Probabilitas adalah pilar dasar dari penalaran statistik, yang
menawarkan kerangka kerja yang sistematis dan koheren untuk memahami
ketidakpastian serta membimbing pengambilan keputusan yang tepat.
Probabilitas menggunakan ukuran untuk menghitung seberapa besar peluang.
Penguasaan konsep probabilitas sangat penting untuk analisis data yang
efektif, penelitian ilmiah, dan praktik berbasis bukti.
1 Fundamental
Concept
konsep dasar probabilty
Probability : peluang terjadinya suatu peristiwa
Rumus
Contohnya, peluang muncul “kepala” saat melempar koin adalah 1/2
= 0.5 = 50%.
Ruang Sampel
Ruang sampel adalah kumpulan seluruh kemungkinan hasil dari suatu
eksperimen.
Contoh melempar koin dua kali: ruang sampelnya adalah HH, HT, TH,
dan TT (total 4 kemungkinan).
Probabilitas masing-masing hasil dihitung dengan mengalikan
peluang tiap kejadian, karena setiap lemparan bersifat
independen.
Diagram Ruang Sampel
Diagram percabangan (seperti pohon) memudahkan melihat semua
kemungkinan dan menghitung peluang masing-masing.
Aturan Probabilitas
Probabilitas selalu bernilai antara 0 dan 1 (termasuk kedua
nilai).
Jika dijumlahkan semua probabilitas dari setiap hasil di ruang
sampel, hasilnya pasti 1.
Aturan Komplemen
Aturan Komplemen menyatakan bahwa:
Artinya, peluang sebuah kejadian tidak terjadi sama dengan 1
dikurangi peluang kejadian itu terjadi.
Contoh Penerapan Aturan Komplemen
Peluang tidak mendapatkan dua tail saat melempar dua koin adalah
Bisa juga dengan menjumlahkan peluang dari semua hasil selain “dua
tail”.
2 Independent and
Dependent
Kejadian Independen
Kejadian dikatakan independen jika terjadinya salah satu tidak
mempengaruhi peluang kejadian lainnya.
Contoh: Melempar dadu dan melempar koin, hasil dadu tidak
memengaruhi hasil koin.
Rumus
Contoh soal: Peluang mendapat angka 5 pada dadu (1/6) dan head
pada koin (1/2), maka peluang kejadian keduanya:
Kejadian Dependen
Kejadian dikatakan dependen jika terjadinya satu kejadian
memengaruhi peluang kejadian berikutnya.
Contoh: Mengambil dua kelereng dari kotak (tanpa mengembalikan ke
tempat semula).
Penjelasan soal: Kotak berisi 7 kelereng hijau dan 3 biru.
Peluang mengambil hijau lalu biru “tanpa pengembalian”:
peluang ambil hijau pertama 7/10
Setelah hijau diambil, peluang ambil biru 3/9=1/3
total peluang keduanya :
Kesimpulan
Pada kejadian independen, peluang dua kejadian sekaligus cukup
dikalikan.
Pada kejadian dependen, peluang kejadian kedua dipengaruhi hasil
dari kejadian pertama sehingga perhitungannya berubah.
3 Union of events
Sample Space (Ruang Sampel)
Ruang sampel adalah himpunan seluruh kemungkinan hasil dari
sebuah eksperimen.
Contoh: Melempar satu dadu menghasilkan 6 hasil (1–6). Melempar
dua dadu menghasilkan 36 kemungkinan hasil (6 × 6).
Simple Probability (Peluang Sederhana)
Peluang suatu kejadian = jumlah hasil yang diinginkan / total
hasil dalam ruang sampel.
Contoh: Peluang mendapatkan 2 angka empat saat melempar dua dadu
=
Intersection & Union of Events:
Intersection (Irisan): Peluang dua kejadian sekaligus, misalnya
dua angka genap dan setidaknya satu angka dua = 5/36.
Union (Gabungan/Atau): Peluang salah satu dari dua kejadian (atau
keduanya) terjadi.
Rumus:
Contoh Soal Union
“Peluang mendapatkan dua angka genap atau setidaknya satu angka dua”
dihitung dengan rumus union:
Dua angka genap: 9/36
Setidaknya satu angka dua: 11/36
Keduanya: 5/36 Jadi,
4 Exclusive and
Exhaustive
Mutually exclusive events
Dua peristiwa disebut saling lepas jika tidak mungkin terjadi
secara bersamaan, artinya irisan kedua peristiwa sama dengan himpunan
kosong
Contoh: pada pelemparan dadu, peristiwa “muncul bilangan genap”
dan “muncul bilangan ganjil” tidak bisa terjadi sekaligus, sehingga
keduanya saling lepas.
Exhaustive events
Beberapa peristiwa disebut exhaustif jika gabungan (union) semua
peristiwa tersebut menutupi seluruh ruang sampel, yaitu
Contoh: pada dadu dengan ruang sampel (1,2,3,4,5,6), jika gabungan
beberapa peristiwa menghasilkan semua enam outcome tersebut, maka
peristiwa-peristiwa itu bersifat exhaustif.
Union dan kombinasi sifat
Peristiwa bisa bersifat saling lepas sekaligus exhaustif jika:
tidak saling tumpang tindih,
gabungannya menutupi seluruh ruang sampel.
5 Binomial
Experiment
Konsep percobaan binomial
Percobaan binomial berkaitan dengan situasi “sukses atau gagal”
yang diulang beberapa kali, misalnya lempar koin atau mengambil kelereng
tertentu dari kotak.
Ditekankan arti awalan “bi” (dua) yaitu hanya ada dua kemungkinan
hasil di setiap percobaan: sukses atau gagal.
Empat syarat binomial
Syaratnya: (1) jumlah percobaan n harus tetap, (2) tiap percobaan
hanya punya dua hasil (sukses/gagal), (3) peluang sukses tetap untuk
setiap percobaan, dan (4) tiap percobaan saling independen.
Jika keempat syarat ini terpenuhi, situasi tersebut disebut
percobaan binomial dan boleh dianalisis dengan rumus binomial.
Contoh lempar koin
Contoh pertama: lempar koin biasa 3 kali dan cari peluang
mendapatkan tepat 1 kepala; guru menuliskan semua urutan yang mungkin
menghasilkan tepat 1 kepala lalu menjumlahkan peluang masing-masing
sehingga diperoleh peluang total 0,375.
Contoh ini juga dicek satu per satu syarat binomialnya: n=3
tetap, dua hasil (kepala/bukan kepala), peluang kepala 0,5 pada setiap
lemparan, dan setiap lemparan saling bebas, sehingga ini adalah
percobaan binomial.
Rumus distribusi binomial
Di akhir, diperkenalkan rumus distribusi binomial: peluang
mendapatkan k sukses dari n percobaan bernilai kombinasi “ n choose k”
dikali , di mana p adalah peluang
sukses.
Contoh kelereng tadi kemudian diselesaikan ulang dengan rumus ini
(menggunakan ) dan hasilnya kembali 0,2048,
sehingga rumus diperlihatkan sebagai “jalan pintas” yang setara dengan
penjumlahan semua urutan
6 Binomial
Distributif
Mengingat kembali rumus binomial
Di awal, video mengulas rumus binomial dengan contoh pelemparan koin
dua kali, mendefinisikan k sebagai banyaknya sukses, n sebagai banyaknya
percobaan, dan p sebagai peluang sukses setiap percobaan. Dengan
memasukkan nilai n=2 dan p=0,5, diperoleh peluang untuk k=0,1,2 yang
kemudian digunakan sebagai dasar visualisasi.
Membuat grafik distribusi binomial
Nilai peluang untuk tiap k digambarkan sebagai diagram batang,
dengan k di sumbu-x dan di sumbu-y sehingga tampak tinggi batang untuk 0, 1, dan 2
sukses. Dari grafik ini terlihat bagaimana distribusi peluang tersebar
dan mana hasil yang paling mungkin terjadi.
Parameter mean, varians, dan simpangan baku
parameter distribusi binomial: mean μ=np, varians np(1−p), dan
simpangan baku sebagai akar dari varians. Ditunjukkan bahwa ketika n
membesar (misalnya n=10), bentuk distribusi binomial mulai mendekati
distribusi normal dengan pusat di sekitar μ.
Pengaruh nilai p terhadap bentuk
mengubah p mengubah bentuk distribusi: jika p=0,5, distribusi
cenderung simetris, sedangkan jika p sangat kecil (misalnya 0,1)
distribusi condong ke kanan dan jika p besar (misalnya 0,8) distribusi
condong ke kiri. Data cenderung mengelompok di sekitar mean np, dan
penyimpangan p dari 0,5 membuat bentuk distribusi menjadi miring
(skewed).
Kondisi pendekatan normal
kapan distribusi binomial boleh didekati dengan distribusi normal,
yaitu jika np≥10 dan n(1−p)≥10 (atau kadang menggunakan batas 5,
tergantung dosen/buku). Ditekankan bahwa untuk distribusi yang sudah
simetris, n tidak perlu terlalu besar untuk mendekati normal, sedangkan
untuk distribusi yang miring perlu n jauh lebih besar.