stdsquare²
🎓 Kelas
stdsquare / materi / slides / pertemuan-09
Tema
Japan
Arcade
Dark Retro
Font
‹ Daftar slide Pertemuan 9: Presentasi Tugas Matriks — Sesi 1

Program Studi Manajemen • FEB UNDIP

Matematika Bisnis

Pertemuan 9 — Presentasi Tugas Matriks: Sesi 1

Hari ini kelompok mempresentasikan regresi berbasis matriks — dari data nyata Indonesia ke koefisien β̂ (beta hat — estimator OLS yang dihitung dari data) yang bermakna bisnis.

RPS Minggu 10 • Sub-CPMK 2 • Durasi 2 × 50 Menit
1111

Capaian & Alur Sesi Ini

Setelah sesi ini, Anda diharapkan mampu mengintegrasikan matriks ke dalam persamaan regresi (Sub-CPMK 2). Rincian capaian:

Capaian 1 — Desain
Menyusun design matrix X (matriks desain — matriks n×(k+1) dengan kolom konstanta bernilai 1) dari data kelompok dengan notasi matriks yang benar.
Capaian 2 — Hitung
Menghitung β̂ = (X'X)⁻¹X'y secara penuh, langkah per langkah, tanpa kesalahan dimensi.
Capaian 3 — Interpretasi
Menginterpretasikan setiap koefisien β dalam kalimat bisnis dengan satuan eksplisit dan klausa ceteris paribus (dengan menganggap variabel lain tetap konstan).
Capaian 4 — Komunikasi
Menyajikan temuan secara lisan (10 menit) dan memberikan kritik metodologi konstruktif kepada kelompok lain.

Mengapa Repot-Repot Pakai Matriks untuk Regresi?

Cara Lama (Skalar)
Regresi satu variabel: dua rumus terpisah (Σxy dan Σx²). Sudah terasa merepotkan. Tambah satu variabel X lagi → jumlah formula berlipat ganda. Sepuluh variabel → kekacauan. Skalar = bilangan tunggal, bukan matriks.
Cara Matriks
Berapa pun jumlah variabel X, rumusnya tetap satu: β̂ = (X'X)⁻¹X'y. Tambah kolom di X, selesai. Software statistik (SPSS, R, Python) persis menggunakan rumus ini di balik layar.
Matriks bukan pengganti intuisi — ia bahasa universal yang membuat rumus regresi berlaku untuk 1, 10, bahkan 100 variabel bebas tanpa perubahan bentuk.
Blok 1 dari 4
Rekapitulasi Kerangka Metodologi
Sebelum presentasi kelompok dimulai, kita review bersama: design matrix, rumus OLS, langkah baku, interpretasi, dan visualisasi.
Design Matrix OLS Interpretasi

Menyusun Design Matrix X

Setiap baris = satu observasi (responden/tahun/perusahaan). Setiap kolom = satu variabel (kolom pertama = konstanta bernilai 1).

Contoh: regresi Y terhadap X₁ dan X₂, n = 4 observasi. Dimensi X: n × (k+1) = 4 × 3.

X = [ 1 X₁₁ X₂₁ ] y = [ y₁ ]
[ 1 X₁₂ X₂₂ ] [ y₂ ]
[ 1 X₁₃ X₂₃ ] [ y₃ ]
[ 1 X₁₄ X₂₄ ] [ y₄ ]

Konvensi subskrip Xji: j = indeks variabel, i = indeks observasi. Jadi X₂₃ = variabel ke-2, observasi ke-3.

Kolom pertama harus bernilai 1 untuk semua baris — ini yang menghasilkan konstanta (intercept) β₀ dalam model. Lupa kolom ini = hasil β̂ salah total. Jika k variabel bebas, X berukuran n×(k+1).

Rumus OLS — Model Populasi & Intuisi

Model populasi: y = Xβ + ε  |  y: vektor respons n×1  |  X: design matrix n×(k+1)  |  β: koefisien sejati (k+1)×1  |  ε: vektor kesalahan/residual populasi n×1

Estimasi: ŷ = Xβ̂ — garis/bidang yang kita estimasi dari data

Intuisi OLS (Ordinary Least Squares — Metode Kuadrat Terkecil Biasa): minimalkan Σεᵢ² (jumlah kuadrat residual) — total jarak vertikal kuadrat dari semua titik data ke garis estimasi. Dikuadratkan agar residual positif dan negatif tidak saling menghilangkan.

β̂ = (X'X)⁻¹ X'y
y = Xβ + ε adalah model populasi (β tidak diketahui). β̂ adalah estimator dari data — simbol ^ menunjukkan nilai yang diestimasi, bukan nilai sejati.

Rumus OLS — Lima Langkah A–E & Cek Dimensi

β̂ = (X'X)⁻¹ X'y
LangkahOperasiDimensi Hasil
AHitung X' (transpose X — tukar baris & kolom)(k+1) × n
BHitung X'X = [(k+1)×n] × [n×(k+1)](k+1) × (k+1)
CHitung (X'X)⁻¹ — invers matriks simetris persegi(k+1) × (k+1)
DHitung X'y = [(k+1)×n] × [n×1](k+1) × 1
EKalikan (X'X)⁻¹ × X'yβ̂(k+1) × 1
Aturan emas dimensi: matriks (a×b) × (b×c) = (a×c). Dimensi tengah harus cocok (b = b). Kalau tidak cocok → ada yang salah di langkah sebelumnya.

Lima Langkah Baku: Dari Data ke β̂

Langkah 1 — Data
Kumpulkan data → susun vektor y (variabel terikat) dan kolom-kolom X (variabel bebas). Tentukan n (jumlah observasi) dan k (jumlah variabel bebas).
Langkah 2 — Design Matrix
Tambah kolom konstanta (semua = 1) sebagai kolom pertama X. Cek dimensi: X harus n×(k+1).
Langkah 3 — Hitung X'X & X'y
Transpose X → kalikan X'×X → hasilkan matriks (k+1)×(k+1). Transpose X → kalikan X'×y → hasilkan vektor (k+1)×1.
Langkah 4 — Invers (X'X)
Cari (X'X)⁻¹ via metode adjoin atau baris-elementer. Verifikasi: (X'X)(X'X)⁻¹ = I (matriks identitas — diagonal = 1, lainnya = 0).
Langkah 5 — Hitung β̂ & Interpretasi β̂ = (X'X)⁻¹X'y. Baca setiap elemen β̂ — terjemahkan ke bahasa bisnis dengan satuan eksplisit.

Cara Membaca Koefisien β̂ — Bahasa Bisnis

Setiap β̂𝒜 adalah marginal effect (efek marginal) — perubahan Y per unit perubahan X𝒜, dengan semua variabel lain tetap (ceteris paribus).

KoefisienBacaan TeknisContoh Kalimat Bisnis
β̂₀ (intercept)Nilai prediksi Y saat semua X = 0"Ketika pengeluaran iklan nol, proyeksi penjualan adalah Rp X juta (konteks harus dipertimbangkan)."
β̂₁Δ Y per Δ X₁ (+1 satuan X₁)"Setiap kenaikan pengeluaran iklan Rp 1 juta meningkatkan penjualan ~Rp 3,2 juta, jika variabel lain tetap."
β̂₂Δ Y per Δ X₂ (+1 satuan X₂)"Setiap tambahan satu tenaga penjual meningkatkan penjualan ~Rp 1,8 juta/bulan, jika variabel lain tetap."
Wajib: sebutkan (1) arah (positif/negatif), (2) besar efek, (3) satuan X dan Y, (4) klausa ceteris paribus. Tanpa satuan = interpretasi tidak lengkap.

Visualisasi: Scatter Plot & Garis Regresi

Untuk regresi sederhana (k=1), plot selalu wajib. Untuk berganda (k≥2), plot Y vs Ŷ (fitted values — nilai Y yang diprediksi model) atau Y vs masing-masing X secara parsial.

Variabel Bebas (X₁)Variabel Terikat (Y)Ŷ = β̂₀ + β̂₁X₁ε̂

Elemen Visual Wajib dalam Presentasi

  • Label sumbu lengkap (nama variabel + satuan)
  • Garis regresi dengan persamaan ditampilkan (Ŷ = a + bX)
  • Sebutkan — koefisien determinasi, ukuran seberapa baik garis menjelaskan variasi data (0 = tidak ada, 1 = sempurna)
Visualisasi bukan hiasan — ia membuktikan bahwa Anda memahami hubungan data secara intuitif, bukan hanya menghitung rumus.

Micro-HDN: Menghitung R² dari Nol

(R-squared / koefisien determinasi) adalah prasyarat dari matkul statistik Anda — presentasi menuntut Anda menyebutnya. Rumus: R² = 1 − SSR/SST.

LangkahPerhitunganNilai
Ȳ (rata-rata Y)Σy / n = 256 / 551,2
SST (Sum of Squares Total — total variasi Y dari rata-ratanya)(120−51,2)²+(55−51,2)²+(38−51,2)²+(25−51,2)²+(18−51,2)²
= 4732,9+14,4+174,2+686,4+1102,2
6710,1
SSR (Sum of Squares Residual — variasi Y tidak dijelaskan model)0,07²+0,80²+(−1,18)²+(−1,03)²+1,36²
= 0,005+0,640+1,392+1,061+1,850
4,95
1 − SSR/SST = 1 − 4,95 / 6710,1 = 1 − 0,00074≈ 0,9993
R² ≈ 0,999 → model menjelaskan ~99,9% variasi PDRB. Untuk data ilustrasi n=5 yang hampir linear ini wajar. Data nyata biasanya R² lebih rendah.
Untuk presentasi Anda: wajib hitung dan laporkan R². Penilai akan menanyakannya (lihat Slide 14 — pertanyaan kritik). Sertakan tabel SST, SSR, R² di slide Anda.

Coba Sendiri: Cari Garis Terbaik dengan Menggeser Titik

Geser titik-titik data pada scatter plot dan amati bagaimana garis regresi serta residual berubah menyesuaikan diri untuk meminimumkan kuadrat galat.

Sumber Data yang Valid untuk Tugas Kelompok

Topik bebas kelompok — tetapi data harus dari sumber terverifikasi, bukan dikarang.

BPS Jawa Tengah
Data ekonomi regional: PDRB (Produk Domestik Regional Bruto — ukuran output ekonomi wilayah) per kabupaten, pengeluaran RT, jumlah UMKM, tingkat pengangguran.
bps.go.id/id/provinsi/jawa-tengah
IDX / Laporan Keuangan
Data keuangan emiten BEI (Bursa Efek Indonesia): penjualan, biaya, aset, laba. Contoh: BBCA, TLKM.
idx.co.idfinancials. Cocok untuk model kinerja perusahaan.
Survei Primer Kampus UNDIP
Kuesioner yang Anda buat sendiri — data mahasiswa, konsumsi, preferensi, transportasi kampus. Valid jika prosedur pengumpulan data jelas dan terdokumentasi.
Satu syarat mutlak: setiap angka harus bisa dilacak ke sumber. Tuliskan sumber di slide presentasi. Data tanpa sumber = ditolak penilai.
Blok 2 dari 4
Panduan Presentasi & Kriteria Penilaian
Struktur 10 menit yang diharapkan, rubrik empat dimensi, dan cara memberikan kritik metodologi yang efektif.
Struktur Rubrik Kritik

Struktur Waktu Presentasi 10 Menit per Kelompok

1' Pembuka
Anggota, topik, sumber data, hipotesis awal
2' Metodologi
Design matrix, model persamaan, asumsi
3' Perhitungan
X'X, X'y, (X'X)⁻¹, dan β̂ — tampilkan langkah kunci
3' Interpretasi
Makna β̂, visualisasi, implikasi bisnis
1' Penutup + Q&A
Kesimpulan satu kalimat + buka pertanyaan
Ketepatan waktu dinilai. Lebih dari 12 menit = pengurangan poin. Latih presentasi sebelum kelas. Hipotesis = dugaan awal tentang hubungan antar variabel sebelum melihat data.

Rubrik Penilaian — Empat Dimensi

DimensiBobotNilai A (85–100)Nilai C (55–69)
Ketepatan teknis40%Design matrix benar, langkah β̂ lengkap tanpa kesalahan dimensiAda kesalahan dimensi atau langkah terlewat
Interpretasi bisnis30%Setiap β̂ diinterpretasikan dengan satuan, arah, ceteris paribusHanya menyebutkan angka tanpa konteks
Visualisasi & komunikasi20%Scatter plot/plot jelas, label lengkap, penyampaian terstrukturVisual ada tapi label kurang atau tidak runtut
Ketepatan waktu & respons10%Selesai ≤10 menit, menjawab pertanyaan dengan tepatMelebihi waktu atau jawaban tidak relevan
Total bobot = 100%. Dimensi teknis (40%) + interpretasi (30%) = 70% dari nilai. Ini bukan presentasi umum — substansi teknis yang utama. Rubrik = pedoman penilaian dengan kriteria dan standar untuk setiap tingkat nilai.

Kritik Metodologi Antar-Kelompok — Do & Don't

Sebagai pendengar, Anda bertugas memberikan satu pertanyaan atau satu catatan metodologi yang konstruktif.

✓ DO — Kritik Konstruktif
  • "Apakah kolom konstanta di X sudah benar?"
  • "Bagaimana Anda menentukan bahwa hubungan ini bisa diasumsikan linear?"
  • "Berapa R² model Anda, dan apakah itu memadai?"
  • "Apakah ada pencilan (outlier) dalam data yang memengaruhi β̂?"
✗ DON'T — Kritik Tidak Efektif
  • "Presentasinya bagus, saya setuju semua." (tidak membantu)
  • "Menurut saya data kelompok ini tidak valid." (terlalu umum)
  • "Saya kira kalian salah." (tanpa menunjukkan di mana)
  • Menyerang presentasi tanpa mengusulkan perbaikan.
Kritik yang baik: spesifik (tunjuk langkah atau dimensi), berbasis metodologi, dan diikuti pertanyaan klarifikasi. Outlier = pencilan, observasi yang nilainya jauh dari pola umum data.

Lima Kesalahan Paling Umum — Cegah Sebelum Presentasi

1. Lupa kolom konstanta di design matrix → seluruh β̂ salah karena model dipaksa melewati titik asal.
2. Kesalahan dimensi saat perkalian matriks → cek (a×b)×(b×c)=(a×c) di setiap langkah.
3. β̂ tanpa interpretasi satuan → menyebut "2,7" saja, tanpa "2,7 triliun Rp per triliun Rp konsumsi."
4. Data tanpa sumber → penilai tidak dapat memverifikasi keabsahan angka.
5. Hanya menampilkan hasil akhir tanpa menunjukkan X'X, X'y, dan langkah invers → tidak dapat dinilai ketepatan prosesnya.
Gunakan daftar ini sebagai cek terakhir 30 menit sebelum presentasi dimulai.
Blok 3 dari 4
Sesi Presentasi Kelompok
Contoh analitik dari dosen + presentasi kelompok 1 hingga N. Waktu: ~60 menit.
123

Contoh Analitik — Data BPS Jawa Tengah

Apakah pengeluaran konsumsi rumah tangga (X₁) berpengaruh terhadap PDRB kabupaten (Y)? Data 5 kabupaten/kota Jawa Tengah (ilustrasi).

Kab/KotaY — PDRB (Rp triliun)X₁ — Konsumsi RT (Rp triliun)
Semarang Kota12065
Kab. Semarang5530
Kendal3822
Demak2515
Salatiga1810
Angka ilustrasi — bukan persis data BPS, digunakan untuk demonstrasi langkah metodologi saja. Data riil: bps.go.id/id/provinsi/jawa-tengah. PDRB atas dasar harga berlaku = nilai output ekonomi dalam rupiah harga tahun berjalan.

Hitung dari Nol — HDN-1: Menyusun X'X dan X'y

Data: n = 5, k = 1. Y = [120, 55, 38, 25, 18]'. X₁ = [65, 30, 22, 15, 10]'. Design matrix X (5×2):

X = [ 1 65 ]   y = [ 120 ]
    [ 1 30 ]      [ 55 ]
    [ 1 22 ]      [ 38 ]
    [ 1 15 ]      [ 25 ]
    [ 1 10 ]      [ 18 ]
LangkahPerhitunganNilai
X'X elemen (1,1) = Σ11+1+1+1+15
X'X elemen (1,2) = (2,1) = ΣX₁65+30+22+15+10142
X'X elemen (2,2) = ΣX₁²65²+30²+22²+15²+10² = 4225+900+484+225+1005934
X'y elemen (1,1) = Σy120+55+38+25+18256
X'y elemen (2,1) = ΣX₁y65×120+30×55+22×38+15×25+10×18 = 7800+1650+836+375+18010841
ΣX₁² ≠ (ΣX₁)²: ΣX₁² = kuadratkan tiap nilai DULU lalu jumlahkan = 5934; sedangkan (ΣX₁)² = jumlahkan dulu BARU kuadratkan = 142² = 20164. Perbedaan ini menentukan det = 5×5934 − 142² = 29670 − 20164 = 9506.

Hitung dari Nol — HDN-2: Invers (X'X) & β̂

LangkahPerhitunganNilai
D — det(X'X)(5)(5934) − (142)(142) = 29670 − 201649506
E — (X'X)⁻¹   a₁₁5934 / 95060,624237
E — (X'X)⁻¹   a₁₂ = a₂₁−142 / 9506−0,014938
E — (X'X)⁻¹   a₂₂5 / 95060,000526
F — β̂₀0,624237 × 256 + (−0,014938) × 10841 = 159,805 − 161,943≈ −2,14
F — β̂₁(−0,014938) × 256 + 0,000526 × 10841 = −3,824 + 5,702≈ 1,878
β̂ = [−2,14 ; 1,878]' → Model: Ŷ = −2,14 + 1,878 X₁. Verifikasi: (X'X)⁻¹ × (X'X) = I ✓. Determinan (det) ≠ 0 → invers ada. Rumus invers 2×2: tukar diagonal, ubah tanda off-diagonal, bagi dengan det (adjoin).

Interpretasi Hasil & Visualisasi — Contoh BPS Jateng

Model: Ŷ = −2,14 + 1,878 X₁

Koef.NilaiInterpretasi Bisnis
β̂₀−2,14Konstanta; di luar cakupan interpretasi realistis (X₁ tidak mungkin = 0).
β̂₁1,878Setiap kenaikan konsumsi RT Rp 1 triliun → PDRB +Rp 1,878 triliun, ceteris paribus. Konsisten dengan teori.
Kab/KotaY aktualŶ prediksiResidual (ε̂ = Y−Ŷ)
Semarang Kota120119,930,07
Kab. Semarang5554,200,80
Kendal3839,18−1,18
Demak2526,03−1,03
Salatiga1816,641,36
Residual (galat) kecil — SSR ≈ 4,95 → model menjelaskan data dengan baik. R² ≈ 0,9993 (lihat Slide 9b). Selanjutnya: plot Y vs Ŷ untuk visualisasi.

Demo Kritik Metodologi — Contoh Pertanyaan Efektif

Setelah melihat contoh BPS Jateng di atas, pertanyaan metodologi seperti apa yang tepat diajukan?

Pertanyaan Teknis
  • "Anda menggunakan n=5 observasi dan k=1 variabel — apakah ukuran sampel ini memadai? Apa keterbatasannya?"
  • "Bagaimana Anda memverifikasi bahwa (X'X)⁻¹ × (X'X) = I setelah invers dihitung?"
Pertanyaan Interpretasi & Data
  • "β̂₀ negatif di contoh ini — apakah Anda setuju bahwa interpretasinya terbatas, dan jika ya, mengapa?"
  • "Jika ditambahkan variabel X₂ (jumlah UMKM), bagaimana design matrix Anda berubah dimensinya?"
Pertanyaan yang baik memperluas pemikiran kelompok presenter, bukan menjatuhkan. Tujuannya: bersama kita memahami lebih dalam. Ukuran sampel (n) yang kecil membatasi keandalan estimasi.
Blok 4 dari 4
Sintesis & Refleksi Bersama
Batas-batas OLS, peta konsep lengkap, diskusi penutup, dan persiapan Pertemuan 10.
Batas Model Peta Konsep Refleksi

Apa yang OLS Tidak Tangkap? Batas-Batas Model

OLS mengasumsikan kondisi ideal. Di data nyata, empat hal ini sering muncul.

△ Linearitas
OLS mengasumsikan Y dan X berhubungan linear. Jika hubungannya kurva (mis. diminishing returns — imbal hasil menurun), prediksinya bias.
△ Kausalitas vs Korelasi
β̂ positif tidak berarti X menyebabkan Y. Mungkin ada omitted variable (variabel yang berpengaruh tapi tidak dimasukkan) yang memengaruhi keduanya secara bersamaan.
△ Sampel Kecil
Dengan n sangat kecil (misalnya n=5 seperti contoh), estimator kurang stabil dan interval kepercayaan sangat lebar. Data nyata sebaiknya n ≥ 20–30.
△ Outlier
Satu observasi ekstrem (pencilan) dapat menarik garis regresi jauh dari pola mayoritas data — selalu visualisasikan data terlebih dahulu.
OLS adalah titik awal yang kuat, bukan alat akhir. Materi lanjutan (Ekonometrika) akan mengajarkan cara mengatasi setiap keterbatasan ini.

Peta Konsep: Dari Data ke Keputusan Bisnis

Pertemuan 1–8 membangun Node 1–3. Pertemuan 9–10 mengintegrasikan Node 4–6. Inilah makna Sub-CPMK 2.

DATA MENTAHBPS/IDX/SurveiDESIGN MATRIXX: n×(k+1)OPERASI MATRIKSX'X, X'y, (X'X)⁻¹β̂ = (X'X)⁻¹X'yVektor koefisienINTERPRETASIMarginal effectKEPUTUSANBISNISAlokasi, proyeksiVISUALISASIScatter plot, Y vs Ŷ

Diskusi Penutup — Refleksi & Cek Pemahaman

Pertanyaan Refleksi
  • "Apa satu hal dari presentasi kelompok lain hari ini yang paling memperkaya pemahaman Anda?"
  • "Di mana langkah terberat dalam menyelesaikan tugas kelompok Anda? Mengapa?"
Cek Teknis Cepat
  • "Jika X berukuran 8×3, berapa dimensi X'X? Dan berapa dimensi β̂?"
  • "Jika β̂₁ = −1,5 dan X₁ = jumlah karyawan (orang) serta Y = biaya operasi (Rp juta), tulis interpretasinya dalam satu kalimat lengkap."
Jawaban cek teknis: X'X = 3×3; β̂ = 3×1. Interpretasi: "Setiap tambahan 1 karyawan diperkirakan menurunkan biaya operasi Rp 1,5 juta (mungkin karena skala ekonomi — biaya per unit turun ketika produksi bertambah), ceteris paribus." Tidak ada jawaban benar-salah untuk refleksi.

Persiapan Pertemuan 10 — Presentasi Tugas Matriks: Sesi 2

Kelompok yang Belum Tampil
  • Pastikan semua anggota hadir di Pertemuan 10.
  • Slide dan design matrix sudah final.
  • Latih presentasi satu kali lagi malam ini.
  • Ketepatan waktu (≤10 menit) dinilai.
Kelompok yang Sudah Tampil
  • Revisi slide berdasarkan masukan hari ini.
  • Tulis refleksi: apa yang berhasil dan apa yang akan diperbaiki.
  • Siapkan pertanyaan metodologi untuk kelompok lain di P10.
  • Partisipasi kritik di P10 juga dinilai.
Pertemuan 10 juga mencakup rekap akhir seluruh modul matriks dan pengantar topik berikutnya. Jangan absen.
Badge: P10 • Minggu 11