多元统计分析基于R上机实验(6)
R-多元统计分析上机讲义

应用多元统计分析R实验上机讲义应用多元统计分析 (4)Applied Multivariate Statistical Analysis (4)第一章绪论 (4)第二章矩阵 (4)2.1矩阵的建立 (4)2.2矩阵的下标(index)与子集(元素)的提取 (6)2.3 矩阵四则运算 (7)2.3.1 矩阵的加减运算 (7)2.3.2 矩阵的相乘 (8)2.3.3 矩阵的求逆 (8)2.4矩阵的其他一些代数运算 (8)2.4.1 求转置矩阵 (8)2.4.2 提取对角元素 (8)2.4.3矩阵的合并与拉直 (8)2.4.4方阵的行列式 (9)2.4.5 矩阵的特征根和特征向量 (9)2.4.6 其它函数 (9)2.5 矩阵的统计运算 (11)2.5.1 求均值 (11)2.5.2 标准化 (11)2.5.3 减去中位数 (11)第三章多元正态分布及参数的估计 (12)3.1 绘制二元正态密度函数及其相应等高线图 (12)3.2 多元正态分布的参数估计 (14)3.2.1 多元正态总体的相关量 (14)3.2.2 极大似然估计 (14)第四章多元正态总体参数的假设检验 (15)4.1 几个重要统计量的分布 (15)4.2 单总体均值向量的检验及置信域 (16)4.2.1均值向量的检验 (16)4.2.2样本协方差阵的特征值和特征向量 (17)4.3多总体均值向量的检验 (17)4.3.1 两正态总体均值向量的检验 (17)4.3.2 多个正态总体均值向量的检验-多元方差分析 (19)4.4协方差阵的检验 (20)4.4.2 多总体协方差阵的检验 (20)4.5独立性检验 (20)4.6正态性检验 (21)第五章判别分析 (22)5.1距离判别 (22)5.1.1 马氏距离 (22)5.1.2 两总体的距离判别 (22)5.1.3 多个总体的距离判别 (26)5.2贝叶斯判别法及广义平方距离判别法 (26)5.2.1 先验概率(先知知识) (26)5.2.2 广义平方距离 (26)5.2.3 后验概率(条件概率) (27)5.2.4 贝叶斯判别准则 (27)5.3费希尔(Fisher)判别 (29)第六章聚类分析 (30)6.2距离和相似系数 (30)6.2.1距离 (31)6.2.2数据中心化与标准化变换 (31)6.2.3相似系数 (31)6.3 系统聚类法 (31)6.4类个数的确定 (34)6.5动态聚类法 (36)6.7变量聚类方法 (36)第七章主成分分析 (37)7.2 样本的主成分 (38)7.3 主成分分析的应用 (39)第八章因子分析 (42)8.3 参数估计方法 (42)8.4 方差最大的正交旋转 (45)8.5 因子得分 (45)第九章对应分析方法 (46)第十章典型相关分析 (48)应用多元统计分析Applied Multivariate Statistical Analysis第一章绪论在实际问题中,很多随机现象涉及到的变量不是一个,而是经常是多个变量,并且这些变量间又存在一定的联系。
多元统计分析基于R课程设计

多元统计分析基于R课程设计引言多元统计分析是现代统计学的重要组成部分,具有广泛的应用背景。
在数据科学领域,R语言是一种非常受欢迎的统计计算工具,能够方便地进行多元统计分析和可视化。
本课程设计旨在通过R语言进行多元统计分析的基础学习,提高学生对多元统计分析方法和应用的理解。
课程内容第一章:多元统计分析基础本章主要介绍多元统计分析的基本概念、理论与应用背景,包括多元正态分布、协方差矩阵、多元线性回归、主成分分析等内容。
通过使用R语言的数据分析工具和可视化包,学生将学习多元统计分析的基本方法、数据处理和可视化等方面的技能。
第二章:多元方差分析该章节主要介绍多元方差分析的理论和方法,包括单因素设计和多因素设计的多元方差分析。
本章还将介绍如何使用R语言进行多元方差分析,包括如何构建模型、计算方差分析表、进行置信区间分析和产生可视化图形等方面的技能。
第三章:判别分析本章将介绍判别分析的基本原理、方法和应用。
特别是线性判别分析和二次判别分析的主要方法和算法。
还将介绍R语言中的相关包,包括MASS和caret等,以进行判别分析的学习。
第四章:聚类分析本章将介绍聚类分析的基本理论和方法、层次聚类和分类聚类的原理和方法。
包括k均值算法、K中心点算法和高斯混合模型等的算法和应用。
还将介绍R语言中的相关包,包括stats和cluster等,以进行聚类分析的学习。
课程安排本课程设计分为7个星期,每周授课3个小时左右。
每个星期的课程安排如下:第一周•介绍课程内容和教学目标•多元统计分析基础概念:多元正态分布、协方差矩阵、多元线性回归、主成分分析等。
第二周•多元方差分析介绍•单因素设计的多元方差分析第三周•多因素设计的多元方差分析•使用R语言进行多元方差分析第四周•判别分析概述和应用•线性判别分析和二次判别分析第五周•介绍聚类分析•基于类簇的分析方法:K均值算法、K中心点算法第六周•分层聚类分析和分类聚类分析•高斯混合模型第七周•课程总结和讨论•提高阅读和写作技能的方法课程评估课程评估主要包括三个方面:作业、期末项目和参与度。
多元统计分析课程多元统计分析实验指导书

统计学专业《多元统计分析》课程实验指导书主撰人:李燕辉主审人:潘文荣刖言《多元统计分析》是统计学专业的一门重要的专业主干课。
它主要用于研究多维随机变量之间相互关系及内在统计规律,是认识和探索社会经济现象数量方面关系的重要方法和工具,在实际工作中具有广泛的应用前景。
由于其理论涉及的数学知识多而深,是本科生中最难学的一门课。
传统的教学方法主要是从理论上讲授,由于计算复杂、工作量大、分析过程长、计算工具和硬件条件等原因,讲授过程中举例比较困难,脱离实践,教学效果不理想。
由于统计专业学习多元统计分析,主要是掌握每个方法的基本原理,能够运用多元统计分析方法分析社会经济现象,该课程的教学更应强调方法的应用、学生实际操作能力和解决实际问题能力的培养。
为此,我们对该课程的教学进行多方面改革,以培养学生应用能力为主线,将多媒体技术、统计分析软件、案例教学、实践教学等有机结合起来,达到提高课堂教学效率和教学质量的目的,使学生真正掌握多元统计分析方法,培养了学生动手能力、数据分析能力、使用统计分析软件能力以及对实际经济问题的综合统计分析能力。
在我们的教学实践中,将《多元统计分析》总课时分解为课堂教学和实验教学两个部分。
该实验指导书就是为《多元统计分析》实验课设计的。
目录第一部份绪论(2)第二部份基本实验指导(3)实验一均值检验、多元方差分析(3)实验二聚类分析、判别分析(3)实验三因子分析、主成分分析(4)实验四联合分析(5)实验五对应分析(6)实验六多元数据综合分析(7)第一部份绪论本指导书是根据《多元统计分析》课程实验教学大纲编写的,适用于统计学专业。
一、本课程实验的作用与任务本课程为统计学专业必修的技术课程。
通过实验教学,使学生能够更好地了解多元统计分析的基本概念和基本原理,对一些常用的多元统计思想和统计方法有更深的认识,提高学生处理常见的多元统计问题的实际操作能力。
要求学生密切关注社会经济中的热点问题,独立进行思考,查找自己感兴趣的研究资料,自己动手设计多元变量,以提高学生解决实际问题的能力。
多元统计方法的R语言实现

多元统计方法的R语言实现一、主成分分析主成分分析是一种降维技术,用于从原始数据中提取出最重要的特征,以减少变量的数量。
R语言中有多个包可以进行主成分分析的实现,比如FactoMineR、psych等。
以下是使用FactoMineR包进行主成分分析的示例代码:```R# 安装并加载FactoMineR包install.packages("FactoMineR")library(FactoMineR)#读取数据data <- read.csv("data.csv")#主成分分析result <- PCA(data)#结果展示summary(result) # 查看主成分分析的结果plot(result) # 绘制主成分分析的结果```二、聚类分析聚类分析是一种将相似的对象分组为簇的分析方法。
R语言中有多个包可以进行聚类分析的实现,比如cluster、kmeans等。
以下是使用cluster包进行聚类分析的示例代码:```R# 安装并加载cluster包install.packages("cluster")library(cluster)#读取数据data <- read.csv("data.csv")#聚类分析result <- kmeans(data, 3) # 将数据分为3个簇#结果展示summary(result) # 查看聚类分析的结果plot(result, data) # 绘制聚类分析的结果```三、判别分析判别分析是一种用于确定变量与分类之间关系的分析方法。
R语言中有多个包可以进行判别分析的实现,比如MASS、caret等。
以下是使用MASS包进行判别分析的示例代码:```R#安装并加载MASS包install.packages("MASS")library(MASS)#读取数据data <- read.csv("data.csv")#判别分析result <- lda(class ~ ., data) # 将class变量与其他变量进行判别分析#结果展示summary(result) # 查看判别分析的结果plot(result) # 绘制判别分析的结果```四、因子分析因子分析是一种用于确定变量的共同因素的分析方法。
多元统计课程实验报告

一、实验背景随着社会经济的发展和科学技术的进步,数据量日益庞大,如何从大量数据中提取有价值的信息,成为统计学研究的热点问题。
多元统计分析作为统计学的一个重要分支,通过对多个变量之间的关系进行分析,为决策者提供有力的数据支持。
本实验旨在通过实际操作,让学生熟练掌握多元统计分析方法,提高数据分析能力。
二、实验目的1. 掌握多元统计分析的基本概念和方法;2. 学会运用多元统计分析方法解决实际问题;3. 提高数据分析能力,为后续课程打下坚实基础。
三、实验内容本次实验以某城市居民消费数据为例,运用多元统计分析方法对其进行分析。
四、实验步骤1. 数据导入首先,将实验数据导入统计软件(如SPSS、R等)。
本实验采用SPSS软件,数据集包含以下变量:(1)收入(y):居民年收入;(2)教育程度(x1):居民最高学历;(3)年龄(x2):居民年龄;(4)家庭人口(x3):家庭人口数量;(5)住房面积(x4):家庭住房面积。
2. 描述性统计分析对数据集进行描述性统计分析,包括各变量的均值、标准差、最大值、最小值等。
3. 相关性分析运用皮尔逊相关系数、斯皮尔曼等级相关系数等方法,分析变量之间的相关关系。
4. 主成分分析运用主成分分析方法,提取主要成分,降低数据维度。
5. 聚类分析运用K-means聚类分析方法,将居民划分为不同的消费群体。
6. 随机森林回归分析运用随机森林回归分析方法,预测居民收入。
五、实验结果与分析1. 描述性统计分析根据描述性统计分析结果,可知居民年收入、教育程度、年龄、家庭人口、住房面积的平均值、标准差、最大值、最小值等。
2. 相关性分析通过相关性分析,发现收入与教育程度、年龄、家庭人口、住房面积之间存在显著的正相关关系。
3. 主成分分析根据主成分分析结果,提取出两个主成分,累计方差贡献率为84.95%,可以解释大部分的变量信息。
4. 聚类分析通过K-means聚类分析,将居民划分为3个消费群体。
多元统计分析及R语言建模(第五版)课件第六七章

7 聚类分析及R使用
关于变量变换
平移变换 极差变换 标准差变换 主成分变换 对数变换
7 聚类分析及R使用
系
(1)计算n个样品
统
两两间的距离
聚
类
法
过
(5)确定类的
程
个数和样品名称
(2)构造n个类, 每类包含1个样品
(4)绘制 系统聚类图
(3)合并距离 最近两类为新类
(4)计算新类与各 类距离,若类个数为 1,转到第5步,否则
回到第3步
例7-1数据的系统聚类 最短距离法(采用欧氏距离)
例7-1数据的系统聚类
概 念 和 原 理
7 聚类分析及R使用
【例7.3】kmeans算法的R语言实现及模拟分析:模拟正态随机变量
7 聚类分析及R使用
7 聚类分析及R使用
模拟10个变量2000个样品的正态随机矩阵
7 聚类分析及R使用
系统聚类分析的特点 综合性 形象性 客观性
关于kmeans算法 kmeans算法只有在类的均值被定义的情况下才能使用
功能评分为7.5, 销售价格为65百元, 问该厂产品的销售前景如何?
6 判别分析及R使用
6 判别分析及R使用
1. 线性判别(等方差)
[1] 0.9
6 判别分析及R使用
6 判别分析及R使用
2. 二次判别(异方差)
[1] 0.95
6 判别分析及R使用
6.4.1 Bayes判别准则 Fisher判别缺点 一是判别方法与各总体出现的概率无关 二是判别方法与错判后造成的损失无关 Bayes判别准则
多元统计分析及R语言建模
第6章 判别分析及R使用
多元统计分析及R语言建模

y
X 连续变量
连续变量 线性回归方程
0-1变量
有序变量
多分类变量
分类变量
实验设计模型(方 差分析模型)
logistic回归模型
累积比数模型 对数线性模型
对数线性模型 多分类logistic回归模型
连续伴有删失 cox比例风险模型
连续变量 分类变量
协方差分析模型
5广义与一般线性模型及R使用
5.2 广义线性模型
程 序 与 结 果
得到初步的logistic回归模型:
5广义与一般线性模型及R使用
5.2 广义线性模型
(2)逐步筛选变量logistic回归模型:
logit.step<-step(logit.glm,direction="both") summary(logit.step)
#逐步筛选法变量选择
#逐步筛选法变量选择结果
序
pre2<-predict(logit.step,data.frame(x1=0)) #预测视力有问题的司机Logistic回归结果
与
p2<-exp(pre2)/(1+exp(pre2)) #预测视力有问题的司机发生事故概率
结
c(p1,p2) #结果显示
果
5广义与一般线性模型及R使用
5.2 广义线性模型
程 序 与 结 果
PA>0.05,说明各种燃料A对火箭射程有无显著影响,
PB>0.05,说明各种推进器B对火箭射程也无显著影响。
5广义与一般线性模型及R使用
案例分析 广义线性模型及其应用
关于40个不同年龄(age,定量变量)和性别(sex,定性变量,用0和1代表 女和男)的人对某项服务产品的观点(y,二水平定性变量,用1和0代表认可
多元统计分析:R与Python的实现 (6)

吴喜之
主成分分析
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June 28, 2019
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从例子中产生的问题
Example
教师数据 (full.aaup.csv) 该数据来自美国大学教授协会 (AAUP) 年度普查, 包括分别按 照正教授和副教授的平均工资和补贴 (1994 年) 统计的数据.a一共有 17 个变量, 其中有 4 个定性变量: FICE (联邦 ID 代码)、College (学校名称)、State (州)、Type (类型: I、IIA, 或 IIB). 还有 13 个数量变量: ASF (正教授平均工资)、ASA1 (副教授平均工资)、ASA2 (助理 教授平均工资)、ASALL (所有级别平均工资)、ACF (正教授平均补贴)、ACA1 (副教授平 均补贴)、ACA2 (助理教授平均补贴)、ACALL (所有级别平均补贴)、NF (正教授人数)、 NA1 (副教授人数)、NA2 (助理教授人数)、NIN (助教人数)、NALL (所有级别教授数目). 该数据涉及 1161 个学校. 其中只有 13 个是定量变量, 而经典主成分分析只能处理定量变 量. 因此, 虽然数据为 1161 × 17 矩阵的形式, 但我们只使用其中的 13 列数据, 即 1161 × 13 矩阵的形式. 这里的数据是对原始数据通过程序包 missForestb的函数 missForest() 弥补缺失值后的数据.
吴喜之
主成分分析
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June 28, 2019
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2
3
4
5
pc6.1
Variances
0.5
Comp.1
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
Comp.2
Comp.3
.4
Comp.5
Comp.6
6
Comp.2
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
4
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3
-0.6
-0.6
-0.4
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0.0 Comp.1
0.2
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0.6
四、收获或心得体会
y1 a11 x1 a12 x2 a1 p x p a1T X T y2 a21 x1 a22 x2 a2 p x p a2 X y p a p1 x1 a p 2 x2 a pp x p a pT X
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《多元统计分析--基于 R》实 验 报 告 (6)
学号: 140940137 姓名: 刘思 班级: 1409401 成绩:
实验名称:主成分分析与 R 实现 所使用的工具软件及环境: R 软件 一、实验目的:
实验地点:化工楼 317
理解主成分分析的统计思想和实际意义; 掌握与主成分分析有关的函数。 理解主成分分析的数学模型和在二维空间上的几何解释; 能够利用计算机软件以及主成分分析有关的函数,自己编程解决实际问题并给出分析报 告 二、实验步骤: 1、主成分分析的统计思想、主成分分析的数学模型 2、与主成分分析有关的函数 3、主成分分析的应用及 R 程序 4、实证分析 三、实验内容 1、 主成分分析的统计思想、数学模型 统计思想:主成分分析的本质就是“降维” ,将高维数据有效的转化为低维数据来处 理,揭示变量之间的内在联系,进而分析解决实际问题。 数学模型:设总体 X ( x1 , x2 ,, x p )T 的期望为 ,协方差矩阵为 , X 的 p 个主 成分记为 y1 , y2 ,, y p 二者的关系为:
式中, y i 的方差为:
Var( yi ) aiT ai , i 1,2,, p
p 个主成分一定是互不相关的。
1
2、与主成分分析有关的R函数 1. princomp函数 princomp(x,cor=F,scores=T,„) x是用于主成分分析的数据矩阵或数据框,cor=T表示用样本相关系数矩阵R作主 成分分析,cor=F(默认值)表示用样本协方差矩阵S作主成分分析;scores为是 否输出主成分得分 2. summary函数 summary(object,loadings=T,„) 用于提取主成分的信息,object是由princomp()得到的对象;loadings=T表示显 示载荷loadings的内容,默认不显示 3. loadings函数 loadings(object) 用于显示主成分分析中载荷loadings的内容,在主成份分析中实际是给出主成份 的载荷,也就是正交矩阵Q的各列。其中,object是由princomp()得到的对象。 实际上,在summary函数中输入选项loadings=TURE,就可得到loadings函数的这 些显示内容。 4. predict函数 Predict(obect,newdata,...) 该函数用于预测主成份分析的值,其中,object是由princomp()得到的对象, newdata是要由其进行预测的数据框。 3、案例分析与R实现 结合数据文件 eg6.1