统计学R语言实验5.doc

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：①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）,②回答思考题，③简要书写实验小结。④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
1
2
4
3
2
4
7
7
2
2
5
4

2
5
6
8
5
10
7
12
12
6
6

3
7
11
6
6
7
9
5
5
10
6
3
10
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）,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X3
1
65
45
27.6
2
70
45
30。7
3
70
48
31.8
4
69
46
32。6
5
66
50
31。0
6
67
46
31。3
7
68
47
37.0
8
72
43
33.6
9
66
47
33。1
10
68
48
34.2
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(a～b|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（a～b｜c+d））
学号
姓名
性别
年龄
身高
体重
01
Alice
F
13
56。5
84.0
02
Becka
F
13
65。3
98。0
03
Gail
F
14
64.3
90。0
04
Karen
F
12
56.3
77。0
05
Kathy
F
12
59。8
84.5
06
Mary
F
15
66。5
112.0
07
Sandy
F
11
51。3
50。5
08
Sharon
F
15
62.5
112。5
09
Tammy
F
14
62.8
102。5
10
Alfred
M
14
69。0
112.5
11
Duke
M
14
63。5
102.5
12
Guido
M
15
67。0
133。0
13
James
M
12
57。3
83.0
14
Jeffrey
M
13
62。5
84.0
15
John
M
12
59。0
99。5
16
Philip
M
16
72.0
150。0
17
Robert
M
12
64.8
128.0
18
Thomas
M
11
57。5
85。0
19
William
M
15
66.5
112。0
解：源代码：
〉 ef〈-read.table(file.choose(），header=T);ef
〉 attach（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(—2，3，0。05）
y<—seq(-1,7,0.05)
f<-function（x，y） x^4—2*x^2＊y+x^2—2＊x*y+2＊y^2+9＊x/2-4＊y+4
z〈—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+GSP+POT）/7
G2〈-（FL+EXP+SUIT）/3
G3〈-(LA+HON+KJ）/3
G4〈—AA
G5<—APP
再将G１，…,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
> 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
ID
FL
APP
AA
LA
SC
LC
HON
SMS
EXP
DRV
AMB
GSP
POT
KJ
SUIT
1
6
7
2
5
8
7
8
8
3
8
9
7
5
7
10
2
9
10
5
8
10
9
9
10
5
9
9
8
8
8
10
3
7
8
3
6
9
8
9
7
4
9
9
8
6
8
10
4
5
6
8
5
6
5
9
2
8
4
5
8
7
6
5
5
6
8
8
8
4
4
9
5
8
5
5
8
8
7
7
6
7
7
7
6
8
7
10
5
9
6
5
8
6
6
6
7
9
9
8
8
8
8
8
8
10
8
10
8
9
8
10
8
9
9
9
8
9
9
8
8
10
9
10
9
9
9
10
9
9
9
7
8
8
8
8
5
9
8
9
8
8
8
10
10
4
7
10
2
10
10
7
10
3
10
10
10
9
3
10
11
4
7
10
0
10
8
3
9
5
9
10
8
10
2
5
12
4
7
10
4
10
10
7
8
2
8
8
10
10
3
7
13
6
9
8
10
5
4
9
4
4
4
5
4
7
6
8
14
8
9
8
9
6
3
8
2
5
2
6
6
7
5
6
15
4
8
8
7
5
4
10
2
7
5
3
6
6
4
6
16
6
9
6
7
8
9
8
9
8
8
7
6
8
6
10
17
8
7
7
7
9
5
8
6
6
7
8
6
6
7
8
18
6
8
8
4
8
8
6
4
3
3
6
7
2
6
4
19
6
7
8
4
7
8
5
4
4
2
6
8
3
5
4
20
4
8
7
8
8
9
10
5
2
6
7
9
8
8
9
21
3
8
6
8
8
8
10
5
3
6
7
8
8
5
8
22
9
8
7
8
9
10
10
10
3
10
8
10
8
10
8
23
7
10
7
9
9
9
10
10
3
9
9
10
9
10
8
24
9
8
7
10
8
10
10
10
2
9
7
9
9
10
8
25
6
9
7
7
4
5
9
3
2
4
4
4
4
5
4
26
7
8
7
8
5
4
8
2
3
4
5
6
5
5
6
27
2
10
7
9
8
9
10
5
3
5
6
7
6
4
5
28
6
3
5
3
5
3
5
0
0
3
3
0
0
5
0
29
4
3
4
3
3
0
0
0
0
4
4
0
0
5
0
30
4
6
5
6
9
4
10
3
1
3
3
2
2
7
3
31
5
5
4
7
8
4
10
3
2
5
5
3
4
8
3
32
3
3
5
7
7
9
10
3
2
5
3
7
5
5
2
33
2
3
5
7
7
9
10
3
2
2
3
6
4
5
2
34
3
4
6
4
3
3
8
1
1
3
3
3
2
5
2
35
6
7
4
3
3
0
9
0
1
0
2
3
1
5
3
36
9
8
5
5
6
6
8
2
2
2
4
5
6
6
3
37
4
9
6
4
10
8
8
9
1
3
9
7
5
3
2
38
4
9
6
6
9
9
7
9
1
2
10
8
5
5
2
39
10
6
9
10
9
10
10
10
10
10
8
10
10
10
10
40
10
6
9
10
9
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
41
10
7
8
0
2
1
2
0
10
2
0
3
0
0
10
42
10
3
8
0
1
1
0
0
10
0
0
0
0
0
10
43
3
4
9
8
2
4
5
3
6
2
1
3
3
3
8
44
7
7
7
6
9
8
8
6
8
8
10
8
8
6
5
45
9
6
10
9
7
7
10
2
1
5
5
7
8
4
5
46
9
8
10
10
7
9
10
3
1
5
7
9
9
4
4
47
0
7
10
3
5
0
10
0
0
2
2
0
0
0
0
48
0
6
10
1
5
0
10
0
0
2
2
0
0
0
0