‹ Daftar slidePertemuan 12: Pengujian Asumsi Klasik: Normalitas dan Kesamaan Varians
Program Studi Bisnis Digital • FEB
Statistika Bisnis
Pertemuan 12 — Pengujian Asumsi Klasik: Normalitas dan Kesamaan Varians
Setelah model regresi berganda terbentuk, kita uji apakah residualnya berdistribusi normal dan variannya homogen — dua syarat agar uji-t dan uji-F pada model Anda benar-benar bisa dipercaya.
RPS MINGGU 13 • 2×50 MENIT
Tujuan Pembelajaran Hari Ini
Setelah pertemuan ini, Anda diharapkan mampu menguji normalitas residual dan kesamaan varians pada model regresi, lalu menafsirkan hasilnya dengan benar. Secara rinci:
CAPAIAN 1
NORMALITAS
Menjelaskan konsep normalitas residual dan alasan ia disyaratkan dalam regresi OLS.
Membaca histogram, Q-Q plot, dan scatter residual untuk mendeteksi pelanggaran asumsi secara cepat.
CAPAIAN 4
SOLUSI
Mengidentifikasi langkah perbaikan ketika asumsi normalitas atau homoskedastisitas dilanggar.
Kenapa Uji Asumsi Ini Tidak Boleh Dilewati?
Uji-t dan uji-F yang Anda pelajari untuk menguji signifikansi koefisien regresi hanya valid jika asumsi normalitas dan homoskedastisitas residual terpenuhi — melewatkan uji ini sama dengan garbage in, garbage out.
KASUS 1
MODEL A
Analis di sekuritas membangun regresi return saham, residual diuji — normal dan homoskedastis.
KASUS 2
MODEL B
Model serupa dibuat tanpa uji asumsi — residual ternyata melebar di data volume transaksi tinggi.
HASIL
BEDA KEPUTUSAN
Model B melaporkan variabel "signifikan" yang sebenarnya bias — rekomendasi investasi jadi keliru.
Statistik uji-t dan uji-F dihitung berdasarkan asumsi distribusi tertentu pada residual. Kalau asumsi itu dilanggar dan diabaikan, angka p-value yang Anda baca di layar bisa menyesatkan — terlihat meyakinkan padahal keliru.
Bagian 1 dari 3
Uji Normalitas Residual
Memastikan selisih antara nilai aktual dan prediksi model tersebar mengikuti kurva normal.
Apa Itu Normalitas Residual, dan Kenapa Disyaratkan?
Residual adalah selisih antara nilai Y aktual dan nilai Y yang diprediksi model (Y - Ŷ). Normalitas residual berarti sebaran selisih ini mengikuti kurva lonceng (distribusi normal) di sekitar nol.
Kenapa Disyaratkan OLS
Dasar uji-t dan uji-F — kedua uji ini diturunkan dari asumsi residual normal, terutama pada sampel kecil (n < ~30).
Prediksi ekstrem (outlier besar) lebih mudah dikenali bila pola normal diketahui.
Konsekuensi Bila Dilanggar
P-value tidak akurat — kesimpulan "signifikan/tidak signifikan" bisa keliru.
Interval keyakinan melebar/menyempit salah — estimasi rentang nilai koefisien bias.
Pada sampel besar (n > ~30), dampaknya mengecil berkat teorema limit pusat.
Dua Jalur Deteksi: Visual vs Uji Formal
Sebelum menghitung statistik uji, biasakan mata Anda membaca bentuk sebaran residual lebih dulu.
JALUR VISUAL
Histogram residual & Q-Q plot — cepat, tapi subjektif (tafsiran bisa berbeda antar orang).
JALUR UJI FORMAL
Uji Jarque-Bera, Shapiro-Wilk, atau Kolmogorov-Smirnov — hasilnya berupa angka & keputusan objektif.
Hitung dari Nol: Uji Jarque-Bera
Kasus: residual regresi penjualan bulanan 30 UMKM (Y) terhadap belanja iklan digital (X) memiliki skewness (S) = 0,42 dan kurtosis (K) = 3,85. Uji pada α = 5%.
Langkah
Perhitungan
Nilai
1. Komponen skewness: S²
0,42²
0,1764
2. Komponen kurtosis: (K - 3)² ÷ 4
(3,85 - 3)² ÷ 4 = 0,85² ÷ 4
0,1806
3. Jumlah kedua komponen
0,1764 + 0,1806
0,357
4. Statistik JB = (n ÷ 6) × jumlah komponen
(30 ÷ 6) × 0,357 = 5 × 0,357
~1,785
5. Nilai kritis χ² tabel (df = 2, α = 5%)
dari tabel chi-square
5,991
6. Keputusan: JB (1,785) vs χ² (5,991)
1,785 < 5,991
Gagal tolak H0
KESIMPULAN
Residual Berdistribusi Normal
Coba Sendiri: Hitung Statistik Jarque-Bera
Geser nilai skewness dan kurtosis residual, lalu amati bagaimana statistik JB dan keputusan tolak/terima H0 berubah.
Membaca Q-Q Plot: Cara Cepat Cek Normalitas Secara Visual
Q-Q plot (quantile-quantile plot) membandingkan kuantil residual data Anda dengan kuantil distribusi normal teoritis — semakin dekat titik-titik ke garis diagonal, semakin normal residualnya.
Latihan Kilat: Normal atau Tidak?
Kerjakan mandiri (3 menit): amati tiga bentuk histogram residual berikut, lalu tentukan mana yang paling mendekati normal.
HISTOGRAM A
Simetris, satu puncak di tengah, ekor pendek di kedua sisi.
HISTOGRAM B
Dua puncak terpisah (bimodal) — data tampak berasal dari dua kelompok berbeda.
HISTOGRAM C
Satu puncak di kiri, ekor panjang memanjang ke kanan.
Diskusikan dengan teman sebangku: histogram mana yang lolos uji normalitas visual, dan histogram mana yang perlu ditelusuri lebih lanjut penyebabnya (outlier? sub-kelompok data tercampur?).
Bagian 2 dari 3
Uji Kesamaan Varians (Homoskedastisitas)
Memastikan sebaran residual tetap konsisten di semua level variabel penjelas — tidak melebar atau menyempit.
Homoskedastis vs Heteroskedastis: Apa Bedanya?
Homoskedastisitas berarti varians residual konstan di semua level X. Heteroskedastisitas berarti varians residual berubah-ubah (biasanya melebar) seiring naiknya X.
Dua Jalur Deteksi Kesamaan Varians
Sama seperti normalitas, deteksi heteroskedastisitas juga punya jalur visual dan jalur uji formal.
Jalur Visual
Scatter plot residual vs Ŷ (nilai prediksi) — cari pola corong, gelombang, atau bentuk sistematis lain.
Kalau titik tersebar acak tanpa pola → indikasi homoskedastis.
Kalau membentuk corong/gelombang → indikasi heteroskedastis.
Jalur Uji Formal
Breusch-Pagan — regresikan residual kuadrat terhadap variabel X, paling umum dipakai.
White test — versi lebih umum, menangkap pola non-linear.
Glejser / Park test — alternatif dengan pendekatan berbeda pada residual.
Hitung dari Nol: Uji Breusch-Pagan
Kasus sama: 30 UMKM, regresi penjualan (Y) terhadap belanja iklan digital (X). Residual kuadrat (e²) diregresikan terhadap X, menghasilkan R² auxiliary = 0,062. Uji pada α = 5%.
Langkah
Perhitungan
Nilai
1. Regresi bantu: e² terhadap X, catat R² auxiliary
hasil regresi bantu
0,062
2. Jumlah observasi (n)
data 30 UMKM
30
3. Statistik LM Breusch-Pagan = n × R² auxiliary
30 × 0,062
1,86
4. Nilai kritis χ² tabel (df = 1, α = 5%)
dari tabel chi-square
3,841
5. Keputusan: LM (1,86) vs χ² (3,841)
1,86 < 3,841
Gagal tolak H0
KESIMPULAN
Residual Homoskedastis
Coba Sendiri: Hitung Statistik LM Breusch-Pagan
Geser R² auxiliary dari regresi residual kuadrat terhadap X, lalu amati bagaimana statistik LM dan keputusan uji berubah.
Kalau Asumsi Dilanggar: Apa yang Harus Dilakukan?
Pelanggaran normalitas atau homoskedastisitas bukan akhir segalanya — ada beberapa jalan keluar standar yang bisa dipilih sesuai penyebabnya.
Masalah
Solusi yang Umum Dipakai
Residual tidak normal karena outlier
Telusuri & verifikasi outlier; pertimbangkan koreksi atau catatan khusus, bukan sekadar dihapus
Residual tidak normal, sampel besar (n > 30)
Andalkan teorema limit pusat — dampaknya melemah, uji-t/F tetap cukup dapat diandalkan
Heteroskedastisitas terdeteksi
Gunakan robust standard error (White's heteroskedasticity-consistent SE) tanpa mengubah model
Heteroskedastisitas + skala data melebar (mis. omzet kecil vs besar)
Transformasi data, misalnya bentuk logaritma pada variabel Y
Prinsip umum: diagnosis dulu penyebabnya sebelum memilih solusi — solusi yang salah sasaran (misalnya menghapus data begitu saja) justru bisa merusak validitas model.
Bagian 3 dari 3
Praktik: Membaca Output Software Statistik
Menghubungkan perhitungan manual tadi dengan tampilan output SPSS/Eviews/Stata yang akan Anda temui langsung.
Contoh Output Uji Asumsi dari Software Statistik
Tampilan ini menyerupai output khas SPSS/Eviews untuk model regresi penjualan UMKM yang sama dengan contoh perhitungan manual sebelumnya.
Uji
Statistik
P-value
Keputusan (α = 5%)
Jarque-Bera (normalitas)
1,785
0,4096
Gagal tolak H0 → residual normal
Breusch-Pagan (homoskedastisitas)
1,860
0,1726
Gagal tolak H0 → homoskedastis
Cara baca cepat: jika p-value > α (biasanya 0,05), gagal tolak H0 — asumsi terpenuhi. Jika p-value ≤ α, tolak H0 — asumsi dilanggar, perlu tindak lanjut.
Studi Kasus: Menentukan Langkah Tindak Lanjut
Dua situasi nyata yang dihadapi seorang analis riset di sebuah sekuritas saat menyusun model regresi return saham — telusuri alur penalarannya.
Situasi A
Model regresi return saham BBCA terhadap volume transaksi diuji Jarque-Bera → p-value = 0,02.
P-value (0,02) < α (0,05) → residual tidak normal.
Cek histogram: satu observasi ekstrem saat hari pengumuman dividen besar.
Keputusan: telusuri & catat outlier tersebut sebagai kejadian khusus, bukan langsung dihapus.
Situasi B
Model omzet toko online (kecil hingga besar) diuji Breusch-Pagan → p-value = 0,01.
Scatter plot menunjukkan pola corong — toko besar variasinya jauh lebih liar.
Keputusan: pakai robust standard error, pertimbangkan transformasi logaritma omzet.
Latihan: Diagnosis Model Regresi Anda Sendiri
Kerjakan berkelompok (10 menit) menggunakan model regresi tugas kelompok Anda sebelumnya, lalu 3 kelompok akan diminta presentasi singkat.
Instruksi
Ambil output regresi berganda kelompok Anda dari pertemuan sebelumnya (atau dataset contoh yang dibagikan dosen). Jalankan uji Jarque-Bera dan Breusch-Pagan menggunakan software yang tersedia di laboratorium (SPSS/Eviews), lalu catat statistik uji, p-value, dan keputusan untuk masing-masing.
PERTANYAAN 1
Apakah residual model Anda normal dan homoskedastis? Tunjukkan bukti angkanya (statistik & p-value).
PERTANYAAN 2
Jika ada asumsi yang dilanggar, langkah tindak lanjut apa yang paling tepat untuk kasus Anda, dan mengapa?
Rangkuman: Uji Normalitas dan Kesamaan Varians
Topik
Inti yang Perlu Diingat
Normalitas residual
Syarat validitas uji-t/uji-F; dideteksi via histogram, Q-Q plot, dan uji formal Jarque-Bera
Uji Jarque-Bera
Berbasis skewness & kurtosis residual; bandingkan statistik JB dengan χ² tabel (df = 2)
Homoskedastisitas
Varians residual konstan di semua level X; dideteksi via scatter residual dan uji formal Breusch-Pagan
Uji Breusch-Pagan
Regresikan e² terhadap X, statistik LM = n × R² auxiliary, bandingkan dengan χ² tabel (df = 1)
Bila asumsi dilanggar
Telusuri outlier, robust standard error, atau transformasi data — diagnosis dulu sebelum memilih solusi
Satu kalimat kunci: uji asumsi klasik bukan formalitas — ia menentukan apakah kesimpulan uji hipotesis pada model regresi Anda bisa dipercaya atau menyesatkan.
Sebelum Pertemuan Berikutnya
Minggu Depan (Pertemuan 13)
Kita masuk Statistik Inferensial: Uji Kelayakan Model & Hipotesis — menyatukan seluruh materi regresi dan uji asumsi menjadi satu kerangka pengujian model yang utuh, sebelum rangkuman semester dan UAS.
TUGAS SEBELUM MINGGU DEPAN
1 LAPORAN SINGKAT
Jalankan uji Jarque-Bera & Breusch-Pagan pada model regresi tugas kelompok Anda, lampirkan output & interpretasi satu paragraf.
Bawa laporan ini ke pertemuan berikutnya — akan menjadi dasar diskusi sebelum kita membahas uji kelayakan model secara menyeluruh.