Pengantar Statistika Matematika II

dokumen-dokumen yang mirip
Pengantar Statistika Matematika II

Pengantar Statistika Matematika II

Pengantar Statistika Matematika II

BAB 2 LANDASAN TEORI DAN KAJIAN PUSTAKA

PENAKSIR PARAMETER DISTRIBUSI INVERS MAXWELL UKURAN BIAS SAMPEL MENGGUNAKAN METODE BAYESIAN. Rince Adrianti 1, Haposan Sirait 2 ABSTRACT ABSTRAK

BAB 2 LANDASAN TEORI

Pengantar Statistika Matematika II

STK 203 TEORI STATISTIKA I

BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang

Model Poisson. Inferensi likelihood. Andi Kresna Jaya November 19, Jurusan Matematika

Pengantar Statistika Matematika II

Statistika Matematika II

Pengantar Statistika Matematika II

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. (b) Variabel independen yang biasanya dinyatakan dengan simbol

BAB 2 LANDASAN TEORI. Definisi 1 Himpunan semua hasil yang mungkin dari suatu percobaan disebut ruang sampel dan dinyatakan dengan S.

Pengantar Statistika Matematika II

II. LANDASAN TEORI. sєs (S ruang sampel) dengan sebuah bilangan real. Salah satu peubah acak adalah

6. Teori Estimasi. EL2002-Probabilitas dan Statistik. Dosen: Andriyan B. Suksmono

MENAKSIR PARAMETER µ DARI N( µ, ) DENGAN METODE BAYES

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

STATISTIKA MATEMATIKA

INFERENSI PARAMETER MEAN POPULASI NORMAL DENGAN METODE BAYESIAN OBYEKTIF

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

= = =

INFERENSI STATISTIK DISTRIBUSI BINOMIAL DENGAN METODE BAYES MENGGUNAKAN PRIOR KONJUGAT. Oleh : ADE CANDRA SISKA NIM: J2E SKRIPSI

Teorema Newman Pearson

Estimasi Titik. (Point Estimation) Minggu ke 1-3. Prof. Dr. Sri Haryatmi, M. Sc. Universitas Gadjah Mada

Konsep Dasar Statistik dan Probabilitas

PENGGUNAAN METODE BAYESIAN OBYEKTIF DALAM INFERENSI PARAMETER POPULASI SERAGAM

MINGGU KE-11 HUKUM BILANGAN BESAR LEMAH DAN KUAT

BAB 2 LANDASAN TEORI

ESTIMASI INTERVAL. (INTERVAL ESTIMATION) Minggu ke Prof. Dr. Sri Haryatmi, M. Sc. Universitas Gadjah Mada

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang Masalah

Setiap karakteristik dari distribusi populasi disebut dengan parameter. Statistik adalah variabel random yang hanya tergantung pada harga observasi

BAB III METODE PENELITIAN

STATISTIKA MATEMATIKA

STATISTIKA. Muhamad Nursalman Pendilkom/Ilkom UPI

ESTIMASI PARAMETER MODEL REGRESI ZERO-INFLATED POISSON (ZIP) MENGGUNAKAN METODE BAYESIAN

MINGGU KE-6 VARIABEL RANDOM DAN DISTRIBUSINYA

MINGGU KE-9 MACAM-MACAM KONVERGENSI

Pengantar Statistika Matematika II

DISTRIBUSI STASIONER RANTAI MARKOV UNTUK PREDIKSI CURAH HUJAN DI WILAYAH JAWA BARAT

MA3081 STATISTIKA MATEMATIK(A) Bab 2: Distribusi Samp

TINJAUAN PUSTAKA. ruang sampel dan dilambangkan dengan huruf S. Ruang sampel beranggotakan

Algoritma Expectation-Maximization(EM) Untuk Estimasi Distribusi Mixture

ALGORITMA PENENTUAN UKURAN SAMPEL EKSAK UNTUK DISTRIBUSI NORMAL, DISTRIBUSI POISSON DAN DUA DISTRIBUSI BINOMIAL DALAM MODEL KELUARGA EKSPONENSIAL

Pengantar Proses Stokastik

ANALISIS STRUCTURAL EQUATION MODEL DENGAN PENDEKATAN BAYESIAN

PEMODELAN BAYESIAN KONSUMSI RUMAH TANGGA AGREGAT MENGGUNAKAN PRIOR ZELLNER. Muhammad Fajar Staf BPS Kabupaten Waropen. Abstrak

Pengantar Statistika Matematika II

BAB I PENDAHULUAN. hubungan antara dua variabel yang terdiri dari variabel tak bebas (Y ) dengan

BI5106 ANALISIS BIOSTATISTIK Bab 3 Peubah Acak dan Dist

PENERAPAN METODE PENDUGAAN AREA KECIL (SMALL AREA ESTIMATION) PADA PENENTUAN PROPORSI RUMAH TANGGA MISKIN DI KABUPATEN KLUNGKUNG

Pengantar Proses Stokastik

Situasi 1: a. Buatlah pernyataan-pernyataan yang sesuai dengan situasi di atas!

Aplikasi Model Black Litterman dengan Pendekatan Bayes (Studi kasus : portofolio dengan 4 saham dari S&P500) 1. Retno Subekti 2

MA3081 STATISTIKA MATEMATIKA Statistika Mengalahkan Matematika

ANALISIS PENDUDUK BEKERJA BERDASARKAN SEKTOR PEKERJAAN DAN JAM KERJA MENGGUNAKAN REGRESI PROBIT BIVARIAT DI PROVINSI ACEH

Learning Outcomes Sebaran Kontinu Nilai Harapan dan Ragam Beberapa Sebaran Kontinu. Peubah Acak Kontinu. Julio Adisantoso.

BAB 1 PENDAHULUAN. ii Bagaimana rata-rata atau nilai tengah dibuat oleh Stimulan eksternal.

Uji Hipotesis dan Aturan Keputusan

Catatan Kuliah MA3081 STATISTIKA MATEMATIKA Statistika Mengalahkan Matematika. disusun oleh Khreshna I.A. Syuhada, MSc. PhD.

PENERAPAN MODEL REGRESI LINIER BAYESIAN UNTUK MENGESTIMASI PARAMETER DAN INTERVAL KREDIBEL

MINGGU KE-8 HARGA HARAPAN DAN BEBERAPA KETAKSAMAAN DALA

KONSEP DASAR STATISTIK

PENDUGAAN AREA KECIL TERHADAP ANGKA MELEK HURUF DI KABUPATEN KUTAI KARTANEGARA DENGAN METODE EMPIRICAL BAYES BERBASIS MODEL BETA-BINOMIAL

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Distribusi Diskrit dan Kontinu yang Penting. Oleh Azimmatul Ihwah

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. return, mean, standard deviation, skewness, kurtosis, ACF, korelasi, GPD, copula,

STK 203 TEORI STATISTIKA I

ISSN: JURNAL GAUSSIAN, Volume 4, Nomor 3, Tahun 2015, Halaman Online di:

Pengantar Statistika Matematika II

STATISTIKA MATEMATIKA

MA5283 STATISTIKA Bab 3 Inferensi Untuk Mean

BAB II KAJIAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. sewajarnya untuk mempelajari cara bagaimana variabel-variabel itu dapat

The Central Limit Theorem

Catatan Kuliah MA3081 STATISTIKA MATEMATIKA Statistika Mengalahkan Matematika. disusun oleh Khreshna I.A. Syuhada, MSc. PhD.

BAB IV MODEL HIDDEN MARKOV

Konsep Dasar Statistik dan Probabilitas

(M.2) ANALISIS KOMPONEN UTAMA DATA TIDAK LENGKAP DENGAN METODE VARIATIONAL BAYESIAN PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS (VBPCA)

Pr { +h =1 = } lim. Suatu fungsi dikatakan h apabila lim =0. Dapat dilihat bahwa besarnya. probabilitas independen dari.

ESTIMASI PARAMETER MODEL REGRESI MULTIVARIAT BAYESIAN DENGAN DISTRIBUSI PRIOR INFORMATIF 1. PENDAHULUAN

BAB II LANDASAN TEORI

BAB 2 KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI. Dalam beberapa tahun terakhir, model graph secara statistik telah diaplikasikan

SILABUS MATA KULIAH. : Dapat menganalisis tentang statistika inferensial secara teoritik beserta komponen dan sifat-sifatnya

KONVOLUSI DISTRIBUSI EKSPONENSIAL DENGAN PARAMETER BERBEDA

ESTIMASI PARAMETER DISTRIBUSI WEIBULL TERSENSOR-II MENGGUNAKAN MLE

Pengantar Proses Stokastik

BAB II LANDASAN TEORI

MA2082 BIOSTATISTIKA Bab 3 Peubah Acak dan Distribusi

KONSEP DASAR STATISTIK

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

KARAKTERISTIK PENDUGA EMPIRICAL BAYES PADA PENDUGAAN AREA KECIL DENGAN MODEL POISSON-GAMMA. (Skripsi) Oleh DYTA OMPUMONA

DIKTAT KULIAH STATISTIKA MATEMATIKA I

Peubah Acak dan Distribusi

MA4183 MODEL RISIKO Control your Risk!

LANDASAN TEORI. Generalized Lambda Distribution (GLD) awalnya diusulkan oleh Ramberg dan

PENDEKATAN BAYESIAN SPASIAL EKONOMETRIKA PADA PEMODELAN MIGASI PENDUDUK DI JAWA BARAT. Oleh : Priyono

Transkripsi:

Bab 3: Estimasi Titik dengan Metode Bayes Statistika FMIPA Universitas Islam Indonesia

Dalam pendekatan klasik, parameter θ adalah besaran tetap yang tidak diketahui Sampel random X 1, X 2,..., X n diambil dari populasi berindeks θ dan berdasarkan harga-harga terobservasi dari sampel didapat pengetahuan tentang θ. Dalam pendekatan Bayesian, θ dipandang sebagai besaran yang variasinya digambarkan dengan distribusi peluang (disebut distribusi prior). Ini adalah distribusi subjektif, berdasarkan pada keyakinan seseorang dan dirumuskan sebelum data diambil.

Kemudian, sampel diambil dari populasi berindeks θ dan distribusi prior disesuaikan dengan informasi sampel ini. Prior yang telah disesuaikan disebut distribusi posterior Penyesuaian ini dilakukan dengan menggunakan aturan Bayes, sehingga dinamai statistik Bayesian

Teorema Bayes P(A k B) = P(A k, B) P(B) = P(B, A k) P(B) = P(B A k)p(a k ) n P(B A i )P(A i ) i=1

Ilustrasi Misalkan kita mempunyai distribusi Poisson dengan parameter θ > 0 dan kita mengetahui bahwa parameternya berharga θ = 2 atau θ = 3. Dalam pendekatan klasik, θ adalah besaran tetap yang tidak diketahui. Sampel random X 1, X 2,..., X n diambil dari populasi berindeks θ dan θ dipandang sebagai besaran yang bervariasi digambarkan dengan distribusi prior. Misalkan peluang prior subjektifnya adalah P(θ = 2) = 1 3 dan P(θ = 3) = 2 3

Misalkan sampel random ukuran n = 2 menghasilkan observasi x 1 = 2 dan x 2 = 4. Berdasarkan data tsb, kita akan menentukan peluang posterior θ = 2 dan θ = 3. Berdasarkan teorema Bayes P(θ = 2 x 1 = 2, x 2 = 4) = P(θ = 2 dan x 1 = 2, x 2 = 4) P(x 1 = 2, x 2 = 4) Selanjutnya = P(x 1 = 2, x 2 = 4 θ = 2)P(θ = 2) P(x 1 = 2, x 2 = 4 θ)p(θ) = θ e 2 22 2! e 2 2 2 2! e 2 2 4 4! ( 1 3 = 0.245 4! ( ) 1 3 ) + e 3 3 2 2! e 3 3 4 4! ( 2 3 e 4 24 P(θ = 3 x 1 = 2, x 2 = 4) = 1 0.245 = 0.755 )

Ini berarti bahwa observasi x 1 = 2 dan x 2 = 4, peluang posterior θ = 2 lebih kecil dibanding peluang prior θ = 2. Pengamatan yang sama menunjukkan peluang posterior θ = 3 lebih besar dibanding peluang prior θ = 3. Ini artinya, observasi x 1 = 2 dan x 2 = 4 lebih menyokong θ = 3 dibanding θ = 2.

Misalkan X f (x θ) dan θ Ω. Bila distribusi θ pada Ω dinyatakan dengan π(θ), maka π(θ) disebut distribusi prior dari θ. Model dapat dinyatakan dengan X θ f (x θ) (1) dan θ π(θ) (2)

Misalkan X 1, X 2,..., X n sampel random dari distribusi bersyarat X θ dengan fungsi kepadatan peluang f (x θ). Fungsi kepadatan gabungan X = (X 1, X 2,..., X n ) diberikan θ adalah f ( x θ) = f (x 1 θ) f (x 2 θ)... f (x n θ) (3) Fungsi kepadatan peluang gabungan X dan θ adalah f ( x, θ) = f ( x θ) π(θ) (4)

Fungsi kepadatan peluang marginal dari X adalah m( f ( x, θ) dθ, x ) = f ( x, θ), θ jika θ kontinu jika θ diskrit (5)

Fungsi kepadatan peluang bersyarat θ X adalah π(θ x ) = f ( x, θ) f ( x ) π(θ x ) adalah distribusi posterior. = f ( x θ) π(θ) m( x ) (6)

Contoh 1 Misalkan X 1, X 2,..., X n i.i.d Poisson θ dan θ Gamma(α, β) (distribusi prior). Dalam hal ini f ( x θ) = n i=1 e θ θx i x i! n x i = e nθ θi=1 n x i! i=1

π(θ) = 1 Γ(α) β α θα 1 e θ β Selanjutnya, fungsi kepadatan peluang gabungan X adalah f ( x, θ) = f ( x θ) π(θ) n x i = e nθ θ i=1 1 n Γ(α) β x i! α θα 1 e i=1 θ β

F.k.p marginal dari X adalah m( x ) = f ( x, θ) dθ = 0 0 e nθ θ β θ x i +α 1 dθ n x i! Γ(α) β α i=1. = Γ( x i + α) n x i! Γ(α) β (n α + 1 β i=1 ) x i +α

Akibatnya, distribusi posteriornya adalah π(θ x ) = f ( x θ) π(θ) m( x ) θ x i +α 1 e = Γ( x i + α) π(θ x ) Gamma(α, β ) dengan ( nβ+1) β θ ) x i +α ( β nβ+1 α = x i + α β = β nβ + 1

Bila distribusi prior dan posterior berada dalam kelas distribusi yang sama, maka distribusi prior dan posterior disebut sekawan atau conjugate.

Dari Contoh 1 terlihat bahwa dalam menentukan distribusi posterior π(θ x ) sebenarnya kita tidak perlu menghitung f.k.p marginal m( x ). Sebagai ilustrasi, pada Contoh 1 di atas, bila kita membagi f ( x θ) π(θ) dengan m( x ) kita akan mendapatkan perkalian suatu faktor yang hanya bergantung pada ( x ) tetapi tidak bergantung pada θ, katakanlah c( x ) dan θ x i +α 1 e ( nβ+1) β θ

Artinya, π(θ x ) = c( x ) θ x i +α 1 e ( nβ+1) β θ tetapi c( x ) harus merupakan konstanta yang membuat π(θ x ) merupakan densitas, yaitu c( x ) = 1 Γ( ( x i + α) β nβ+1 ) x i +α

Akibatnya, kita bisa menulis π(θ x ) sebanding dengan f ( x θ) π(θ) atau bisa ditulis π(θ x ) α f ( x θ) π(θ) Aturan tsb disebut penulisan Box-Tiao.

Contoh 2 Misalkan X N(θ, σ 2 ) dan θ N(µ, τ 2 ). Maka dengan ρ = τ 2 +σ 2 τ 2 σ 2. π(θ x) α f (x θ) π(θ) α e 1 (x θ) 2 2 σ 2 e 1 (θ µ) 2 2 τ 2. α e 1 2 ρ [ θ 1 ρ ( x σ 2 + µ τ 2 )] 2

Sehingga atau dengan π(θ x) = ( ρ ) 1 2 2π [ ( )] 2 e 1 2 ρ θ 1 µ ρ τ 2 + x σ 2 π(θ x) N(µ, σ 2 ) µ = 1 ρ ( µ τ 2 + x σ 2 ) σ 2 = 1 ρ

Sekarang, misalkan kita ingin mencari estimator titik dari θ. Dari pandangan Bayesian, persoalannya menjadi mencari ˆθ yang merupakan nilai prediksi dari θ bila x dan distribusi posterior π(θ x ) diketahui. Pencarian ˆθ ini tidak lepas dari fungsi kerugian L(θ, ˆθ) dan bagaimana memilih ˆθ seperti itu sehingga risiko Bayesnya minimum.

Beberapa fungsi kerugian: Kerugian kuadratis, L(θ, ˆθ) = (ˆθ θ) 2 Kerugian absolut, L(θ, ˆθ) = ˆθ θ Kerugian kuadratik tertimbang, L(θ, ˆθ) = c(θ)(ˆθ θ) 2

Risiko Bayes didefinisikan sebagai r(ˆθ) = R(ˆθ, θ) π(θ) dθ = L(ˆθ, θ) f ( x θ) d x π(θ) dθ = L(ˆθ, θ) π(θ x ) m( x ) d x dθ [ = L(ˆθ, θ) π(θ ] x ) dθ m( x ) d x

Meminimumkan r(ˆθ) sama dengan meminimumkan L(ˆθ, θ) π(θ x ) dθ. L(ˆθ, θ) π(θ x ) dθ disebut sebagai risiko posterior. Dalam pendekatan Bayesian, kita memilih estimator yang meminimumkan risiko posterior.

Misalkan L(ˆθ, θ) = (ˆθ θ) 2. Tentukan estimator Bayes yang sesuai. Risiko posterior = (ˆθ θ) 2 π(θ x ) dθ atau R(ˆθ, π). Untuk mencari estimator ˆθ: dr(ˆθ, π) d ˆθ = 2(ˆθ θ) π(θ x ) dθ = 0 2ˆθπ(θ x ) dθ = 2θπ(θ x ) dθ ˆθ π(θ x ) dθ = θπ(θ x ) dθ ˆθ = E(θ x ) adalah harga harapan posterior.

Di Contoh 1, estimator Bayesnya adalah E(θ ( ) x ) = α β = x + α β nβ + 1