Ditulis oleh: Tim Redaksi MSD
Hai sahabat peneliti! Pernahkah sahabat mendengar kata distribusi normal? Iya, distribusi normal ini sering digunakan untuk melihat bentuk penyebaran data. Distribusi normal disebut juga Distribusi Gauss. Distribusi normal merupakan distribusi peluang yang digunakan untuk melihat penyebaran data yang menggunakan mean dan standar deviasi sebagai acuan. Tokoh di balik distribusi normal (distribusi gauss) adalah Carl Friedrich Gauss. Beliau adalah seorang matematikawan, fisikawan asal Jerman. Lalu bagaimanakah perjalanan hidup Mr. Gauss hingga adanya Distribusi Gauss? Silahkan simak artikel berikut!
Masa Muda Tokoh di Balik Distribusi Normal
Carl Friedrich Gauss lahir pada 30 April 1777 di Brunswick, Germany. Gauss terlahir di keluarga yang tidak berkecukupan. Ibunya bernama Dorothea Benze dan ayahnya bernama Gebhard Dietrich Gauss. Ibunya sangat cerdas dan ayahnya bekerja di beberapa bidang: sales, tukang batu, tukang kebun, dan bendahara di sebuah perusahaan asuransi. (Carl Friedrich Gauss – Biography, Facts and Pictures, no date). Pada usia 7 tahun, Carl Friedrich Gauss memulai sekolah dasar di St. Katherine’s Public School. Guru-gurunya sangat takjub karena Gauss memiliki kemampuan hitung yang (Sir Ronald Aylmer Fisher | British geneticist and statistician | Britannica, no date)cepat dan tepat. (Carl Friedrich Gauss Biography – Life of German Mathematician, no date).
Dalam website https://www.storyofmathematics.com, menulis bahwa di usia Gauss yang masih anak-anak, Gauss dapat mengoreksi kesalahan hitung gaji yang didapat ayahnya. Di sekolah dasar, guru-gurunya takjub karena Gauss menjumlahkan bilangan bulat dari 1 hingga 100 secara cepat, dengan cara penjumlahan bilangan bulat dari 1 hingga 100 dengan cara 1+ 100 =101, 2+ 99 =101, dan seterusnya hingga 49+ 52 =101 dan 50+ 51 =101. Sehingga terdapat 50 pasang angka dan masing-masing jika dijumlahkan hasilnya 101, maka totalnya adalah 50 dikalikan 101 menghasilkan 5050. Pada usia 10 tahun, Gauss diajari oleh Mr. Büttner, dan asisten Mr. Buttner (Martin Bartels) sehingga, Gauss mudah mendapatkan buku matematika untuk belajar. Kecerdasan Gauss membuat orang-orang berpengaruh di istana Karl Wilhelm Ferdinand, Duke of Brunswick-Luneburg. Pada tahun 1788, ia diterima di gimnasium (sekolah menengah), tetapi setelah dua tahun, setelah meraih gelar yang luar biasa dalam studinya, ia disajikan kepada adipati, yang memberikan Gauss beasiswa ke Collegium Carolinum (sekarang Technische Universität Braunschweig), yang dia hadiri dari 1792 hingga 1795. Dari sana Gauss melanjutkan ke Universitas Göttingen dari 1795 hingga 1798 (Johann Carl Friedrich Gauss – New World Encyclopedia, no date). Di Brunswick Collegium Carolinum, Gauss secara mandiri menemukan hukum Bode, teorema binomial dan mean aritmatika-geometris, serta hukum timbal balik kuadrat dan bilangan prima. teorema bilangan (Carl Friedrich Gauss Biography – Life of German Mathematician, no date). Tahun 1796 ketika masih menjadi mahasiswa, Gauss menemukan polygon 17 sisi memakai penggaris dan kompas dan menerbitkan Disquisitiones Arithmeticae, (Biografi Carl Friedrich Gauss – Penemu Teori Bilangan – Kompasiana.com, no date) ini merupakan temuan yang penting dalam bidang matematika konstruksi (Carl F. Gauss Biography – Childhood, Life Achievements & Timeline, no date). Di usia ke 18, Pencetus Distribusi Gauss ini menyelesaikan kuliahnya.
Gambar 1: Johann Carl Friedrich Gauss
Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Carl_Friedrich_Gauss
Bagaimana Cerita Gauss dan Distribusi Normal?
Distribusi normal atau yang disebut juga dengan Distribusi Gauss, sebenarnya bermula dari penelusuran asteroid “Ceres”. Pada 1 Januari 1801, astronom Italia Giuseppe Piazzi menemukan planet kerdil Ceres. Piazzi hanya bisa melacak Ceres lebih dari sebulan, mengikutinya sejauh tiga derajat melintasi langit malam. Kemudian menghilang sementara di balik silau matahari. Beberapa bulan kemudian, ketika Ceres seharusnya muncul kembali, Piazzi tidak dapat menemukannya: alat matematika pada waktu itu tidak dapat memperkirakan posisi dari jumlah data yang begitu sedikit (sekitar tiga derajat mewakili kurang dari 1% dari total orbit). Gauss mendengar tentang masalah tersebut dan menanganinya. Setelah tiga bulan bekerja keras, beliau memperkirakan posisi Ceres pada Desember 1801 (hanya sekitar setahun setelah penampakan pertamanya) dan ini ternyata akurat dalam setengah derajat ketika ditemukan kembali oleh Franz Xaver von Zach pada 31 Desember. di Gotha, dan satu hari kemudian oleh Heinrich Olbers di Bremen.
Metode Gauss melibatkan penentuan bagian kerucut di ruang angkasa, diberikan satu fokus (Matahari) dan persimpangan kerucut dengan tiga garis yang diberikan (garis pandang dari Bumi, yang dengan sendirinya bergerak pada elips, ke planet) dan diberikan waktu. mengambil planet untuk melintasi busur ditentukan oleh garis-garis ini (dari mana panjang busur dapat dihitung dengan Hukum Kedua Kepler). Masalah ini mengarah ke persamaan derajat kedelapan, yang salah satu solusinya, orbit bumi, diketahui. Solusi yang dicari kemudian dipisahkan dari enam sisanya berdasarkan kondisi fisik. Dalam karya ini, Gauss menggunakan metode aproksimasi komprehensif yang ia buat untuk tujuan itu.
Penemuan Ceres membawa Gauss ke karyanya tentang teori gerak planetoid yang terganggu oleh planet-planet besar, akhirnya diterbitkan pada tahun 1809 sebagai Theoria motus corporum coelestium in sectionibus conicis solem ambientum (Teori gerak benda-benda langit yang bergerak di bagian kerucut di sekitar Matahari). Dalam prosesnya, Gauss begitu menyederhanakan matematika rumit dari prediksi orbit abad ke-18 sehingga karyanya tetap menjadi landasan komputasi astronomi. Ini memperkenalkan konstanta gravitasi Gaussian, dan berisi perlakuan berpengaruh dari metode kuadrat terkecil, prosedur yang digunakan dalam semua ilmu sampai hari ini untuk meminimalkan dampak kesalahan pengukuran. Gauss membuktikan metode di bawah asumsi kesalahan berdistribusi normal (lihat teorema Gauss-Markov; lihat juga Gaussian). Metode ini telah dijelaskan sebelumnya oleh Adrien-Marie Legendre pada tahun 1805, tetapi Gauss mengklaim bahwa dia telah menggunakannya sejak tahun 1794 atau 1795. Dalam sejarah statistika, ketidaksepakatan ini disebut sebagai “perselisihan prioritas atas penemuan metode kuadrat terkecil”. (Carl Friedrich Gauss, no date)
Pada tanggal 23 Februari 1855, Gauss meninggal karena serangan jantung di Göttingen. Otak Gauss diawetkan dan dipelajari oleh Rudolf Wagner, yang menemukan massanya sedikit di atas rata-rata, pada 1.492 gram, dan luas otak sama dengan 219.588 milimeter persegi (Apushkinskaya and Nazarov, 2018) (Carl Friedrich Gauss, no date; Bruno and Baker, 2003).
Setelah Mengetahui Tokoh di Balik Distribusi Normal, Apakah Sahabat ingin Mengetahui Lebih Lanjut tentang Penggunaan Distribusi Normal?
Distribusi normal sebenarnya tercetus oleh Abraham de Moivre di tahun 1733 sebagai pendekatan distribusi binomial untuk n besar. Tetapi, mengapa distribusi normal disebut juga dengan distribusii gauss (bukan distribusi moivre)? Karena Gauss-lah yang mengembangkan teori distribusi berisi fungsi eksponensial dua parameter pada periode 1794-1809. Distribusi normal yang dikembangkan oleh Gauss merupakan salah satu persyaratan penggunaan uji parametrik. Lalu jika sahabat ingin memperdalam pemahaman statistik? Sahabat bisa membaca Buku Statistik untuk Kedokteran dan Kesehatan karya dr. M. Sopiyudin Dahlan, M. Epid.
Daftar Pustaka
Apushkinskaya, D. and Nazarov, A. I. (2018) ‘Vladimir Ivanovich Smirnov (1887–1974)’, Complex Variables and Elliptic Equations, 63(7–8), pp. 897–906. doi: 10.1080/17476933.2017.1391800.
Biografi Carl Friedrich Gauss – Penemu Teori Bilangan – Kompasiana.com (no date). Available at: https://www.kompasiana.com/purni/564c7b147193732809e5b96c/biografi-carl-friedrich-gauss-penemu-teori-bilangan (Accessed: 15 January 2022).
Bruno, L. C. and Baker, L. W. (2003) Math and mathematicians : the history of math discoveries around the world. Detroit, Mich.: U X L. Available at: https://archive.org/details/mathmathematicia00brun/page/180 (Accessed: 16 January 2022).
Carl F. Gauss Biography – Childhood, Life Achievements & Timeline (no date). Available at: https://www.thefamouspeople.com/profiles/carl-f-gauss-442.php (Accessed: 15 January 2022).
Carl Friedrich Gauss (no date). Available at: https://stringfixer.com/tr/Carl_Gauss (Accessed: 16 January 2022).
Carl Friedrich Gauss. 2022. Avaliable at: https://en.wikipedia.org/wiki/Carl_Friedrich_Gauss. (Accessed 16 Januari 2022).
Carl Friedrich Gauss – Biography, Facts and Pictures (no date). Available at: https://www.famousscientists.org/carl-friedrich-gauss/ (Accessed: 12 January 2022).
Carl Friedrich Gauss Biography – Life of German Mathematician (no date). Available at: https://totallyhistory.com/carl-friedrich-gauss/ (Accessed: 12 January 2022).
Johann Carl Friedrich Gauss – New World Encyclopedia (no date). Available at: https://www.newworldencyclopedia.org/entry/Johann_Carl_Friedrich_Gauss (Accessed: 12 January 2022).
Lebih Dalam Mengenal Distribusi Normal dalam Statistik – Akseleran Blog (no date). Available at: https://www.akseleran.co.id/blog/distribusi-normal/ (Accessed: 17 January 2022).