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 • $2\times50$ 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 $\alpha = 5\%$.
Langkah
Perhitungan
Nilai
1. Komponen skewness: $S^{2}$
$0,42^{2}$
0,1764
2. Komponen kurtosis: $(K - 3)^{2} \div 4$
$(3,85 - 3)^{2} \div 4 = 0,85^{2} \div 4$
0,1806
3. Jumlah kedua komponen
0,1764 + 0,1806
0,357
4. Statistik $JB = (n \div 6) \times$ jumlah komponen
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.
Coba Sendiri: Plot P-P dan Pemeriksaan Normalitas
Pahami beda P-P plot dan Q-Q plot, serta kapan masing-masing lebih tepat untuk menilai normalitas distribusi.
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.
Coba Sendiri: Pola Visual Heteroskedastisitas Lengkap
Bandingkan beberapa pola heteroskedastisitas klasik (corong, bowtie, kurva) untuk melatih deteksi visual.
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 $\to$ indikasi homoskedastis.
Kalau membentuk corong/gelombang $\to$ 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 $(e^{2})$ diregresikan terhadap X, menghasilkan $R^{2}$ auxiliary = 0,062. Uji pada $\alpha = 5\%$.
Langkah
Perhitungan
Nilai
1. Regresi bantu: $e^{2}$ terhadap X, catat $R^{2}$ auxiliary
hasil regresi bantu
0,062
2. Jumlah observasi (n)
data 30 UMKM
30
3. Statistik LM Breusch-Pagan $= n \times R^{2}$ auxiliary
Geser $R^{2}$ 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 $(\alpha = 5\%)$
Jarque-Bera (normalitas)
1,785
0,4096
Gagal tolak $H0 \to$ residual normal
Breusch-Pagan (homoskedastisitas)
1,860
0,1726
Gagal tolak $H0 \to$ homoskedastis
Cara baca cepat: jika p-value > $\alpha$ (biasanya 0,05), gagal tolak H0 — asumsi terpenuhi. Jika p-value $\leq \alpha$, 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 $\to p-$value = 0,02.
P-value (0,02) < $\alpha (0,05) \to$ 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 $\to p-$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 $\chi^{2}$ tabel (df = 2)
Homoskedastisitas
Varians residual konstan di semua level X; dideteksi via scatter residual dan uji formal Breusch-Pagan
Uji Breusch-Pagan
Regresikan $e^{2}$ terhadap X, statistik $LM = n \times R^{2}$ auxiliary, bandingkan dengan $\chi^{2}$ 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.