PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
PENDUGAAN MODEL FUNGSI PRODUKSI COBB-DOUGLAS
MAKALAH Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Matematika Program Studi Matematika
Oleh: YULIANA ROSSI YURIKE SARI NIM : 093114003
PROGRAM STUDI MATEMATIKA JURUSAN MATEMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2015
i
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
ESTIMATION COBB-DOUGLAS PRODUCTION FUNCTION MODEL
A PAPER Presented As Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Bachelor of Mathematics Study Program
Written by : YULIANA ROSSI YURIKE SARI Student ID : 093114003
MATHEMATICS STUDY PROGRAM MATHEMATICS DEPARTEMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2015
ii
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
iii
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
iv
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
HALAMAN PERSEMBAHAN
Karya ini adalah tugu peringatan akan kesetiaan Tuhan dalam hidupku
“Sebab tujuh kali orang benar jatuh, namun ia bangun kembali. Jika engkau tawar hati pada masa kesesakan kecillah kekuatanmu.” (Amsal 24:10)
“Karna kita tidak berjuang sendiri, kita berjuang bersama orang-orang yang juga berjuang bersama kita.” (Matemacinta 2009)
Karya ini aku persembahkan untuk : Keluarga terkasih dan Matemacinta 2009
v
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa makalah yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan atau daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, 15 Juli 2015 Penulis
Yuliana Rossi Yurike Sari
vi
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
ABSTRAK Yuliana Rossi Yurike Sari. 2015. Pendugaan Model Fungsi Produksi Cobb-Douglas. Makalah. Program Studi Matematika, Jurusan Matematika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Dalam dunia ekonomi fungsi produksi Cobb-Douglas mewakili hubungan antara output dan input. Pendugaan fungsi produksi Cobb Douglas dibutuhkan oleh suatu perusahaan agar dapat merencanakan hasil produksi dengan baik. Pendugaan fungsi produksi Cobb Douglas bertujuan untuk menduga banyaknya output fisik yang dapat diproduksi oleh suatu perusahaan tertentu dalam selang waktu tertentu, dengan input banyaknya karyawan yang bekerja dan modal yang di investasikan dalam proses produksi. Fungsi produksi Cobb Douglas bersifat nonlinear terhadap parameter dan dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut Dengan : : : : :
Banyaknya output fisik pada selang waktu tertentu. Banyaknya karyawan yang mengerjakan pada selang waktu tertentu. Banyaknya modal yang dikeluarkan pada selang waktu tertentu. Parameter yang berubah dari waktu ke waktu. Galat random yang mungkin terjadi, mewakili faktor musim, kerusakan mesin yang tidak bisa diprediksi, kinerja karyawan, dan masih banyak lagi. : Parameter yang berlaku untuk semua perusahaan dalam sampel.
Fungsi produksi Cobb-Douglas dapat diubah dalam bentuk linear terhadap parameter dengan menggunakan tranformasi logaritma, yang dapat dinyatakan dalam persamaan berikut dengan parameter Terkecil.
,
, dan , maka dapat diduga menggunakan Metode Kuadrat
vii
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
ABSTRACT Yuliana Rossi Yurike Sari. 2015. Estimation Cobb-Douglas Production Function Model. A Paper. Mathematics Study Program, Departemen of Mathematics, Faculty of Science and Technology, Sanata Dharma University, Yogyakarta. In economics, the Cobb-Douglas production functions model was widely used to represent the relationship between output and inputs. The Estimation of Cobb-Douglas production function was needed by a firm to contribute an excellent product. The Estimation of Cobb-Douglas production function was to estimate the physical output in a spesific time which its input were the number of labours and investment capital. Cobb-Douglas production function was non-linear to its parameter in : Where : : : : :
the numbers of physical output in a specific range of time the numbers of labor in a specific range of time the numbers of Input capital in a specific range of time parameter varies from firm to firm. Random disturbance representing factors such as weather, un-predictable variations in machine or labor performance, and so on. : parameters were assumed common to all firms in the sample.
Cobb-Douglas production function could be transform in to linear form using logarithm transformation such as : where
, , and , so, the parameter was estimated by using Ordinary Least Square
viii
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang selalu memberikan hikmat dan menyertai penulis hingga penulis mampu menyelesaikan makalah ini dengan lancar dan baik. Makalah ini dimaksudkan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan Strata 1 (S1) dan memperoleh gelar Sarjana Sains pada Program Studi Matematika di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Penulis menyadari bahwa proses makalah ini melibatkan banyak pihak. Ole karena itu pada kesempatan ini penulis sudah selayaknya mengucapkan terimakasih kepada : 1. Y.G. Hartono, M.Sc., Ph.D., selaku Dosen Pembimbing Akademik dan Ketua Program Studi. 2. Lusia Krismiyati Budiasih, S.Si., M.Si.,
selaku Dosen Pembimbing
Akademik tahun 2009-2013. 3. Ir. Ig. Aris Dwiatmoko, M.Sc., selaku dosen pembimbing yang telah membimbing dengan sabar dan memberikan masukan dan koreksi yang sangat bermanfaat selama proses penyusunan makalah ini. 4. Bapak dan Ibu dosen Program Studi Matematika yang telah memberikan ilmu yang berguna kepada penulis.
ix
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
5. Keluarga terkasih, Bapak Petrus Deddy Supardianto, Ibu Mariana Sri Amini, Richardo Surya Pratama, Odelo Ryou Gunawan, yang telah memberikan cinta, doa, dukungan dan motivasi. 6. Teman-teman matematika 2009 : Yohana Buragoran, Faida Fitria Fatma, Maria Etik Damayanti, Yohanes Dimas Nugrahanto Wibowo, Sekar Ayu Anggraito, Fransiska Dwi Handryani, Dimas Adi Setiawan, Erlika Priyati, atas kebersamaan, keceriaan, cinta, doa dan dukungan. 7. Sahabat terkasih Diljerti Panggalo, Crescentia Yuni Wahyu dan Stefanus Denny Hariyanto atas kebersamaan dan dukungan. 8. Semua pihak yang telah mendukung, yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan dalam penulisan makalah ini.
Oleh
karena
itu,
penulis
mengharapkan
kritik
dan
saran
demi
menyempurnakan makalah ini. Akhirnya, penulis berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Yogyakarta, 15 Juli 2015 Penulis
x
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Yuliana Rossi Yurike Sari NIM
: 093114003
Memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma, karya ilmiah saya yang berjudul : Pendugaan Model Fungsi Produksi Cobb-Douglas beserta perangkat-perangkat yang diperlukan (bila ada) demi pengembangan ilmu pengetahuan. Dengan demikian, saya memberikan kepada Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelola dalam
bentuk
pangkalan
data,
mendistribusikan
secara
terbatas,
dan
mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu minta ijin dari saya maupun memberi royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini saya buat sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 5 Agustus 2015 Yang menyatakan
(Yuliana Rossi Yurike Sari) xi
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL........................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING .............................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN .........................................................................
iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................
v
HALAMAN KEASLIAN KARYA .................................................................
vi
ABSTRAK ......................................................................................................
vii
ABSTRACT .................................................................................................... viii KATA PENGANTAR ....................................................................................
ix
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ..........................
xi
DAFTAR ISI ...................................................................................................
xii
BAB I PENDAHULUAN ...............................................................................
1
A. Latar Belakang Masalah ......................................................................
1
B. Perumusan Masalah ............................................................................
5
C. Pembatasan Masalah ...........................................................................
5
D. Tujuan Penulisan .................................................................................
6
E. Manfaat Penulisan ...............................................................................
6
F. Metode Penulisan ................................................................................
6
xii
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
G. Sistematika Penulisan .........................................................................
6
BAB II LANDASAN TEORI .........................................................................
8
A. Variansi dan Kovariansi Variabel Acak ..............................................
8
B. Analisis Regresi ..................................................................................
15
1. Linearitas dalam Variabel .............................................................
15
2. Linearitas dalam Parameter ...........................................................
16
C. Pendugaan Model dengan Metode Kuadrat Terkecil ..........................
18
1. Metode Kuadrat Terkecil ..............................................................
18
2. Sifat-sifat Penduga Metode Kuadrat Terkecil untuk Regresi Linear Berganda ............................................................................
25
D. Metode Regresi Linear Intrinsik .........................................................
27
1. Model Regresi Linear Intrinsik .....................................................
27
2. Penduga Model Regresi Linear .....................................................
30
E. Koefisien Determinasi
................................................................
31
F. Asumsi-asumsi dalam Regresi ............................................................
35
1. Multikolinearitas ...........................................................................
35
2. Heterokedastisitas .........................................................................
39
3. Autokorelasi ..................................................................................
42
BAB III MODEL FUNGSI PRODUKSI COBB-DOUGLAS .......................
50
A. Model Fungsi Produksi Cobb-Douglas ...............................................
50
B. Pendugaan Model Fungsi Produksi Cobb-Douglas ............................
56
xiii
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
BAB IV APLIKASI ........................................................................................
65
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..........................................................
75
A. Kesimpulan .........................................................................................
75
B. Saran ....................................................................................................
76
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
78
LAMPIRAN ....................................................................................................
80
xiv
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah Manusia pada dasarnya adalah mahluk yang konsumtif. Hal itu dapat dilihat dari cara manusia memenuhi kebutuhannya, yang tidak hanya memprioritaskan kebutuhan primer, tetapi juga berusaha memenuhi kebutuhan sekunder dan tersier. Beberapa barang yang mungkin termasuk kebutuhan tersier pada beberapa tahun lalu, sudah menjadi prioritas primer atau sekunder pada masa kini. Salah satu contohnya adalah handphone. Kebutuhan konsumen yang meningkat dikarenakan pertumbuhan ekonomi, politik maupun budaya dan masih banyak lagi faktor yang mungkin terjadi di lingkungan masyarakat. Dalam budaya masyarakat, banyak orang yang dengan mudah membelanjakan uangnya berdasarkan keinginan atau promosi iklan semata. Hal ini sangat menguntungkan dan membuka peluang bagi para penyedia barang dan jasa untuk tidak hanya memenuhi
kebutuhan
manusia
tetapi
juga
mencari
keuntungan.
Karenanya, banyak perusahaan berlomba menawarkan beragam kebutuhan konsumen dengan harga terjangkau dan kualitas yang baik. Keadaan ini memaksa para produsen untuk berfikir keras tentang barang yang harus diproduksi dan faktor-faktor yang mempengaruhi proses produksi itu sendiri.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
2
Secara umum, produksi didefinisikan sebagai proses kombinasi dan koordinasi faktor-faktor produksi (input) dalam pembuatan suatu barang atau jasa (output/produk) (Beattie,dkk;1994). Proses produksi adalah setiap kegiatan manusia untuk membuat atau menciptakan barang dan atau meningkatkan daya guna atau manfaat dari barang tertentu (Asri,dkk;1986). Dalam sebuah proses produksi, ada beberapa faktor produksi meliputi biaya bahan mentah, jumlah bahan mentah yang masuk, macam-macam bahan mentah yang dibutuhkan, biaya proses pengerjaan termasuk pembayaran karyawan, jumlah karyawan yang mengerjakan, jumlah alat yang digunakan, jumlah barang yang berhasil diproduksi dan keuntungan yang akhirnya dapat diambil. Fungsi produksi dapat didefinisikan sebagai relasi antara keluaran fisik (output) dan masukan fisik (input) atau faktor-faktor produksi. Menurut Beattie dalam bukunya yang berjudul The Economics of Production, fungsi produksi adalah sebuah deskripsi matematis atau kuantitatif dari berbagai macam kemungkinan produksi teknis yang dihadapi oleh suatu perusahaan. Menurut Griffin setidaknya ada 20 macam model fungsi produksi, yang salah satunya adalah fungsi produksi Cobb-Douglas: , Dengan keterangan sebagai berikut:
: Total produksi, atau dapat disimbolkan dengan P(L,K),
: Banyaknya karyawan yang mengerjakan,
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
: Nilai modal yang dikeluarkan,
: Faktor Produksi yang lain,
,
dan
3
adalah parameter yang dapat bervariasi dari waktu ke
waktu atau dari perusahaan ke perusahaan. Permasalahan biaya produksi dan besarnya keuntungan merupakan bagian penting dalam sebuah bisnis. Analisa dan optimalisasi bahan baku yang terkait dengan biaya produksi harus dilakukan dengan cermat. Keberhasilan optimalisasi bahan baku dalam sebuah produksi akan menghemat biaya produksi dan meningkatkan keuntungan yang diperoleh. Dapat disimpulkan bahwa permasalahan jumlah produk yang dihasilkan serta pemaksimalan produksi pada jenis produk yang memberikan keuntungan, sangat berpengaruh pada besarnya keuntungan yang diperoleh. Tujuan utama kegiatan produksi dalam perusahaan adalah memaksimalkan proses penciptaan atau penambahan nilai. Secara sederhana nilai yang berhasil diciptakan atau ditambah melalui proses produksi akan mengalami perubahan nilai antara nilai masukan (input) dan nilai akhir (output). Dalam melakukan kegiatan produksi itu, setidaktidaknya
dalam
jangka
panjang,
perusahaan
harus
memperoleh
keuntungan. Oleh karena itu, diperlukan fungsi produksi supaya dengan fungsi produksi itu perusahaan dapat merencanakan hasil produksi dengan baik.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
4
Dalam dunia ekonomi fungsi produksi Cobb-Douglas mewakili hubungan antara output dan input. Fungsi produksi pertama kali diusulkan oleh Knut Wicksell (1851 - 1926) dan diuji secara statistika oleh Charles Cobb dan Paul Douglas pada tahun 1928. Charles Cobb dan Paul Douglas memodelkan pertumbuhan ekonomi Amerika pada tahun 1899 – 1922 dengan menggunakan pandangan sederhana dari ekonomi di mana hasil produksi ditentukan oleh banyaknya tenaga kerja yang terlibat dan besarnya modal yang diinvestasikan. Meskipun ada banyak faktor lain yang mempengaruhi kinerja ekonomi, model mereka terbukti sangat akurat. Menurut Zellner et al, (1966) fungsi produksi Cobb-Douglas dibagi menjadi dua model: a. Model tradisional, dengan menetapkan asumsi dimana berdasarkan pada keuntungan minimum deterministik.
b. Model statistika, dengan model Cobb-Douglas tradisional
Dengan keterangan sebagai berikut: :Total produksi perusahaan ke-i, dengan f adalah selang waktu tertentu, :Banyaknya karyawan yang mengerjakan, :Nilai modal yang dikeluarkan, : Faktor produksi yang lain,
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
: Galat, yang mewakili faktor-faktor musim, variansi
5
kinerja
mesin dan pekerjaan manusia yang tidak dapat diprediksi, dan lain-lain. ,
dan
adalah parameter yang dapat bervariasi dari waktu ke
waktu atau dari perusahaan ke perusahaan. Tulisan ini bertujuan untuk menduga parameter ,
dan
dalam
fungsi produksi Cobb-Douglas stokastik dengan pendekatan statistika.
B. Perumusan Masalah Permasalahan yang akan dibahas dalam tulisan ini akan dirumuskan sebagai berikut: 1. Apakah yang dimaksud dengan fungsi produksi Cobb-Douglas dan bagaimana landasan teorinya? 2. Bagaimana menduga model fungsi produksi Cobb-Douglas dan penerapannya pada sistem produksi?
C. Pembatasan Masalah Penulisan hanya membahas seputar pendugaan model fungsi produksi Cobb-Douglas stokastik dengan metode kuadrat terkecil, tidak termasuk penyajian hipotesis. Model Cobb-Douglas yang dimaksud bersifat linear intrinsik.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
6
D. Tujuan Penulisan Menduga parameter
,
dan
mempelajari
topik
dengan menggunakan metode
kuadrat terkecil biasa.
E. Manfaat Penulisan Dengan
ini,
dapat
lebih
dipahami
pengaplikasian fungsi Cobb-Douglas dalam fungsi produksi.
F. Metode Penulisan Penulisan menggunakan metode studi pustaka, yaitu dengan mempelajari buku dan jurnal yang berkaitan dengan sistem produksi dan fungsi produksi Cobb-Douglas.
G. Sistematika Penulisan BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah B. Perumusan Masalah C. Pembatasan Masalah D. Tujuan Penulisan E. Manfaat Penulisan F. Metode Penulisan G. Sistematika Penulisan
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
BAB II LANDASAN TEORI A. Variansi dan Kovariansi Variabel Acak B. Analisis Regresi C. Pendugaan Model dengan Metode Kuadrat Terkecil D. Metode Regresi Linear Intrinsik E. Koefisien Determinasi F. Asumsi-asumsi dalam Regresi BAB III MODEL FUNGSI PRODUKSI COBB-DOUGLAS A. Model Fungsi Produksi Cobb-Douglas B. Pendugaan Model Fungsi Produksi Cobb-Douglas BAB IV APLIKASI BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran
7
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
BAB II LANDASAN TEORI
A. Variansi dan Kovariansi Variabel Acak Pada Subbab ini akan dibahas konsep-konsep statistika yang akan digunakan untuk analisis regresi. Definisi 2.1 (Definisi Probabilitas Variabel Random Diskrit) Probabilitas Y bernilai y, P(Y = y) didefinisikan sebagai jumlahan probabilitas dari semua titik sampel di S yang bernilai y, dapat ditulis P(Y = y) sebagai p(y). Definisi 2.2 Misal Y adalah variabel acak diskrit dengan fungsi probabilitas p(y). Maka nilai harapan dari Y, E(Y) didefinisikan menjadi ∑
Teorema 2.3 Untuk setiap distribusi probabilitas diskrit: 1. 2. ∑ nol.
, dengan asumsi seluruh nilai y memiliki probabilitas tak
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
9
Teorema 2.4 Misal Y adalah variabel acak diskrit dengan fungsi probabilitas p(y) dan g(Y) adalah fungsi bilangan real dari Y. Maka nilai harapan dari g(Y) adalah ∑
Bukti: Teorema ini akan dibuktikan dengan cara mengambil variabel acak Y berhingga dengan nilai
. Karena g(y) mungkin bukanlah
fungsi satu-satu, andaikan g(Y) bernilai (dengan m ≤ n). Mengikuti Definisi 2.1 variabel acak g(Y) untuk setiap i=1,2, ... ,m dapat ditulis ∑ (
)
Maka, dengan menggunakan Definisi 2.2 persamaan dapat ditulis menjadi ∑
∑
,
∑ (
∑
)
∑ (
-
)
∑ ( ) ( )
( )
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
10
Teorema 2.5 Misal Y adalah variabel acak diskrit dengan fungsi probabilitas p(y) dan c adalah konstanta. Maka
.
Bukti : Mengikuti fungsi
karena Teorema 2.4 ∑
Karena ∑
∑
(Teorema 2.3) maka
.
Teorema 2.6 Misal Y adalah variabel acak diskrit dengan fungsi probabilitas p(y), g(Y) adalah fungsi dari Y, dan c adalah konstanta. Maka . Bukti dengan menggunakan Teorema 2.4 ∑
∑
Teorema 2.7 Misal Y adalah variabel acak diskrit dengan fungsi probabilitas p(y) dan
adalah k fungsi dari Y. Maka
Bukti dengan menggunakan Teorema 2.4
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
11
∑
∑
∑
∑
Definisi 2.8 Misal
adalah fungsi variabel random diskrit ,
, memiliki fungsi probabilitas bersama nilai harapan dari
adalah ∑
Jika
maka
∑∑
adalah variabel random kontinu dengan fungsi densitas
bersama
, maka
∫
∫ ∫
Teorema 2.9 Misal g
adalah fungsi variabel acak
bilangan konsta. maka . Bukti dengan menggunakan Definisi 2.8 ∑∑
∑
dan c adalah
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
12
Teorema 2.10 Misal
adalah variabel acak dan adalah fungsi dari
. Maka
Bukti :
∑(
)
∑
∑
∑
Definisi 2.11 Jika
adalah variabel random dengan rata-rata
variansi dari variabel random
Standar deviasi dari
, maka
adalah
adalah akar kuadrat dari
.
Definisi 2.12 Jika maka covariansi dari
adalah variabel random dengan rata-rata adalah )=E
,
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
13
Teorema 2.13 Jika
adalah variabel random dengan rata-rata
,
maka )= Bukti: )= E = E( Dengan menggunakan Teorema 2.9 dan Teorema 2.10 didapat persamaan )= Karena
=
dan
)
=
maka
= = =
Teorema 2.14 Misal
dan dan ( )
dengan
∑ untuk setiap konstanta
adalah variabel acak diskrit didefinisikan dan dan
∑ . Maka:
∑
a.
∑
b.
∑∑
Dimana ∑ ∑ c. Bukti:
,
adalah semua pasangan (i,j) dengan i<j. ∑
∑
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
14
Teorema terdiri atas tiga bagian, dimana (a) secara langsung mengikuti Teorema 2.9 dan Teorema 2.10 . untuk membuktikan (b), kita menggunakan Definisi 2.11
∑
∑
∑ ∑
∑
∑
(
)
Dengan menggunakan definisi variansi dan kovariansi didapat persamaan ∑
Karena
∑∑
=
(
)
, maka
∑
∑∑
(
)
Bukti untuk (c) akan di tunjukkan dengan cara serupa. )= E {
}
= { ∑
∑
=E{ ∑
[∑
]}
∑
= E [∑ =∑
∑
=∑
∑
∑
(∑
] [
(
)]
)}
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
Dari bukti di atas dapat disimpulkan bahwa
=
15
, ini
berarti (b) adalah kasus khusus dari (c).
B. Analisis Regresi Analisis Regresi mempelajari hubungan variabel tak bebas dengan satu atau lebih variabel lain yang disebut variabel penjelas (explanatory variables), dengan maksud menduga atau meramalkan nilai rata-rata hitung (mean) atau rata-rata (populasi) variabel tak bebas, dipandang dari segi nilai yang diketahui atau tetap (dalam pengambilan sampel berulang) variabel penjelas.
Model Regresi Linear 1. Linearitas dalam Variabel Suatu fungsi
dikatakan linear dalam
hanya dengan pangkat 1 (jadi, faktor seperti
bila
tampak
, √ , dan sebagainya
tidak termasuk, demikian pula jika perkalian atau pembagian dengan variabel lain seperti,
atau ⁄ , dimana
adalah variabel lain, tidak
termasuk fungsi linear) dengan contoh model seperti berikut:
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
16
2. Linearitas dalam Parameter Suatu fungsi dikatakan linear dalam parameter bila
nampak
hanya dengan pangkat 1 dan tidak dikalikan atau dibagi dengan parameter lain (misalnya,
,
⁄ dan seterusnya).
Definisi 2.15 Model linear secara statistik merelasikan respon acak himpunan variabel bebas
Dengan
dalam bentuk persamaan
adalah parameter yang tidak diketahui,
variabel acak (
dengan
adalah
juga biasa disebut error atau galat) dan variabel
diasumsikan nilai yang diketahui. Dengan asumsi bahwa E( )=0, maka
Mempertimbangkan bentuk persamaan dari model linear di atas, nilai Y diharapkan sama dengan nilai (fungsi dari variabel bebas diambil kesimpulan,
), ditambah galat acak . Dapat
menyatakan ketidakmampuan untuk menetapkan
model tepat secara alami. Dalam percobaan yang diulang, Y berubah-ubah di sekitar E(Y) secara acak karena kegagalan memasukkan banyak variabel yang mungkin mempengaruhi Y ke dalam model.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
17
Dari Definisi 2.15 diketahui model linear
Bila dilakukan n pengamatan,
pada Y, maka persamaan untuk
dapat ditulis sebagai berikut (2.1)
adalah pengamatan ke-i dari variabel bebas ke-j, i = 1, 2, ... , n dan j = 1, 2, ... , k. Model dapat ditulis dengan notasi matriks dengan
.
* +
*
[
+
]
* +
Dengan demikian, model (2.1) dapat ditulis dengan notasi matriks sebagai berikut .
(2.2)
Model regresi linear yang melibatkan lebih dari satu variabel bebas disebut model regresi linear berganda.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
18
C. Pendugaan Model dengan Metode Kuadrat Terkecil 1. Metode Kuadrat Terkecil Prosedur untuk menduga parmeter dari model linear sederhana dengan menggunakan
metode kuadrat terkecil dapat diilustrasikan
secara sederhana dengan garis lurus yang seharusnya melewati himpunan titik- titik data. Misalkan dengan model
dipetakan menjadi himpunan titik data yang ditunjukkan oleh Gambar 2.1. (Variabel bebas x bisa saja
atau
⁄
atau
, dan
juga untuk setiap variabel bebas w yang lain.) Dengan demikian di dalilkan bahwa
dengan
yang di dalamnya memiliki distribusi probabilitas dan
E( )=0. Jika ̂ dan ̂ adalah penduga dari parameter
, maka
jelas ̂
̂
̂ adalah penduga dari E(Y).
Gambar 2.1
Prosedur metode kuadrat terkecil untuk garis yang melewati himpunan n titik data adalah serupa dengan metode membuat garis yang cocok dengan tebaran titik-titik. Itulah sebabnya, diharapkan
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
19
secara umum, selisih antara nilai yang diamati dan titik yang bersesuaian pada garis akan “kecil”. Cara yang cocok untuk menyelesaikan masalah ini adalah dengan meminimumkan jumlah ̂
kuadrat dari selisih vertikal
atau galat (lihat selisih yang
ditandai oleh garis vertikal pada Gambar 2.1). Idealnya garis lurus mendekati himpunan titik-titik data. Dengan demikian (2.3) dapat diduga dengan ̂
̂
̂
(2.4)
̂ adalah nilai prediksi y ke i (pada x =
). Maka selisih (galat) dari
nilai pengamatan
̂ dan jumlah kuadrat dari
adalah selisih
galat yang diminimumkan adalah ∑
∑
̂
̂
(2.5)
Dengan mensubtitusikan persamaan (2.4) didapatkan persamaan berikut ∑
̂
̂
∑
̂
(2.6)
Tujuan metode kuadrat terkecil adalah menentukan penduga dari
yaitu ̂ dan ̂ sehingga meminimumkan jumlah
kuadrat galat
yang diduga dengan ̂ .
Dengan mnggunakan proses pendiferensialan ∑̂
,∑
(
̂
̂
) -
(2.7)
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
̂
(∑
̂
∑ ̂
∑
̂∑
20
)
̂∑
̂∑
(2.8)
Dan ̂
̂∑
∑
̅ ∑̂
̂ ̅
(2.9) ̂
{∑
(∑
}
(2.10)
̂∑
̂∑
∑ ̂∑
∑
̂
̂∑
)
̂∑
̂∑
(2.11)
Dengan mensubtitusikan persamaan (2.9), didapatkan ∑
̂∑
∑
(̅
∑
( ∑
̂∑
̂ ̅) ∑
̂∑
̂ ∑
)∑
Setelah disederhanakan didapatkan penyelesaian
̂∑
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
∑
̂ Bila ∑ ∑ ̅
̅ ∑
̅
21
̅ ̅
̅ disimbolkan dengan Sxy dan
disimbolkan dengan Sxx, maka ̂
.
(2.12)
Dalam menduga
, untuk model regresi linear
berganda, mengikuti persamaan (2.2) maka dapat ditulis notasi matriksnya sebagai berikut:
* +
*
+[
]
* +
Dengan menggunakan persamaan (2.2) diketahui bahwa
∑ Sehingga
∑
∑(
Dengan meminimalkan nilai ∑
∑
terhadap
)
,
...
. Misal ̂ ̂
̂
adalah penduga kuadrat terkecil. Penduga kuadrat terkecil tersebut harus memenuhi ∑
dan
∑
(
∑
)
(2.13)
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
∑
∑
∑
(
)
(2.14)
Penyederhanaan persamaan (2.13) dan (2.14) dan mensubstitusikan
̂ ̂
̂
Sebagai solusi, menghasilkan ̂
̂∑
̂∑
̂∑
̂∑
̂∑
̂∑
̂∑
̂∑
∑
̂∑
̂∑
∑
̂ ∑
∑
(2.15) Persamaan (2.15) dapat ditulis dalam bentuk matriks sebagai berikut ∑
∑ ∑ [∑
∑ ∑
Ini berarti
∑ ∑
∑ ∑
∑
̂ ̂ ] [̂]
∑ ∑ [∑
̂
Dengan
[ ],
, dan
[ ]
[
]
[ ]
22
]
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
23
Ditemukanlah penyelesaian untuk mencari ̂ ̂
.
(2.16)
.Contoh 2.1 Berdasarkan data berikut, akan ditentukan penduga
dan
dengan model
Solusi
[ ]
[
[
]
]
[ [
[
]
]
[
]
[ ] Langkah mencari
: ⁄
(
|
)
(
|
)
]
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
24
⁄ (
|
⁄
)
⁄ (
|
⁄
) ⁄
⁄ ⁄ (
⁄
|
⁄
) ⁄
⁄ Dan didapatkan ⁄
⁄
[
⁄
] ⁄
⁄ Sehingga didapatkan ̂ ⁄ ̂
[
⁄ ⁄
̂= adalah
, ̂= ̂
⁄
⁄ ][ ⁄ dan ̂=
]
⁄ [ ⁄
[
]
]
, sehingga penduga modelnya
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
25
2. Sifat-sifat Penduga Metode Kuadrat Terkecil untuk Regresi Linear Berganda Dalam notasi matriks, variansi dan kovariansi menjadi elemenelemen dalam matriks Var-Cov. Definisi 2.16 Matriks variansi-kovariansi dari ̂ dapat ditulis sebagai berikut (̂)
,[ ̂
][ ̂
] -
Ekivalen
(̂) [
Asumsikan dan Var( =
̂ ̂ ̂
̂ ̂ ̂
̂ ̂ ̂ ̂
̂ ̂
̂ ̂
̂
]
variabel random bebas dengan E( =0
dan asumsikan pula selisih variabel random y dan , k = 1, 2, ..., n
berdistribusi disekitar nol dengan variansi tidak bergantung pada x. Perhatikan bahwa Var (y) = Var ( ) = 1. E ( ̂ ) =
,
bersifat konstan.
i = 1, 2, ..., k.
Dengan mensubtitusikan persamaan (2.2) dan (2.16) kita mendapatkan persamaan baru, yaitu : ̂
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
26
̂
(2.17)
̂
(2.18)
Dengan menggunakan Teorema 2.7 dan persamaan (2.17) didapat persamaan seperti berikut (̂)
(2.19)
(̂)
(2.20)
2. Var ( ̂ ) =
,
matriks Dengan
adalah elemen diagonal dari .
menggunakan
definisi
2.17
dan
mensubtitusi
persamaan (2.18) didapat persamaan baru (̂)
,[ ̂
][ ̂
{
Karena
] }
, maka
(2.21)
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
3. Cov ( ̂ ̂ =
,
dari matriks
27
adalah elemen di baris i dan kolom j , yang telah dibuktikan pada sifat nomer
dua. 4. Penduga tak bias dari ∑
̂
̂
∑
adalah
̂
dengan
. n adalah ukuran sampel dan k
adalah banyaknya variabel. Dengan menguraikan persamaan (2.14) dan (2.15) didapatkan ̂
̂ ̂
̂
̂
̂
̂
̂
̂ ̂
̂ Sehingga penduga untuk ∑
adalah ̂
̂
D. Metode Regresi Linear Intrinsik 1. Model Regresi Linear Intrinsik Model regresi nonlinear membutuhkan transformasi linear untuk berubah menjadi model linear, karena ketika metode kuadrat terkecil diaplikasikan pada model regresi linear, persamaan normal nonlinear yang dihasilkan sering kali sulit untuk di selesaikan dengan menggunakan pendugaan meminimumkan jumlahan galat kuadrat secara langsung dengan prosedur iterasi. Karenanya, kesimpulan teori
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
28
normal yang digunakan pada model regresi linear tidak dapat diaplikasikan dengan tepat pada model regresi nonlinear. Namun, seringkali hanya nilai harapan yang diperhatikan ketika akan dilakukan tranformasi. Sebagai contoh, perhatikan model berikut
(2.22) Pada model (2.22), faktor galat
muncul dalam bentuk
penjumlahan sehingga transformasi logaritma tidak akan menghasilkan model regresi linear. Karena nilai harapannya adalah , nilai harapan tersebut dapat dengan mudah dilinearkan dengan cara membuat logaritma dari fungsi tersebut
Jadi fungsi tersebut dapat ditulis ulang menjadi model regresi linear dengan tetap mempertahankan , sebagai berikut
(2.23) Dengan menduga parameter
dan dan
digunakan
regresi linear untuk
dalam persamaan yang baru.
Secara umum, penduga metode kuadrat terkecil dari parameter persamaan (2.23) tidak akan ekivalen dengan penduga parameter nonlinear pada model asli (persamaan (2.22)). Karena model nonlinear kuadrat terkecil yang asli mengimplikasikan minimalisasi jumlah
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
kuadrat galat pada
29
, dimana pada model yang ditransformasi kita
meminimalkan jumlah kuadrat galat pada logaritma dari . Perhatikan pada model nonlinear asli pada persamaan (2.22) mempunyai struktur galat yang bersifat penjumlahan, sehingga logaritma dari persamaan (2.22) tidak menghasilkan persamaan (2.23). Namun, jika struktur galat bersifat perkalian maka
(2.24) dan mengambil langkah ini tepat karena
(2.25) Jika galat yang baru adalah
berdistribusi normal dengan
variansi konstan, maka prosedur standar penarikan kesimpulan model regresi linear dapat diaplikasikan. Suatu model regresi nonlinear yang dapat ditransformasikan menjadi model regresi linear yang ekivalen disebut linear intrinsik. Beberapa model terlihat nonlinear dalam parameter tetapi yang sebenarnya adalah linear intrinsik karena dengan transformasi yang cocok, model regresi dapat diubah ke dalam bentuk linear terhadap parameter. Tetapi jika model tidak dapat dilinearisasikan terhadap parameter maka model disebut model regresi intrinsik nonlinear.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
30
2. Pendugaan Model Regresi Linear Pendugaan model regresi linear menggunakan Metode Kuadrat Terkecil, seperti yang telah dibahas dalam subbab sebelumnya. Fungsi produksi Cobb Douglas merupakan salah satu contoh model linear intrinsik, dengan bentuk persamaan
Perhatikan bahwa model tersebut tidak linear dalam parameter tetapi model tersebut dapat dirubah dalam persamaan linear dengan transformasi
Yang dapat juga ditulis
Dengan
,
=
,
=
,
=
. Sehingga
model linear dalam parameter. Dalam menduga
, untuk model regresi linear
berganda, mengikuti persamaan (2.2) maka dapat ditulis notasi matriksnya sebagai berikut:
* +
*
+*
+
[
Dengan menggunakan persamaan (2.2) diketahui bahwa ̂ dan ∑
̂
̂ ̂.
]
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
Dengan
demikian
penyelesaian
kuadrat
terkecil
31
untuk
adalah ̂ yang dapat diperoleh melalui tahap pendiferensialkan ̂ ̂terhadap ̂ , dan menyamakan dengan nol. Sehingga ditemukanlah penyelesaian untuk mencari ̂ , seperti persamaan (2.16). ̂
.
E. Koefisien Determinasi Koefisien determinasi (
) adalah koefisien yang menjelaskan
besarnya presentase variansi Y yang dapat dijelaskan dengan model. Koefisien determinasi dapat digunakan untuk menjelaskan kebaikan model. Diberikan diagram Venn untuk memberikan gambaran mengenai konsep koefisien determinasi.
Gambar 2.2 Pada diagram venn di atas, lingkaran Y mewakili variansi dalam variabel bebas Y dan lingkaran X mewakili variansi dalam variabel penjelas X. Irisan menunjukan bagian variansi yang dapat dijelaskan. Pada diagram Venn (a) adalah kondisi awal variansi. Diagram Venn (b)
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
32
menunjukan adanya irisan antara kedua lingkaran X dan Y tersebut. Hal ini menunjukan bahwa sebagian variansi dari Y dapat dijelaskan oleh variansi X. Semakin besar irisan yang ditunjukan pada diagram Venn (c), (d), (e) semakin besar pula variansi Y yang dijelaskan oleh variansi X. Ketika lingkaran Y dan lingkaran X itu berhimpit seperti tampak pada diagram Venn (f), hal ini menunjukan bahwa 100 persen dari variansi Y dapat dijelaskan oleh variansi X.
semata-mata merupakan ukuran dari irisan
antara variansi Y dan variansi X. Pada gambar diagram Venn menunjukan bahwa irisan antara variansi Y dan variansi X meningkat, ini berarti meningkat pula proporsi variansi Y yang dapat dijelaskan oleh X. Ketika lingkaran Y dan lingkaran X berhimpit, dapat dikatakan bahwa nilai , karena 100 persen dari variansi Y dapat dijelaskan oleh X. Sebaliknya, ketika lingkaran Y dan lingkaran X tidak berhimpit dan tidak beririsan, dapat dikatakan
, artinya variansi Y tidak dapat dijelaskan
oleh X. Dengan demikian, untuk menghitung
dapat menggunakan
persamaan (2.3) dan (2.4) sehingga dapat ditulis ̂
̂
Sebelumnya, akan ditunjukkan bahwa ∑ ̂ ̂ bahwa ̂ ∑ ̂̂
̂ , ∑̂ ̂ ̂∑
̂
(2.26) dan diberikan
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
̂∑
̂
̂∑
̂
̂∑
̂∑
̂̂ ∑ ̂ ∑
33
̂
̂ ∑ ̂ ∑ (2.27)
Diketahui bahwa ̅
̂
̂̅
(2.28)
Selanjutnya dengan model (2.29) didapatkan persamaan baru melalui cara mengurangkan persamaan (2.29) dan (2.28) ̂
̅
Sehingga
̅
dapat diduga dengan ̂
̂
Dengan mengkuadratkan dan menjumlahkan persamaan (2.26), maka didapatkan persamaan sebagai berikut ∑ ∑
∑ ̂
̂
∑ ̂
̂
∑̂
∑ ̂̂
∑̂
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
∑(̂ ) ∑̂
∑ ̂̂
34
∑̂
∑̂
(2.30)
Berbagai jumlah kuadrat yang muncul dalam persamaan (2.30) dapat digambarkan sebagai berikut: 1. ∑ 2.
∑
̅
yang disebut sebagai jumlah kuadrat total (TSS)
∑ ̂ yang disebut sebagai jumlah kuadrat dari regresi atau jumlah kuadrat yang dapat dijelaskan oleh regresi (ESS) dan
3. ∑ ̂ yang disebut jumlah kuadrat galat (RSS) Dengan kata lain, persamaaan (2.30) dapat ditulis ulang menjadi TSS = ESS + RSS
(2.31)
Definisi 2.17 Koefisien determinasi didefinisikan sebagai: (2.32) Dalam kasus dua variabel, ̂ ∑ ∑ Dalam kasus tiga variabel, ̂∑
̂∑ ∑
Dengan menggeneralisasikan, kita mendapatkan untuk kasus k-variabel ̂∑
̂∑
̂∑ ∑
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
∑
∑
̅
∑
∑̅
∑
̅
35
̅
̂∑
̂∑
Dalam notasi matriks
̂∑
̂
̅
dapat ditulis menjadi ̂
̅ ̅
F. Asumsi-asumsi dalam Regresi 1. Multikolinearitas Istilah multikolinearitas mula-mula ditemukan oleh Ragnar Frisch. Multikolinearitas berarti adanya hubungan linear yang sempurna atau pasti, diantara beberapa atau semua variabel yang menjelaskan dari model regresi. Untuk regresi k-variabel, meliputi variabel yang menjelaskan
(dengan
=1 untuk semua
pengamatan untuk memungkinkan adanya unsur intersep), suatu hubungan linear yang pasti dikatakan ada apabila kondisi berikut dipenuhi: (2.33) Dengan
adalah konstanta sedemikian rupa
sehingga tidak semuanya secara simultan sama dengan nol.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
36
Tetapi, untuk saat ini istilah multikolinearitas digunakan dalam pengertian yang lebih luas untuk memasukkan kasus multikolinearitas sempurna, seperti yang ditunjukkan oleh persamaan (2.33) maupun kasus di mana variabel X berkolerasi tetapi tidak secara sempurna, sebagai berikut (2.34) dengan
adalah kesalahan unsur stokastik. Perbedaan multikolinearitas sempurna dan kurang sempurna
bisa dilihat dalam contoh berikut, asumsikan bahwa
, maka
persamaan (2.33) dapat ditulis menjadi (2.35) yang menunjukan bagaimana lain atau bagaimana
berhubungan linear dengan variabel
dapat diperoleh dari kombinasi linear variabel
yang lain. Dalam keadaan ini, keefisien korelasi antara variabel dan kombinasi linear di sisi kanan dari persamaan (2.35) akan menjadi sama dengan satu. Serupa dengan persamaan (2.35) , jika
, maka
persamaan (2.33) dapat ditulis menjadi (2.36) yang menunjukan bahwa pasti dari stokastik
tidak merupakan kombinasi linear yang
lainnya karena juga ditentukan oleh unsur kesalahan .
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
37
Sebagai contoh, perhatikan data hipotetis berikut ini:
10
50
52
15
75
75
18
90
97
24
120
129
30
150
152
Jelas bahwa sempurna antara diciptakan dari
. Ini berarti terdapat kolinearitas dan
karena koefisien
. Variabel
dengan hanya menambahkan bilangan random 2, 0,
7, 9, 2. Sekarang tidak ada lagi multikolinearitas sempurna antara dan
. Model regresi mengasumsikan tidak adanya multikolinearitas
diantara variabel X, karena jika multikolinearitas dalam arti persamaan (2.33), koefisien regresi variabel persamaan (2.34) tidak tertentu dan kesalahannya tidak terhingga, dan jika multikolinearitas tidak sempurna seperti dalam persamaan (2.34) , koefisien regresi meskipun dapat ditentukan memiliki kesalahan standar yang besar (dibandingkan dengan koefisien itu sendiri), yang berarti koefisien tidak dapat diduga dengan ketepatan yang tinggi. Ada
beberapa
metode
multikolinearitas. Diantaranya:
untuk
mendeteksi
adanya
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
1. Kolinearitas seringkali diduga ketika
38
tinggi dan ketika
korelasi derajat nol juga tinggi, tetapi tidak satu pun atau sangat sedikit koefisien regresi parsial yang secara individual penting secara statistik atas dasar pengujian t yang konvesional. Jika tinggi, ini akan berarti bahwa uji F dari prosedur analisis varians dalam sebagian kasus akan menolak hipotesis nol bahwa nilai koefisien kemiringan parsial secara simultan adalah nol, meskipun uji t sebaliknya. 2. Korelasi derajat nol yang tinggi merupakan kondisi yang cukup tetapi tidak perlu adanya kolinearitas karena hal ini dapat terjadi meskipun melalui korelasi derajat nol atau sederhana relatif rendah. 3. Menghitung Variance Inflation Factor (VIF) pada model regresi. VIF menunjukan bagaimana varian dari penduga meningkat karena kehadiran multikolinearitas. Berikut langkah-langkahnya: a. Lakukan regresi
dengan
koefisien determinasi (
yang lain dan hitunglah
).
b. Hitung VIF ̂ c. Bila VIF
10, maka ada multikolinearitas.
Salah satu cara untuk menanggulangi adanya multikolinearitas adalah dengan menghilangkan salah satu variabel yang berkolerasi. Namun demikian multikolineritas tidak dapat dihilangkan pada kasus-
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
kasus khusus,
39
dalam kasus kali ini multikolinearitas tidak dapat
dihilangkan agar tidak bertentangan dengan hukum ekonomi. Namun demikian,
tetap
harus
disertai
keterangan
seberapa
besar
multikolinearitas yang terjadi dalam data. Jika ada variabel dengan VIF
10 maka variabel dapat dihilangkan dari model regresi.
2. Heterokedastisitas Asumsi berikut dapat disebut dengan homoskedastisitas (variansi yang sama) dengan menggunakan lambang, (2.37) Diberikan gambar model regresi dua variabel yang menunjukan homoskedastisitas
Gambar 2.3
Variansi bersyarat dari tergantung pada nilai
(yang sama dari variansi
),
tertentu, tetap sama. Tidak peduli nilai yang
diambil untuk variabel X.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
40
Diberikan gambar model regresi dua variabel yang menunjukan heterokedastisitas
Gambar 2.4
Variansi bersyarat dari (variansi
meningkat dengan meningkatnya X
tidak sama).
Pada umumnya, heterokedastisitas sering terjadi pada modelmodel yang menggunakan data cross-sectional dari pada data runtun waktu, dimana galat yang bersifat heterokedastisitas berubah seiring perubahan ke-i. Konsekuensi dari keberadaan heterokedastisitas adalah pendugaan metode kuadrat terkecil akan menghasilkan penduga yang bias untuk nilai variansi galat dan dengan demikian untuk variansi koefisien regresi. Cara untuk mendeteksi adanya heterokedastisitas adalah dengan menggunakan uji Koenker–Bassett (KB). Berikut langkahlangkahnya : 1. Diketahui model awal 2. Dapatkan nilai ̂ yang didapat dari meregresikan data
dan
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
3. Hitung nilai ̂
dan ̂
41
kemudian regresikan dengan model
(̂)
̂
4. Bila model ̂ adalah double log, maka nilai ̂ dengan
diregresikan
̂
5. Uji Koenker–Bassett (KB) a. Hipotesis : tidak ada masalah heterokedastisitas : ada masalah heterokedastisitas b. Tingkat signifikansi c. Kriteria pengujian diterima bila ditolak bila
(
) (
( ) atau
) (
)
d. Menghitung t √∑
̂ ̂ Dengan ̂
√∑ ̂
6. Membuat keputusan. Masalah heterokedastisitas terkait dengan variansi dan galat yang tidak konstan. Metode transformasi logaritma sering digunakan untuk mengatasi masalah heterokedastisitas.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
42
3. Autokorelasi Istilah Autokorelasi dapat didefinisikan sebagai “korelasi antara anggota serangkaian observasi yang diurutkan menurut waktu (seperti dalam data urutan waktu) atau ruang (seperti dalam data crosssectional)”. Konsekuensi dari keberadaan Autokorelasi adalah metode kuadrat terkecil akan menghasilkan penduga yang terlalu rendah untuk nilai variasi
dan karenanya menghasilkan penduga yang terlalu
tinggi untuk
. Bahkan ketika penduga nilai variasi
tidak terlalu
rendah, maka penduga dari nilai variasi dari koefisien regresi mungkin akan terlalu rendah dan karenanya uji signifikansi dari uji t dan uji F tidak valid lagi atau menghasilkan kesimpulan yang menyesatkan. Salah satu cara mendeteksi adanya Autokorelasi menggunakan uji Durbin-Watson , dengan rumus ∑ ∑ Dengan :
nilai galat yang diperoleh dari proses pendugaan metode kuadrat terkecil. :
nilai galat yang mundur sebanyak satu satuan waktu. Setelah mendapatkan nilai d, langkah selanjutnya adalah
membandingkan nilai d dengan nilai-nilai kritis dari dL dan dU dari tabel statistik Durbin-Watson (tabel dilampirkan). Kriteria pengujian: 1. Jika d
4dL, maka ada autokorelasi positif
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
2. Jika d
43
4dL, maka ada autokorelasi negatif
3. Jika dU d 4-dU, maka tidak ada autokorelasi 4. Jika dL ≤ d ≤ dU atau 4-dU ≤ d ≤ 4-dL, maka pengujian tidak meyakinkan
Gambar 2.5 Masalah autokorelasi dapat ditangani dengan cara melakukan transformasi pembedaan pertama pada data, yang dapat ditulis sebagai berikut :
Contoh 2.2 Diketahui data terhadap pengeluaran konsumsi (Y), pendapatan( dan informasi kekayaan (
)
). Akan diuji apakah data mengandung
multikolinearitas, heterokedastisitas dan Autokorelasi. Dengan model
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
Y
X2
X3
70 65 90 95 110 115 120 140 155 150
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260
810 1009 1273 1425 1633 1876 2052 2201 2435 2686
44
Dengan rumus yang telah didapatkan dari persamaan (2.16) maka ̂ [
. ]
[
]
[
̂
]
[
Dengan
] ̂
̂
regresinya adalah ̂ Dengan koefisien determinasi ̅
̂ ̅
̂
dan
model
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
Uji Asumsi: 1. Multikolinearitas a. Regresikan model
dan hitung ̂
*
+ [
* ̂
] +
*
+* ̂
+
*
+
̅̅̅̅ ̅̅̅̅
Hitung VIF ̂
Terdapat multikolinear dalam data karena nilai VIF > 10 (seperti yang telah dijelaskan di halaman 38).
45
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
b. Regresikan model
46
dan hitung ̂
*
+ *
+
* ̂
+
*
+* ̂
+
*
+
̅̅̅̅ ̅̅̅̅
Hitung VIF ̂
Terdapat multikolinear dalam data karena nilai VIF > 10 2. Heterokedastisitas a. Hitung nilai ̂ dengan rumus ̂ b. Hitung nilai ̂ ̂
dan ̂
(̂)
̂ kemudian regresikan dengan model
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
̂
̂
[
]
[
]
̂ + *
̂
*
*
]
̂
*
̂
[
+ +
+
c. Uji Koenker–Bassett (KB) 1. Hipotesis : tidak ada masalah heterokedastisitas : ada masalah heterokedastisitas 2. Tingkat signifikansi =0.05 3. Kriteria pengujian diterima bila ditolak bila
atau
4. Menghitung t , Sebelumnya terlebih dahulu akan dihitung ̂
√∑ ̂
47
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
48
√
̂ ̂
(̂
)√∑ ̂ √
-0.0685 diterima karena
. ini berarti data
tidak mengandung heterokedastisitas.
3. Autokorelasi ∑
̂ ∑
̂ ̂
2.8906
1,6413 0,6972
3,3028 2,3587
Tidak dapat disimpulkan bahwa data mengandung autokorelasi atau tidak.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
49
Dapat ditarik kesimpulan bahwa data terhadap pengeluaran konsumsi (Y), pendapatan(
) dan informasi kekayaan (
), dengan model
̂ mengandung multikolinearitas dan tidak dapat disimpulkan apakah data mengandung autokorelasi atau tidak.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
BAB III MODEL FUNGSI PRODUKSI COBB-DOUGLAS
A. Model Fungsi Produksi Cobb-Douglas Regresi Cobb-Douglas diperkenalkan pertama kali pada tahun 1927, menggunakan kumpulan data runtun waktu dari perusahaan manufaktur Amerika sektor tenaga kerja, modal, dan output fisik, dengan tujuan memahami hubungan antara level output dan kuantitas input pada proses produksi. Pada musim semi tahun 1927, saat memberi kuliah di Amherst, Paul Douglas menggambar grafik dalam skala logaritma tiga variabel untuk data manufaktur Amerika pada tahun 1899-1922: indeks total modal yang dikoreksi berdasarkan perubahan dalam biaya barang (C), indeks total banyaknya penerima gaji (L), dan indeks dari hasil produksi fisik (P). Douglas mencatat bahwa indeks dari produksi terletak diantara modal dan tenaga kerja yang berada sekitar sepertiga sampai seperempat diantara batas bawah indeks dari tenaga kerja dan batas atas indeks dari modal. Setelah berkonsultasi dengan temannya Charles W. Cobb, seorang matematikawan, mereka memutuskan, berdasarkan pengamatan ini, kontribusi relatif masing-masing faktor produksi, tenaga kerja dan modal, terhadap hasil produksi. Bentuk Euler fungsi homogen sederhana dengan derajat satu dipilih untuk menjelaskan persamaan ini.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
51
Dalam dunia ekonomi fungsi produksi Cobb-Douglas mewakili hubungan antara output dan input. Fungsi produksi pertama kali diusulkan oleh Knut Wicksell (1851 - 1926) dan diuji secara statistika oleh Charles Cobb dan Paul Douglas pada tahun 1928. Charles Cobb dan Paul Douglas memodelkan pertumbuhan ekonomi Amerika pada tahun 1899 – 1922 dengan menggunakan pandangan sederhana dari ekonomi di mana hasil produksi ditentukan oleh banyaknya tenaga kerja yang terlibat dan besarnya modal yang diinvestasikan. Meskipun ada banyak faktor lain yang mempengaruhi kinerja ekonomi, model mereka terbukti sangat akurat. Dalam sebuah proses produksi, terdapat beberapa faktor produksi yang meliputi biaya bahan mentah, jumlah bahan mentah yang masuk, macam-macam bahan mentah yang dibutuhkan, biaya proses pengerjaan termasuk pembayaran karyawan, jumlah karyawan yang mengerjakan, jumlah alat yang digunakan, jumlah barang yang berhasil diproduksi dan keuntungan yang diperoleh. Fungsi produksi didefinisikan sebagai relasi antara keluaran fisik (output) dan masukan fisik (input) atau faktor-faktor produksi. Menurut Beattie (1994)
dalam bukunya The Economics of Production, fungsi
produksi adalah sebuah deskripsi matematis atau kuantitatif dari berbagai macam kemungkinan produksi teknis yang dihadapi oleh suatu perusahaan.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
52
Menurut Griffin setidaknya ada 20 macam model fungsi produksi, yang salah satunya adalah fungsi produksi Cobb-Douglas: atau dengan
atau
, (Chiang,1984).
Dengan keterangan sebagai berikut:
: Total produksi, atau dapat disimbolkan dengan P(L,K),
: Banyaknya karyawan yang mengerjakan,
: Nilai modal yang dikeluarkan,
: Faktor Produksi yang lain,
,
dan
adalah parameter yang dapat bervariasi dari waktu ke
waktu atau dari perusahaan ke perusahaan. Secara umum, Beattie mendefinisikan produksi sebagai proses kombinasi dan koordinasi faktor-faktor produksi (input) dalam pembuatan suatu barang atau jasa (output/produk). Sehingga, total produksi merupakan banyaknya output barang atau jasa yang berhasil di produksi. Menurut William S. Vickrey (1964) dalam bukunya yang berjudul Microstatics, Tenaga kerja terdiri atas jasa dari individu, yang digunakan sebagai sumber langsung dari kepuasan atau tidakpuasan pada individu. Vickrey mendefinisikan modal sebagai kategori dari barang fisik yang mungkin dibentuk, dan akan membedakan dari istilah „modal‟ yang hanya digunakan untuk menunjukkan kuantitas dari dana, atau kredit, atau bakat untuk mengelola barang-barang dalam pasar. Ide pokok dalam konsep modal adalah banyaknya atau kumpulan alat yang digunakan
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
53
dalam produksi: bangunan, mesin, perbaikan yang permanen, inventaris barang, dan sejenisnya. Tan Bao Hong (2008) dalam jurnalnya yang berjudul CobbDouglas Production Function menyatakan bentuk fungsi Cobb-Douglas dalam rumusan berikut
Dengan keterangan sebagai berikut: : Total produksi (nilai semua barang-barang yang diproduksi dalam setahun), : Input tenaga kerja (banyaknya orang yang bekerja perjam dalam setahun), : Input modal (harga dari semua mesin, perlengkapan, dan bangunan), : Total faktor produksivitas, dan
adalah output dari tenaga kerja dan modal. Nilainya konstan
bergantung oleh teknologi yang tersedia. Marc Nerlove (1965) dalam bukunya yang berjudul Estimation and Identification of Cobb-Douglas Production Functions mempertimbangkan perusahaan individual dengan tipe industri yang ditentukan. Misalkan banyaknya satuan fisik produk perusahaan selama jangka waktu tertentu, dan
dan
adalah banyaknya satuan input tenaga kerja dan modal,
selama periode waktu yang sama. Pada waktu tertentu (t) , dan pada
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
54
perusahaan tertentu (f), andaikan output berelasi dengan input-input mengikuti fungsi produksi berikut : (3.1) Dengan
dan
berturut-turutadalah parameter yang mungkin
bervariasi dari waktu ke waktu atau dari perusahaan ke perusahaan. Dalam konteks bagian ini, perhatian dibatasi untuk satu perusahaan pada suatu waktu tertentu; maka subkrip t dan f akan dihilangkan. Sehingga persamaan (3.1) dapat ditulis menjadi
(3.2) Dengan ,
merupakan notasi dari
merupakan notasi dari
dan
,
merupakan notasi dari
merupakan notasi dari
Persamaan (3.2) merupakan persamaan linear dalam parameter
. .
A.Zallner, J. Kmenta dan J. Dréze (1966) dalam jurnalnya yang berjudul Specification and Estimation of Cobb-Douglas Production Function Models menyatakan fungsi produksi Cobb-Douglas sebagai berikut :
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
55
Dengan :
Banyaknya output fisik pada selang waktu tertentu.
:
Banyaknya karyawan yang mengerjakan pada selang waktu tertentu.
:
Banyaknya modal yang dikeluarkan pada selang waktu tertentu.
: :
Parameter yang berubah dari waktu ke waktu. Galat random yang mungkin terjadi, mewakili faktor musim, kerusakan mesin yang tidak bisa diprediksi, kinerja karyawan, dan masih banyak lagi. : Parameter yang berlaku untuk semua perusahaan dalam sampel. merupakan parameter yang berubah dari perusahaan ke
perusahaan, yang dinyatakan dalam persamaan:
Dengan
sebagai parameter biasa dan
sebagai variabel random.
Pada dasarnya semua hasil pemikiran dari beberapa tokoh diatas tentang Cobb-Douglas adalah sama dan hanya berbeda dalam penulisan simbol saja. Oleh karena itu dalam tulisan ini, simbol akan mengikuti seperti dalam jurnal yang ditulis Zellner.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
56
B. Pendugaan Model Fungsi Produksi Cobb-Douglas Pendugaan fungsi produksi Cobb Douglas dibutuhkan oleh suatu perusahaan agar dapat merencanakan hasil produksi dengan baik. Pendugaan fungsi produksi Cobb Douglas bertujuan untuk menduga banyaknya output fisik yang dapat diproduksi oleh suatu perusahaan tertentu dalam selang waktu tertentu, dengan input banyaknya karyawan yang bekerja dan modal yang di investasikan dalam proses produksi. Fungsi produksi Cobb Douglas bersifat nonlinear terhadap parameter dan dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut
model tersebut adalah model linear intrinsik. Fungsi produksi Cobb Douglas tersebut dapat diubah dalam bentuk linear terhadap parameter, yang dapat dinyatakan dalam persamaan berikut
dengan
,
parameter
,
dan
dapat diduga
dengan menggunakan Metode Kuadrat Terkecil.
Tujuan Metode Kuadrat Terkecil adalah menentukan penduga dari yaitu ̂ ̂ galat
̂ sehingga meminimumkan jumlah kuadrat
yang diduga dengan ̂ . ̂ dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut ̂
̂
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
57
Model tersebut dapat ditulis dengan notasi matriks
[ ]
[
][
]+[
]
Atau dapat ditulis
Sehingga diperoleh
Tujuan Metode kuadrat terkecil adalah meminimumkan jumlah kuadrat galat ( ̂ ). Sehingga ditemukan persamaan untuk mencari . ̂ Sifat-sifat penduga Metode Kuadrat Terkecil untuk Regresi Linear Berganda 1. E ( ̂ ) =
,
2. Var ( ̂ ) =
i = 1, 2, ..., k. ,
adalah elemen diagonal dari matriks
,
adalah elemen di baris i dan kolom j dari
. 3. Cov ( ̂ = matriks
.
4. Penduga tak bias dari ̂
adalah
dengan
. n adalah ukuran sample dan k adalah
banyaknya variabel.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
58
Contoh 3.1 Diberikan tabel data pertanian Taiwan tahun 1958-1972 yang diambil dari buku Basic Econometrics tabel 7.3, akan diduga dengan model
Dengan menggunakan transformasi linear didapatkan model baru
,
,
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Tahun 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972
,
dan
.
Hasil Tenaga Produksi Kerja (Y) (L) 16607.7 275.5 17511.3 274.4 20171.2 269.7 20932.9 267 20406 267.8 20831.6 275 24806.3 283 26465.8 300.7 27403 307.5 28628.7 303.7 29904.5 304.7 27508.2 298.6 29035.5 295.5 29281.5 299 31535.8 288.1
Modal (K) 17803.7 18096.8 18271.8 19167.3 19647.6 20803.5 22076.6 23445.2 24939 26713.7 29957.8 31585.9 33474.5 34821.8 41794.3
Dengan rumus yang telah didapatkan dari persamaan (2.16) maka ̂
.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
[
]
[
[
59
]
]
[
]
Dengan demikian didapatkan [
]
Sehingga didapatkan ̂
[
][
Dengan ̂ regresinya adalah ̂ Atau dapat ditulis menjadi
̂
]
[ ̂
] dan model
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
Dengan koefisien determinasi ̅
̂ ̅
Uji Asumsi: 1. Multikolinearitas a. Regresikan model
dan hitung ̂
*
+ *
* ̂
+ +
*
+* ̂
̅̅̅ ̅̅̅
Hitung VIF ̂
+
*
+
60
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
61
Tidak terdapat multikolinear dalam data karena nilai VIF < 10 b. Regresikan model
dan hitung ̂
*
+ *
* ̂
+ +
*
+* ̂
+
*
+
̅̅̅̅ ̅̅̅̅
Hitung VIF ̂
Tidak terdapat multikolinear dalam data karena nilai VIF < 10 2. Heterokedastisitas a. Hitung nilai ̂ dengan rumus ̂
̂
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
b. Hitung nilai ̂
dan ̂
kemudian regresikan dengan model
(̂)
̂
̂
̂
[
[
]
]
Dengan rumus ̂ *
+
̂
+
* *
+ +
c. Uji Koenker–Bassett (KB) 1. Hipotesis : tidak ada masalah heterokedastisitas : ada masalah heterokedastisitas 2. Tingkat signifikansi =0.05 3. Kriteria pengujian
[
]
̂ akan didapatkan nilai ̂
* ̂
62
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
63
diterima bila ditolak bila
atau
4. Menghitung t , Sebelumnya terlebih dahulu akan dihitung ̂
̂
√
̂
√
√∑ ̂
∑̂
̂ (̂
)√∑ ̂ √
diterima karena berarti tidak ada heterokedastisitas dalam data. 3. Autokorelasi ∑
̂ ∑
0.8918
̂ ̂
ini
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
64
1,5432 2,4568 0,9455
3,0545
Dapat disimpulkan bahwa data mengandung autokorelasi.
Dapat ditarik kesimpulan bahwa data terhadap hasil produksi (Y), tenaga kerja( ) dan modal ( ), dengan model ̂ Atau dapat ditulis menjadi ̂ terdapat
autokorelasi
pada
data.
Konsekuensi
dari
keberadaan
Autokorelasi adalah metode kuadrat terkecil akan menghasilkan penduga yang terlalu rendah untuk nilai variasi penduga yang terlalu tinggi untuk
.
dan karenanya menghasilkan
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
BAB IV APLIKASI
Pada bab ini akan diberikan contoh aplikasi fungsi produksi CobbDouglas untuk data area manufaktur untuk 51 kota pada tahun 2005, dengan variabel tak bebas nilai yang ditambahkan banyaknya tenaga kerja
dan nilai modal
variabel bebas , yang diambil dari
buku Basic Econometrics karangan Damodar N. Gujarati dan Dawn C. Porter. Akan diduga
pada tabel data yang dilampirkan, dengan
model
Dengan menggunakan transformasi linear didapatkan model baru
,
,
,
dan
.
Dengan rumus yang telah didapatkan dari persamaan (2.16) maka ̂
.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
[
]
[
]
66
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
[
67
]
[
]
Dengan demikian didapatkan [
]
Sehingga didapatkan ̂
[
][
Dengan ̂
̂
regresinya adalah ̂ Atau dapat ditulis menjadi ̂ ̂ Dengan koefisien determinasi ̅
̂ ̅
] ̂
[
] dan model
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
Pengujian asumsi : 1. Multikolinearitas a. Regresikan model
dan hitung ̂
*
+ *
* ̂
+ +
*
+*
+
*
+
̅̅̅̅̅
̂
̅̅̅̅̅
Hitung VIF ̂
Terdapat multikolinear dalam data karena nilai VIF > 10 b. Regresikan model
dan hitung ̂
*
+
68
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
* * ̂
69
+ +
*
+*
+
*
+
̅̅̅̅̅
̂
̅̅̅̅̅
Hitung VIF ̂
Terdapat multikolinear dalam data karena nilai VIF > 10 2. Heterokedastisitas a. Hitung nilai ̂ dengan rumus ̂ b. Hitung nilai ̂
̂
dan ̂ kemudian regresikan dengan model
(̂)
̂ Dengan rumus ̂ *
̂ akan didapatkan nilai ̂ +
*
+
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
̂ ̂
*
+
*
+
c. Uji Koenker–Bassett (KB) 1. Hipotesis : tidak ada masalah heterokedastisitas : ada masalah heterokedastisitas 2. Tingkat signifikansi =0.05 3. Kriteria pengujian diterima bila ditolak bila
atau
4. Menghitung t , Sebelumnya terlebih dahulu akan dihitung ̂
̂
√
̂ (̂
)√∑ ̂ √
√∑ ̂
70
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
diterima karena tidak ada heterokedastisitas dalam data.
71
. ini berarti
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
̂
̂
̂
[
]
[
]
[
]
72
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
73
5. Autokorelasi ∑ ∑
1.9463
2,3691
1,4684 1,6309
2,5316
Dapat disimpulkan bahwa data tidak mengandung autokorelasi.
Dapat ditarik kesimpulan bahwa data area manufaktur untuk 51 kota pada tahun 2005, dengan variabel tak bebas nilai yang ditambahkan variabel bebas banyaknya tenaga kerja
dan nilai modal
,
dengan model ̂ Atau dapat ditulis menjadi ̂ ̂ mengandung multikolinearitas. Dalam kasus kali ini multikolinearitas tidak dapat dihilangkan supaya tidak bertentangan dengan hukum ekonomi.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
Karena nilai
dan
74
terbatas, maka dapat dirancang besaran jumlah
output yang direncanakan. Misalnya perusahaan memiliki 2000 tenaga kerja dan nilai modal 7000 dolar, maka diketahui outputnya sebagai berikut ̂
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan Dalam sebuah proses produksi, terdapat beberapa faktor produksi yang meliputi biaya bahan mentah, jumlah bahan mentah yang masuk, macam-macam bahan mentah yang dibutuhkan, biaya proses pengerjaan termasuk pembayaran karyawan, jumlah karyawan yang mengerjakan, jumlah alat yang digunakan, jumlah barang yang berhasil diproduksi dan keuntungan yang diperoleh. Fungsi produksi Cobb-Douglas, dalam dunia ekonomi mewakili hubungan antara output dan input. Pendugaan fungsi produksi Cobb Douglas dibutuhkan oleh suatu perusahaan agar dapat merencanakan hasil produksi dengan baik. Pendugaan fungsi produksi Cobb Douglas bertujuan untuk menduga banyaknya output fisik yang dapat diproduksi oleh suatu perusahaan tertentu dalam selang waktu tertentu, dengan input banyaknya karyawan yang bekerja dan modal yang diinvestasikan dalam proses produksi. Pada musim semi tahun 1927, saat memberi kuliah di Amherst, Paul Douglas menggambar grafik dalam skala logaritma tiga variabel untuk data manufaktur Amerika pada tahun 1899-1922: indeks total modal yang dikoreksi berdasarkan perubahan dalam biaya barang (C), indeks total banyaknya penerima gaji (L), dan indeks dari hasil produksi fisik (P).
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
76
Douglas mencatat bahwa indeks dari produksi terletak diantara modal dan tenaga kerja yang berada sekitar sepertiga sampai seperempat diantara batas bawah indeks dari tenaga kerja dan batas atas indeks dari modal. Setelah berkonsultasi dengan temannya Charles W. Cobb, seorang matematikawan, mereka memutuskan, berdasarkan pengamatan ini, kontribusi relatif masing-masing faktor produksi, tenaga kerja dan modal, terhadap hasil produksi. Bentuk Euler fungsi homogen sederhana dengan derajat satu dipilih untuk menjelaskan persamaan ini.
Fungsi produksi Cobb Douglas bersifat nonlinear terhadap parameter dan dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut
Fungsi Produksi Cobb-Douglas diduga dengan menggunakan metode kuadrat terkecil biasa sehingga didapatlah nilai untuk parameter ,
dan
, dengan cara merubah model regresi linear menjadi model linear intrinsik terlebih dahulu. Meskipun ada banyak faktor lain yang mempengaruhi kinerja ekonomi, menurut Tan model mereka terbukti sangat akurat.
B. Saran Berdasarkan pembahasan dan kesimpulan yang telah dijabarkan sebelumnya, maka diajukan saran bagi penelitian selanjutnya dengan mengembangkan fungsi produksi Cobb-Douglas menjadi fungsi produksi
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
77
CES (Constant Elasticity of Substitution) yang dapat diduga dengan metode pendugaan parameter model non-linear.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
78
DAFTAR PUSTAKA
Asri, Marwan & John Suprihanto. (1986). Manajemen perusahaan pendekatan operasional. Yogyakarta: BPFE. Beattie, Bruce R & C. Robert Taylor. (1985). The economics of production. Yogyakarta: Gajah Mada University press. Biddle, Jeff E. (2010). The Introduction of the Cobb Douglas Regression and its Adoption. agricultural economics. Chiang, Alpha C. (1984). Fundamental methods of mathematical economics. New York: McGraw-Hill. Inc. Griffin, Ronald C. & John M. Montgomery & M. Edward Rister. (1987). Selecting functional form in production function analysis. Western journal of agricultural economics, 12(2) : 216-227. Gujarati, Damodar N. & Dawn C. Porter. (2009). Basic Econometrics. New York: McGraw-Hill. Inc. Intriligator, Michael D. & Ronald Bodkin & Cheng Hsiao. (1996). Econometric Models, Techniques, and Applications. London: Prentice Hall. Myers, Raymond H., Montgomery, Dougla C., & Vining, G. Geoffrey. 2002.
Generalized
Linear
Models:
With
Applications
in
Engineering and The Sciences. New York : John Wiley & Sons, INC.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
Nerlove, Marc. (1965). Estimation and Identification of Cobb-Douglas Production Function. Chicago: Rand Mcnally and Company. Tan, Bao Hong. (2008). Cobb-Douglas Production Function. Wackerly, Dennis D. & William Mendenhall III & Richard L. Scheaffer. (2008). Mathematical Statistics with Applications . USA: Thomson Learning. Zellner, A. & J. Kmenta & J. Dreze. (1966). Specification and estimation of cobb-douglas. Econometrica,Vol. 34, No. 4.
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
LAMPIRAN
Tabel data area manufaktur untuk 50 kota, pada tahun 2005 Tenaga
Input
kerja
Modal
X1
X2
Output No
Nama Kota Y
1
Alabama
38,372,840
424,471
2,689,076
2
Alaska
1,805,427
19,895
57,997
3
Arizona
23,736,129
206,893
2,308,272
4
Arkansas
26,981,983
304,055
1,376,235
5
California
217,546,032
6
Colorado
19,462,751
180,366
1,790,751
7
Connecticut
28,972,772
224,267
1,210,229
8
Delaware
14,313,157
54,455
421,064
9
District of Columbia
159,921
2,029
7,188
10
Florida
47,289,846
471,211
2,761,281
11
Georgia
63,015,125
659,379
3,540,475
12
Hawaii
1,809,052
17,528
146,371
13
Idaho
10,511,786
75,414
848,220
14
Illinois
105,324,866
963,156
5,870,409
15
Indiana
90,120,459
835,083
5,832,503
16
Iowa
39,079,550
336,159
1,795,976
1,809,756 13,554,116
80
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
17
Kansas
22,826,760
246,144
1,595,118
18
Kentucky
38,686,340
384,484
2,503,693
19
Louisiana
69,910,555
216,149
4,726,625
20
Maine
7,856,947
82,021
415,131
21
Maryland
21,352,966
174,855
1,729,116
22
Massachusetts
46,044,292
355,701
2,706,065
23
Michigan
92,335,528
943,298
5,294,356
24
Minnesota
48,304,274
456,553
2,833,525
25
Mississippi
17,207,903
267,806
1,212,281
26
Missouri
47,340,157
439,427
2,404,122
27
Montana
2,644,567
24,167
334,008
28
Nebraska
14,650,080
163,637
627,806
29
Nevada
7,290,360
59,737
522,335
30
New Hampshire
9,188,322
96,106
507,488
31
New Jersey
51,298,516
407,076
3,295,056
32
New Mexico
20,401,410
43,079
404,749
33
New York
87,756,129
727,177
4,260,353
34
North Carolina
101,268,432
820,013
4,086,558
35
North Dakota
3,556,025
34,723
184,700
36
Ohio
124,986,166
1,174,540
6,301,421
37
Oklahoma
20,451,196
201,284
1,327,353
38
Oregon
34,808,109
257,820
1,456,683
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
39
Pennsylvania
104,858,322
944,998
5,896,392
40
Rhode Island
6,541,356
68,987
297,618
41
South Carolina
37,668,126
400,317
2,500,071
42
South Dakota
4,988,905
56,524
311,251
43
Tennessee
62,828,100
582,241
4,126,465
44
Texas
172,960,157
45
Utas
15,702,637
150,030
762,671
46
Vermont
5,418,786
48,134
276,293
47
Virginia
49,166,991
425,346
2,731,669
48
Washington
46,164,427
313,279
1,945,860
49
West Virginia
9,185,967
89,639
685,587
50
Wisconsin
66,964,978
694,628
3,902,823
51
Wyoming
2,979,475
15,221
361,536
1,120,382 11,588,283
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI
PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI