Math Problem Statement

Soal 40: Area perawatan pasca-anestesi (ruang pemulihan) di Rumah Sakit St. Luke di Maumee, Ohio, baru-baru ini diperluas. Harapannya adalah bahwa dengan perluasan tersebut, rata-rata jumlah pasien per hari akan menjadi lebih dari 25. Sebuah sampel acak selama 15 hari mengungkapkan jumlah pasien berikut:

Data pasien: 25, 27, 25, 26, 25, 28, 28, 27, 24, 26, 25, 29, 25, 27, 24

Pada tingkat signifikansi 0,01, dapatkah kita menyimpulkan bahwa rata-rata jumlah pasien per hari lebih dari 25? Estimasi nilai p (p-value) dan interpretasikan.

Solution

Untuk menyelesaikan soal ini, kita akan menggunakan uji hipotesis satu arah (uji t) untuk rata-rata populasi. Berikut langkah-langkahnya:


Langkah 1: Merumuskan Hipotesis

  1. Hipotesis nol (H0H_0): Rata-rata jumlah pasien per hari μ25\mu \leq 25.
  2. Hipotesis alternatif (HaH_a): Rata-rata jumlah pasien per hari μ>25\mu > 25 (uji satu sisi).

Langkah 2: Statistik Uji

Kita akan menggunakan uji t dengan rumus: t=xˉμ0snt = \frac{\bar{x} - \mu_0}{\frac{s}{\sqrt{n}}} di mana:

  • xˉ\bar{x}: rata-rata sampel
  • μ0=25\mu_0 = 25: rata-rata populasi dalam hipotesis nol
  • ss: simpangan baku sampel
  • n=15n = 15: ukuran sampel

Langkah 3: Menghitung Statistik

Data Sampel

  • Data pasien: 25,27,25,26,25,28,28,27,24,26,25,29,25,27,2425, 27, 25, 26, 25, 28, 28, 27, 24, 26, 25, 29, 25, 27, 24

Langkah Perhitungan

  1. Rata-rata (xˉ\bar{x}): xˉ=Jumlah semua datan=25+27+25++2415\bar{x} = \frac{\text{Jumlah semua data}}{n} = \frac{25 + 27 + 25 + \dots + 24}{15}

  2. Simpangan baku (ss): s=(xixˉ)2n1s = \sqrt{\frac{\sum{(x_i - \bar{x})^2}}{n-1}}

  3. Statistik uji (tt): t=xˉ25snt = \frac{\bar{x} - 25}{\frac{s}{\sqrt{n}}}

Menghitung Nilai p:

Kita akan membandingkan nilai t terhadap distribusi tt dengan derajat kebebasan (df=n1=14df = n-1 = 14).


Langkah 4: Membandingkan dengan Tingkat Signifikansi

  • Tingkat signifikansi: α=0.01\alpha = 0.01
  • Tentukan nilai kritis tkritt_{krit} untuk df=14df = 14 dari tabel distribusi t.

Jika thitung>tkritt_{hitung} > t_{krit} atau pp-value < α\alpha, maka kita menolak H0H_0.


Mari kita hitung nilai-nilai ini.import numpy as np from scipy.stats import t

Data pasien

data = np.array([25, 27, 25, 26, 25, 28, 28, 27, 24, 26, 25, 29, 25, 27, 24])

Ukuran sampel

n = len(data)

Rata-rata sampel

mean_sample = np.mean(data)

Simpangan baku sampel

std_sample = np.std(data, ddof=1)

Nilai uji t

mu_0 = 25 # Nilai hipotesis nol t_stat = (mean_sample - mu_0) / (std_sample / np.sqrt(n))

Nilai p (uji satu sisi)

df = n - 1 # Derajat kebebasan p_value = 1 - t.cdf(t_stat, df)

Nilai kritis t

alpha = 0.01 t_critical = t.ppf(1 - alpha, df)

mean_sample, std_sample, t_stat, p_value, t_critical(26.066666666666666, 1.533747356112131, 2.6935219933657377, 0.008738459784443542, 2.624494067560231)(26.066666666666666, 1.533747356112131, 2.6935219933657377, 0.008738459784443542, 2.624494067560231)success### Hasil Perhitungan

  1. Rata-rata sampel (xˉ\bar{x}): 26.0726.07
  2. Simpangan baku (ss): 1.531.53
  3. Statistik uji (tt): 2.692.69
  4. Nilai kritis (tkritt_{krit}) pada α=0.01\alpha = 0.01: 2.622.62
  5. Nilai p (pp-value): 0.00870.0087

Keputusan Uji

  • Karena thitung=2.69>tkrit=2.62t_{hitung} = 2.69 > t_{krit} = 2.62 dan pp-value (0.00870.0087) lebih kecil dari tingkat signifikansi (0.010.01), maka kita menolak H0H_0.

Kesimpulan

Pada tingkat signifikansi 0.01, terdapat cukup bukti untuk menyimpulkan bahwa rata-rata jumlah pasien per hari di ruang pemulihan lebih dari 25 setelah perluasan fasilitas.


Apakah Anda memiliki pertanyaan atau ingin memperdalam penjelasan?
Berikut beberapa pertanyaan terkait:

  1. Bagaimana cara interpretasi nilai tt dalam distribusi t?
  2. Apa yang dimaksud dengan nilai p dan bagaimana membandingkannya dengan tingkat signifikansi?
  3. Mengapa menggunakan uji t dan bukan uji lain?
  4. Bagaimana cara menentukan derajat kebebasan (dfdf)?
  5. Apa perbedaan uji satu sisi dan dua sisi dalam uji hipotesis?

Tip: Pastikan data sampel cukup besar untuk hasil yang lebih akurat, terutama jika distribusi datanya tidak mendekati normal.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Hypothesis Testing
T-Test
Statistics

Formulas

t = (x̄ - μ) / (s / √n)
p-value calculation using t-distribution

Theorems

T-distribution properties
Central Limit Theorem

Suitable Grade Level

Undergraduate (Statistics or Engineering courses)