19.Penggunaan kriteria pada uji pihak kiri jikadiketahuidadalah nilai yang diperoleh daridaftar distribusi yang bersangkutan denganpeluang yang ditentukan olehαadalah....a.tolakH0jika nilai statistik uji lebih darid,dalam hal lainnyaH0diterimab.tolakH0jika nilai statistik uji kurang darid,dalam hal lainnyaH0diterimac.terimaH0jika nilai statistik uji kurang darid,dalam hal lainnyaH0diterimad.terimaH0jika nilai statistik uji lebih darid,dalam hal lainnyaH0ditolake.terimaH0jika nilai statistik uji lebih dariatau sama dengand,dalam hal lainnyaH0ditolakJawab:bCukup jelas.

20.Hipotesis nol adalah....a.hipotesis yang nilai statistik ujinyabernilai nolb.hipotesis yang perumusannys mrngandungpengertian yang tidak memiliki perbedaanc.hipotesis yang perumusannya terkandungpengertian yang tidak samad.hipotesis yang perumusannya mengandungpengertian lebih darie.hipotesis yang perumusannya mengandungpengertian kurang dariJawab:bCukup jelas.



Lanjutan Contoh Soal 3 Distribusi Normal

11.Perhatikan ilustrasi berikut.....

.Jika luas yang diarsir adalah 0,90 dann=21,maka nilaitadalah....a.1,32b.1,72c.2,08d.2,09e.2,53Jawab:Luas arsiran (distribusi student) adalah:=10,90=0,10,karena luas kedua ujungsama, mulai daritke kanan=0,102=0,05Sehingga luas daritke kiri=10,05=0,95Dari ini diketahui luas arsirannya=p=0,95Dengandk=n1=211=20,makat=±1,72.

12.Misalkan luas daritke kiri=0,05,dengandk=15.Nilaitadalah....a.1,76b.1,75c.1,74d.1,75e.1,76Jawab:Diketahui dari soal di atasdaritke kiri=0,05,makaluas arsiran=p=10,05=0,95t=1,75(lihat tabel).

13.Transformasi Zscoredikaitan dengandata dimaksudkan agar dataterdistribusi secara....a.tak normalb.binomialc.Chisquared.Poisone.normalJawab:Cukup jelas.

14.Perhatikan ilustrasi berikut.....

.Jika kurva normal di atas memiliki simpanganbakunya12,maka luar daerah arsiran adalah....a.0,4821b.0,4966c.0,4999d.0,5934e.0,6921Jawab:Diketahui,μ=60,σ=12,x1=50,x2=70dengan nilaiz=xμσ, makaz1=x1μσ=506012=1012=0.83z2=x2μσ=706012=1012=0.83Luas=P(zZz)=2×P(0Zz)=2×(0,2967)=0,5934.

15.Perhatikan ilustrasi berikut.....

.Jika kurva normal di atas memiliki simpanganbakunya5,maka luar daerah arsiran adalah....a.0,1585b.0,1815c.0,3413d.0,8172e.0,8185Jawab:Diketahui,μ=40,σ=5,x1=30,x2=45dengan nilaiz=xμσ, makaz1=x1μσ=30405=105=2z2=x2μσ=45405=55=1Luas=P(z1Zz2)=P(0Zz1)+P(0Zz2)=P(0Z2)+P(0Z1)=0,3413+0,4772=0,8185.


Distribusi Student (Uji t)

Uji "t"

Dalam pengujian hipotesis kita mengenal 2 rumus pengujian yaitu rumus z (distribusi normal standar) dan rumus t (distribusi student). Rumus z digunakan manakala simpangan baku pada populasi diketahui, sedangkan rumus t digunakan ketika simpangan baku pada populasi tidak diketahui. Ketika simpangan baku setiap populasi jarang diketahui, maka biasanya alternatifnya adalah digunakan simpangan baku sampel dan selanjutnya digunakanlah uji t.

t=x¯μ0snataut=x¯μ0snDimanat=nilaityang dihitungx¯=rata-rata sampelμ=rata-rata populasiatau nilai yang dihipotesiskans=simpangan baku sampeln=jumlah anggota sampel.

Selanjutnya untuk perhitungan simpangan baku s digunakan rumus berikut

s=(xix¯)2n1Dimanax¯=rata-rata sampeln1=derajat kebebasan.

Sebagai catatan dalam pemilihan statistik uji dan penghitungan statistik uji

  • Jika ukuran sampel  n30, statistik uji yang digunakan adalah z (rumus z di atas), ZN(0,1).
  • Jika ukuran sampel  n<30, statistik uji yang digunakan adalah t, dengan derajat kebebasan dk=n1.

CONTOH SOAL.

1.Sebuah perusahaan X mengatakan bahwaperformance pegawainya rata-rata nilaiskornya adalah8,5.Untuk membuktikanpernyataan tersebut diambillah secara random 16 orang pegawai untuk dites danhasilnya tersaji berikut7,88,28,47,88,99,18,57,78,57,99,17,89,28,98,88,3Pada taraf1%,apakah pernyataanperusahaan tersebut benarJawab:Misalkan rata-rata skor performanceberdistribusi studentRumusan hipotesisH0danH1H0:μ=8,5H1:μ8,5Daerah kritisUji dua pihak/hipotesis dua arah denganα=1%t112(0,01)=t0,995.Dengan dk=161=15diperoleh nilait=2,95(tabel distribusi student)TerimaH0,jika:2,95<t<2,95TolakH0,jika:t<2,95ataut>2,95Berikut disajikan tabeldistribusi studentdkt0,995t0,99t0,975t0,95163,6631,8212,716,3129,926,964,32,9235,844,543,182,3544,63,752,782,1354,033,362,572,02152,952,602,131,75991,991202,622,361,981,662,562,331,961,645Nilai statistik ujix¯=7,5+8,2+8,4++8,8+8,316,=8,4125s=(7,58,4125)2++(8,38,4125)2161=0,308=0,555n=100,t=x¯μ0snt=(8,41258,5)0,55516=0,63Penentuan keputusan ujiKarena:2,95<0,63<2,95,H0diterimaKesimpulanDengan taraf nyata 1%rata-rata skorperforman pegawai adalah8,5.



2.Sebuah sampel acak 100 catatan kematiandi negara A selama 1 tahun yang kemarenmenunjukkan umur rata-rata 58,8 tahundengan simpangan baku 7,8 tahun. Apakahhal itu menunjukkan bahwa harapan umurrata-rata sekarang minimal 60 tahun?Jelaskan pernyataan tersebut dengan tingkatsignifikansi5%Jawab:Misalkan umur rata-rata sekarang60tahunberdistribusi studentRumusan hipotesisH0danH1H0:μ60H1:μ<60Daerah kritisUji satu pihak/hipotesis pihak kiri denganα=5%t1(0,05)=t0,995.Dengan dk=1001=99diperoleh nilait=2,63(tabel distribusi student)TerimaH0,jika:t>2,63TolakH0,jika:t2,63Nilai statistik ujiμ=58,8,s=7,8tahunn=100,t=x¯μ0snt=(58,860)7,8100=1,54Penentuan keputusan ujiKarena:t1,54,H0diterimaKesimpulanDengan taraf nyata 5%umur rata-ratasekarang minimal60tahun.



DAFTAR PUSTAKA
  1. Tasari, Aksin, N., Miyanto, Muklis. 2016. Matematika untuk SMA/MA Kelas XII Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Klaten: INTAN PARIWARA.
  2. Sembiring, S., Zulkifli. M., Marsito, Rusdi. I. 2016. Matematika untuk Siswa SMA/MA Kelas XII Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Bandung: SRIKANDI EMPAT WIDYA UTAMA.
  3. Sugiyono. 2013. Statistika untuk Penelitan. Bandung: ALFABETA

Lanjutan Contoh Soal 2 Distribusi Normal

 6.Luas daerah yang diarsir di bawahkurva normal baku berikut adalah....a.0,4861b.0,4878c.0,4881d.0,4938e.0,4946.

.Jawab:Perhatikan tabeldistribusi normalberikutz01234567892,20,4878Sehingga nilaiz=2,25luasnya=0,4878.

7.Luas daerah yang diarsir di bawahkurva normal baku berikut adalah....a.0,1138b.0,3810c.0,3862d.0,4948e.0,5000.
.Jawab:Perhatikan tabeldistribusi normalberikutz01234567891,10,38102,50,4948Sehingga nilaiz=1,18luasnya=0,3810Dan nilaiz=2,56luasnya=0,4948maka luas arsiran=P(1,18<Z<2,56)=P(0<Z<2,56)P(0<Z<1,18)=0,49480,3810=0,1138.

8.Luas daerah yang diarsir pada gambardi bawah adalah 0,9332, maka nilaiz=.....
.a.1,05b.1,06c.1,16d.1,50e.1,60Jawab:Luas arsiran adalah=P(Z<z)=0,9332=0,5+0,4332=0,5+P(0<Z<z)lihat/konfirmasi ke tabelz=1,50Perhatikan tabeldistribusi normalberikutz01234567891,50,4332Sehingga luasnya=0,4878,batas z=1,50.

9.Luas daerah yang diarsir pada gambardi bawah adalah=.....
.a.0,9750b.0,5000c.0,4750d.0,0250e.0,0200Jawab:Luas arsiran adalah=P(0Z)P(0Z1,96)=0,50,4750=0,0250.

10.Misalkan tinggi siswa kelas XII berdistribusinormal dengan rata-rata 167,5 cm dengansimpangan baku 4,6 cm. Jika jumlah siswayang diteliti sebanyak 10.000 siswa, maka jumlah siswa yang memiliki tinggi lebihdari 160 cm sebanyak....a.16.300b.9.484c.5.516d.4.484e.4.474Jawab:Diketahui dari soal di atasn=10.000,μ=167,5cm,σ=4,6z=xμσ=160167,54,6=1,63P(X>160)=P(Z>1,63)=P(0Z1,63)+P(0Z)=0,4484+0,5=0,9484Sehingga total siswa yang dimaksudsebanyak:0,9484×10.000=9.484.



Penarikan Kesimpulan

F. Uji Hipotesis

F. 1 Pengertian

Dalam suatu penyelidikan berkaitan suatu permasalahan untuk penarikan suatu kesimpulan diperlukan adanya dugaan atau dalam bahasa matematika dinamakan istilah hipotesis. Hipotesis berasal dari bahasa Yunani Hupo yang berarti sementara dan Thesis yang berarti pernyataan atau dugaan. Sehingga secara bahasa memiliki arti dugaan sementara. Selanjutnya, karena hipotesis ini masih berupa jawaban sementara, maka hipotesis ini harus diuji kebenaranya dan prosesnya dinamakan uji hipotesis. Uji hipotesis yang dibahasa di sini adalah pengujian berkaitan dengan rata-rata  μ pada sebuah sampel. Jika hasil yang didapatkan dalam penelitian nantinya, jauh berbeda dengan yang diharapkan berdasarkan hipotesis, maka hipotesis ditolak, demikian sebaliknya jika sesuai, maka hipotesis diterima.

F. 2 Jenis-Jenis Hipotesis

Ada dua jenis hipotetsis yaitu:

  • Hipotesis nol (H0) yang terkandung makna tidak memiliki perbedaan
  • Hipotesis alternatif  (H1) dengan pengertian terdapat tidak sama atau ada perbedaan.

F. 3 Langkah-Langkah Pengujian Hipotesis.

Berikut prosedur pengujian hipotesis

.MerumuskanH0danH1Menentukan daerah kritis(taraf signifikansi/kepercayaan)Menentukan nilai statistik ujiMenentukan keputusan ujiPenarikan kesimpulan.

Sebagai tambahannya, dalam melakukan pengujian hipotesis, ada 2 jenis kekeliruan yang bisa terjadi

  • Kekeliruan tipe I, yaitu kita menolak hipotesis yang seharusnya diterima
  • Kekeliruan tipe II, yaitu kita menerima hipotesis yang seharusnya kita tolak
Keputusan ujiH0benarH0salahMenerimaH0Benar(1α)Kesalahantipe II(β)MenolakH0Kesalahantipe I(α)Benar(1β).

Untuk meminimalkan kesalahan:
  • dalam pengujian hipotesis diinginkan  α (dibaca alfa) dan  β  (dibaca beta) kecil atau (1β) besar.
  • tetapi hal di atas adalah sulit karena jika α makin kecil, maka nilai  β semakin besar.
  • dari 2 hal tersebut di atas, maka dipilihlah salah satu, dalam hal ini biasanya α. dan α yang digunakan bisanya pula adalah 10%, 5%, dan atau 1% tergantung kebutuhgannya dalam bidang apa mau diterapkan. Misal dalam bidang pengobatan diambillah α yang 1%.
  • α dalam hal ini selanjutnya disebut taraf signifikansi atau taraf arti atau taraf nyata.

F.4 Bentuk Pengujian Hipotesis

Ada 3 macam, yaitu, uji dua pihak, uji pihak kanan, dan uji pihak kiri.

F. 4. 1 Uji dua Pihak

.
JikaσdiketahuiJikaσtidak diketahuiUntuk menguji pasangan hipotesis{H0:μ=μ0H1:μμ0di mana nilaiz=(x¯μ0σ)nDan untukzberdistribusi normalbaku. Pengambilan kesimpulanH0diterima jika:z12(1α)<z<z12(1α)dan daerah ini disebutdaerah tidak nyataataudaerah penerimaanH0Untuk menguji pasangan hipotesis{H0:μ=μ0H1:μμ0Gunakandistribusi studentdengan rumust=(x¯μ0s)ndi manasadalah simpangan bakudan dihitung  dengan rumuss=(xix¯)2n1Dan untuktberdsitribusi studentpada pengambilan kesimpulan,H0diterima jika:t(112α)<t<t(112α)dan daerah ini disebutdaerah tidak nyataataudaerah penerimaanH0dengandK=n1.

CONTOH SOAL.

1.Seorang pengusaha lampu merk X mengatakanbahwa lampunya memiliki masa pakai rata-rata900. Untuk menguji pernyataan tersebut, makadiuji sebanyak 100 lampu dan ternyata rata-ratamasa pakainya 890 jam dengan simpangan baku-nya 60 jam. Selidikilah dengan tingkat signifikansi5%,apakah kualitas lampu itu sudah berubahatau belumJawab:Misalkan masa hidup lampu berdistribusi normalRumusan hipotesisH0danH1H0:μ=900jam (masa pakai masih 900 jam)H1:μ900jam (masa berubah dan)900jamDaerah kritisUji dua pihak/hipotesis dua arah denganα=5%z12(10,05)=z0,475=1,96(lihat tabel)TerimaH0,jika:1,96<z<1,96TolakH0,jika:z<1,96atauz>1,96Nilai statistik ujix¯=890,n=100,z=x¯μ0σnz=(890900)60100=10×1060=1,67Penentuan keputusan ujiKarena:1,96<1,67<1,96,H0diterimaKesimpulanDengan taraf nyata 5%masa pakai lampubelum berubah dan masih sekitar 900 jam.

2.Jika pada soal nomor 1 di atas, simpangan baku(σ)tidak diketahui, tetapi dari sampel diperolehs=55 jam. Selidikilah apakah kualitas lampu itu sudah berubah atau belumJawab:Misalkan masa hidup lampu berdistribusi studentRumusan hipotesisH0danH1H0:μ=900jam (masa pakai masih 900 jam)H1:μ900jam (masa berubah dan)900jamDaerah kritisUji dua pihak/hipotesis dua arah denganα=5%t112(0,05)=t0,975.Dengan dk=1001=99diperoleh nilait=1,99(tabel distribusi student)TerimaH0,jika:1,99<t<1,99TolakH0,jika:t<1,99ataut>1,99Berikut disajikan tabeldistribusi studentdkt0,995t0,99t0,975t0,95163,6631,8212,716,3129,926,964,32,9235,844,543,182,3544,63,752,782,1354,033,362,572,02602,662,392,001,67991,991202,622,361,981,662,562,331,961,645Nilai statistik ujix¯=890,s=55jam,n=100,t=x¯μ0snt=(890900)55100=10×1055=1,82Penentuan keputusan ujiKarena:1,99<1,82<1,99,H0diterimaKesimpulanDengan taraf nyata 5%masa pakai lampubelum berubah dan masih sekitar 900 jam.

F. 4. 2 Uji Satu Pihak

a) Uji Pihak Kanan

JikaH1:μ>μ0Daerah kritis berada di ujung kanan kurva .

CONTOH SOAL.

1.Seorang petugas menyatakan bahwa pendapatanpenjual mainan X tidak lebih dariRp20.000perhari. Untuk menyangkal pernyataan tersebutpihak kantor melakukan penelitian terhadaptingkat pendapatan penjual mainan itu. Pihakkantor memilih 150 penjual secara acak, ternyatadiperoleh data rata-rata pendapatan merekaRp21.000dengan simpangan bakuRp5.000Denganα=5%cukup beralasankah pernyataanpetugas tersebutJawab:Misalkan pendapatan penjual berdistribusi normaldengan hasil tidak lebihRp20.000perhariRumusan hipotesisH0danH1H0:μ20.000H1:μ>20.000 Daerah kritisUji satu pihak, daerah kritis kanan denganα=5%z0,05=1,64(lihat tabel normal baku)TerimaH0,jika:z<1,64TolakH0,jika:z1,64Nilai statistik ujix¯=21.000,μ0=20.000jam,n=150,σ=5.000,dengan rumusz=x¯μ0σnz=(21.00020.000)5000150=1.000×12,2475.000=2,45Penentuan keputusan ujiKarena:2,451,64,H0ditolakKesimpulanDengan taraf nyata 5%rata-rata pendapatanpenjual lebih dariRp20.000perhari.


b) Uji Pihak Kiri

JikaH1:μ<μ0Daerah kritis berada di ujung kiri kurva .

CONTOH SOAL.

2.Seorang petugas menyatakan bahwa pendapatanpenjual mainan X tidak kurang dariRp21.000perhari. Pihak kantor ingin menguji terhadaptingkat pendapatan penjual mainan itu. Pihakkantor memilih 150 penjual secara acak, ternyatadiperoleh data rata-rata pendapatan merekaRp20.000dengan simpangan bakuRp5.000Denganα=5%cukup beralasankah pernyataanpetugas tersebutJawab:Misalkan pendapatan penjual berdistribusi normaldengan hasil tidak kurang dariRp21.000perhariRumusan hipotesisH0danH1H0:μ21.000H1:μ<21.000 Daerah kritisUji satu pihak, daerah kritis kiri denganα=5%z0,05=1,64(lihat tabel normal baku)TerimaH0,jika:z>1,64TolakH0,jika:z1,64Nilai statistik ujix¯=20.000,μ0=21.000jam,n=150,σ=5.000,dengan rumusz=x¯μ0σnz=(20.00021.000)5000150=1.000×12,2475.000=2,45Penentuan keputusan ujiKarena:2,451,64,H0ditolakKesimpulanDengan taraf nyata 5%rata-rata pendapatanpenjual kurang dariRp21.000perhari.

DAFTAR PUSTAKA
  1. Tasari, Aksin, N., Miyanto, Muklis. 2016. Matematika untuk SMA/MA Kelas XII Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Klaten: INTAN PARIWARA.
  2. Noormandiri, B.K. 2017. Matematika Jilid 3 untuk SMA/MA Kelas XII Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA.
  3. Sembiring, S., Zulkifli. M., Marsito, Rusdi. I. 2016. Matematika untuk Siswa SMA/MA Kelas XII Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Bandung: SRIKANDI EMPAT WIDYA UTAMA.



Contoh Soal Distribusi Normal

 1.Fungsi distribusi normal variabel acak Xdenganμ=8danσ=2adalah....a.f(x)=12πe.(x8)22b.f(x)=12πe.(x8)24c.f(x)=12πe.(x8)22d.f(x)=18πe.(x8)24e.f(x)=18πe.(x8)28Jawab:ef(x)=1σ2πe.12(xμσ)2,dengan{μ=8σ=2=122πe.12(x82)2=18πe.(x8)28.

2.Jika variabel acakZberdistribusi normalN(0,1),nilaiP(Z<2)adalah....a.0212πe.12z2dzb.212πe.12z2dzc.212πe.12z2dzd.021σ2πe.12(xμσ)2dze.021σ2πe.12(xμσ)2dzJawab:cP(Z<2),ZN(0,1)=P(<Z<0)+P(0<Z<2)=212πe.12z2dz.

3.Jika luas daerah di bawah kurvaberdistribusi normal pada intervalZ>zadalahL,nilaiP(z<Z<z)adalah....a.0,5+Lb.0,5Lc.1Ld.12Le.2LJawab:dP(z<Z<z)=0,5L+0,5L=12LBerikut ilustrasi kurva beserta luasnya.

4.DiketahuiXN(20,4)danZN(0,1)JikaP(0<Z<1)=0,3413,maka nilaiP(X<24)adalah....a.0,1587b.0,3174c.0,3413d.0,6826e.0,8413Jawab:eDiketahui bahwaXN(20,4){μ=20σ=4Dan diketahui pulaP(0<Z<1)=0,3413JikaZN(0,1),maka untukP(X<24)transformasix=24menjadiz=xμσ=24204=44=1SelanjutnyaP(X<24)=P(Z<1)=0,5+P(0<Z<1)=0,5+0,3413=0,8413.

5.Nilai kuartil atas dari databerdistribusi normal baku=qPernyataan berikut yang tepat adalah....a.Luas daerah pada(Z<q)=0,25b.Luas daerah pada(Z>q)=0,25c.Luas daerah pada(0<Z<q)=0,25d.Luas daerah pada(Z<0,25)=qe.Luas daerah pada(0<Z<0,25)=qJawab:aPembahasan diserahkan kepada pembacayang budiman.




Lanjutan 2 Distribusi Normal

D. Menentukan nilai k (batas interval)

Penentuan batas ini adalah kebalikan dari pencarian nilai luasan di bawah kurva

CONTOH SOAL.

1.Dengan bantuan tabel distribusi normaltentukan nilaikpadaP(Zk)=0,9834Jawab:P(Zk)=P(Z0)+P(0Zk)=0,9834>0,50,9834=0,5+P(0Zk)P(0Zk)=0,98340,5=0,4834=P(0Z2,13)k=2,13.

2.Dengan bantuan tabel distribusi normaltentukan nilaikpadaP(Zk)=0,3669Jawab:P(0Z)=P(0Zk)+P(kZ)0,5=P(0Zk)+0,3669P(0Zk)=0,50,3669=0,1331=P(0Z0,34)k=0,34.

3.Dengan tabel distribusi normal, tentukannilaikpadaP(kZk)=0,9854Jawab:P(kZk)=P(kZ0)+P(0Zk)=2×P(0Zk)0,9854=2×P(0Zk)P(0Zk)=0,98542=0,4972=P(0Z2,77)k=2,77.

E. Pendekatan distribusi binomial dengan distribusi normal

Pada kasus distribusi binomial (distribusi Bernoulli) terdapat jumlah sampel yang besar, misalkan untuk n=60, maka penghitungan dengan menggunakan metode ini akan memakan waktu yang lama. Penghitungan yang lebih ringkas dengan tingkat ketelitian hasil yang baik adalah dapat kita gunakan penghitungan dengan distribusi normal (distibusi Gauss) dengan syarat  Np5  dan  N(1p)5.

NotasiDibacaIstilahRumusμmurata-rataμ=Npσ2Variansiσ2=Npqσsigmasimpangan bakuσ=Npq.

Dengan

Dengan rumus distribusi binomialP(X=x)=b(x;n;p)=n!x!.(nx)!.px.qnx=(nx)..px.qnxDengan rumus distribusi normalnilaiZscore, untuk x adalah:Z=xμσ.

CONTOH SOAL.

1.Dari 64 kali percobaan melempar sebuahuang logam peubah acakXmenyatakanbanyak kemunculan sisi angka, tentukana.meanb.standar deviasi atau simpangan bakuJawab:Misalp=peluang kejadian muncul angkap=12,makaq=1p=112=12denganN=64makaa.μ=N.p=64×12=32b.σ=N.p.q=64×12×12=16=4.

2.Tentukan probabilitas perolehan 5 sisi angkapada pelemparan sebuah uang logam sebanyak 12 kaliJawab:Dengan rumus distribusi binomialDiketahuin=12,x=5,danp=12,q=1pP(X=x)=b(x;n;p)=n!x!.(nx)!.px.qnx=(nx)..px.qnxP(x=5)=b(5;12;12)=(125).(12)5.(112)125=12!5!.7!.(12)12=7924048=0,1934(Pembulatan 4D)Dengan rumus distribusi normalμ=n.p=12.(12)=6σ=npq=12.(12)(112)=3=1,7321nilaiZscore, untuk x di antara4,5dan5,5Z1=x1μσ=4,561,7321=0,87P(Z=0,87)=0,3078Z2=x2μσ=5,561,7321=0,29P(Z=0,29)=0,1141Luasan4,5hingga5,5=0,30780,1141=0,1937Perbedaan selisihnya adalah=0,19370,1934=0,0003 .

3.Pada soal nomor 1 di atas, carilah probabilitasmendapatakan 2 sisi angka dan probabilitasmendapatkan sisi angka kurang dari 50Jawab:untukx=2,n=64,danp=12,q=1pP(X=x)=b(x;n;p)=n!x!.(nx)!.px.qnx=(nx)..px.qnxmakaP(X=2)=P(x=2)P(x=2)=(642)(12)2(12)642=64×632×(12)64=4032265Alternatif 1P(X<50)=P(x=0)+P(x=1)+P(x=2)+P(x=3)+...+P(x=49)Alternatif 2Diketahuiμ=32,σ=4,danx=50z=xμσ=50324=184=4,5maka nilaiP(x<50)=P(z<4,5)=P(z0)+P(0z<4,5)=0,5+0,4999=0,9999.


DAFTAR PUSTAKA
  1. Tasari, Aksin, N., Miyanto, Muklis. 2016. Matematika untuk SMA/MA Kelas XII Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Klaten: INTAN PARIWARA.
  2. Noormandiri, B.K. 2017. Matematika Jilid 3 untuk SMA/MA Kelas XII Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA.
  3. Sari, B.-------. Pendekatan Binomial untuk Kasus Distribusi Normal. pada https://dosen.yai.ac.id/v5/dokumen/materi/030013/103_20211207093237_Pertemuan%2010_Pendekatan%20Binomial%20Untuk%20Kasus%20Distribusi%20Normal.pdf