pemodelan nilai tukar rupiah terhadap dolar amerika
TRANSCRIPT
PEMODELAN NILAI TUKAR RUPIAH TERHADAP DOLAR
AMERIKA MENGGUNAKAN HIDDEN MARKOV SATU
WAKTU SEBELUMNYA
SRI RAMADANIATY
DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pemodelan Nilai Tukar
Rupiah terhadap Dolar Amerika Menggunakan Hidden Markov Satu Waktu
Sebelumnya adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan
belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Mei 2015
Sri Ramadaniaty
NIM G54100097
ABSTRAK
SRI RAMADANIATY. Pemodelan Nilai Tukar Rupiah terhadap Dolar Amerika
Menggunakan Hidden Markov Satu Waktu Sebelumnya. Dibimbing oleh
BERLIAN SETIAWATY dan RUHIYAT.
Nilai tukar Rupiah terhadap Dolar Amerika telah menjadi salah satu acuan
penting dalam pergerakan perekonomian Indonesia. Perubahan nilai tukar Rupiah
merupakan suatu kejadian yang bisa terjadi kapan saja dalam jangka waktu yang
panjang dan perubahan yang terjadi mungkin terjadi kembali di masa mendatang.
Jika penyebab kejadian diasumsikan tidak diamati secara langsung dan membentuk
rantai Markov, maka pasangan penyebab kejadian dan data nilai tukar Rupiah dapat
dimodelkan oleh model hidden Markov. Dalam tugas akhir ini digunakan model
hidden Markov satu waktu sebelumnya, di mana nilai Rupiah saat ini bergantung
pada nilai Rupiah satu waktu sebelumnya dan penyebabnya di waktu sekarang dan
satu waktu sebelumnya. Parameter model diduga dengan menggunakan Maximum
Likelihood dan perhitungannya menggunakan algoritme iteratif Expectation
Maximization (EM). Proses komputasi numerik dilakukan dengan menggunakan
software Mathematica 10. Setelah penduga parameter didapatkan maka nilai tukar
Rupiah terhadap Dolar Amerika dapat diduga. Akurasi model diukur menggunakan
mean absolute percentage error (MAPE). Diperoleh MAPE 4.48% dengan satu kali
iterasi.
Kata kunci: algoritme EM, MAPE, model hidden Markov, nilai tukar Rupiah
ABSTRACT
SRI RAMADANIATY. Modeling the Exchange Rate of Rupiah to American
Dollar using Previous Time Hidden Markov. Supervised by BERLIAN
SETIAWATY and RUHIYAT.
An exchange rate of Rupiah to American Dollar has become one of important
reference for Indonesian economic movement. The movement of the exchange rate
of Rupiah is an event that can occur anytime in a long period and possible to reoccur
in the future. If the cause of event is not observed directly and forms a Markov
chain, so the pair of the cause and an exchange rate of Rupiah can be modeled by
hidden Markov. In this thesis the previous time hidden Markov model is used. This
model assumes that the present exchange rate of Rupiah depends on the previous
exchange rate of Rupiah and the present and previous cause. Model parameter is
estimated by using maximum likelihood method and the calculation uses iterative
algorithm expectation maximization (EM). Numerical computation is done by
using Mathematica 10. After the parameter model is obtained, then the exchange
rate of Rupiah to American Dollar can be estimated. Model accuracy is measured
by using mean absolute percentage error (MAPE). Resulted MAPE is 4.48% with
one iteration.
Keywords: EM algorithm, MAPE, hidden Markov model, the exchange rate of
Rupiah
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Matematika
PEMODELAN NILAI TUKAR RUPIAH TERHADAP DOLAR
AMERIKA MENGGUNAKAN HIDDEN MARKOV SATU
WAKTU SEBELUMNYA
DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PRAKATA
Puji dan syukur ke Hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
Pemodelan Nilai Tukar Rupiah terhadap Dolar Amerika Menggunakan Hidden
Markov Satu Waktu Sebelumnya.
Penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1. Dr Berlian Setiawaty, MS dan Ruhiyat, MSi selaku dosen pembimbing yang
telah memberikan ilmu, bimbingan, saran, arahan dan motivasi bagi penulis
selama skripsi, dan kepada Ir Ngakan Komang Kutha Ardana, MSc selaku
dosen penguji.
2. Papa (Prof Dr Ahmad Husein Ritonga, MAg), Mama (Dra Mariatul Hasanah
Harahap), kak Fatimah Raihani (Ayu) & kak Soleh, kak Lainatussifa (Dede),
Naila Hidayati dan M. Farhan Akhwan atas segala doa, nasehat, dukungan, dan
kasih sayangnya.
3. Staf Departemen Matematika: Ibu Susi, Bapak Yono, Ibu Ade, dan Bapak Deni
atas kesabaran dan bantuannya selama ini.
4. Kak Tyas, kak Juni, kak Hendra, Nisa, Putri Putu, Eka, Betry, mbak Peni,
Ando, Murzani, Agung, Marin, Okta, Susi, Shovi, Pupu, serta teman-teman
Matematika 47 lainnya, Wisma Pelangi, Lordu dan teman seperjuangan atas
doa dan semangatnya selama ini.
Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi berbagai pihak.
Bogor, Mei 2015
Sri Ramadaniaty
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 2
LANDASAN TEORI 2
Ruang Contoh, Kejadian, dan Peluang 2
Peubah Acak dan Sebarannya 3
Nilai Harapan 4
Rantai Markov 5
Algoritme Expectation Maximization (EM) 8
Mean Absolute Percentage Error (MAPE) 9
MODEL HIDDEN MARKOV SATU WAKTU SEBELUMNYA 9
Model Hidden Markov 9
Model Hidden Markov Satu Waktu Sebelumnya 10
PEMODELAN NILAI TUKAR RUPIAH TERHADAP DOLAR AMERIKA 18
Data Input Nilai Tukar Rupiah 18
Model Hidden Markov Satu Waktu Sebelumnya 19
Penentuan Nilai Awal Parameter 19
Hasil Program 20
SIMPULAN 21
DAFTAR PUSTAKA 21
LAMPIRAN 22
RIWAYAT HIDUP 44
DAFTAR GAMBAR
1 Perubahan nilai tukar Rupiah terhadap Dolar Amerika per bulan 18 2 Plot persamaan baru dari data yang akan dikurangi rataannya 19 3 Perubahan nilai tukar Rupiah terhadap Dolar Amerika per bulan dan
nilai dugaan yang didapatkan 20
DAFTAR LAMPIRAN
1 Bukti Lema 1 22
2 Bukti persamaan (28) sampai dengan (32) 23 3 Program untuk mencari nilai dugaan menggunakan software
Mathematica 10 35
4 Nilai tukar Rupiah terhadap Dolar Amerika dan nilai dugaannya 41
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Rupiah termasuk soft currency, yaitu mata uang yang mudah berfluktuasi
ataupun terdepresiasi, karena perekonomian negara asalnya relatif kurang mapan,
sedangkan mata uang negara Amerika Serikat disebut hard currency, karena
kemampuannya untuk memengaruhi nilai mata uang yang lebih rendah.
Nilai tukar Rupiah menjadi acuan penting dalam pergerakan naik-turunnya
grafik perekonomian Indonesia. Indikasi dari pergerakan ekonomi bisa dilihat dari
pergerakan nilai tukar Rupiah itu sendiri. Nilai tukar Rupiah sejatinya terus
bergerak setiap hari seperti mata uang lainnya di dunia.
Modal yang beredar di Indonesia, terutama di pasar finansial, sebagian besar
adalah modal asing. Ini membuat nilai Rupiah sedikit banyak bergantung pada
kepercayaan investor asing terhadap prospek bisnis di Indonesia. Semakin baik
iklim bisnis di Indonesia, maka akan semakin banyak investor asing di Indonesia,
dan dengan demikian nilai Rupiah akan semakin kuat. Sebaliknya, semakin negatif
pandangan investor terhadap Indonesia, Rupiah akan kian melemah.
Faktor yang memengaruhi Rupiah salah satunya adalah kondisi politik-
ekonomi. Melemahnya nilai tukar Rupiah berdampak pada harga komoditi impor,
baik yang menjadi objek konsumsi maupun alat produksi, serta kenaikan nilai
Rupiah dari hutang luar negeri.
Perubahan nilai tukar mata uang merupakan suatu kejadian yang bisa terjadi
kapan saja dalam periode waktu yang panjang. Ramalan nilai tukar Rupiah terhadap
Dolar Amerika merupakan informasi penting yang dapat digunakan pemerintah
untuk menentukan kebijakan di bidang ekonomi, perdagangan, dan pariwisata.
Model hidden Markov (Hidden Markov Model, HMM) adalah sebuah model
stokastik yang tersusun dari dua buah proses stokastik, yaitu rantai Markov untuk
menampung penyebab proses yang diamati serta proses yang diamati itu sendiri.
Perubahan nilai tukar Rupiah merupakan suatu kejadian yang bisa terjadi
kapan saja dan dalam jangka waktu yang panjang. Dengan asumsi perubahan yang
terjadi pada waktu yang lalu mungkin terjadi kembali di masa mendatang, sehingga
hal ini merupakan suatu proses stokastik. Faktor penyebab kejadian (state) tersebut
dapat berkembang menurut model rantai Markov di mana state yang akan datang
hanya dipengaruhi oleh state sekarang dan bebas terhadap state yang lalu. Jika
penyebab kejadian diasumsikan tidak diamati secara langsung (hidden) dan
membentuk rantai Markov, maka pasangan kejadian dan penyebabnya dapat
dimodelkan dengan model hidden Markov.
Permasalahan yang dibahas dalam karya ilmiah ini adalah penggunaan model
deret waktu hidden Markov dalam menggambarkan perilaku nilai tukar Rupiah
terhadap Dolar Amerika. Dalam deret waktu hidden Markov, kejadian yang diamati
selain diamati oleh faktor penyebab kejadian, juga dipengaruhi oleh kejadian
sebelumnya.
Dalam tugas akhir ini digunakan model hidden Markov satu waktu
sebelumnya, di mana nilai Rupiah saat ini bergantung pada nilai Rupiah satu waktu
sebelumnya dan penyebabnya di waktu sekarang dan satu waktu sebelumnya.
2
Dalam model ini akan dicari penduga parameter yang memaksimumkan
peluang terjadinya suatu kejadian. Metode Maximum Likelihood dan algoritme
Expectation Maximum (EM algorithm) Baum dan Petrie (1966) adalah metode
yang digunakan untuk pendugaan parameter tersebut.
Setelah pendugaan parameter yang memaksimumkan peluang terjadinya
suatu kejadian didapatkan, maka diharapkan dapat dilakukan suatu penarikan
kesimpulan yang optimal dan peramalan state.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari karya ilmiah ini adalah:
1. Mengkaji deret waktu hidden Markov satu waktu sebelumnya beserta
pendugaan parameternya.
2. Memodelkan nilai tukar Rupiah terhadap Dolar Amerika menggunakan deret
waktu hidden Markov satu waktu sebelumnya.
LANDASAN TEORI
Ruang Contoh, Kejadian, dan Peluang
Definisi 1 (Percobaan Acak)
Suatu percobaan yang dapat diulang dalam keadaan yang sama di mana hasil dari
percobaan ini tidak dapat ditebak dengan tepat namun dapat diketahui semua
kemungkinan hasilnya disebut percobaan acak (Ross 1996).
Definisi 2 (Ruang Contoh dan Kejadian) Himpunan dari semua kemungkinan hasil yang muncul dari suatu percobaan acak
disebut ruang contoh, dinotasikan ฮฉ. Suatu kejadian ๐ด adalah himpunan bagian
dari ฮฉ (Grimmet dan Stirzaker 1992).
Definisi 3 (Medan-๐)
Medan-๐ adalah suatu himpunan โฑ yang anggotanya adalah himpunan bagian dari
ruang contoh ฮฉ serta memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:
a. ๐ โ โฑ. b. Jika ๐ด1, ๐ด2, โฆ โ โฑ makaโ ๐ด๐ โ โฑ.โ
๐=1
c. Jika ๐ด โ โฑ maka ๐ด๐ โ โฑ
(Ross 1996).
Definisi 4 (Ukuran Peluang)
Ukuran peluang ๐ pada (ฮฉ , โฑ) adalah fungsi ๐: โฑ โ [0,1] yang memenuhi:
a. ๐(โ ) = 0 dan ๐(ฮฉ) = 1.
3
b. Jika ๐ด1, ๐ด2, โฆ โ โฑ adalah himpunan yang saling lepas, yaitu ๐ด๐ โฉ ๐ด๐ = โ
untuk setiap pasangan ๐, ๐ di mana ๐ โ ๐, maka ๐(โ ๐ด๐โ๐=1 ) = โ ๐(๐ด๐).
โ๐=1
Pasangan (ฮฉ , โฑ, ๐) disebut ruang peluang (Grimmet dan Stirzaker 1992).
Definisi 5 (Kontinu Absolut)
Jika ๐ฃ dan ๐ merupakan dua peluang pada (ฮฉ , โฑ). Ukuran peluang ๐ฃ dikatakan
kontinu absolut terhadap ukuran peluang ๐ jika ๐(๐ด) = 0 berimplikasi ๐ฃ(๐ด) = 0,
untuk setiap ๐ด โ โฑ. Dinotasikan ๐ฃ โช ๐ (Royden 1963).
Definisi 6 (Peluang Bersyarat)
Jika ๐(๐ต) > 0 maka peluang bersyarat dari kejadian ๐ด setelah diketahui kejadian
๐ต ialah
๐(๐ด|๐ต) =๐(๐ด โฉ ๐ต)
๐(๐ต)
(Grimmet dan Stirzaker 1992).
Definisi 7 (Kejadian Saling Bebas)
Kejadian A dan B dikatakan saling bebas jika ๐(๐ด โฉ ๐ต) = ๐(๐ด) โ ๐(๐ต). Misal ๐ผ
adalah himpunan indeks. Himpunan kejadian {๐ด๐: ๐ โ ๐ผ} disebut saling bebas jika
๐(โ ๐ด๐๐โ๐ฝ ) = โ ๐(๐ด๐)๐โ๐ฝ untuk setiap himpunan bagian berhingga ๐ฝ dari ๐ผ
(Grimmet dan Stirzaker 1992).
Peubah Acak dan Sebarannya
Definisi 8 (Peubah Acak)
Misalkan โฑ adalah medan-๐ dari ฮฉ. Peubah acak ๐ merupakan fungsi ๐: ฮฉ โ โ
di mana {๐ ๐ ฮฉ: ๐(๐) โค ๐ฅ} โ โฑ untuk setiap ๐ฅ โ โ (Grimmet dan Stizaker 1992).
Peubah acak dinotasikan dengan huruf besar, sedangkan nilai dari peubah
acak tersebut dinotasikan dengan huruf kecil.
Definisi 9 (Fungsi Sebaran)
Fungsi sebaran dari peubah acak ๐ adalah suatu fungsi ๐น๐: โ โ [0,1] di mana
๐น๐(๐ฅ) = ๐(๐ โค ๐ฅ) (Grimmet dan Stirzaker 1992).
Definisi 10 (Peubah Acak Diskret)
Peubah acak ๐ dikatakan peubah acak diskret jika nilainya hanya pada himpunan
bagian yang berhingga atau himpunan terhitung dari โ (Ross 1996).
Definisi 11 (Fungsi Massa Peluang)
Fungsi massa peluang dari peubah acak diskret ๐ adalah fungsi ๐๐: โ โ [0,1] di
mana ๐๐(๐ฅ) = ๐(๐ = ๐ฅ), โ๐ฅ โ โ (Grimmet dan Stirzaker 1992).
Definisi 12 (Peubah Acak Kontinu)
Peubah acak ๐ disebut peubah acak kontinu jika fungsi sebarannya dapat
dinyatakan sebagai ๐น๐(๐ฅ) = โซ ๐(๐ข) ๐๐ข๐ฅ
โโ untuk suatu fungsi ๐๐: โ โ (0,โ) yang
4
terintegralkan. Selanjutnya fungsi ๐๐ disebut fungsi kepekatan peluang (probability
density function) bagi ๐ (Ross 1996).
Definisi 13 (Fungsi Sebaran Bersama Dua Peubah Acak)
Fungsi sebaran bersama dua peubah acak ๐ dan ๐ merupakan suatu fungsi
๐น:โ2 โ [0,1] yang didefinisikan oleh ๐น๐๐(๐ฅ, ๐ฆ) = ๐(๐ โค ๐ฅ, ๐ โค ๐ฆ) (Grimmet
dan Stirzaker 1992).
Definisi 14 (Fungsi Sebaran dan Kepekatan Peluang Bersama Dua Peubah
Acak Kontinu)
Peubah acak ๐ dan ๐ disebut peubah acak kontinu yang menyebar bersama jika
๐ฅ, ๐ฆ โ โ fungsi sebaran bersamanya dapat diekspresikan sebagai berikut
๐น๐๐(๐ฅ, ๐ฆ) = โซ โซ ๐๐๐(๐ข, ๐ฃ)๐๐ข ๐๐ฃ๐ฅ
โโ
๐ฆ
โโ untuk suatu fungsi ๐๐๐: โ2 โ [0,1] yang
terintegralkan. Fungsi ๐๐๐ di atas disebut fungsi kerapatan peluang bersama peubah
acak kontinu ๐ dan ๐, ๐๐๐(๐ฅ, ๐ฆ) =๐
๐๐ฅ
๐
๐๐ฆ ๐น๐๐(๐ฅ, ๐ฆ) (Ross 1996).
Definisi 15 (Fungsi Kepekatan Peluang Marjinal)
Misalkan ๐ dan ๐ adalah peubah acak kontinu yang menyebar bersama dengan
fungsi sebaran ๐น(๐ฅ, ๐ฆ) dan fungsi kepekatan bersama ๐(๐ฅ, ๐ฆ). Fungsi kepekatan
peluang marjinal dari peubah acak ๐ dan ๐ adalah berturut-turut
๐๐(๐ฅ) = โซ ๐(๐ฅ, ๐ฆ)๐๐ฆโ
โโ
dan ๐๐(๐ฆ) = โซ ๐(๐ฅ, ๐ฆ)๐๐ฅโ
โโ
(Ross 1996).
Definisi 16 (Fungsi Kepekatan Peluang Bersyarat)
Misalkan ๐ dan ๐ adalah peubah acak kontinu dengan fungsi kepekatan peluang
marjinal ๐๐(๐ฆ) > 0, maka fungsi kepekatan peluang bersama dari ๐ dengan syarat
๐ = ๐ฆ adalah ๐๐|๐(๐ฅ|๐ฆ) =๐๐๐(๐ฅ,๐ฆ)
๐๐(๐ฆ) (Grimmet dan Stirzaker 1992).
Nilai Harapan
Definisi 17 (Nilai Harapan Peubah Acak Diskret)
Misalkan ๐ adalah peubah acak diskret dengan fungsi massa peluang ๐๐(๐ฅ) =๐(๐ = ๐ฅ) maka nilai harapan dari ๐ adalah ๐ธ[๐] = โ ๐ฅ๐๐(๐ฅ)๐ฅ , asalkan jumlah
tersebut konvergen mutlak (Hogg dan Craig 1995).
Definisi 18 (Nilai Harapan Peubah Acak Kontinu)
Misalkan ๐ adalah peubah acak kontinu dengan fungsi kepekatan peluang ๐๐(๐ฅ)
maka nilai harapan ๐ adalah ๐ธ[๐] = โซ ๐ฅ๐๐(๐ฅ)๐๐ฅโ
โโ, asalkan integralnya ada (Hogg
dan Craig 1995).
Definisi 19 (Nilai Harapan Bersyarat)
Misalkan ๐ dan ๐ adalah peubah acak kontinu dan ๐๐|๐(๐ฅ|๐ฆ) adalah fungsi
kerapatan peluang bersyarat dari ๐ dengan syarat ๐ = ๐ฆ, maka nilai harapan dari ๐
5
dengan syarat ๐ = ๐ฆ adalah ๐ธ[๐|๐ = ๐ฆ] = โซ ๐ฅ๐๐|๐(๐ฅ|๐ฆ)๐๐ฅโ
โโ (Hogg dan Craig
1995).
Teorema 1 (Teorema Dasar Kalkulus Bagian 1)
Jika ๐ kontinu pada [๐, ๐], maka fungsi ๐ yang didefinisikan oleh
๐(๐ฅ) = โซ ๐(๐ก)๐๐ก๐ฅ
๐
๐ โค ๐ฅ โค ๐
adalah kontinu pada [๐, ๐] dan terdiferensialkan pada (๐, ๐) dan ๐โฒ(๐ฅ) = ๐(๐ฅ). Bukti dapat dilihat pada Stewart (1998).
Definisi 20 (Himpunan dan Fungsi Konveks)
Misalkan S โ โ๐ adalah himpunan vektor. Maka S disebut sebagai himpunan
konveks jika untuk semua ๐ฑ, ๐ฑโฒ โ S dan ๐ โ [0,1] maka (1 โ ๐)๐ฑ + ๐๐ฑโฒ โ S. Misalkan ๐ merupakan fungsi dengan peubah ๐ฑ yang terdefinisi pada himpunan
konveks S, maka ๐ disebut sebagai fungsi konveks jika ๐ memenuhi persamaan
๐((1 โ ๐)๐ฑ + ๐๐ฑโฒ) โค (1 โ ๐)๐(๐ฑ) + ๐๐(๐ฑโฒ) (Osborne 1997).
Teorema 2 (Fungsi Konveks)
Misalkan ๐ fungsi yang memiliki turunan kedua. ๐ adalah fungsi konveks jika dan
hanya jika โ2๐(๐ฑ) โฅ 0, โ๐ฑ โ S dan merupakan fungsi strictly convex jika
โ2๐(๐ฑ) > 0, โ๐ฑ โ S. Bukti dapat dilihat pada Osborne (1997).
Teorema 3 (Ketaksamaan Jensen)
Misalkan ๐ adalah peubah acak dengan ๐ธ[๐] berhingga dan ๐(๐ฅ) adalah fungsi
konveks, maka ๐ธ[๐(๐)] โฅ ๐(๐ธ[๐]). Bukti dapat dilihat pada Krantz (1999).
Rantai Markov
Definisi 21 (Ruang State)
Misalkan ๐พ โ โ merupakan nilai dari barisan peubah acak, maka ๐พ disebut ruang
state (Grimmet dan Stirzaker 1992).
Definisi 22 (Proses Stokastik)
Proses stokastik ๐ = {๐๐ก, ๐ก โ ๐} adalah suatu koleksi dari peubah acak yang
memetakan suatu ruang contoh ฮฉ ke suatu ruang state ๐พ (Ross 1996).
Dalam hal ini ๐ก dianggap sebagai waktu dan nilai dari peubah acak ๐๐ก sebagai
state (keadaan) dari proses pada waktu ๐ก.
Definisi 23 (Rantai Markov dengan Waktu Diskret)
Proses stokastik {๐๐ก, ๐ก = 0,1,2, โฆ }, dengan ruang state {1,2,3, โฆ ,๐}, disebut rantai
Markov dengan waktu diskret jika untuk setiap ๐ก = 1,2,3, โฆ berlaku
๐(๐๐ก = ๐|๐๐กโ1 = ๐, ๐๐กโ2 = ๐๐กโ2, โฆ , ๐0 = ๐0) = ๐(๐๐ก = ๐|๐๐กโ1 = ๐) = ๐๐๐
untuk semua kemungkinan nilai dari ๐0, ๐1, ๐2, โฆ , ๐๐กโ2, ๐, ๐ โ {1,2,3, โฆ ,๐} (Ross
1996).
6
Jadi untuk suatu rantai Markov, sebaran bersyarat dari sebarang state saat ini
๐๐ก dengan syarat state yang lalu ๐0, ๐1, ๐2, โฆ , ๐๐กโ2 dan state satu waktu sebelumnya
๐๐กโ1 adalah bebas terhadap semua state yang lalu, dan hanya bergantung pada state
satu waktu sebelumnya. Hal ini disebut sebagai sifat Markov (Markovian Property).
Proses di atas dapat digambarkan sebagai ๐ -state rantai Markov dengan
peluang transisi {๐๐๐} dengan ๐, ๐ = 1,2,3, โฆ , ๐. Nilai dari ๐๐๐ menyatakan
peluang bahwa jika proses tersebut berada pada state ๐ , maka berikutnya akan
beralih ke state ๐ . Karena ๐๐๐ adalah nilai peluang dan proses tersebut harus
bertransisi, maka
i. 0 โค ๐๐๐ โค 1, untuk ๐, ๐ โ {1,2,3, โฆ ,๐}.
ii. โ ๐๐๐ = 1,๐๐=1 untuk ๐ โ {1,2,3, โฆ ,๐}.
Peluang transisi ini dapat ditulis dalam matriks ๐ yang disebut sebagai matriks
transisi. ๐ = (๐๐๐)๐ร๐= [
๐11 ๐21
๐12 ๐22
โฆ ๐๐1
โฆ ๐๐2
โฎ โฎ๐1๐ ๐2๐
โฎ โฎโฆ ๐๐๐
] dengan ๐ menyatakan baris dan ๐
menyatakan kolom dari matriks ๐.
Definisi 24 (Matriks Transisi)
Misalkan {๐๐ก, ๐ก = 0,1,2, โฆ } adalah rantai Markov dengan ruang state
{1,2,3, โฆ ,๐}. Matriks transisi ๐ = (๐๐๐)๐ร๐ adalah matriks dari peluang transisi
๐๐๐ = ๐(๐๐ก = ๐|๐๐กโ1 = ๐) untuk ๐, ๐ โ {1,2, โฆ ,๐} (Grimmet dan Stirzaker 1992).
Definisi 25 (Terakses)
Peluang bahwa pada waktu ke-๐ proses berada pada state ๐ dengan syarat state awal
adalah ๐ dinotasikan ๐๐๐(๐)
. Suatu state ๐ disebut terakses dari state ๐ (notasi: ๐ โ ๐),
jika ada sebuah bilangan bulat ๐ โฅ 0 sehingga ๐๐๐(๐)
> 0 di mana ๐๐๐(๐)
adalah
peluang bahwa pada waktu ke-๐ proses berada pada state ๐ dengan syarat state awal
adalah ๐ (Ross 1996).
Definisi 26 (Berkomunikasi)
Dua state ๐ dan ๐ dikatakan berkomunikasi (notasi: ๐ โ ๐), jika state ๐ dapat diakses
dari state ๐ dan state ๐ dapat diakses dari state ๐ (Ross 1996).
Definisi 27 (Kelas State)
Suatu kelas dari state adalah suatu himpunan takkosong ๐ถ sehingga semua
pasangan state yang merupakan anggota dari ๐ถ berkomunikasi satu dengan yang
lainnya, serta tak ada state yang merupakan anggota ๐ถ yang berkomunikasi dengan
suatu state yang bukan anggota dari ๐ถ (Ross 1996).
Definisi 28 (Rantai Markov Tak Tereduksi) Rantai Markov disebut tak tereduksi jika hanya terdapat satu kelas state, yaitu jika
semua state berkomunikasi satu dengan yang lainnya (Ross 1996).
7
Definisi 29 (First-Passage Time Probability)
๐๐๐(๐)
menyatakan peluang bahwa mulai dari state ๐, proses bertransisi untuk pertama
kali ke state ๐ , terjadi pada waktu ๐ . Peluang ini disebut first-passage time
probability. Jadi untuk setiap ๐ = 1,2,3, โฆ
๐๐๐(๐)
= ๐(๐๐ = ๐, ๐๐ โ ๐, untuk setiap 1 โค ๐ โค ๐ โ 1|๐0 = 1)
๐, ๐ โ {0,1,2, โฆ }, dan ๐๐๐(0)
= 0 untuk semua ๐, ๐ โ {0,1,2, โฆ }. Selanjutnya, untuk
setiap ๐, ๐ โ {0,1,2, โฆ }, definisikan ๐๐๐ = โ ๐๐๐(๐)โ
๐=1 (Ross 1996).
Definisi 30 (Recurrent dan Transient)
State ๐ disebut recurrent jika ๐๐๐ = 1 dan disebut transient jika ๐๐๐ < 1 (Ross 1996).
Teorema 4 (Recurrent dan Transient)
State ๐ adalah recurrent jika โ ๐๐๐(๐)
= โโ๐=0 dan transient jika โ ๐๐๐
(๐)< โโ
๐=0 .
Bukti dapat dilihat pada Ross (1996).
Definisi 31 (Periode, Periodik, dan Aperiodik)
1. Suatu state ๐ disebut memiliki periode ๐ jika ๐๐๐(๐)
= 0 untuk semua ๐ yang
tidak habis dibagi ๐, dan ๐ adalah bilangan bulat terbesar yang memenuhi sifat
ini. Dengan kata lain, suatu state ๐ disebut memiliki periode ๐ jika ๐ adalah
persekutuan pembagi terbesar (the greatest common divisor) bagi ๐ sehingga
๐๐๐(๐)
> 0. 2. Suatu state dengan periode sama dengan satu disebut aperiodik, sedangkan
state dengan periode โฅ 2 disebut periodik
(Ross 1996).
Definisi 32 (Positive Recurrent dan Null Recurrent)
Suatu state disebut berulang positif (positive recurrent) jika state tersebut adalah
berulang (recurrent) serta berlaku: jika proses dimulai dari state ๐ maka nilai
harapan dari waktu sampai proses tersebut kembali ke state ๐ adalah bilangan
terhingga (finite). State recurrent yang tidak positive recurrent disebut null
recurrent (Ross 1996).
Definisi 33 (Ergodic) Rantai Markov dengan positive recurrent dan aperiodik disebut ergodic (Ross
1996).
Teorema 5 (Rantai Markov Ergodic Tak Tereduksi)
Untuk rantai Markov ergodic tak tereduksi lim๐โโ
๐๐๐(๐)
ada dan nilainya tak tergantung
dari ๐. ๐๐ = lim๐โโ
๐๐๐(๐)
, ๐ โฅ 1 adalah solusi unik tak negatif dari
๐๐ = โ๐๐๐๐๐
๐
๐=1
, ๐ = 1,2, โฆ ,๐
dan
8
โ๐๐ = 1
๐
๐=1
.
Bukti dapat dilihat pada Ross (1996).
Definisi 34 (Vektor Peluang Steady State)
Vektor peluang ๐ = (๐1, ๐2, ๐3, โฆ , ๐๐), yang setiap komponennya menyatakan
bahwa proses akan berturut-turut berada pada state 1,2,3, โฆ ,๐, untuk ๐ โ โ di
mana
๐(๐๐ก = ๐) = โ๐(๐๐ก = ๐|๐๐กโ1 = ๐)๐(๐๐กโ1 = ๐)
๐
๐=1
= โ๐๐๐๐(๐๐กโ1 = ๐) = ๐๐
๐
๐=1
disebut vektor peluang steady state atau sebaran steady state. Karena ๐ adalah
vektor peluang, maka harus memenuhi syarat bahwa semua unsurnya adalah
bilangan taknegatif serta jumlahnya adalah sama dengan satu. Sebaran steady state
sering juga disebut sebaran stasioner atau sebaran setimbang (equilibrium
distribution) dari rantai Markov yang bersangkutan (Ross 1996).
Algoritme Expectation Maximization (EM)
Misalkan {๐๐, ๐ โ ฮ} adalah himpunan ukuran peluang yang terdefinisi pada (ฮฉ, โฑ) dan kontinu absolut terhadap ๐0. Misalkan ๐ด โ โฑ. Fungsi Likelihood yang
digunakan untuk menghitung penduga parameter ๐ berdasarkan informasi ๐ด yaitu
medan-๐ yang dibangun oleh ๐ adalah
๐ฟ(๐) = ๐ธ0 [๐๐๐
๐๐0| ๐ด].
Maximum Likelihood Estimator (MLE) didefinisikan oleh ๐ โ argmax๐๐ฮ
๐ฟ(๐).
Umumnya MLE sulit dihitung secara langsung oleh karena itu algoritme
Expectation Maximization (EM) memberikan suatu metode aproksimasi berulang
(iteratif). Langkah-langkah dalam metode tersebut adalah:
1. Atur nilai awal parameter ๐๐ dengan ๐ = 0.
2. Atur ๐โ = ๐๐ dan hitung ฮฆ(๐, ๐โ) dengan ฮฆ(๐, ๐โ) = ๐ธ๐โ [๐๐๐๐๐๐
๐๐๐โ| ๐ด].
3. Cari ๐๐+1 argmax๐๐ฮ
ฮฆ(๐, ๐โ).
4. Ganti ๐ dengan ๐ + 1 dan ulangi langkah 2 sampai 4 hingga kriteria hentinya
tercapai, yaitu ketika selisih ๐๐+1 dan ๐๐ kurang dari suatu bilangan yang
sangat kecil. Bilangan tersebut dapat ditentukan sesuai dengan seberapa besar
ketelitian yang diinginkan.
Misalkan ๐(๐ฅ) = log (1
๐ฅ), karena turunan kedua dari ๐(๐ฅ) selalu positif
โ2๐(๐ฅ) = โ2 log ๐(๐ฅ) = 1
๐ฅ2> 0, โ๐ฅ > 0,
9
maka ๐(๐ฅ) merupakan fungsi konveks. Karena log1
๐ฅ merupakan fungsi konveks,
maka berdasarkan ketaksamaan Jensen dapat dihasilkan barisan {๐๐ , ๐ > 0} yang
merupakan fungsi likelihood yang takturun, yaitu
log ๐ฟ(๐๐+1) โ log ๐ฟ(๐๐) โฅ ฮฆ(๐๐+1, ๐๐) .
Bentuk ฮฆ(๐, ๐โ) disebut Pseudo Likelihood bersyarat (Elliot 1995).
Mean Absolute Percentage Error (MAPE)
Mean Absolute Percentage Error (MAPE) adalah rataan persentase kesalahan
absolut pada tiap periode dibagi dengan nilai observasi yang nyata untuk periode
tersebut. Rumus MAPE adalah sebagai berikut
๐๐ด๐๐ธ =100%
๐โ|
๐ด๐ก โ ๐น๐ก
๐ด๐ก|
๐
๐ก=1
dengan n menyatakan banyaknya data yang digunakan, ๐ด๐ก menyatakan nilai yang
sebenarnya, dan ๐น๐ก menyatakan nilai dugaan. (Mynsbrugge 2010)
MODEL HIDDEN MARKOV SATU WAKTU
SEBELUMNYA
Model Hidden Markov
Model hidden Markov terdiri atas sepasang proses stokastik {๐๐ก, ๐๐ก}. {๐๐ก}
dengan state {1,2, โฆ ,๐} adalah proses penyebab kejadian yang tidak diamati
secara langsung dan membentuk rantai Markov, sedangkan {๐๐ก} adalah proses
observasinya.
Pada saat ๐๐ก berada pada state ๐ (๐๐ก = ๐), maka proses yang diamati ๐๐ก
menyebar normal dengan nilai harapan ๐๐ dan ragam ๐๐2. Fungsi kepekatan peluang
bersyarat dari ๐๐ก dengan syarat ๐๐ก = ๐ adalah
๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = ๐) =1
โ2๐๐๐
exp (โ(๐ฆ๐ก โ ๐๐)
2
2๐๐2 )
dengan ๐ = 1,2, โฆ ,๐. Peluang tak bersyarat proses yang tidak diamati ๐๐ก berada
pada state ๐ adalah
๐(๐๐ก = ๐) = ๐๐
dengan ๐ โ {1,2, โฆ ,๐}. Karena {๐๐ก} rantai Markov maka matriks peluang
transisinya ๐ = (๐๐๐)๐ร๐
๐๐๐ = ๐(๐๐ก = ๐|๐๐กโ1 = ๐)
dengan ๐ โ {1,2, โฆ ,๐}. Dari persamaan (1) dan (2) serta definisi fungsi kerapatan
peluang bersyarat, maka didapatkan fungsi kerapatan peluang bersama ๐ฆ๐ก dan ๐๐ก =๐, yaitu
(2)
(1)
(3)
10
๐(๐ฆ๐ก, ๐๐ก = ๐) = ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = ๐) โ ๐(๐๐ก = ๐)
=๐๐
๐๐โ2๐exp (
โ(๐ฆ๐ก โ ๐๐)2
2๐๐2 )
sehingga
๐(๐๐ก โค ๐ฆ๐ก; ๐๐ก = ๐) = โซ๐๐
๐๐โ2๐exp(
โ(๐๐ก โ ๐๐)2
2๐๐2 )๐๐๐ก
๐ฆ๐ก
โโ
.
Berdasarkan Teorema Dasar Kalkulus bagian pertama didapatkan
๐(๐ฆ๐ก, ๐๐ก = ๐) =๐
๐๐ฆ๐กโซ
๐๐
๐๐โ2๐exp(
โ(๐๐ก โ ๐๐)2
2๐๐2 )๐๐๐ก
๐ฆ๐ก
โโ
=๐๐
๐๐โ2๐exp(
โ(๐ฆ๐ก โ ๐๐)2
2๐๐2 ).
Fungsi kepekatan peluang marjinal tak bersyarat dari ๐๐ก diperoleh dengan
menjumlahkan ๐(๐ฆ๐ก, ๐๐ก = ๐) untuk semua kemungkinan nilai dari ๐, yaitu:
๐(๐ฆ๐ก) = โ ๐(๐ฆ๐ก, ๐๐ก = ๐)๐๐=1 .
Dari persamaan (1), (2), (3), (4), dan (5) diperoleh
๐(๐ฆ1, โฆ , ๐ฆ๐) = โ โฆ๐๐1=1 โ ๐๐๐๐1๐2 โฆ๐๐๐โ1๐๐๐(๐ฆ1, ๐1 = ๐)โฆ๐
๐๐=1 ๐(๐ฆ๐ , ๐๐ = ๐).
Jadi karakteristik model hidden Markov dicirikan oleh parameter-parameternya
yaitu: ๐ = {๐, ๐, ๐, ๐}, dengan ๐ = (๐1, ๐2, โฆ , ๐๐), ๐2 = (๐12, ๐2
2, โฆ , ๐๐2), ๐ =
(๐1, ๐2, โฆ , ๐๐) dan ๐ = (๐๐๐)๐ร๐.
Model Hidden Markov Satu Waktu Sebelumnya
Karakteristik Model
Pada subbab ini akan dibahas model deret waktu hidden Markov satu waktu
sebelumnya yang didefinisikan pada ruang state ( ฮฉ,โฑ, ๐ ) berupa persamaan
berikut:
๐๐ก = ๐(๐๐กโ) + ๐(๐๐กโ1
โ )๐๐กโ1 + ๐๐ก dengan:
๐๐ก~๐(0, ๐2) bebas stokastik identik.
{๐๐ก} proses yang diamati dan bernilai skalar dengan ruang state ๐๐.
{๐๐กโ} rantai Markov dengan ruang state ๐๐โ = {1,2} dan matriks transisi.
๐จโ = [๐11
โ ๐21โ
๐12โ ๐22
โ ] dengan ๐๐๐โ = ๐(๐๐ก
โ = ๐|๐๐กโ1โ = ๐) dan โ ๐๐๐
2๐=1 = 1, โ๐ =
1,2, ๐๐๐ โฅ 0, โ๐, ๐ = 1,2.
c = (๐1, ๐2) dan ๐ = (๐1, ๐2) โ โ2 , dengan ๐1, ๐2, dan ๐1, ๐2 merupakan
konstanta real.
๐(๐๐กโ) = ๐๐๐ก
โ dan ๐ (๐๐กโ1โ )=๐๐๐กโ1
โ .
๐ = {๐, ๐จโ, ๐, ๐2}.
Karena ๐๐ก tidak hanya bergantung pada ๐๐กโ tetapi juga pada ๐๐กโ1
โ , maka agar
tetap memenuhi sifat Markov perlu didefinisikan peubah baru ๐๐ก di mana:
(7)
(4)
(5)
(6)
11
๐๐ก = 1, jika ๐๐กโ = 1 dan ๐๐กโ1
โ = 1
๐๐ก = 2, jika ๐๐กโ = 2 dan ๐๐กโ1
โ = 1
๐๐ก = 3, jika ๐๐กโ = 1 dan ๐๐กโ1
โ = 2
๐๐ก = 4, jika ๐๐กโ = 2 dan ๐๐กโ1
โ = 2
Lema 1
{๐๐ก} adalah rantai Markov dengan ruang state {1,2,3,4} dan matriks transisi:
๐ = [
๐11โ 0
๐12โ 0
๐11โ 0
๐12โ 0
0 ๐21โ
0 ๐22โ
0 ๐21โ
0 ๐22โ
].
Bukti dapat dilihat pada Lampiran 1.
Selanjutnya, karena ๐๐ก~๐(0, ๐2) bebas stokastik identik maka dapat
diperoleh fungsi sebaran bagi ๐๐ก:
๐น๐๐ก(๐ฆ๐ก) = ๐(๐๐ก โค ๐ฆ๐ก) = โซ
1
โ2๐๐exp (
โ(๐๐กโ0)2
2๐2 )๐๐๐ก๐ฆ๐ก
0
= โซ1
โ2๐๐exp (
โ(๐๐ก)2
2๐2 )๐๐๐ก๐ฆ๐ก
0.
Berdasarkan persamaan (7) dan (9) diperoleh fungsi sebaran bagi ๐๐ก:
๐น๐๐ก(๐ฆ๐ก) = ๐(๐๐ก โค ๐ฆ๐ก) = ๐(๐(๐๐ก
โ) + ๐(๐๐กโ1โ )๐๐กโ1 + ๐๐ก โค ๐ฆ๐ก)
= ๐(๐๐ก โค ๐ฆ๐ก โ ๐(๐๐กโ) โ ๐(๐๐กโ1
โ )๐๐กโ1)
= โซ1
โ2๐๐exp (
โ(๐๐ก)2
2๐2 )๐๐๐ก๐ฆ๐กโ๐(๐๐ก
โ)โ๐(๐๐กโ1โ )๐๐กโ1
0.
Misalkan
๐ฃ = ๐ฆ๐ก โ ๐(๐๐กโ) โ ๐(๐๐กโ1
โ )๐๐กโ1 maka
๐น๐๐ก(๐ฆ๐ก) = โซ
1
โ2๐๐exp (
โ(๐๐ก)2
2๐2 ) ๐๐๐ก๐ฃ
0
dan
๐๐๐ก(๐ฆ๐ก) =
๐
๐๐ฆ๐ก๐น๐๐ก
(๐ฆ๐ก) =๐
๐๐ฃ๐น๐๐ก
(๐ฆ๐ก)๐๐ฃ
๐๐ฆ๐ก
=1
โ2๐๐exp (
โ(๐ฃ)2
2๐2)
๐๐ฃ
๐๐ฆ๐ก.
=1
โ2๐๐exp (
โ(๐ฆ๐กโ๐(๐๐กโ)โ๐(๐๐กโ1
โ )๐๐กโ1)2
2๐2) ร 1
=1
โ2๐๐exp (
โ(๐ฆ๐กโ๐(๐๐กโ)โ๐(๐๐กโ1
โ )๐๐กโ1)2
2๐2 ).
Misalkan ๐ด๐ก adalah medan-๐ yang dibangun oleh ๐1, ๐2, ๐3, โฆ , ๐๐ก. Karena
๐๐ก merupakan rantai Markov 4 state maka terdapat 4 fungsi kepekatan peluang bagi
๐๐ก . Kumpulan fungsi kerapatan peluang tersebut dalam vektor (4 ร 1)
dilambangkan dengan ๐๐ก, sehingga diperoleh:
๐๐ก =
[ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1; ๐)]
(8)
(10)
(9)
12
=
[
1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ(๐ฆ๐กโ๐1โ๐1๐๐กโ1)2
2๐2 )
1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ(๐ฆ๐กโ๐2โ๐1๐๐กโ1)2
2๐2 )
1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ(๐ฆ๐กโ๐1โ๐2๐๐กโ1)2
2๐2 )
1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ(๐ฆ๐กโ๐2โ๐2๐๐กโ1)2
2๐2 )]
.
Misalkan ๐๐ก|๐กโ1 = (๐๐ก|๐กโ1(1)
๐๐ก|๐กโ1(2)
๐๐ก|๐กโ1(3)
๐๐ก|๐กโ1(4)
)๐
melambangkan vektor (4 ร 1)
di mana ๐๐ก|๐กโ1(๐)
pada vektor mempresentasikan ๐(๐๐ก = ๐|๐ด๐กโ1; ๐) dan โ
melambangkan perkalian dalam elemen per elemen, maka
๐๐ก|๐กโ1 โ ๐๐ก =
[ ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐)]
โ
[ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1; ๐)]
=
[ ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1; ๐)]
.
Berdasarkan persamaan (12) maka dapat ditulis:
๐(๐ฆ๐ก, ๐๐ก = ๐|๐ด๐กโ1; ๐) = ๐(๐๐ก = ๐|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = ๐,๐ด๐กโ1; ๐) sehingga diperoleh:
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐) = โ ๐4๐=1 (๐ฆ๐ก, ๐๐ก = ๐|๐ด๐กโ1; ๐)
= โ ๐4๐=1 (๐๐ก = ๐|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = ๐,๐ด๐กโ1; ๐)
= ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐)
+๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐)
+๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐)
+๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1; ๐).
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐) = โ ๐4๐=1 (๐ฆ๐ก, ๐๐ก = ๐|๐ด๐กโ1; ๐) = ๐โฒ(๐๐ก|๐กโ1 โ ๐๐ก)
di mana ๐โฒ = [1 1 1 1]. Berdasarkan persamaan (13) dan (14) maka dapat diperoleh
๐(๐ฆ๐ก, ๐๐ก = ๐|๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)=
๐(๐ฆ๐ก,๐๐ก=๐,๐ด๐กโ1;๐)
๐(๐ด๐กโ1;๐)
๐(๐ฆ๐ก,๐ด๐กโ1;๐)
๐(๐ด๐กโ1;๐)
=๐(๐ฆ๐ก, ๐๐ก = ๐,๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐ด๐กโ1; ๐)โ
๐(๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐ฆ๐ก, ๐ด๐กโ1; ๐)
=๐(๐ฆ๐ก, ๐๐ก = ๐,๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐ฆ๐ก, ๐ด๐กโ1; ๐)
=๐(๐๐ก = ๐, ๐ฆ๐ก, ๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐ฆ๐ก, ๐ด๐กโ1; ๐)
= ๐(๐๐ก = ๐|๐ฆ๐ก, ๐ด๐กโ1; ๐)
= ๐(๐๐ก = ๐|๐ด๐ก; ๐).
(11)
(14)
(15)
(16)
(13)
(12)
13
sehingga berdasarkan persamaan (13), (14), dan (15) diperoleh
๐(๐๐ก = ๐|๐ด๐ก; ๐) =๐(๐ฆ๐ก, ๐๐ก = ๐|๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐).
๐๐ก|๐ก =๐๐ก|๐กโ1 โ ๐๐ก
๐โฒ(๐๐ก|๐กโ1 โ ๐๐ก).
๐๐ก+1|๐ก(๐)
= ๐(๐๐ก+1 = ๐|๐ด๐ก; ๐)
= โ๐(๐๐ก+1 = ๐|๐๐ก = ๐,๐ด๐ก; ๐)๐(๐๐ก = ๐|๐ด๐ก; ๐)
4
๐=1
= โ๐(๐๐ก+1 = ๐|๐๐ก = ๐,๐ด๐ก; ๐)
๐
๐=1
๐๐ก|๐ก(๐)
= โ๐๐๐
4
๐=1
๐๐ก|๐ก(๐)
. ๐ = 1,2,3,4.
๐๐ก+1|๐ก =
[ ๐11
โ ๐๐ก|๐ก(1)
+ ๐11โ ๐๐ก|๐ก
(3)
๐12โ ๐๐ก|๐ก
(1)+ ๐12
โ ๐๐ก|๐ก(3)
๐21โ ๐๐ก|๐ก
(2)+ ๐21
โ ๐๐ก|๐ก(4)
๐22โ ๐๐ก|๐ก
(2)+ ๐22
โ ๐๐ก|๐ก(4)
]
= [
๐11โ 0
๐12โ 0
๐11โ 0
๐12โ 0
0 ๐21โ
0 ๐22โ
0 ๐21โ
0 ๐22โ
]
[ ๐๐ก|๐ก
(1)
๐๐ก|๐ก(2)
๐๐ก|๐ก(3)
๐๐ก|๐ก(4)
]
= ๐ โ ๐๐ก|๐ก.
๐๐ก+๐|๐ก = ๐๐ โ ๐๐ก|๐ก.
Salah satu pendekatan yang dapat digunakan untuk memilih nilai awal bagi
๐๐ก|๐กโ1 adalah dengan membuat ๐1|0 sama dengan vektor dari peluang tak bersyarat
๐ = [๐1 ๐2 ๐3 ๐4] yang memenuhi sifat ergodic, yaitu:
๐๐ = ๐
๐1 + ๐2 + ๐3 + ๐4 = 1.
Pendugaan Parameter
Fungsi kepekatan peluang marjinal tak bersyarat dari ๐๐ก diperoleh dengan
menjumlahkan ๐(๐ฆ๐ก, ๐๐ก = ๐; ๐) untuk semua kemungkinan nilai dari ๐, yaitu:
๐(๐ฆ๐ก; ๐) = โ ๐(๐ฆ๐ก, ๐๐ก = ๐;๐ด๐กโ1)๐๐=1 .
๐(๐ฆ1, ๐ฆ2, ๐ฆ3, โฆ , ๐ฆ๐ก; ๐) = โ ๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1)๐๐ก=1
sehingga fungsi log likehood untuk menduga parameter populasi ๐ adalah
๐ฟ(๐) = โlog ๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1)
๐
๐ก=1
Penduga kemungkinan maksimum likelihood ๐ diperoleh dengan
memaksimumkan persamaan (22) dengan kendala ๐1 + ๐2 + ๐3 + ๐4 = 1 dan
๐๐ โฅ 0 untuk ๐ = 1,2,3,4. Untuk menyelesaikan masalah tersebut maka digunakan
metode Lagrange, yaitu
๐ฝ(๐) = ๐ฟ(๐) + ๐(1 โ ๐1 โ ๐2 โ ๐3 โ ๐4) lalu persamaan (23) diturunkan masing-masing terhadap ๐๐ , ๐๐ , dan ๐๐
2.
(17)
(19)
(22)
(21)
(18)
(20)
(23)
14
Berdasarkan persamaan (20), (22), dan (23) diperoleh ๐๐ฝ(๐)
๐๐= 0 โบ 1 โ ๐1 โ ๐2 โ ๐3 โ ๐4 = 0
โบ ๐1 + ๐2 + ๐3 + ๐4 = 1.
๐๐ฝ(๐)
๐๐๐= 0 โบ
๐๐ฟ(๐)
๐๐๐= 0
โบ๐
๐๐๐(โ log ๐(๐ฆ๐ก; ๐)๐
๐ก=1 ) = โ1
๐(๐ฆ๐ก;๐)โ๐
๐ก=1 ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = ๐; ๐) = 0.
๐๐ฝ(๐)
๐๐๐= 0 โบ
๐๐ฟ(๐)
๐๐๐= 0
โบ๐
๐๐๐(โ log ๐(๐ฆ๐ก; ๐)๐
๐ก=1 ) = โ1
๐(๐ฆ๐ก;๐)โ(๐ฆ๐กโ๐๐)
๐๐2 โ๐
๐ก=1 ๐(๐ฆ๐ก, ๐๐ก = ๐; ๐) = 0.
๐๐ฝ(๐)
๐๐๐2 = 0 โบ
๐๐ฟ(๐)
๐๐๐2 = 0
โบ๐
๐๐๐2 (โ log ๐(๐ฆ๐ก; ๐)๐
๐ก=1 ) = โ๐(๐ฆ๐ก,๐๐ก=๐;๐)
๐(๐ฆ๐ก;๐)โ (โ
1
2๐๐2 +
(๐ฆ๐กโ๐๐)2
2๐๐4 )๐
๐ก=1 = 0.
Penduga kemungkinan maksimum bagi ๐ diperoleh dengan
memaksimumkan: ๐ฟ(๐) = โ log ๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)๐๐ก=1 dengan membuat turunan
pertama dari log likehood terhadap parameter ๐ sama dengan nol, maka diperoleh
๐1 =โ [๐ต(๐ฆ๐ก โ ๐1๐ฆ๐กโ1) + ๐ท(๐ฆ๐ก โ ๐2๐ฆ๐กโ1)]
๐๐ก=1
โ ๐ต + ๐ท๐๐ก=1
.
๐2 =โ [๐ถ(๐ฆ๐ก โ ๐1๐๐กโ1) + ๐ธ(๐ฆ๐ก โ ๐2๐๐กโ1)]
๐๐ก=1
โ [๐ถ + ๐ธ]๐๐ก=1
.
๐1 =โ (๐ฆ๐กโ1)[๐ต(๐ฆ๐ก โ ๐1) + ๐ถ(๐ฆ๐ก โ ๐2)]
๐๐ก=1
โ (๐ฆ๐กโ1)2[๐ต + ๐ถ]๐๐ก=1
.
๐2 =โ (๐ฆ๐กโ1)[๐ท(๐ฆ๐ก โ ๐1) + ๐ธ(๐ฆ๐ก โ ๐2)]
๐๐ก=1
โ (๐ฆ๐กโ1)2[๐ท + ๐ธ]๐๐ก=1
.
๏ฟฝฬ๏ฟฝ2 =1
โ [๐ต + ๐ถ + ๐ท + ๐ธ]๐๐ก=1
โ โ [๐ต ((๐ฆ๐ก โ ๐1) โ ๐1๐๐กโ1)2+ ๐ถ ((๐ฆ๐ก โ ๐2) โ ๐1๐๐กโ1)
2+๐
๐ก=1
๐ท ((๐ฆ๐ก โ ๐1) โ ๐2๐๐กโ1)2+ ๐ธ ((๐ฆ๐ก โ ๐2) โ ๐2๐๐กโ1)
2]
di mana:
๐ต =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐)
๐ถ =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐)
(31)
(32)
(24)
(29)
(28)
(30)
(25)
(26)
(27)
15
๐ท =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐)
๐ธ =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1; ๐)
Bukti dapat dilihat pada Lampiran 2.
Karena persamaan (28) sampai (32) taklinear, maka untuk mencapai penduga
kemungkinan maksimum bagi ๐ digunakan algoritme iteratif yang merupakan
kasus khusus dari prinsip EM.
Langkah-langkah yang harus dilakukan adalah:
1. Tentukan banyaknya data (T) yang akan diamati serta tentukan juga nilai
(๐ฆ1, ๐ฆ2, ๐ฆ3, โฆ , ๐ฆ๐) dan matriks transisi
๐ = [
๐11โ 0
๐12โ 0
๐11โ 0
๐12โ 0
0 ๐21โ
0 ๐22โ
0 ๐21โ
0 ๐22โ
].
2. Beri nilai awal bagi ๐ yang dilambangkan dengan ๐ = (๏ฟฝฬ๏ฟฝ1, ๏ฟฝฬ๏ฟฝ2, ๏ฟฝฬ๏ฟฝ1, ๏ฟฝฬ๏ฟฝ2, ๏ฟฝฬ๏ฟฝ2).
3. Cari fungsi kepekatan bersyarat bagi ๐ฆ๐ untuk setiap ๐ก = 1,2, โฆ , ๐ dengan
cara
๐๐ก =
[ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐)
๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1; ๐)]
=
[ 1
โ2๐๏ฟฝฬ๏ฟฝexp(
โ(๐ฆ๐ก โ ๏ฟฝฬ๏ฟฝ1 โ ๏ฟฝฬ๏ฟฝ1๐๐กโ1)2
2๏ฟฝฬ๏ฟฝ2)
1
โ2๐๏ฟฝฬ๏ฟฝexp(
โ(๐ฆ๐ก โ ๏ฟฝฬ๏ฟฝ2 โ ๏ฟฝฬ๏ฟฝ1๐๐กโ1)2
2๏ฟฝฬ๏ฟฝ2)
1
โ2๐๏ฟฝฬ๏ฟฝexp(
โ(๐ฆ๐ก โ ๏ฟฝฬ๏ฟฝ1 โ ๏ฟฝฬ๏ฟฝ2๐๐กโ1)2
2๏ฟฝฬ๏ฟฝ2)
1
โ2๐๏ฟฝฬ๏ฟฝexp (
โ(๐ฆ๐ก โ ๏ฟฝฬ๏ฟฝ2 โ ๏ฟฝฬ๏ฟฝ2๐๐กโ1)2
2๏ฟฝฬ๏ฟฝ2)]
.
4. Penarikan kesimpulan optimal dan peramalan untuk setiap waktu ๐ก pada
contoh dapat diperoleh melalui iterasi:
4.1 Tentukan nilai awal bagi ๐๐ก|๐กโ1 yang dilambangkan dengan ๐1|0
4.2 Beri nilai awal ๐ = 1
4.3 Untuk ๐ก = ๐, cari nilai dari
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐) = ๐โฒ(๐๐ก|๐กโ1 โ ๐๐ก).
16
= ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ1
โ2๐๏ฟฝฬ๏ฟฝexp (
โ(๐ฆ๐กโ๐1ฬโ๏ฟฝฬ๏ฟฝ1๐๐กโ1)2
2๏ฟฝฬ๏ฟฝ2 ) +
๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ1
โ2๐๏ฟฝฬ๏ฟฝexp (
โ(๐ฆ๐กโ๐2ฬโ๏ฟฝฬ๏ฟฝ1๐๐กโ1)2
2๏ฟฝฬ๏ฟฝ2 ) +
๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ1
โ2๐๏ฟฝฬ๏ฟฝexp (
โ(๐ฆ๐กโ๐1ฬโ๏ฟฝฬ๏ฟฝ2๐๐กโ1)2
2๏ฟฝฬ๏ฟฝ2) +
๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ1
โ2๐๏ฟฝฬ๏ฟฝexp (
โ(๐ฆ๐กโ๐2ฬโ๏ฟฝฬ๏ฟฝ2๐๐กโ1)2
2๏ฟฝฬ๏ฟฝ2 ) .
๐๐ก|๐ก =
[ ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐ก; ๐)
๐(๐๐ก = 2|๐ด๐ก; ๐)
๐(๐๐ก = 3|๐ด๐ก; ๐)
๐(๐๐ก = 4|๐ด๐ก; ๐)]
=๐๐ก|๐กโ1 โ ๐๐ก
๐โฒ(๐๐ก|๐กโ1 โ ๐๐ก)
๐๐ก+1|๐ก =
[ ๐(๐๐ก+1 = 1|๐ด๐ก; ๐)
๐(๐๐ก+1 = 2|๐ด๐ก; ๐)
๐(๐๐ก+1 = 3|๐ด๐ก; ๐)
๐(๐๐ก+1 = 4|๐ด๐ก; ๐)]
= ๐ โ ๐๐ก|๐ก
๐ = ๐ + 1. 4.4 Ulangi mulai dari langkah 4.3. Hentikan jika ๐ก = ๐.
Lanjutkan ke langkah 5.
5. Misalkan
๐ต =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐(๐))
๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐(๐)) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐
(๐))
๐ถ =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐(๐))
๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐(๐)) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐
(๐))
๐ท =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐(๐))
๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐(๐)) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐
(๐))
๐ธ =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐(๐))
๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐(๐)) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1; ๐
(๐))
cari nilai dari:
๐1 =โ [๐ต(๐ฆ
๐กโ ๏ฟฝฬ๏ฟฝ1๐ฆ๐กโ1
) + ๐ท(๐ฆ๐กโ ๏ฟฝฬ๏ฟฝ2๐ฆ๐กโ1
)]๐๐ก=1
โ ๐ต + ๐ท๐๐ก=1
.
๐2 =โ [๐ถ(๐ฆ๐ก โ ๏ฟฝฬ๏ฟฝ1๐๐กโ1) + ๐ธ(๐ฆ๐ก โ ๏ฟฝฬ๏ฟฝ2๐๐กโ1)]
๐๐ก=1
โ [๐ถ + ๐ธ]๐๐ก=1
.
๐1 =โ (๐ฆ๐กโ1)[๐ต(๐ฆ๐ก โ ๏ฟฝฬ๏ฟฝ1) + ๐ถ(๐ฆ๐ก โ ๏ฟฝฬ๏ฟฝ2)]
๐๐ก=1
โ (๐ฆ๐กโ1)2[๐ต + ๐ถ]๐๐ก=1
.
๐2 =โ (๐ฆ๐กโ1)[๐ท(๐ฆ๐ก โ ๏ฟฝฬ๏ฟฝ1) + ๐ธ(๐ฆ๐ก โ ๐2)]
๐๐ก=1
โ (๐ฆ๐กโ1)2[๐ท + ๐ธ]๐๐ก=1
.
17
๐2 =1
โ [๐ต + ๐ถ + ๐ท + ๐ธ]๐๐ก=1
โ โ [๐ต ((๐ฆ๐ก โ ๐1) โ ๐1๐๐กโ1)2+ ๐ถ ((๐ฆ๐ก โ ๐2) โ ๐1๐๐กโ1)
2+๐
๐ก=1
๐ท ((๐ฆ๐ก โ ๐1) โ ๐2๐๐กโ1)2+ ๐ธ ((๐ฆ๐ก โ ๐2) โ ๐2๐๐กโ1)
2].
6. Beri nama parameter yang dihasilkan pada langkah 4 dengan ๐(๐+1) =
(๏ฟฝฬ๏ฟฝ1, ๏ฟฝฬ๏ฟฝ2, ๏ฟฝฬ๏ฟฝ1, ๏ฟฝฬ๏ฟฝ2, ๏ฟฝฬ๏ฟฝ2) dan ๐ = 0,1,2, โฆ , ๐ โ 1.
7. Cari P yang baru, yaitu:
๐๐ก|๐(๐)
= ๐๐ก|๐ก(๐)
โจ{๐โฒ โ [๐๐ก+1|๐(๐) (รท)๐๐ก+1|๐ก
(๐)]}
๏ฟฝฬ๏ฟฝ๐๐ =โ ๐(๐๐ก = ๐, ๐๐ก+1 = ๐|๐ด๐ก; ๐)๐
๐ก=2
โ ๐(๐๐ก+1 = ๐|๐ด๐ก; ๐)๐๐ก=2
๐(๐๐กโ1 = ๐|๐๐ก = ๐,๐ด๐; ๐) = ๐(๐๐ก = ๐|๐ด๐ก; ๐)๐(๐๐กโ1 = ๐|๐๐ก = ๐, ๐ด๐; ๐)
โ ๐(๐๐ก = ๐|๐ด๐ก; ๐)๐(๐๐กโ1 = ๐|๐๐ก = ๐,๐ด๐ก; ๐)
=๐(๐๐ก = ๐|๐ด๐ก; ๐)๐(๐๐กโ1 = ๐|๐๐ก = ๐,๐ด๐ก; ๐)
๐(๐๐ก = ๐|๐ด๐ก; ๐)
=๐(๐๐ก = ๐|๐ด๐; ๐)๐(๐๐กโ1 = ๐|๐ด๐ก; ๐)๐(๐๐ก = ๐|๐๐กโ1 = ๐; ๐)
๐(๐๐ก = ๐|๐ด๐ก; ๐)
=๐๐ก|๐
(๐)ร ๐๐กโ1|๐กโ1
(๐)ร ๐๐๐
๐๐ก|๐ก(๐)
๐(๐๐กโ1 = ๐|๐ด๐; ๐) = โ๐(๐๐กโ1 = ๐, ๐๐ก = ๐|๐ด๐; ๐)
๐
๐=1
(Kim 1994)
๏ฟฝฬ๏ฟฝ๐๐ =
โ๏ฟฝฬ๏ฟฝ๐ก|๐
(๐)ร๏ฟฝฬ๏ฟฝ๐กโ1|๐กโ1
(๐)ร๐๐๐
๏ฟฝฬ๏ฟฝ๐ก|๐ก(๐)
๐๐ก=2
โ โ๏ฟฝฬ๏ฟฝ๐ก|๐
(๐)ร๏ฟฝฬ๏ฟฝ๐กโ1|๐กโ1
(๐)ร๐๐๐
๏ฟฝฬ๏ฟฝ๐ก|๐ก(๐)
๐๐=1
๐๐ก=2
Bukti dapat dilihat pada Hamilton (1990).
8. Ulangi mulai dari langkah 2. Hentikan jika ๐ = ๐. Gunakan parameter yang
sudah dihasilkan untuk mencari nilai harapan bagi nilai tukar Rupiah yang
akan datang.
๐ธ[๐ฆ๐ก|๐๐ก = ๐,๐ด๐กโ1; ๐] = ๐ธ[๐(๐๐กโ) + ๐(๐๐กโ1
โ )๐ฆ๐กโ1 + ๐๐ก|๐๐ก = ๐,๐ด๐กโ1; ๐]
= ๐(๐๐กโ) + ๐(๐๐กโ1
โ )โซ๐ฆ๐กโ1๐(๐ฆ๐กโ1|๐๐ก = ๐,๐ด๐กโ1; ๐) ๐๐ฆ๐ก
๏ฟฝฬ๏ฟฝ๐ก = E[๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐(๐)] = โซ๐ฆ๐ก๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐
(๐))๐๐ฆ๐ก
18
= โซ๐ฆ๐ก โ๐(X๐ก = ๐|๐ด๐กโ1; ๐(๐))๐(๐ฆ๐ก|X๐ก = ๐, ๐ด๐กโ1; ๐
(๐))๐๐ฆ๐ก
๐
๐=1
= โ๐๐ก|๐กโ1(๐)
โ E[๐ฆ๐ก|X๐ก = ๐,๐ด๐กโ1; ๐(๐)]
๐
๐=1
.
PEMODELAN NILAI TUKAR RUPIAH TERHADAP
DOLAR AMERIKA
Pada bab ini akan dibahas pemodelan nilai tukar Rupiah terhadap Dolar
Amerika. Namun terlebih dahulu akan dibahas mengenai data input yang digunakan
sebagai data observasi pada model. Kemudian dilanjutkan dengan pemodelan
masalah nilai tukar Rupiah terhadap Dolar Amerika.
Data Input Nilai Tukar Rupiah
Dalam karya ilmiah ini, data input yang digunakan adalah data rata-rata nilai
tukar Rupiah terhadap Dolar Amerika per bulan yang diambil dari laman
www.rba.gov.au (12 Oktober 2014). Data diambil pada selang waktu antara bulan
Juni 1997 hingga Juni 2013 yang berarti terdapat 193 data observasi (๐ฆ๐ก). Data yang
akan diduga sebanyak 192 data, dari Juli 1997 hingga Juni 2013. Data nilai tukar
pada Juni 1997 akan digunakan sebagai nilai awal (๐ฆ0). Grafik data disajikan pada
Gambar 1.
Gambar 1 Perubahan nilai tukar Rupiah terhadap Dolar Amerika per bulan
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
Jun
-19
97
Feb
-19
98
Oct
-19
98
Jun
-19
99
Feb
-20
00
Oct
-20
00
Jun
-20
01
Feb
-20
02
Oct
-20
02
Jun
-20
03
Feb
-20
04
Oct
-20
04
Jun
-20
05
Feb
-20
06
Oct
-20
06
Jun
-20
07
Feb
-20
08
Oct
-20
08
Jun
-20
09
Feb
-20
10
Oct
-20
10
Jun
-20
11
Feb
-20
12
Oct
-20
12
Jun
-20
13
19
Model Hidden Markov Satu Waktu Sebelumnya
Perilaku nilai tukar Rupiah terhadap Dolar Amerika sudah pernah
dimodelkan menggunakan model hidden Markov satu waktu sebelumnya oleh
Setiawaty dan Ardana (2013), Santoso (2008), dan Retnoningtyas (2014).
Setiawaty dan Ardana (2013) menggunakan persamaan: ๐๐ก = ๐(๐๐กโ) +
๐(๐๐กโ)๐๐กโ1 + ๐๐ก, sedangkan Santoso (2008) dan Retnoningtyas (2014)
menggunakan persamaan: ๐๐ก โ ๐๐๐กโ = ๐(๐๐กโ1 โ ๐๐๐ก
โ) + ๐๐ก , di mana {๐๐กโ} adalah
rantai Markov, {๐๐ก } adalah penyebab nilai tukar Rupiah dan ๐๐ก menyebar normal.
Pada Setiawaty dan Ardana (2013) diperoleh MAPE 4.31%, pada Retnoningtyas
(2014) digunakan nilai awal ๐ = [9124.899198.76
] , ๐ = 3.94, ๐ = [0.870.75
], dan ๐ =
1454, dengan MAPE 4.14%.
Model hidden Markov yang akan digunakan pada tugas akhir ini adalah:
๐๐ก = ๐(๐๐กโ) + ๐(๐๐กโ1
โ )๐๐กโ1 + ๐๐ก
seperti pada bab sebelumnya. Berdasarkan model di atas nilai tukar Rupiah saat ini
diasumsikan tidak hanya bergantung pada faktor penyebab saat ini dan satu waktu
sebelumnya, tetapi juga bergantung pada nilai tukar Rupiah satu waktu sebelumnya.
Pada model hidden Markov di atas akan di cari nilai duga parameternya agar hasil
yang didapat mendekati nilai yang sebenarnya. Pada tugas akhir ini akan
dibangkitkan nilai awal yang tepat agar keakuratan model meningkat. Keakuratan
dianggap baik bila MAPE < 5%.
Penentuan Nilai Awal Parameter
Data dibagi menjadi dua bagian, bagian pertama data dari Juni 1997 hingga
Mei 2013 dan bagian kedua data dari Juli 1997 hingga Juni 2013 (๐ฆ๐ก), kedua data
kemudian diplot. Nilai yang akan diplot adalah ๐ฆ = ๐ฆ๐ก terhadap ๐ฅ = ๐ฆ๐กโ1 .
Persamaan baru yang didapatkan yaitu
๐ = 1917.57 + 0.792906 ๐ฅ
Gambar 2 Plot persamaan baru dari data yang akan dikurangi rataannya
Dari hasil persamaan yang didapatkan, bentuk persamaannya mirip dengan model
yang digunakan sehingga dapat digunakan dalam acuan pembangkitan nilai awal ๐
dan ๐ . Nilai awal ๐ yang digunakan dibangkitkan dari interval [1000, 2500] ,
(33)
20
dengan nilai awal (2184.29, 1282.7). Hasil dari satu kali iterasi nilai pendugaan ๐
yang digunakan adalah (1932.95, 1932.95) . Nilai awal ๐ yang digunakan
dibangkitkan dari interval [0.5, 1], dengan nilai awal (0.62068, 0.532869). Hasil
dari satu kali iterasi nilai pendugaan ๐ yang digunakan adalah (0.7824, 0.7824).
Penentuan Nilai Awal P
Sedangkan nilai awal P dibangkitkan secara acak dari interval peluang [0,1],
karena 0 โค ๐๐๐ โค 1. Hasil dari satu kali iterasi nilai pendugaan yang digunakan
untuk ๐ adalah [
0.5 00.5 0
0.5 00.5 0
0 0.50 0.5
0 0.50 0.5
].
Penentuan Nilai Awal ๐
Nilai awal untuk parameter ๐ yang digunakan dibangkitkan dari interval nilai
[100,2000] yang merupakan selang dari standar deviasanya. Nilai awal yang ๐
dibangkitkan sebesar 1130.27. Hasil dari satu kali iterasi nilai pendugaan ๐ yang
digunakan adalah 1.03636 ร 107.
Hasil Program
Dari bagian sebelumnya nilai dugaan parameter yang digunakan untuk
membangkitkan dugaan nilai tukar Rupiah adalah ๐1 = 1932.95, ๐2 =1932.95, ๐1 = 0.7824, ๐2 = 0.7824, ๐ = 1.03636 ร 107. Galat nilai dugaan
yang ditunjukkan oleh MAPE sebesar 4.48037 % diperoleh melalui satu kali iterasi
seperti yang tertera pada Lampiran 3. Hal ini terjadi karena pada karya ilmiah ini
model dianggap baik apabila nilai dari MAPE < 5%. Nilai tukar Rupiah dan nilai
dugannya tertera pada Lampiran 4. Hasil pendugaan model dapat dilihat pada
Gambar 3.
Nilai Sebenarnya Nilai Dugaan
Gambar 3 Perubahan nilai tukar Rupiah terhadap Dolar Amerika per bulan dan nilai
dugaan yang didapatkan
21
SIMPULAN
Model deret waktu hidden Markov satu waktu sebelumnya pada tugas akhir
ini dapat memodelkan dengan cukup baik perubahan nilai tukar Rupiah terhadap
Dolar Amerika. Hal ini terlihat dari nilai dugaan yang mendekati nilai sebenarnya,
dengan MAPE yang dihasilkan sebesar 4.48%.
DAFTAR PUSTAKA
Baum LE, Petrie T. 1966. Statistical inference for probabilistic functions of finite
Markov chain. Annal of Mathematical Statistics. 37(6):1554-
1563.doi:10.1214/aoms/1177699147.
Elliot RJ, Anggoun L, Moore JB. 1995. Hidden Markov Models Estimation and
Control. New York (US): Springer Verlag.
Grimmet GR, Stirzaker DR. 1992. Probability and Random Processes. Ed ke-2.
Oxford (GB): Clarendon Press.
Hamilton JD. 1990. Analysis of time series subject to changes in regime. Journal
of Econometrics. 45(2):39-70.doi:10.1016/0304-4076(90)90093-9.
Hogg RV, Craig AT. 1995. Introduction to Mathematical Statistics. Ed. ke-5. New
Jersey (US): Prentice Hall, Englewood Cliffs.
Kim CJ. 1994. Dynamic linear models with Markov-switching. Journal of
Econometrics. 60(2):1-22.doi:10.1016/0304-4076(94)90036-1.
Krantz SG. 1999. Handbook of Complex Variables. Boston (US): Birkhauser.
Mynsbrugge JV. 2010. Bidding strategies using price based unit commitment in a
deregulated power market [tesis]. Leuven (BE): Katholieke Universiteit
Leuven.
Osborne MJ. 1997. Concave and Convex Function of Many Variable. Canada (CA):
University of Toronto.
Ross SM. 1996. Stochastic Process. Ed ke-2. New York (US): John Wiley & Sons.
Royden HL. 1963. Real Analysis. New York (US): The Macmilan Company.
Retnoningtyas A. 2014. Kajian Numerik Model Hidden Markov Satu Waktu
Sebelumnya Untuk Nilai Tukar Rupiah Terhadap Dolar Amerika [skripsi].
Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Santoso DH. 2008. Pemodelan Nilai Tukar Rupiah Terhadap US Dollar
Menggunakan Deret Waktu Hidden Markov Satu Waktu Sebelumnya
[skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Setiawaty B, Ardana NKK. 2013. Modeling the exchange of Rupiah to American
Dollar using hidden Markov. Presentation paper of IICMA 2013; 2013 Nov
6-8; Yogyakarta, Indonesia.
Stewart J. 1998. Kalkulus Jilid 1. Ed ke-4. Jakarta (ID): Erlangga.
22
Lampiran 1 Bukti Lema 1
Karena {๐๐กโ} rantai Markov, maka {๐๐ก} rantai Markov dengan matriks transisi
๐ = [
๐11 ๐21
๐12 ๐22
๐31 ๐41
๐32 ๐42๐13
๐14
๐23
๐24
๐33 ๐43
๐34 ๐44
].
Misalkan ๐๐๐โ melambangkan ๐(๐๐ก
โ = ๐|๐๐กโ1โ = ๐) maka
๐11 = ๐(๐๐ก = 1|๐๐กโ1 = 1) = ๐(๐๐กโ = 1, ๐๐กโ1
โ = 1|๐๐กโ1โ = 1, ๐๐กโ2
โ = 1)
=๐(๐๐ก
โ = 1, ๐๐กโ1โ = 1, ๐๐กโ2
โ = 1)
๐(๐๐กโ1โ = 1, ๐๐กโ2
โ = 1)
= ๐(๐๐กโ = 1|๐๐กโ1
โ = 1, ๐๐กโ2โ = 1) = ๐(๐๐ก
โ = 1|๐๐กโ1โ = 1) = ๐11
โ .
๐21 = ๐(๐๐ก = 1|๐๐กโ1 = 2) = ๐(๐๐กโ = 1, ๐๐กโ1
โ = 1|๐๐กโ1โ = 2, ๐๐กโ2
โ = 1)
=๐(๐๐ก
โ = 1, ๐๐กโ1โ = 1, ๐๐กโ1
โ = 2, ๐๐กโ2โ = 1)
๐(๐๐กโ1โ = 2, ๐๐กโ2
โ = 1)
= 0.
Dengan cara perhitungan yang sama akan didapatkan
๐31 = ๐11โ
๐41 = 0
๐21 = ๐12โ
๐22 = 0
๐32 = ๐12โ
๐42 = 0
๐13 = 0
๐23 = ๐21โ
๐33 = 0
๐43 = ๐21โ
๐14 = 0
๐24 = ๐22โ
๐34 = 0
๐44 = ๐22โ
maka diperoleh matriks transisi
๐ = [
๐11โ 0
๐12โ 0
๐11โ 0
๐12โ 0
0 ๐21โ
0 ๐22โ
0 ๐21โ
0 ๐22โ
].
23
Lampiran 2 Bukti persamaan (28) sampai dengan (32)
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐) = โ ๐(๐ฆ๐ก, ๐๐ก = ๐|๐ด๐กโ1; ๐)4๐=1
= โ ๐(๐๐ก = ๐|๐ด๐กโ1; ๐)4๐=1 โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = ๐,๐ด๐กโ1; ๐)
= ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ(๐ฆ๐กโ๐1โ๐1๐๐กโ1)2
2๐2) + ๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ
1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ(๐ฆ๐กโ๐2โ๐1๐๐กโ1)2
2๐2)
+๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ(๐ฆ๐กโ๐1โ๐2๐๐กโ1)2
2๐2) + ๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ
1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ(๐ฆ๐กโ๐2โ๐2๐๐กโ1)2
2๐2).
Berdasarkan persamaan (14), diperoleh ๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๐)
๐๐1= ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ
1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ {
โ(๐ฆ๐กโ๐1โ๐1๐ฆ๐กโ1)2
2๐2}
(โ2)((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐1๐ฆ๐กโ1)(โ1)
2๐2
+๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ {
โ(๐ฆ๐กโ๐1โ๐2๐ฆ๐กโ1)2
2๐2}
(โ2)((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐2๐ฆ๐กโ1)(โ1)
2๐2.
= ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐)((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐1๐ฆ๐กโ1)
๐2 +๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3, ๐ด๐กโ1; ๐)
((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐2๐ฆ๐กโ1)
๐2.
Jika diketahui fungsi log-likelihood sebagai berikut
โ(๐) = โlog ๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)
๐
๐ก=1
,
Untuk memperoleh nilai ๐1, ๐2, ๐1, ๐2, ๐2 yang memaksimumkan fungsi log-likehood, maka turunan pertama dari โ(๐) harus sama
dengan nol. ๐โ(๐)
๐๐1= โ
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๐)โ๐๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๐)
๐๐1
๐๐ก=1
โ โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๐)๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐)
((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐1๐ฆ๐กโ1)
๐2 +๐๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๐)๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐)
((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐2๐ฆ๐กโ1)
๐2 ]
= 0
(14)
23
24
โบ1
๐2โ [
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๐)๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐)((๐ฆ๐ก โ ๐1) โ ๐1๐ฆ๐กโ1) +๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๐)๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐)((๐ฆ๐ก โ ๐1) โ ๐2๐ฆ๐กโ1)]
= 0
โบ โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๐)๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐1 โ ๐1๐ฆ๐กโ1) +๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๐)๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐1 โ ๐2๐ฆ๐กโ1)]
= 0
โบ โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๐)๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐1๐ฆ๐กโ1) +๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๐)๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐2๐ฆ๐กโ1)]
= โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๐)๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1, ๐ด๐กโ1; ๐)(๐1) +
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๐)๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐)(๐1)]
๐๐ก=1
= ๐1 โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๐)๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐) +
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๐)๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐)]๐
๐ก=1 .
Misalkan
๐ต =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐)
๐ท =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐).
maka dapat dituliskan
โ[๐ต(๐ฆ๐ก โ ๐1๐ฆ๐กโ1) + ๐ท(๐ฆ๐ก โ ๐2๐ฆ๐กโ1)] = ๐1 โ๐ต + ๐ท
๐
๐ก=1
๐
๐ก=1
24
25
โ ๐1 =โ [๐ต(๐ฆ๐ก โ ๐1๐ฆ๐กโ1) + ๐ท(๐ฆ๐ก โ ๐2๐ฆ๐กโ1)]
๐๐ก=1
โ ๐ต + ๐ท๐๐ก=1
seperti yang telah diklaim pada persamaan (28).
Berdasarkan persamaan (14) diperoleh
๐๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๏ฟฝฬ๏ฟฝ)
๐๐2= ๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ
1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ(๐ฆ๐กโ๐2โ๐1๐๐กโ1)2
2๐2)
(โ2)((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐1๐๐กโ1)(โ1)
2๐2+
๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ(๐ฆ๐กโ๐2โ๐2๐๐กโ1)2
2๐2)
(โ2)((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐2๐๐กโ1)(โ1)
2๐2
= ๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐)((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐1๐๐กโ1)
๐2+ ๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1; ๐)
((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐2๐๐กโ1)
๐2
๐โ(๐)
๐๐2= โ
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๏ฟฝฬ๏ฟฝ)โ๐๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๏ฟฝฬ๏ฟฝ)
๐๐2= 0๐
๐ก=1
โ โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๏ฟฝฬ๏ฟฝ)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐)
((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐1๐๐กโ1)
๐2 +๐๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๏ฟฝฬ๏ฟฝ)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4, ๐ด๐กโ1; ๐)
((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐2๐๐กโ1)
๐2]
= 0
โ1
๐2โ [
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๏ฟฝฬ๏ฟฝ)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐2 โ ๐1๐๐กโ1) +๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๏ฟฝฬ๏ฟฝ)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1; ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐2 โ ๐2๐๐กโ1)]
= 0
25
26
โบ โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๏ฟฝฬ๏ฟฝ)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐2 โ ๐1๐๐กโ1) +๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๏ฟฝฬ๏ฟฝ)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1; ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐2 โ ๐2๐๐กโ1)]
= 0
โ โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๏ฟฝฬ๏ฟฝ)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐1๐๐กโ1) +๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๏ฟฝฬ๏ฟฝ)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4, ๐ด๐กโ1; ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐2๐๐กโ1)]
= โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๏ฟฝฬ๏ฟฝ)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐)(๐2) +
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๏ฟฝฬ๏ฟฝ)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4, ๐ด๐กโ1; ๐)(๐2)]
๐๐ก=1
= ๐2 โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๏ฟฝฬ๏ฟฝ)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2, ๐ด๐กโ1; ๐) +
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๏ฟฝฬ๏ฟฝ)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1; ๐)]๐
๐ก=1 .
Misalkan
๐ถ =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐)
๐ธ =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1; ๐)
maka dapat dituliskan
โ[๐ถ(๐ฆ๐ก โ ๐1๐๐กโ1) + ๐ธ(๐ฆ๐ก โ ๐2๐๐กโ1)]
๐
๐ก=1
= ๐2 โ[๐ถ + ๐ธ]
๐
๐ก=1
โบ ๐2 = โโ [๐ถ(๐ฆ๐ก โ ๐1๐๐กโ1) + ๐ธ(๐ฆ๐ก โ ๐2๐๐กโ1)]
๐๐ก=1
โ [๐ถ + ๐ธ]๐๐ก=1
seperti yang diklaim pada persamaan (29).
26
27
Berdasarkan persamaan (14) diperoleh
๐๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)
๐๐1= ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ
1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ {
โ(๐ฆ๐กโ๐1โ๐1๐ฆ๐กโ1)2
2๐2}
(โ2)((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐1๐ฆ๐กโ1)(โ๐ฆ๐กโ1)
2๐2
+๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ {
โ(๐ฆ๐กโ๐2โ๐1๐ฆ๐กโ1)2
2๐2}
(โ2)((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐1๐ฆ๐กโ1)(โ๐ฆ๐กโ1)
2๐2
= ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ {
โ(๐ฆ๐กโ๐1โ๐1๐ฆ๐กโ1)2
2๐2}
((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐1๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1)
๐2
+๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ {
โ(๐ฆ๐กโ๐2โ๐1๐ฆ๐กโ1)2
2๐2}
((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐1๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1)
๐2.
๐โ(๐)
๐๐1= โ
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)โ๐
๐ก=1๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๏ฟฝฬ๏ฟฝ)
๐๐1= 0
โบ โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐) ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1, ๐)
((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐1๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1)
๐2+๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1, ๐)
((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐1๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1)
๐2]
= 0
โบ1
๐2โ [
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐) ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1, ๐)((๐ฆ๐ก โ ๐1) โ ๐1๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1) +๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1, ๐)((๐ฆ๐ก โ ๐2) โ ๐1๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1)]
= 0
โบ โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐) ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1, ๐)((๐ฆ๐ก โ ๐1) โ ๐1๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1) +๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1, ๐)((๐ฆ๐ก โ ๐2) โ ๐1๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1)]
= 0
27
28
โบ โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐) ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1, ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐1 โ ๐1๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1) +๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1, ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐2 โ ๐1๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1)]
= 0
โบ โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐) ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1, ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐1)(๐ฆ๐กโ1) +๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1, ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐2)(๐ฆ๐กโ1)]
= โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐) ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1, ๐ด๐กโ1, ๐)(๐1๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1) +๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1, ๐)(๐1๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1)]
= ๐1 โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐) ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1, ๐)(๐ฆ๐กโ1)
2 +๐๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1, ๐)(๐ฆ๐กโ1)
2].
Misalkan
๐ต =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐)
๐ถ =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐)
sehingga diperoleh
โ [๐ต(๐ฆ๐ก โ ๐1)(๐ฆ๐กโ1) + ๐ถ(๐ฆ๐ก โ ๐2)(๐ฆ๐กโ1)]๐๐ก=1 = ๐1 โ [๐ต(๐ฆ๐กโ1)
2 + ๐ถ(๐ฆ๐กโ1)2]๐
๐ก=1
โบ ๐1 =โ [๐ต(๐ฆ๐ก โ ๐1)(๐ฆ๐กโ1) + ๐ถ(๐ฆ๐ก โ ๐2)(๐ฆ๐กโ1)]
๐๐ก=1
โ [๐ต(๐ฆ๐กโ1)2 + ๐ถ(๐ฆ๐กโ1)2]๐๐ก=1
28
29
โบ ๐1 =โ (๐ฆ๐กโ1)[๐ต(๐ฆ๐ก โ ๐1) + ๐ถ(๐ฆ๐ก โ ๐2)]
๐๐ก=1
โ (๐ฆ๐กโ1)2[๐ต + ๐ถ]๐๐ก=1
seperti yang diklaim pada persamaan (30).
Berdasarkan persamaan (14) diperoleh ๐๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)
๐๐2= ๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ
1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ {
โ(๐ฆ๐กโ๐1โ๐2๐ฆ๐กโ1)2
2๐2}
(โ2)((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐2๐ฆ๐กโ1)(โ๐ฆ๐กโ1)
2๐2
+๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ {
โ(๐ฆ๐กโ๐2โ๐2๐ฆ๐กโ1)2
2๐2}
(โ2)((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐2๐ฆ๐กโ1)(โ๐ฆ๐กโ1)
2๐2
= ๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ {
โ(๐ฆ๐กโ๐1โ๐2๐ฆ๐กโ1)2
2๐2}
((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐2๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1)
๐2
+๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ {
โ(๐ฆ๐กโ๐2โ๐2๐ฆ๐กโ1)2
2๐2}
((๐ฆ๐กโ๐2๐2)โ๐2๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1)
๐2 .
๐โ(๐)
๐๐2= โ
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)โ๐
๐ก=1๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)
๐๐2= 0
โบ โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐) ๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1, ๐)
((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐2๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1)
๐2+๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1, ๐)
((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐2๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1)
๐2]
= 0
โบ โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐) ๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1, ๐)
(๐ฆ๐กโ๐1)(๐ฆ๐กโ1)โ(๐2๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1)
๐2 +๐๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1, ๐)
(๐ฆ๐กโ๐2)(๐ฆ๐กโ1)โ(๐2๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1)
๐2 ]
= 0
29
30
โบ1
๐2โ [
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐) ๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1, ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐1)(๐ฆ๐กโ1) โ (๐2๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1) +๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1, ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐2)(๐ฆ๐กโ1) โ (๐2๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1)]
= 0
โบ โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐) ๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1, ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐1)(๐ฆ๐กโ1) โ (๐2๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1) +๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1, ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐2)(๐ฆ๐กโ1) โ (๐2๐ฆ๐กโ1)(๐ฆ๐กโ1)]
= 0
โบ โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐) ๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1, ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐1)(๐ฆ๐กโ1) โ ๐2(๐ฆ๐กโ1)
2 +๐๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1, ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐2)(๐ฆ๐กโ1) โ ๐2(๐ฆ๐กโ1)
2]
= 0
โบ โ (๐ฆ๐กโ1) [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐) ๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1, ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐1) +๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1, ๐)(๐ฆ๐ก โ ๐2)]
= โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐) ๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3, ๐ด๐กโ1, ๐)(๐2(๐ฆ๐กโ1)
2) +๐๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1, ๐)(๐2(๐ฆ๐กโ1)
2)]
= ๐2 โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐) ๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3, ๐ด๐กโ1, ๐)(๐ฆ๐กโ1)
2 +๐๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1, ๐)(๐ฆ๐กโ1)
2].
30
31
Misalkan
๐ท =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐)
๐ธ =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1; ๐)
maka dapat dituliskan
โ (๐ฆ๐กโ1)[๐ท(๐ฆ๐ก โ ๐1) + ๐ธ(๐ฆ๐ก โ ๐2)]๐๐ก=1 = ๐2 โ [๐ท(๐ฆ๐กโ1)
2 + ๐ธ(๐ฆ๐กโ1)2]๐
๐ก=1
โน ๐2 =โ (๐ฆ๐กโ1)[๐ท(๐ฆ๐ก โ ๐1) + ๐ธ(๐ฆ๐ก โ ๐2)]
๐๐ก=1
โ [๐ท(๐ฆ๐กโ1)2 + ๐ธ(๐ฆ๐กโ1)2]๐๐ก=1
โน ๐2 =โ (๐ฆ๐กโ1)[๐ท(๐ฆ๐ก โ ๐1) + ๐ธ(๐ฆ๐ก โ ๐2)]
๐๐ก=1
โ (๐ฆ๐กโ1)2[๐ท + ๐ธ]๐๐ก=1
Seperti yang telah diklaim pada persamaan (31).
๐๐(๐ฆ๐ก|๐๐กโ1;๐)
๐๐2 = ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) (โ2๐
2) (2๐๐2)โ
3
2๐๐ฅ๐ (โ((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐1๐๐กโ1)
2
2๐2 ) + ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐)1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐1๐๐กโ1)2
2๐2 )((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐1๐๐กโ1)
2
2๐4
+๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) (โ2๐
2) (2๐๐2)โ
3
2๐๐ฅ๐ (โ((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐1๐๐กโ1)
2
2๐2 ) + ๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐)1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐1๐๐กโ1)2
2๐2 )((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐1๐๐กโ1)
2
2๐4
+๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) (โ2๐
2) (2๐๐2)โ
3
2๐๐ฅ๐ (โ((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐2๐๐กโ1)
2
2๐2 ) + ๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐)1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐2๐๐กโ1)2
2๐2 )((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐2๐๐กโ1)
2
2๐4
+๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) (โ2๐
2) (2๐๐2)โ
3
2๐๐ฅ๐ (โ((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐2๐๐กโ1)
2
2๐2 ) + ๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐)1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐2๐๐กโ1)2
2๐2 )((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐2๐๐กโ1)
2
2๐4 .
๐๐(๐ฆ๐ก|๐๐กโ1;๐)
๐๐2 = โ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) (2๐
2(2๐๐2)โ2๐๐2) ๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐1๐๐กโ1)2
2๐2 ) + ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐)1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐1๐๐กโ1)2
2๐2 )((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐1๐๐กโ1)
2
2๐4
31
32
โ๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) (2๐
2(2๐๐2)โ2๐๐2) ๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐1๐๐กโ1)2
2๐2) + ๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐)
1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐1๐๐กโ1)2
2๐2)
((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐1๐๐กโ1)2
2๐4
โ๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) (2๐
2(2๐๐2)โ2๐๐2) ๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐2๐๐กโ1)2
2๐2) + ๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐)
1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐2๐๐กโ1)2
2๐2)
((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐2๐๐กโ1)2
2๐4
โ๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) (2๐
2(2๐๐2)โ2๐๐2) ๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐2๐๐กโ1)2
2๐2) + ๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐)
1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐2๐๐กโ1)2
2๐2)
((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐2๐๐กโ1)2
2๐4
= ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐)1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐1๐๐กโ1)2
2๐2) (
โ1
2๐2+
((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐1๐๐กโ1)2
2๐4) +
๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐)1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐1๐๐กโ1)2
2๐2) (
โ1
2๐2+
((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐1๐๐กโ1)2
2๐4) +
๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐)1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐2๐๐กโ1)2
2๐2) (
โ1
2๐2+
((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐2๐๐กโ1)2
2๐4) +
๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐)1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐2๐๐กโ1)2
2๐2 ) (โ1
2๐2 +((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐2๐๐กโ1)
2
2๐4 )
= ๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐)1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐1๐๐กโ1)2
2๐2) (
โ๐2+((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐1๐๐กโ1)2
2๐4) +
๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐)1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐1๐๐กโ1)2
2๐2 ) (โ๐2+((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐1๐๐กโ1)
2
2๐4 ) +
๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐)1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐2๐๐กโ1)2
2๐2 ) (โ๐2+((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐2๐๐กโ1)
2
2๐4 ) +
๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐)1
โ2๐๐๐๐ฅ๐ (
โ((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐2๐๐กโ1)2
2๐2 ) (โ๐2+((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐2๐๐กโ1)
2
2๐4 ) +.
32
33
๐โ(๐)
๐๐2= โ
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)โ๐
๐ก=1๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1;๐)
๐๐2= 0
โบ โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐) (
โ๐2+((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐1๐๐กโ1)2
2๐4) +๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐) (
โ๐2+((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐1๐๐กโ1)2
2๐4) +
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐) (
โ๐2+((๐ฆ๐กโ๐1)โ๐2๐๐กโ1)2
2๐4) +
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1; ๐) (
โ๐2+((๐ฆ๐กโ๐2)โ๐2๐๐กโ1)2
2๐4)]
= 0
โบ โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1, ๐ด๐กโ1; ๐)((๐ฆ๐ก โ ๐1) โ ๐1๐๐กโ1)
2+๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐)((๐ฆ๐ก โ ๐2) โ ๐1๐๐กโ1)
2+
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐)((๐ฆ๐ก โ ๐1) โ ๐2๐๐กโ1)
2+
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1; ๐)((๐ฆ๐ก โ ๐2) โ ๐2๐๐กโ1)
2]
= ๐2 โ [1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐) +
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐) +๐
๐ก=1
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐) +
1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1,๐)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1; ๐)] .
Misalkan
๐ต =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐๐ก = 1|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 1,๐ด๐กโ1; ๐)
33
34
๐ถ =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐๐ก = 2|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 2,๐ด๐กโ1; ๐)
๐ท =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐๐ก = 3|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 3,๐ด๐กโ1; ๐)
๐ธ =1
๐(๐ฆ๐ก|๐ด๐กโ1; ๐)๐(๐๐ก = 4|๐ด๐กโ1; ๐) โ ๐(๐ฆ๐ก|๐๐ก = 4,๐ด๐กโ1; ๐)
maka dapat dituliskan
โ [๐ต((๐ฆ๐ก โ ๐1) โ ๐1๐๐กโ1)2+ ๐ถ((๐ฆ๐ก โ ๐2) โ ๐1๐๐กโ1)
2+ ๐ท((๐ฆ๐ก โ ๐1) โ ๐2๐๐กโ1)
2+ ๐ธ((๐ฆ๐ก โ ๐2) โ ๐2๐๐กโ1)
2]๐
๐ก=1 = ๐2 โ [๐ต + ๐ถ + ๐ท + ๐ธ]๐๐ก=1
๐2 =โ [๐ต((๐ฆ๐ก โ ๐1) โ ๐1๐๐กโ1)
2+ ๐ถ((๐ฆ๐ก โ ๐2) โ ๐1๐๐กโ1)
2+ ๐ท((๐ฆ๐ก โ ๐1) โ ๐2๐๐กโ1)
2+ ๐ธ((๐ฆ๐ก โ ๐2) โ ๐2๐๐กโ1)
2]๐
๐ก=1
โ [๐ต + ๐ถ + ๐ท + ๐ธ]๐๐ก=1
.
Seperti yang diklaim pada persamaan (32).
34
35
Lampiran 3 Program untuk mencari nilai dugaan parameter menggunakan
software Mathematica 10
36
37
38
39
40
41
Lampiran 4 Nilai tukar Rupiah terhadap Dolar Amerika dan nilai dugaannya
t Nilai Rupiah Nilai Dugaan t Nilai Rupiah Nilai Dugaan
1 2604.67 3834.63 45 10415.10 9630.26
2 2990.20 3970.84 46 11820.00 10081.70
3 3278.69 4272.48 47 11154.90 11180.90
4 3665.43 4498.19 48 11410.80 10660.50
5 3649.86 4800.78 49 9365.21 10860.80
6 5350.08 4788.59 50 8921.75 9260.27
7 12499.60 6118.84 51 9685.15 8913.31
8 8800.59 11712.6 52 10455.20 9510.59
9 8549.89 8818.51 53 10459.60 10133.10
10 8050.47 8622.36 54 10399.50 10116.50
11 11175.40 8231,62 55 10328.90 10069.50
12 14875.30 10676.60 56 10189.80 10014.20
13 13199.70 13571.40 57 9655.76 9905.41
14 10999.80 12260.40 58 9319.99 9487.59
15 10788.90 10539.20 59 8789.21 9224.89
16 7625.74 10374.20 60 8730.52 8809.61
17 7474.30 7899.31 61 9079.96 8763.69
18 7929.63 7780.83 62 8866.59 9037.09
19 8900.73 8137.07 63 9011.96 8870.15
20 8763.05 8896.86 64 9237.44 8983.89
21 8725.57 8789.14 65 8976.46 9160.30
22 8275.23 8759.82 66 8949.13 8956.11
23 8129.72 8407.47 67 8874.92 8934.73
24 6729.84 8293.62 68 8901.55 8876.67
25 6875.77 7198.36 69 8903.25 8897.50
26 7609.34 7312.54 70 8675.76 8898.83
27 8324.66 7886.48 71 8319.53 8720.84
28 6875.58 8446.14 72 8279.89 8442.13
29 7500.00 7312.39 73 8505.13 8411.12
30 7012.85 7800.93 74 8559.38 8587.34
31 7433.41 7419.79 75 8400.24 8629.79
32 7483.31 7748.83 76 8495.60 8505.28
33 7615.19 7787.87 77 8505.41 8579.89
34 7950.58 7891.06 78 8470.67 8587.56
35 8620.75 8153.47 79 8452.38 8560.38
36 8735.38 8677.80 80 8462.64 8546.07
37 8979.73 8767.49 81 8583.48 8554.10
38 8364.65 8958.67 82 8689.75 8648.64
39 8790.72 8477.43 83 9263.61 8731.79
40 9415.31 8810.79 84 9412.11 9180.78
41 9527.45 9299.47 85 9182.65 9296.96
42 9615.52 9387.20 86 9333.90 9117.43
43 9445.66 9456.11 87 9175.88 9235.77
44 9838.10 9323.21 88 9088.59 9112.14
42
t Nilai Rupiah Nilai Dugaan t Nilai Rupiah Nilai Dugaan
89 9017.36 9043.84 134 9152.68 9060.28
90 9309.37 8988.11 135 9429.71 9093.99
91 9160.64 9216.58 136 10875.80 9310.73
92 9265.02 9100.21 137 12174.40 10442.10
93 9489.57 9181.88 138 10949.80 11458.20
94 9574.96 9357.57 139 11354.50 10500.00
95 9506.42 9424.38 140 11989.50 10826.70
96 9718.48 9370.75 141 11615.00 11313.50
97 9819.62 9536.67 142 10682.70 11020.50
98 10475.20 9615.80 143 10314.70 10291.10
100 10215.40 1-128.70 144 10223.10 10003.20
101 10049.40 9925.42 145 9915.47 9931.46
102 10024.40 9795.59 146 10079.80 9690.79
103 9825.54 9775.99 147 9670.49 9819.38
104 9387.48 9620.43 148 9540.44 9499.12
105 9227.85 9277.69 149 9455.22 9397.37
106 9160.50 9152.80 150 9397.93 9330.69
107 8800.05 9100.10 151 9364.69 9285.87
108 9194.60 8818.09 152 9334.76 9259.86
109 9280.24 9126.78 153 9114.53 9236.44
110 9070.25 9193.79 154 9011.83 9064.14
111 9097.94 9029.49 155 9162.54 8983.78
112 9229.95 9051.16 156 9075.44 9101.70
113 9114.66 9154.44 157 8951.70 9033.55
114 9165.61 9064.24 158 9044.63 8936.74
115 9005.43 9104.10 159 8922.11 9009.45
116 9093.26 8978.78 160 8927.36 8913.59
117 9176.40 9047.50 161 9035.14 8917.70
118 9130.11 9112.54 162 8995.38 9002.02
119 9083.21 9076.33 163 9057.84 8970.91
120 8829.45 9039.63 164 8811.37 9019.78
120 9034.99 8841.09 165 8709.12 8826.95
121 9185.72 9001.90 166 8573.39 8746.95
122 9409.54 9119.84 167 8535.81 8640.75
123 9143.54 9294.95 168 8594.84 8611.35
124 9098.31 9086.83 169 8504.66 8657.53
125 9372.81 9051.45 170 8567.95 8586.98
126 9394.28 9266.21 171 8809.94 8636.49
127 9296.49 9283.01 172 8835.28 8825.83
128 9065.08 9206.50 173 9169.74 9107.33
129 9220.04 9025.45 174 9150.26 8845.65
130 9235.30 9146.69 175 9005.36 9092.09
131 9309.55 9158.63 176 9094.86 8978.72
132 9225.02 9216.72 177 9184.77 9048.75
133 9109.60 9150.58 178 9191.62 9119.09
43
t Nilai Rupiah Nilai Dugaan
179 9563.07 9124.45
180 9477.97 9415.07
181 9484.13 9348.49
182 9565.09 9353.31
183 9587.16 9416.65
184 9631.91 9433.92
185 9605.02 9468.93
186 9637.90 9447.89
187 9760.44 9473.62
188 9668.13 9569.49
189 9710.34 9497.27
190 9723.19 9530.30
191 9803.09 9540.35
192 9927.76 9602.86
MAPE 4.48037%
44
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tangerang pada tanggal 13 Maret 1993 dari pasangan
Bapak Prof. Dr. Ahmad Husein Ritonga, M.Ag dan Ibu Dra. Mariatul Hasanah
Harahap. Penulis merupakan anak ketiga dari lima bersaudara. Penulis menempuh
pendidikan di MAN Cendekia Jambi. Penulis diterima sebagai mahasiswa IPB
melalui jalur UTM (Ujian Talenta Masuk) IPB pada tahun 2010. Penulis memilih
Departemen Matematika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
(FMIPA).