Pagar Dalam dan Pagar Luar Data Tunggal

Menentukan Nilai Pagar Dalam dan Pagar Luar Data Tunggal

Materi Statistika – Data Tunggal

A. Pendahuluan

Dalam analisis data, kita sering menemui nilai-nilai yang sangat jauh dari kelompok data utama. Nilai-nilai tersebut disebut pencilan (outlier). Untuk mendeteksi pencilan, kita menggunakan konsep Pagar Dalam (Inner Fence) dan Pagar Luar (Outer Fence).

Pagar Dalam dan Pagar Luar merupakan batas-batas yang dihitung berdasarkan Kuartil Pertama (Q₁), Kuartil Ketiga (Q₃), dan Jangkauan Antarkuartil (IQR).

🔍 Kegiatan: Mengamati

Perhatikan data nilai ujian berikut:

2, 45, 47, 49, 50, 52, 53, 55, 98

Amati bahwa nilai 2 dan 98 terlihat sangat berbeda dari data lainnya. Bagaimana cara kita menentukan secara matematis apakah nilai tersebut benar-benar pencilan?

❓ Kegiatan: Menanya

  • Apa itu Pagar Dalam dan Pagar Luar?
  • Bagaimana cara menghitung Pagar Dalam dan Pagar Luar?
  • Apa perbedaan pencilan ringan dan pencilan berat?
  • Mengapa kita perlu mendeteksi pencilan dalam data?

B. Konsep Dasar

1. Kuartil dan IQR (Jangkauan Antarkuartil)

Sebelum menghitung pagar, kita perlu memahami:

  • Q₁ (Kuartil Pertama): Nilai yang membagi 25% data terbawah
  • Q₂ (Median): Nilai tengah data
  • Q₃ (Kuartil Ketiga): Nilai yang membagi 75% data terbawah
  • IQR = Q₃ − Q₁: Jangkauan Antarkuartil

2. Rumus Pagar Dalam (Inner Fence)

Pagar Dalam Bawah (PDB):

PDB = Q₁ − 1,5 × IQR

Pagar Dalam Atas (PDA):

PDA = Q₃ + 1,5 × IQR

Data yang berada di luar Pagar Dalam tetapi masih di dalam Pagar Luar disebut pencilan ringan (mild outlier).

3. Rumus Pagar Luar (Outer Fence)

Pagar Luar Bawah (PLB):

PLB = Q₁ − 3 × IQR

Pagar Luar Atas (PLA):

PLA = Q₃ + 3 × IQR

Data yang berada di luar Pagar Luar disebut pencilan berat (extreme outlier).

4. Klasifikasi Data Berdasarkan Pagar

Posisi Data (x) Klasifikasi
PDB ≤ x ≤ PDA Data Normal (bukan pencilan)
PLB ≤ x < PDB atau PDA < x ≤ PLA Pencilan Ringan (Mild Outlier)
x < PLB atau x > PLA Pencilan Berat (Extreme Outlier)

💡 Kegiatan: Menalar

Perhatikan bahwa koefisien 1,5 dan 3 pada rumus pagar memiliki makna:

  • Koefisien 1,5 memberikan batas yang cukup longgar → pencilan ringan
  • Koefisien 3 memberikan batas yang sangat longgar → hanya data yang sangat ekstrem yang terdeteksi
  • Semakin besar IQR, semakin lebar pagar → data yang tersebar memiliki toleransi lebih besar

C. Langkah-Langkah Menentukan Pagar

🧪 Kegiatan: Mencoba

Ikuti langkah-langkah berikut untuk menentukan Pagar Dalam dan Pagar Luar:

  1. Urutkan data dari yang terkecil ke terbesar.
  2. Tentukan Q₁ (kuartil pertama):
    • Jika n data, posisi Q₁ = ¼(n+1)
  3. Tentukan Q₃ (kuartil ketiga):
    • Posisi Q₃ = ¾(n+1)
  4. Hitung IQR = Q₃ − Q₁
  5. Hitung Pagar Dalam:
    • PDB = Q₁ − 1,5 × IQR
    • PDA = Q₃ + 1,5 × IQR
  6. Hitung Pagar Luar:
    • PLB = Q₁ − 3 × IQR
    • PLA = Q₃ + 3 × IQR
  7. Klasifikasikan setiap data berdasarkan posisinya terhadap pagar.

Contoh Penerapan Lengkap

Data: 3, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 22

Langkah 1: Data sudah terurut. n = 10

Langkah 2: Posisi Q₁ = ¼(10+1) = 2,75

Q₁ = data ke-2 + 0,75 × (data ke-3 − data ke-2) = 7 + 0,75 × (8−7) = 7,75

Langkah 3: Posisi Q₃ = ¾(10+1) = 8,25

Q₃ = data ke-8 + 0,25 × (data ke-9 − data ke-8) = 13 + 0,25 × (15−13) = 13,5

Langkah 4: IQR = 13,5 − 7,75 = 5,75

Langkah 5: Pagar Dalam:

PDB = 7,75 − 1,5 × 5,75 = 7,75 − 8,625 = −0,875

PDA = 13,5 + 1,5 × 5,75 = 13,5 + 8,625 = 22,125

Langkah 6: Pagar Luar:

PLB = 7,75 − 3 × 5,75 = 7,75 − 17,25 = −9,5

PLA = 13,5 + 3 × 5,75 = 13,5 + 17,25 = 30,75

Langkah 7: Semua data (3 sampai 22) berada dalam rentang PDB hingga PDA → Tidak ada pencilan

Visualisasi: Diagram Kotak Garis (Box Plot)

PLB PDB Q₁ Q₂ Q₃ PDA PLA Pencilan Berat Pencilan Ringan Data Normal Pencilan Ringan Pencilan Berat

D. Contoh Soal dan Pembahasan

📢 Kegiatan: Mengkomunikasikan

Setelah mempelajari contoh soal berikut, cobalah jelaskan kembali langkah-langkah penyelesaiannya dengan bahasa sendiri kepada teman sebangku.

📗 Contoh Soal Mudah (1-5)

Mudah

Soal 1:

Diketahui data: 4, 6, 7, 8, 9, 10, 12. Tentukan Pagar Dalam Bawah dan Pagar Dalam Atas!

Pembahasan:

n = 7, data sudah terurut.

Q₁ = data ke-¼(7+1) = data ke-2 = 6

Q₃ = data ke-¾(7+1) = data ke-6 = 10

IQR = 10 − 6 = 4

PDB = 6 − 1,5 × 4 = 6 − 6 = 0

PDA = 10 + 1,5 × 4 = 10 + 6 = 16

Mudah

Soal 2:

Diketahui data: 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24. Tentukan Pagar Luar Bawah dan Pagar Luar Atas!

Pembahasan:

n = 8. Posisi Q₁ = ¼(9) = 2,25 → Q₁ = 12 + 0,25(14−12) = 12,5

Posisi Q₃ = ¾(9) = 6,75 → Q₃ = 20 + 0,75(22−20) = 21,5

IQR = 21,5 − 12,5 = 9

PLB = 12,5 − 3 × 9 = 12,5 − 27 = −14,5

PLA = 21,5 + 3 × 9 = 21,5 + 27 = 48,5

Mudah

Soal 3:

Data: 5, 5, 6, 7, 8, 9, 10. Tentukan apakah ada pencilan!

Pembahasan:

n = 7. Q₁ = data ke-2 = 5, Q₃ = data ke-6 = 9

IQR = 9 − 5 = 4

PDB = 5 − 1,5 × 4 = −1

PDA = 9 + 1,5 × 4 = 15

Semua data (5 s.d. 10) berada dalam rentang [−1, 15].

Kesimpulan: Tidak ada pencilan.

Mudah

Soal 4:

Diketahui Q₁ = 20, Q₃ = 40. Tentukan Pagar Dalam dan Pagar Luar!

Pembahasan:

IQR = 40 − 20 = 20

PDB = 20 − 1,5 × 20 = 20 − 30 = −10

PDA = 40 + 1,5 × 20 = 40 + 30 = 70

PLB = 20 − 3 × 20 = 20 − 60 = −40

PLA = 40 + 3 × 20 = 40 + 60 = 100

Mudah

Soal 5:

Data: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 30. Apakah nilai 30 merupakan pencilan?

Pembahasan:

n = 10. Posisi Q₁ = 2,75 → Q₁ = 3 + 0,75(4−3) = 3,75

Posisi Q₃ = 8,25 → Q₃ = 9 + 0,25(10−9) = 9,25

IQR = 9,25 − 3,75 = 5,5

PDA = 9,25 + 1,5 × 5,5 = 9,25 + 8,25 = 17,5

PLA = 9,25 + 3 × 5,5 = 9,25 + 16,5 = 25,75

Nilai 30 > PLA (25,75) → 30 adalah pencilan berat.

📙 Contoh Soal Sedang (6-10)

Sedang

Soal 6:

Data tinggi badan (cm): 150, 155, 158, 160, 162, 163, 165, 168, 170, 172, 175, 195. Tentukan klasifikasi setiap pencilan!

Pembahasan:

n = 12. Posisi Q₁ = ¼(13) = 3,25 → Q₁ = 158 + 0,25(160−158) = 158,5

Posisi Q₃ = ¾(13) = 9,75 → Q₃ = 170 + 0,75(172−170) = 171,5

IQR = 171,5 − 158,5 = 13

PDB = 158,5 − 1,5 × 13 = 158,5 − 19,5 = 139

PDA = 171,5 + 1,5 × 13 = 171,5 + 19,5 = 191

PLB = 158,5 − 3 × 13 = 119,5

PLA = 171,5 + 3 × 13 = 210,5

Nilai 195: 191 < 195 ≤ 210,5 → 195 adalah pencilan ringan.

Semua data lain berada dalam Pagar Dalam → normal.

Sedang

Soal 7:

Data gaji karyawan (juta): 3, 3.5, 4, 4, 4.5, 5, 5, 5.5, 6, 6, 7, 25. Tentukan jenis pencilan untuk nilai 25!

Pembahasan:

n = 12. Q₁ = posisi 3,25 → 4 + 0,25(4−4) = 4

Q₃ = posisi 9,75 → 6 + 0,75(6−6) = 6

IQR = 6 − 4 = 2

PDA = 6 + 1,5 × 2 = 9

PLA = 6 + 3 × 2 = 12

Nilai 25 > PLA (12) → 25 adalah pencilan berat (extreme outlier).

Sedang

Soal 8:

Diketahui Q₁ = 35, Q₃ = 55. Nilai x = 10 dan y = 90. Klasifikasikan x dan y!

Pembahasan:

IQR = 55 − 35 = 20

PDB = 35 − 1,5 × 20 = 5

PDA = 55 + 1,5 × 20 = 85

PLB = 35 − 3 × 20 = −25

PLA = 55 + 3 × 20 = 115

x = 10: PDB(5) ≤ 10 → x = 10 bukan pencilan (data normal)

y = 90: PDA(85) < 90 ≤ PLA(115) → y = 90 adalah pencilan ringan

Sedang

Soal 9:

Data: 1, 15, 18, 20, 22, 24, 25, 27, 30, 32, 35, 80. Tentukan berapa banyak pencilan dan jenisnya!

Pembahasan:

n = 12. Posisi Q₁ = 3,25 → Q₁ = 18 + 0,25(20−18) = 18,5

Posisi Q₃ = 9,75 → Q₃ = 30 + 0,75(32−30) = 31,5

IQR = 31,5 − 18,5 = 13

PDB = 18,5 − 1,5 × 13 = −1, PDA = 31,5 + 1,5 × 13 = 51

PLB = 18,5 − 3 × 13 = −20,5, PLA = 31,5 + 3 × 13 = 70,5

Nilai 1: PDB(−1) ≤ 1 → normal

Nilai 80: 80 > PLA(70,5) → pencilan berat

Kesimpulan: 1 pencilan berat (nilai 80)

Sedang

Soal 10:

Tentukan nilai maksimum x agar x bukan pencilan jika Q₁ = 25 dan Q₃ = 45!

Pembahasan:

IQR = 45 − 25 = 20

PDA = 45 + 1,5 × 20 = 45 + 30 = 75

Agar x bukan pencilan, maka x ≤ PDA.

Nilai maksimum x = 75

📕 Contoh Soal Sulit (11-15)

Sulit

Soal 11:

Data: 2, 5, 8, 10, 12, 14, 15, 17, 19, 20, 22, 25, 28, 30, 50, 75. Tentukan semua pencilan beserta jenisnya!

Pembahasan:

n = 16. Posisi Q₁ = ¼(17) = 4,25 → Q₁ = 10 + 0,25(12−10) = 10,5

Posisi Q₃ = ¾(17) = 12,75 → Q₃ = 25 + 0,75(28−25) = 27,25

IQR = 27,25 − 10,5 = 16,75

PDB = 10,5 − 1,5 × 16,75 = 10,5 − 25,125 = −14,625

PDA = 27,25 + 1,5 × 16,75 = 27,25 + 25,125 = 52,375

PLB = 10,5 − 3 × 16,75 = −39,75

PLA = 27,25 + 3 × 16,75 = 77,5

Nilai 50: PDA(52,375) > 50 → normal

Nilai 75: PDA(52,375) < 75 ≤ PLA(77,5) → pencilan ringan

Kesimpulan: 1 pencilan ringan (nilai 75)

Sulit

Soal 12:

Diketahui Q₁ = a dan Q₃ = 3a. Jika PDA = 60, tentukan nilai a dan semua pagar!

Pembahasan:

IQR = 3a − a = 2a

PDA = Q₃ + 1,5 × IQR = 3a + 1,5 × 2a = 3a + 3a = 6a

6a = 60 → a = 10

Maka: Q₁ = 10, Q₃ = 30, IQR = 20

PDB = 10 − 1,5 × 20 = −20

PDA = 60

PLB = 10 − 3 × 20 = −50

PLA = 30 + 3 × 20 = 90

Sulit

Soal 13:

Data hasil penjualan (unit): 5, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 26, 28, 30, 55, 100. Klasifikasikan semua pencilan dan tentukan persentase data normal!

Pembahasan:

n = 17. Posisi Q₁ = ¼(18) = 4,5 → Q₁ = (15+16)/2 = 15,5

Posisi Q₃ = ¾(18) = 13,5 → Q₃ = (26+28)/2 = 27

IQR = 27 − 15,5 = 11,5

PDB = 15,5 − 1,5 × 11,5 = 15,5 − 17,25 = −1,75

PDA = 27 + 1,5 × 11,5 = 27 + 17,25 = 44,25

PLB = 15,5 − 3 × 11,5 = −19

PLA = 27 + 3 × 11,5 = 61,5

Nilai 5: −1,75 ≤ 5 → normal

Nilai 55: 44,25 < 55 ≤ 61,5 → pencilan ringan

Nilai 100: 100 > 61,5 → pencilan berat

Data normal: 15 dari 17 → Persentase = 15/17 × 100% ≈ 88,2%

Sulit

Soal 14:

Jika ditambahkan data baru x ke kumpulan data dengan Q₁ = 30, Q₃ = 50, tentukan rentang nilai x agar x termasuk pencilan ringan atas!

Pembahasan:

IQR = 50 − 30 = 20

PDA = 50 + 1,5 × 20 = 80

PLA = 50 + 3 × 20 = 110

Pencilan ringan atas: PDA < x ≤ PLA

Rentang: 80 < x ≤ 110

Sulit

Soal 15:

Data: 8, 12, 15, 18, 20, 22, 25, 28, 30, 32, 35, 40. Jika data 40 diganti dengan nilai k sehingga k menjadi pencilan ringan, tentukan rentang nilai k!

Pembahasan:

n = 12, kita hitung dengan data asli (tanpa mempengaruhi Q₁ dan Q₃ secara signifikan karena k menggantikan data terakhir).

Posisi Q₁ = 3,25 → Q₁ = 15 + 0,25(18−15) = 15,75

Posisi Q₃ = 9,75 → Q₃ = 30 + 0,75(32−30) = 31,5

IQR = 31,5 − 15,75 = 15,75

PDA = 31,5 + 1,5 × 15,75 = 31,5 + 23,625 = 55,125

PLA = 31,5 + 3 × 15,75 = 31,5 + 47,25 = 78,75

PDB = 15,75 − 1,5 × 15,75 = −7,875

PLB = 15,75 − 3 × 15,75 = −31,5

Agar k pencilan ringan atas: 55,125 < k ≤ 78,75

Agar k pencilan ringan bawah: −31,5 ≤ k < −7,875

Rentang k: (55,125 ; 78,75] atau [−31,5 ; −7,875)

E. Latihan Soal

Kerjakan soal-soal berikut secara mandiri. Terapkan langkah-langkah yang telah dipelajari.

📗 Latihan Mudah (1-5)

Mudah

1. Data: 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15. Tentukan Pagar Dalam Bawah dan Pagar Dalam Atas!

Mudah

2. Data: 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34. Tentukan Pagar Luar Bawah dan Pagar Luar Atas!

Mudah

3. Diketahui Q₁ = 15 dan Q₃ = 35. Hitunglah IQR, PDB, PDA, PLB, dan PLA!

Mudah

4. Data: 8, 10, 11, 12, 13, 14, 16. Apakah ada pencilan dalam data tersebut?

Mudah

5. Data: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 40. Tentukan apakah nilai 40 merupakan pencilan!

📙 Latihan Sedang (6-10)

Sedang

6. Data berat badan siswa (kg): 40, 42, 45, 48, 50, 52, 55, 58, 60, 62, 65, 90. Tentukan klasifikasi nilai 90!

Sedang

7. Data: 1, 15, 17, 19, 20, 21, 23, 24, 26, 28, 30, 60. Tentukan berapa banyak pencilan, sebutkan nilainya dan jenisnya!

Sedang

8. Diketahui Q₁ = 40 dan Q₃ = 70. Tentukan nilai minimum dan maksimum data agar data tersebut bukan pencilan!

Sedang

9. Data suhu harian (°C): 25, 26, 27, 27, 28, 28, 29, 30, 30, 31, 32, 33, 38. Tentukan apakah suhu 38°C merupakan pencilan!

Sedang

10. Data: 5, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 50. Tentukan persentase data yang termasuk pencilan!

📕 Latihan Sulit (11-15)

Sulit

11. Diketahui Q₁ = 2a dan Q₃ = 5a. Jika PDB = −4, tentukan nilai a dan semua pagar!

Sulit

12. Data: 3, 8, 10, 12, 14, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 25, 27, 30, 45, 70, 120. Klasifikasikan setiap pencilan dan hitung persentase data normal!

Sulit

13. Data memiliki Q₁ = 50 dan Q₃ = 80. Tentukan rentang nilai x agar x termasuk: (a) data normal, (b) pencilan ringan bawah, (c) pencilan berat atas!

Sulit

14. Data: 10, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 35. Jika ditambahkan satu data baru k, tentukan rentang nilai k agar k menjadi pencilan berat atas (asumsi Q₁ dan Q₃ tidak berubah signifikan)!

Sulit

15. Suatu data memiliki PDB = −5, PDA = 65, PLB = −40, dan PLA = 100. Tentukan nilai Q₁, Q₃, dan IQR dari data tersebut!

F. Ringkasan Materi

Pagar Rumus Bawah Rumus Atas
Pagar Dalam Q₁ − 1,5 × IQR Q₃ + 1,5 × IQR
Pagar Luar Q₁ − 3 × IQR Q₃ + 3 × IQR

Ingat:

  • Data di luar Pagar Dalam → Pencilan Ringan
  • Data di luar Pagar Luar → Pencilan Berat
  • IQR = Q₃ − Q₁

Materi Statistika – Pagar Dalam dan Pagar Luar Data Tunggal

By admin

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

You cannot copy content of this page