统计学R语言实验5

1、实验5 R绘图（二）一、 实验目的：1. 熟练掌握描述性统计分析中常用的统计量；2. 掌握R语言的高水平作图命令；3. 掌握R语言的低水平作图命令；4. 掌握多元数据的三个数据特征：均值向量、协方差矩阵、相关系数矩阵。二、 实验内容：练习：要求：完成练习并粘贴运行截图到文档相应位置(截图方法见下)，并将所有自己输入文字的字体颜色设为红色（包括后面的思考及小结），回答思考题，简要书写实验小结。修改本文档名为“本人完整学号姓名1”，其中1表示第1次实验，以后更改为2,3,.。如文件名为“1305543109张立1”，表示学号为1305543109的张立同学的第1次实验，注意文件名中没有空格及任何其

2、它字符。最后连同数据文件、源程序文件等（如果有的话，本次实验没有），一起压缩打包发给课代表，压缩包的文件名同上。截图方法：法1：调整需要截图的窗口至合适的大小，并使该窗口为当前激活窗口（即该窗口在屏幕最前方），按住键盘Alt键（空格键两侧各有一个）不放，再按键盘右上角的截图键（通常印有“印屏幕”或“Pr Scrn”等字符），即完成截图。再粘贴到word文档的相应位置即可。法2：利用QQ输入法的截屏工具。点击QQ输入法工具条最右边的“扳手”图标，选择其中的“截屏”工具。）1. 自行完成教材P130页开始的3.3-3.4节中的例题。2. （习题3.5）小白鼠在接种了3种不同菌型的伤寒杆菌后的存活天

3、数如下表所示，试绘出数据的箱线图（采用两种方法，一种是plot语句，另一种是boxplot语句）来判断小白鼠被注射3种菌型后的平均存活天数有无显著性差异？白鼠试验数据菌型存活天数124324772254256851071212663711667955106310注：平均存活天数其实应该是均值，但当不知道总体的分布时，通常是比较中位数。因此，这里考虑用箱线图中的中位数来进行比较。解：源代码：y<-c(2,4,3,2,4,7,7,2,2,5,4,5,6,8,5,10,7,12,12,6,6,7,11,6,6,7,9,5,5,10,6,3,10)f<-factor(c(rep(1,11)

4、,rep(2,10),rep(3,12)plot(f,y)A<-c(2,4,3,2,4,7,7,2,2,5,4)B<-c(5,6,8,5,10,7,12,12,6,6)C<-c(7,11,6,6,7,9,5,5,10,6,3,10)boxplot(A,B,C)运行截图：结论：从箱线图中可以看到，菌型2和3的平均存活天数无显著差异，但是与菌型1的有显著差异3. （习题3.6）绘出习题3.16关于3项指标的离散图，从图中分析例3.16的结论的合理性。序号硬度X1变形X2弹性X31654527.62704530.73704831.84694632.65665031.06674631

5、.37684737.08724333.69664733.110684834.2注：1.绘出的图形类似教材P133页的图3.8。2. 把上述表格分复制到记事本中即可实现表格转化为文本，再用read.table()函数存入到数据框中即可，避免输入麻烦。解：源代码：> df<-read.table("例3.6_data", header=T)> df> pairs(df)运行截图：结论：具有相关关系的两个变量的散点图要么是从左下角到右上角（即正相关关系），要么是从左上角到右下角（即负相关关系）。但从上图可知所有的图中都没有这样的趋势，故均不相关。4. （习

6、题3.7）某校测得19名学生的四项指标，性别、年龄、身高（cm）和体重（lb），具体数据如下表所示。（1） 试绘出体重对于身高的散点图；（2） 绘出不同性别情况下，体重与身高的散点图；（coplot(ab|c)）（3） 绘出不同年龄段的体重与身高的散点图；（4） 绘出不同性别和不同年龄段的体重与身高的散点图。（coplot(ab|c+d)）学号姓名性别年龄身高体重01AliceF1356.584.002BeckaF1365.398.003GailF1464.390.004KarenF1256.377.005KathyF1259.884.506MaryF1566.5112.007SandyF11

7、51.350.508SharonF1562.5112.509TammyF1462.8102.510AlfredM1469.0112.511DukeM1463.5102.512GuidoM1567.0133.013JamesM1257.383.014JeffreyM1362.584.015JohnM1259.099.516PhilipM1672.0150.017RobertM1264.8128.018ThomasM1157.585.019WilliamM1566.5112.0解：源代码：> ef<-read.table(file.choose(),header=T);ef> a

8、ttach(ef)> plot(体重身高)> coplot(体重身高|性别)> coplot(体重身高|年龄)> coplot(体重身高|年龄+性别)运行截图：5. （习题3.8）画出函数z = x4 2x2y + x2 2xy + 2y2 + 9x/2 4y + 4 在区域 2 x 3，1 y 7上的三维网格曲面和二维等值线，其中x与y各点之间的间隔为0.05，等值线的值分别为0, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100，共15条。（注：在三维图形中选择合适的角度）解：源代码：x<-seq(-2,3,

9、0.05)y<-seq(-1,7,0.05)f<-function(x,y) x4-2*x2*y+x2-2*x*y+2*y2+9*x/2-4*y+4z<-outer(x,y,f)contour(x,y,z,levels=c(0, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100),col="black")> persp(x,y,z,theta=30,phi=30,expand=0.7,col="lightblue")运行截图：6. （习题3.9）用Pearson相关检验法检验习题

10、3.7中的身高与体重是否相关。解：源代码：cor.test(身高,体重)运行截图：结论：其P值为7.887e-07<0.05，拒绝原假设，认为变量身高与体重相关。7. （习题3.10）绘出例3.17中48号求职者数据的星图。（数据见文档最后）（1） 以15项自变量FL,APP,SUIT为星图的轴；（2） 以G1，G2，G5为星图的轴。（提示：先）通过这些星图，能否说明应选哪6名应聘者。为使星图能够充分反映应聘者的情况，在作图中可适当调整各种参数。提示：第（2）小题，先利用教材P153页的公式，计算出48个求职者这5个变量的值，公式如下：G1<-(SC+LC+SMS+DRV+AMB+

11、GSP+POT)/7G2<-(FL+EXP+SUIT)/3G3<-(LA+HON+KJ)/3G4<-AAG5<-APP再将G，G5这5个列向量（即48行5列数据）赋值一个新的数据框，再按第（1）小题的方法绘出星图。解：源代码：> X<-read.csv("applicant.csv")> stars(X)> attach(X)> X$G1<-(SC+LC+SMS+DRV+AMB+GSP+POT)/7>X$G2<-(FL+EXP+SUIT)/3> X$G3<-(LA+HON+KJ)/3>

12、 X$G4<-AA> X$G5<-APP>rt<-scale(X,17:21)>stars(rt)运行截图： 思考：1. R语言的高水平作图函数与低水平作图函数的主要区别是什么？所谓高水平函数是与低水平作图函数相对应的，即所有的绘图函数均可产生图形，可以有坐标轴，以及图和坐标轴的说明文字。2. plot()函数除了能画出散点图外，还能画什么图？能画出曲线图吗？曲线图，箱线图；能3. 多元数据主要有哪三个数据特征指标？均值向量、协方差矩阵、相关系数矩阵4. 相关检验的原假设是什么？总体X,Y不相关5. 多元数据的图形表示方法主要有哪几种图？轮廓图，星图，调和曲

13、线图三、 实验小结（必写，但字数不限）本次实验，主要是在星图方面有些阻碍，用不同的函数读取的结果会不一样，有时还读不出来，最终还是把数据存入excel中，才能成功。要学会描述性统计分析中常用的统计量，高水平作图函数与低水平图函数的区别。附：48名应聘者的得分情况IDFLAPPAALASCLCHONSMSEXPDRVAMBGSPPOTKJSUIT1672587883897571029105810991059988810378369897499868104568565928458765568884495855887767776871059658666799888888108108981089998

14、998810910999109997888859898881010471021010710310101093101147100108395910810251247104101078288101037136981054944454768148989638252667561548875410275366461669678989887686101787779586678667818688488643367264196784785442683542048788910526798892138688810536788582298789101010310810810823710799910103991091082498710810101029799108256977459324444542678785482345655627210798910535676452863535350033005029434330000440050304656941031332273315547841032553483323357791032537552332357791032236452343464338113332523567433090102315336985566822245663374964108891