DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN KAB. BANDUNG
Jl. Arjasari - Ciparay Kab. Bandung

Kamis, 15 September 2011

PENERAPAN ALJABAR LINEAR PADA PERSAMAAN DIFERENSIAL (Makalah ini ditujukan untuk memenuhi tugas kelompok mata kuliah Aljabar Linear)


Abstrak
Persamaan Diferesial merupakan persamaan yang melibatkan fungsi-fungsi dan turunan-turunan. Aljabar linear dapat digunakan untuk mencari solusi partikulir persamaan diferensial (PD)  dan sistem persamaan diferensial.

PENDAHULUAN
Tulisan ini merupakan suatu telaah untuk menentukan solusi pertikulir (pemecahan khusus) persamaan diferensial (PD) dan sistem persamaan deferensial. Dengan menggunakan metode matriks yang merupakan suatu metode relatif yang memiliki lang­kah-langkah pengerjaan yang cukup sederhana untuk mencari solusi partikulir.

KONSEP PENDUKUNG
Sebagai gambaran awal perhatikan persamaan diferensial sederhana berikut:
y’ = ay
dimana y = f(x) adalah sebuah fungsi takdiketahui yang akan ditentukan, y’ = dy/dx adalah turunannya, sedangkan a adalah sebuah konstanta. Seperti kebanyakan persamaan diferensial mempunyai takterhingga banyaknya pemecahan; pemecahan-pemecahan tersebut adalah fungsi-fungsi yang berbentuk:
y = ceax
dimana c adalah sembarang konstanta. Masing-masing fungsi berbentuk seperti ini menyajikan pemecahan dari y’ = ay karena
y’ = caeax = ay
sebaliknya, setiap pemecahan y’ = ay haruslah merupakan sebuah fungsi berbentuk ceax, sehingga menjelaskan semua pemecahan y’ = ay. Kita namakan sebagai pemecahan umum (general sulution)  y’ = ay.
Adakalanya kita harus menentukan pemecahan khusus (particular solution) dari pemecahan umum tersebut. Misalnya, mengaharuskan pemecahan y’ = ay memenuhi kondisi tambahan seperti y (0) = 6
yakni , y = 6 bila x = 3, maka dari pemecahan umum y = ceax  kita dapatkan nilai untuk c, yaitu:
6 = ce0 = c   jadi,   y = 6eax
adalah satu-satunya pemecahan y’ = ay yang memenuhi kondisi y (0) = 6.
Pada bagian ini kita akan coba telaah bagaimana memecahkan sistem persamaan diferesial yang berbentuk:
dimana y1 = f1 (x), y2 = f2 (x) , ..., yn = fn (x) adalah fungsi-fungsi yang akan ditentukan, dan aij adalah konstanta – konstata. Hal tersebut dapat dibuat dalam bentuk matrik, sebagai berikut:
secara lebih singkat dapat kita tulis :
Y’ = AY
utuk memecahkan sistem persamaan tersebut, dapat dilakukan beberapa langkah sebagai berikut:
1.      Carilah matrik P yang mendiagonalisasi A
2.      Buatlah subtitusi Y = PU dan Y’ = PU’ untuk mendapatkan “sistem diagonalisasi” yang baru U’ = DU, dimana D = P-1AP
3.      Pecahkanlah U’=DU
4.      Tentukanlah Y dari persamaan Y = PU.
Sebelum kita lanjut ke proses pemecahan persamaan diferensial, kita sedikit ulas dulu tentang nilai eigen, vektor eigen, persamaan karakteristik, dan mendiagonalisasi matrik.
Jika A adalah matrik n x n, maka vektor taknol x di dalam Rn dinamakan vektor eigen dari A jika Ax adalah kelipatan skalar dari x; yakni, Ax = lx untuk suatu skalar l. skalar l dinamakan nilai eigen atau nilai karakteristik dari A dan x dikatakan vektor eigen yang besesuaian dengan l.
Nilai eigen dari vektor eigen mempunyai tafsiran geometrik. Jika l adalah nilai eigen dari A yang bersesuaian dengan x, maka Ax = lx, sehingga perkalian oleh A akan memperbesar x, atau membalik arah x, yang bergantung pada nilai l.
untuk mencari nilai eigen matrik A yang berukuran n x n maka kita menuliskan kembali  Ax = lx sebagai
Ax = lIx atau ekuivalen (lI – A)x = 0
supaya l menjadi nilai eigen, maka harus ada pemecahan takanol dari persamaan ini atau seperti yang telah kita bahas dahulu, persamaan tersebut akan mempunyai pemecahan taknol jika dan hanya jika
det (lI – A) = 0
ini dinamakan persamaan karakteristik A; skalar yang memenuhi persamaan ini adalah nilai eigen dari A. Bila diperluas, maka determinan det (lI – A) adalah polinom l yang kita namakan polinom karakteristik dari A.
Lebih lanjut menurut Finizio dan Ladas (1988:79) mendefiniskan bahwa persamaan polinom;
f(l) = anln + a n -1ln – 1+ ... + a 1l + a 0
disebut polinom karakteristik untuk persamaan diferensial homogen dengan koefisien konstanta, berbentuk :
anyn + a n -1 yn – 1+ ... + a 1y’ + a 0 y = 0
dan persamaan f (l) = 0 disebut persamaan karakteristik untuk persamaan diferensial homogen tersebut, akar-akar persamaan karakteristik itu disebut akar-akar karakteristik.

APLIKASI
Contoh 1:
Selesaikan persamaan diferensial homogen y” = 0 yang memenuhi syarat awal y (1) = 1 dan y’ (1) = 2.
Penyelesaian:
Untuk menyelesaikan persamaan diferensial diatas kita dapat langsung mengintegralkannya:
                         (1)
kemudian kita integralan lagi sehingga didapat :
               (2)
dengan syarat awal y (1) = 1 dan y’ (1) = 2, maka kita subtitusikan ke persamaan (1) dan  persamaan (2), diperoleh :
c1 + c2 = 1
c1         = 2
didapat matrik yang diperbesar sebagai berikut:
dengan menggunakan OBE kita dapat menemukan nilai c1 dan c2, sebagaimana berikut:
sehingga didapat c1 = 2 dan c2 = -1.
maka penyelesaian khusus (particular solution) dari persamaan diferensial diatas adalah
y = 2x -1
Contoh 2:
(a)    Pecahkanlah sistem
y’1 = -2y1 + y2
y’2 = 4y1  + y2
(b)   Carilah pemecahan yang memenuhi kondisi-kondisi awal y1(0) = 1, y2 (0) = 6
Penyelesian:
(a)  Matrik koefisien untuk persamaan tersebut adalah
untuk mencari matrik P yang mendiagonalisasi A, maka kita cari vektor-vektor eigen dari A yang bebas linear.
maka polinom karakteristik dari A adalah
dan persamaan karakteristik dari A adalah
Nilai-nilai eigennya didapat dari = (l - 2) (l + 3) = 0, maka nilai-nilai eigennya adalah    l = 2 dan l = -3.
menurut definisi,
adalah vektor eigen A yang bersesuaian dengan l, jika dan hanya jika x adalah pemecahan taktrivial dari (lI – A) = 0, yakni dari
Jika l = 2, maka
dengan OBE kita peroleh
diperoleh persamaan baru  , misal x1 = t maka  x2 = 4t.
sehingga
,
jadi,
adalah sebuah basis untuk ruang eigen yang bersesuaian dengan l = 2.
Jika l = -3, maka
dengan OBE kita peroleh
diperoleh persamaan baru  , misal x1 = t maka  x2 = -t.
sehingga
,
jadi,
 adalah sebuah basis untuk ruang eigen yang bersesuaian dengan l = -3.
jadi,
mendiagonalisasi A, dan
untuk memecahkan U’ = DU, kita subtitusi Y = PU dan Y’ = PU’ , yaitu
didapat pemecahannya adalah
sehingga persamaan Y = PU menghasilkan Y sebagai pemecahan baru
atau
(b) Jika kita mensubtitusikan kondisi-kondisi awal yang diberikan ke dalam pemecahan umum (general solution) tersebut, kita dapatkan;
y1 (0) = 1, maka c1 + c2 = 1
 y2(0) = 6, maka 4c1- c1= 6
dengan OBE, kita dapat ,mencari nilai c1 dan c2
                      
dengan demikian c1 =  dan c2 = , sehingga dengan kondisi-kondisi awal diberikan penyelesaian kuhususnya atau particular solution adalah
Contoh 3 :
Pecahkanlah persamaa diferensial y” – y’ – 6y = 0.
Penyelesaian:
Persamaan diferensial ini mempunyai persamaan karakteristik
l2 - l - 6 = 0
(l - 3) (l + 2) = 0
sehingga nilai karakteristiknya adalah l = 3 dan l = -2
jadi penyelesaian umumnya adalah
.
atau anda bisa dengan memisalkan y1 = y, dan y2 = y’ sehingga didapat sistem persamaan diferensial;
y’1 = y2
y’2 = 6y1 + y2  (Silahkan anda coba!)

KESIMPULAN
Sebagaimana diketahui, suatu metode atau langkah yang ditemukan tidak luput dari kelebihan dan kelemahan dalam penggunaannya dan tidak terkecuali dalam langkah-langkah me­nentukan solusi partikulir Persamaan Diferesial Linear tersebut. Akan tetapi kita sudah dapat melukiskan bahwa aljabar linear dapat diterapkan untuk memecahkan sistem persamaan diferensial tertentu, yang sangat berperan dan begitu  mendalam.

DAFTAR PUSTAKA
  1. Anton, Howard, 1998. Aljabar Linear Elementer. Erlangga. Jakarta.
  2. Anton, Howard & Rorres Chris, 1987.Penerapan Aljabar Linear. Erlangga.Jakarta.
  3. Dailami, Zumaldi. Metode matriks:mencari solusi partikulir  persamaan diferensial linear orde dua tak homogen dengan koefisien konstanta. Jurnal Matematika, FMIPA-UT
  4. Elementary Linear Algebra with Applications Version Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Inc. All rights reserved. www.wiley.com/college/anton
  5. Finizio, Joan. & Ladas, Theodora,1988. Persamaan Diferensial Biasa dengan Penerapan Modern.Erlangga.Jakarta.
  6. Nababan, S.M, 1984. Pendahuluan Persamaan Diferensial Biasa. Karunika Universitas Terbuka, Jakarta.
  7. Nicholson, Keith W, 2006. Linear Algebra With Applications. McGraw-Hill, Inc. New York.
  8. Purcell, Edwin J and Vaeberg, Dale. 1987. Kalkulus dan Geometri Analitis Jilid 1. Erlangga. Jakarta.
  9. Purcell, Edwin J and Vaeberg, Dale. 1987. Kalkulus dan Geometri Analitis Jilid 2. Erlangga. Jakarta.

Selang Kepercayaan Untuk Koefisien Garis Regresi Dalam Hal Ragam Galat Tidak Homogen Menggunakan Metode OLS dan WLS


Nama:
Harmi Sugiarti & Andi Megawarni
Judul:
Selang Kepercayaan Untuk Koefisien Garis Regresi Dalam Hal Ragam Galat Tidak
Homogen Menggunakan Metode OLS dan WLS
Tanggal: Maret, 2002
Abstract
The assumption of homogeneous error variance underlying the OLS method was so important in getting the best linear unbiased estimation of the regression coefficients. Violation of this assumption could reduce the accuracy of confidence interval of the regression coefficients.This paper aims at comparing the width of confidence interval which results from OLS and WLS methods when the error term was not homogen. Using simulation data with MINITAB indicates that the width of confidence interval results from WLS method ere narrower compare to OLS method.

PENDAHULUAN
Hubungan linear antara peubah respons dengan p peubah bebas dapat dimodelkan sebagai: http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image168.gif. Yi adalah nilai peubah respons pada pengamatan ke-i dan Xi adalah nilai peubah bebas pada pengamatan ke-i. http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image169.gifadalah koefisien regresi yang tidak diketahui nilainya, ei adalah suku galat yang bersifat acak dengan mean nol (E(ei) = 0) dan ragam sama untuk setiap pengamatan (s2(ei ) = s2) serta ei dan ej tidak berkorelasi untuk setiap ihttp://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image170.gifj, i,j = 1, 2, ... ,n.
Penduga bagi parameter b berupa selang kepercayaan dapat diperoleh melalui metode kuadrat terkecil biasa (ordinary least square, OLS). Dengan metode ini dapat diperoleh suatu penduga yang bersifat tak bias linear terbaik (best linear unbiased estimation, BLUE). Salah satu asumsi dasar yang harus dipenuhi metode OLS adalah terpenuhinya teorema Gauss-Markov yaitu ragam galat sama untuk setiap pengamatan (s2(ei ) = s2) biasanya disebut asumsi kehomogenan ragam galat.
Dalam hal terdapat penyimpangan terhadap asumsi, khususnya penyimpangan asumsi kehomogenan ragam galat, metode OLS akan menghasilkan penduga tak bias linear dengan ragam yang tidak minimum. Apabila hubungan regresi yang tepat telah diperoleh tetapi ragam galat masih tetap tidak homogen, maka salah satu alternatifnya adalah metode kuadrat terkecil terbobot (weighted least square, WLS). Metode WLS adalah suatu metode yang cukup efektif dalam kondisi ragam galat tidak homogen. Adapun tujuan dari tulisan ini adalah dengan menggunakan data hasil simulasi dan data hasil eksperimen ingin dibandingkan lebar selang kepercayaan koefisien garis regresi yang diperoleh menggunakan metode OLS dan lebar selang kepercayaan koefisien garis regresi yang diperoleh dengan menggunakan metode WLS dalam hal ragam galat tidak homogen.

SELANG KEPERCAYAAN
Selang kepercayaan adalah suatu kisaran nilai yang dianggap mengandung nilai parameter populasi yang sebenarnya. Besaran B dan A dikatakan menentukan selang kepercayaan (1-a)100% bagi suatu parameter apabila memenuhi kriteria berikut:
a.       P[Bhttp://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image171.gif nilai parameter yang sebenarnya http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image172.gifA] http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image173.gif(1-a) dan
b.      Nilai-nilai B dan A dapat dihitung apabila sampel telah diambil dari populasi dan digunakan untuk  menghitung kedua batas tersebut.
Selang kepercayaan yang cukup baik adalah selang kepercayaan yang mempunyai lebar selang yang sempit dan persentase selang yang memuat parameter cukup besar (Koopmans, 1987).

METODE KUADRAT TERKECIL
Hubungan linear antara satu peubah respons dengan p peubah bebas dapat dinyatakan sebagai: http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image174.gifatau dengan notasi matriks dapat ditulis sebagai: http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image175.gif. Dalam hal ini Y adalah vektor respons, X adalah matriks konstanta, b adalah vektor parameter dan e adalah vektor galat bersifat acak normal bebas dengan nilai harapan E(e) = 0 dan matriks ragam koragam http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image176.gif, dimana I adalah matriks identitas.
Untuk mendapatkan nilai dugaan bagi parameter http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image177.gifyaitu http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image178.gifdapat digunakan metode kuadrat terkecil. Pada dasarnya, metode ini meminimumkan jumlah kuadrat simpangan Y dari nilai harapannya yaitu meminimumkan http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image179.gif, sehingga dengan menyelesaikan persamaan normal http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image180.gif, akan diperoleh penduga OLS bagi b adalah http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image181.gif.
Selang kepercayaan (1-a)100% untuk parameter b dapat diperoleh sebagai: http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image182.gifdan lebar selang dapat dinyatakan dengan http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image183.gif, p menyatakan banyaknya peubah bebas dalam model, n menyatakan banyaknya pengamatan, http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image184.gifdan http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image185.gif(Draper,1981).

METODE KUADRAT TERKECIL TERBOBOT
Jika pada OLS setiap pengamatan diberi pembobot yang sama, maka pada metode WLS setiap pengamatan diberi pembobot yang tidak sama. Untuk model http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image186.gifdengan http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image187.gif, dimana V adalah matriks diagonal dengan http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image188.gif, penduga untuk koefisien persamaan regresi adalah http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image189.gif(Myers, 1990).
Dengan demikian jika digunakan pembobot http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image190.gif, http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image191.gif, maka akan diperoleh penduga untuk koefisien persamaan regresi yaitu: http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image192.gif, jika http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image193.gifdiketahui. Sedangkan untuk http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image194.giftidak diketahui, kita dapat menduga http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image193.gifmelalui rata-rata kuadrat galat murni untuk setiap kelompok ulangan berdasarkan pengamatan nilai rata-rata peubah bebas X. Selang kepercayaan (1-a)100% untuk parameter b* dapat diperoleh sebagai http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image195.gifdan lebar selang dinyatakan dengan http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image196.gif, http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image197.gif, p menyatakan banyaknya peubah bebas dalam model dan n menyatakan banyaknya pengamatan (Neter,1990).

HETEROSKEDASTISITAS
Salah satu asumsi yang penting dalam model regresi linear adalah ragam galat homogen (homoskedastisitas) atau s2(ei) =s2 . Jika asumsi ini tidak dipenuhi, maka kondisi yang ada disebut ragam galat tidak homogen (heteroskedastisitas).
Untuk mengetahui apakah suatu model regresi mengalami heteroskedastisitas atau tidak, salah satunya dapat digunakan uji Goldfelt-Quandt (Gujarati,1988).

DATA
Data yang dipergunakan dalam tulisan ini adalah data simulasi yang dibangkitkan dengan bantuan paket program MINITAB 11.12 dan data eksperimen, yaitu berupa data rata-rata panjang daun (cm) tanaman temulawak (Curcuma Xanthorrhiza Roxb.) pada umur 17 minggu yang diberi pupuk kandang pada berbagai taraf (tanpa pupuk, 0,5 kg/lubang, 1 kg/lubang) dan ditanam pada 2 variasi jarak tanam yaitu 60 X 40 cm dan 60 X 60 cm (Priono, 1988).

HASIL DARI DATA SIMULASI
Sebanyak tiga kelompok galat (e1 , e2 , e3) dibangkitkan secara terpisah dengan software MINITAB, dimana masing-masing kelompok berisi sepuluh galat (Tabel 1).
Tabel 1: Data Simulasi
Pengamatan
X1
X2
e
Y
http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image198.gif
http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image199.gif
1.
48
53
-0,02759
100.972
1
1
2.
95
26
0,6587
121.659
1
1
3.
42
1
-1,26903
41.731
1
1
4.
62
46
1,83219
109.832
1
1
5.
34
22
-0,50565
55.494
1
1
6.
17
11
-1,03007
26.97
1
1
7.
23
90
-1,35382
111.646
1
1
8.
62
50
0,60968
112.61
1
1
9.
83
24
0,54867
107.549
1
1
10.
79
91
0,49285
170.493
1
1
11.
42
62
-0,08276
103.917
9
0,1111
12.
18
13
1,9761
32.976
9
0,1111
13.
89
36
-3,80709
121.193
9
0,1111
14.
8
40
5,49658
53.497
9
0,1111
15.
76
14
-1,51694
88.483
9
0,1111
16.
2
36
-3,09022
34.91
9
0,1111
17.
37
23
-4,06147
55.939
9
0,1111
18.
5
89
1,82903
95.829
9
0,1111
19.
21
28
1,64601
50.646
9
0,1111
20.
48
89
1,47856
138.479
9
0,1111
21.
83
88
-0,13793
170.862
25
0,04
22.
40
11
3,2935
54.293
25
0,04
23.
60
24
-6,34514
77.655
25
0,04
24.
30
28
9,16096
67.161
25
0,04
25.
37
100
-2,52823
134.472
25
0,04
26.
66
74
-5,15036
134.85
25
0,04
27.
69
82
-6,76912
144.231
25
0,04
28.
67
11
3,04839
81.048
25
0,04
29.
55
26
2,74335
83.743
25
0,04
30.
37
61
2,46427
100.464
25
0,04

Tabel 2: Data Eksperimen
Pengamatan
X1
X2
Y
http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image200.gif
http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image201.gif
http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image202.gif
http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image203.gif
1.
0
40
52,90
7,26
0,137760
10,14
0,0986193
2.
0
40
55,07
7,26
0,137760
10,14
0,0986193
3.
0
40
55,73
7,26
0,137760
10,14
0,0986193
4.
0
60
46,97
7,26
0,137760
10,14
0,0986193
5.
0
60
48,00
7,26
0,137760
10,14
0,0986193
6.
0
60
53,50
7,26
0,137760
10,14
0,0986193
7.
0,5
40
69,00
5,75
0,173883
10,14
0,0986193
8.
0,5
40
70,60
5,75
0,173883
10,14
0,0986193
9.
0,5
40
64,40
5,75
0,173883
10,14
0,0986193
10.
0,5
60
69,27
5,75
0,173883
971,0
0,0010299
11.
0,5
60
71,03
5,75
0,173883
971,0
0,0010299
12.
0,5
60
71,20
5,75
0,173883
971,0
0,0010299
13.
1
40
72,13
1697,00
0,000589
971,0
0,0010299
14.
1
40
72,73
1697,00
0,000589
971,0
0,0010299
15.
1
40
77,90
1697,00
0,000589
971,0
0,0010299
16.
1
60
46,73
1697,00
0,000589
971,0
0,0010299
17.
1
60
73,93
1697,00
0,000589
971,0
0,0010299
18.
1
60
158,30
1697,00
0,000589
971,0
0,0010299

Dengan mengasumsikan http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image204.gif, http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image205.gif, dan http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image206.gifdiperoleh pasangan data X1 , X2 ,Y dan pembobot W pada Tabel 1. Metode kuadrat terkecil (OLS) dan WLS memberikan penduga bagi koefisien garis regresi dan standar deviasinya sebagai berikut:
Tabel 3: Penduga Koefisien Garis Regresi Data Simulasi
Koefisien
Regresi
OLS
WLS
http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image207.gif
http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image208.gif
http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image209.gif
http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image210.gif
b0
2,396
1,557
-0,9361
0,7687
b1
0,96714
0,02383
1,01526
0,0114
b2
0,98137
0,02049
1,00305
0,01005

Dari tabel di atas tampak bahwa metode OLS memberikan nilai http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image210.giflebih besar dibanding metode WLS. Nilai http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image210.gifyang lebih besar mempunyai pengaruh terhadap lebar selang yang dihasilkan, yaitu semakin besar nilai http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image210.gifmaka lebar selang yang dihasilkan juga makin lebar. Dengan demikian lebar selang yang dihasilkan dengan metode OLS akan lebih lebar dibanding selang yang dihasilkan dengan metode WLS atau dengan kata lain metode WLS menghasilkan selang yang lebih sempit dibanding metode OLS.
Secara singkat, lebar selang kepercayaan untuk koefisien garis regresi dapat dilihat pada Tabel 4 berikut ini:
Tabel 4: Lebar Selang Koefisien Garis Regresi Data Simulasi
Koefisien
Regresi
Koefisien Kepercayaan 95%
Koefisien Kepercayaan 99%
OLS
WLS
OLS
WLS
b0
6,3899
3,1548
8,6289
4,2601
b1
0,0978
0,0468
0,1321
0,0632
b2
0,0841
0,0413
0,1136
0,0557

HASIL DARI DATA EKSPERIMEN
Dengan menggunakan data eksperimen (Tabel 2) tentang rata-rata panjang daun tanaman temulawak berumur 17 minggu (Y) yang diberi pupuk kandang pada tiga taraf (X1) dan ditanam pada 2 variasi jarak tanaman (X2), metode OLS dan WLS memberikan penduga bagi koefisien garis regresi sebagai berikut:
Tabel 5: Penduga Koefisien Garis Regresi Data Eksperimen
Koefisien
Garis
Regresi
OLS

WLS
Pembobot Jarak Tanam
Pembobot Konsentrasi Pupuk
http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image296.gif
http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image297.gif
http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image298.gif
http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image299.gif
http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image300.gif
http://pk.ut.ac.id/jmst/Jurnal_2002.1/harmi_sugiarti/Image301.gif
b0
39,04
27,25
44,78
20,96
54,071
4,291
b1
31,59
12,73
19,933
2,575
34,381
3,287
b2
0,2693
0,1597
0,2693
0,5198
-0,0406
0,0822

Lebar selang kepercayaan untuk koefisien garis regresi secara singkat dapat dilihat pada Tabel 6 berikut ini:
Tabel 6: Lebar Selang Koefisien Garis Regresi Data Eksperimen
Koefisien
Koefisien Kepercayaan 95%
Koefisien Kepercayaan 99%
Garis

WLS

WLS
Regresi
OLS
Jarak Tanam
Konsentrasi Pupuk
OLS
Jarak Tanam
Konsentrasi Pupuk
b0
116,1395
89,3315
18,2882
160,6115
123,5382
25,2912
b1
54,2553
10,9747
14,0092
75,0306
15,1771
19,3736
b2
2,2150
2,2154
0,3503
3,0631
3,0637
0,4845
Jika digunakan jarak tanam sebagai pembobot, tampak bahwa lebar selang yang dihasilkan oleh metode WLS lebih sempit dibanding selang yang dihasilkan oleh metode OLS, kecuali untuk selang koefisien garis regresi b2 . Sedangkan jika konsentrasi pupuk sebagai pembobot, maka tampak bahwa lebar selang yang dihasilkan oleh metode WLS lebih sempit dibanding selang yang dihasilkan oleh metode OLS untuk semua koefisien garis regresi.

KESIMPULAN
Metode OLS memberikan lebar selang kepercayaan untuk koefisien garis regresi dengan koefisien kepercayaan 95% lebih sempit dibanding lebar selang kepercayaan untuk koefisien garis regresi dengan koefisien kepercayaan 99%, begitu juga dengan metode WLS. Hal ini disebabkan karena semakin tinggi koefisien kepercayaan yang digunakan, maka nilai sebaran t-nya semakin besar.
Metode WLS menghasilkan selang kepercayaan untuk koefisien garis regresi lebih baik dibanding metode OLS jika ragam galat tidak homogen, karena metode WLS menghasilkan selang yang lebih sempit dibanding metode OLS.

DAFTAR PUSTAKA
  1. Draper, N.R. & Smith, H. (1981). Applied Regression Analysis. 2nd ed. New york: Wiley.
  2. Gujarati, D.N. (1988). Basic Econometrics. 2nd ed. Singapore: Mc.Graw Hill.
  3. Koopmans, L.H. (1987). Introduction to Contemporary Statistical Methods. 2nd ed. Boston: PWS.
  4. Priono, M. (1988). Pengaruh Pemberian Pupuk Kandang dan Jarak Tanam terhadap  Pertumbuhan Tanaman Temulawak ( Curcuma Xanthorrhiza Roxb.). Skripsi (tidak dipublikasikan). Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto.