Ilustrasi Kasus — “SocMed Insights”

Aplikasi analitik media sosial “SocMed Insights” mengumpulkan berbagai data untuk keperluan analisis. Data yang dikumpulkan meliputi jumlah komentar, durasi pengguna menonton video, jumlah pengguna yang mengklik iklan, jumlah unggahan foto yang diterima server, serta waktu muat halaman.

Berdasarkan data tersebut, dilakukan analisis menggunakan beberapa konsep distribusi probabilitas, yaitu variabel acak, distribusi binomial, distribusi Poisson, dan distribusi normal.


Soal 1 — Variabel Acak

Klasifikasikan variabel berikut:

  1. Jumlah komentar per unggahan
  2. Durasi video yang ditonton (detik)

Tentukan apakah masing-masing variabel termasuk diskrit atau kontinu.

Jawaban 1

a. Jumlah komentar per unggahan

Jumlah komentar merupakan variabel acak diskrit, karena nilainya berupa hasil pencacahan berupa bilangan bulat seperti 0, 1, 2, 3, dan seterusnya. Tidak ada komentar bernilai 2,5.

jumlah_komentar <- "Diskrit"
jumlah_komentar
## [1] "Diskrit"

Hasil

[1] "Diskrit"

b. Durasi video yang ditonton

Durasi video merupakan variabel acak kontinu, karena waktu merupakan hasil pengukuran yang dapat memiliki nilai pecahan, misalnya 2,5 detik atau 3,75 detik.

durasi_video <- "Kontinu"
durasi_video
## [1] "Kontinu"

Hasil

[1] "Kontinu"

Kesimpulan

  • Jumlah komentar → Diskrit
  • Durasi video → Kontinu

Soal 2 — Distribusi Binomial

25% pengguna yang melihat iklan akan mengkliknya. Jika iklan ditampilkan ke 10 pengguna, hitung:

  1. P(tepat 2 pengguna mengklik)
  2. Rata-rata jumlah klik
  3. Standar deviasi jumlah klik

Jawaban 2

Diketahui:

  • Jumlah pengguna (\(n\)) = 10
  • Peluang pengguna mengklik (\(p\)) = 25% = 0,25
  • Peluang tidak mengklik (\(q = 1 - p\)) = 75% = 0,75

Perhitungan manual

a. P(X = 2)

\[P(X=x) = \binom{n}{x}\, p^x\, q^{n-x}\]

\[P(X=2) = \binom{10}{2}(0{,}25)^2(0{,}75)^8\]

\[\binom{10}{2} = \frac{10!}{2!\,8!} = \frac{10 \times 9}{2} = 45\]

\[P(X=2) = 45 \times 0{,}0625 \times 0{,}100113 \approx 0{,}2816\]

b. Rata-rata

\[\mu = n \cdot p = 10 \times 0{,}25 = 2{,}5\]

c. Standar deviasi

\[\sigma = \sqrt{n \cdot p \cdot q} = \sqrt{10 \times 0{,}25 \times 0{,}75} = \sqrt{1{,}875} \approx 1{,}369\]

a. P(tepat 2 pengguna mengklik)

n <- 10
p <- 0.25
x <- 2

prob_2 <- dbinom(x, size = n, prob = p)

prob_2
## [1] 0.2815676

Hasil

[1] 0.2815676

Jadi, peluang tepat 2 pengguna mengklik iklan adalah 0,2816 atau 28,16%.

b. Rata-rata jumlah klik

mean_binomial <- n * p

mean_binomial
## [1] 2.5

Hasil

[1] 2.5

Jadi, rata-rata jumlah klik adalah 2,5 klik.

c. Standar deviasi jumlah klik

sd_binomial <- sqrt(n * p * (1 - p))

sd_binomial
## [1] 1.369306

Hasil

[1] 1.369306

Jadi, standar deviasi jumlah klik adalah 1,3693.

Kesimpulan

Pada 10 pengguna dengan peluang klik sebesar 25%, peluang tepat 2 pengguna mengklik adalah 28,16%. Rata-rata jumlah klik adalah 2,5, dengan standar deviasi sebesar 1,3693.


Soal 3 — Distribusi Poisson

Rata-rata server menerima 8 unggahan foto per menit. Hitung:

  1. P(tepat 5 unggahan) secara manual
  2. P(lebih dari 12 unggahan) dengan RStudio

Jawaban 3

Diketahui rata-rata server menerima 8 unggahan foto per menit (\(\lambda = 8\)).

a. P(tepat 5 unggahan)

Perhitungan manual

\[P(X=x) = \frac{e^{-\lambda}\,\lambda^x}{x!}, \quad e \approx 2{,}71828\]

\[P(X=5) = \frac{e^{-8}\cdot 8^5}{5!} = \frac{(0{,}000335)(32768)}{120} = \frac{10{,}992}{120} \approx 0{,}0916\]

Sintaks RStudio

lambda <- 8
x <- 5

prob_5 <- dpois(x, lambda = lambda)

prob_5
## [1] 0.09160366

Hasil

[1] 0.09160366

Jadi, peluang server menerima tepat 5 unggahan dalam satu menit adalah 0,0916 atau 9,16%.

b. P(lebih dari 12 unggahan)

Karena menggunakan RStudio, digunakan konsep komplemen:

\[P(X>12) = 1 - P(X \le 12)\]

lambda <- 8

prob_lebih_12 <- 1 - ppois(12, lambda = lambda)

prob_lebih_12
## [1] 0.0637972

Hasil

[1] 0.0637972

Jadi, peluang server menerima lebih dari 12 unggahan dalam satu menit adalah 0,0638 atau 6,38%.

Kesimpulan

Dengan rata-rata 8 unggahan per menit, peluang tepat 5 unggahan adalah 9,16%, sedangkan peluang lebih dari 12 unggahan adalah 6,38%.


Soal 4 — Distribusi Normal & Z

Waktu muat halaman berdistribusi normal dengan μ = 3 detik dan σ = 0,5 detik. Hitung:

  1. P(loading > 4 detik)
  2. Tentukan batas waktu 5% loading TERLAMA.

Jawaban 4

Diketahui:

  • Rata-rata waktu loading (\(\mu\)) = 3 detik
  • Standar deviasi (\(\sigma\)) = 0,5 detik

a. P(loading > 4 detik)

Perhitungan manual

Transformasi ke skor-Z:

\[Z = \frac{X-\mu}{\sigma} = \frac{4-3}{0{,}5} = 2{,}00\]

Dari tabel Z, luas di kiri \(Z = 2{,}00\) adalah 0,9772. Maka:

\[P(X>4) = P(Z>2{,}00) = 1 - 0{,}9772 = 0{,}0228\]

Sintaks RStudio

mu <- 3
sigma <- 0.5
x <- 4

z <- (x - mu) / sigma

prob_lebih_4 <- 1 - pnorm(
  x,
  mean = mu,
  sd = sigma
)

z
## [1] 2
prob_lebih_4
## [1] 0.02275013

Hasil

[1] 2
[1] 0.02275013

Nilai Z yang diperoleh adalah 2.

Peluang waktu loading lebih dari 4 detik adalah 0,02275 atau sekitar 2,28%.

b. Batas waktu 5% loading terlama

Perhitungan manual

Loading terlama berada di ekor kanan, sehingga batasnya adalah persentil ke-95 (95% data berada di bawahnya).

Mencari nilai Z untuk luas 0,95 pada tabel Z. Angka 0,9500 berada di antara dua nilai:

Z Luas di kiri Z
1,64 0,9495
1,65 0,9505

Karena 0,9500 tepat di tengah, maka \(Z_{0{,}95} \approx 1{,}645\).

Konversi kembali ke nilai X:

\[X = \mu + Z \cdot \sigma = 3 + (1{,}645)(0{,}5) = 3{,}8225 \approx 3{,}82 \text{ detik}\]

Sintaks RStudio

mu <- 3
sigma <- 0.5

z_95 <- qnorm(0.95)

batas_5_persen <- qnorm(
  0.95,
  mean = mu,
  sd = sigma
)

z_95
## [1] 1.644854
batas_5_persen
## [1] 3.822427

Hasil

[1] 1.644854
[1] 3.822427

Jadi, batas waktu untuk 5% loading terlama adalah sekitar 3,82 detik.

Artinya, sekitar 5% waktu loading paling lama diperkirakan berada di atas 3,82 detik.

(Selisih kecil antara 3,8225 pada hitungan manual dan 3,8224 pada RStudio hanya karena pembulatan nilai Z: 1,645 pada tabel, 1,644854 pada RStudio.)


Kesimpulan Akhir

No. Hasil
1a Jumlah komentar = Diskrit
1b Durasi video = Kontinu
2a P(tepat 2 klik) = 28,16%
2b Rata-rata klik = 2,5
2c Standar deviasi = 1,3693
3a P(tepat 5 unggahan) = 9,16%
3b P(lebih dari 12 unggahan) = 6,38%
4a P(loading > 4 detik) = 2,28%
4b Batas 5% loading terlama = 3,82 detik