Conhecendo o R Uma Visão Estatística

Transcrição

1 4 Luiz Alexandre Peternelli Marcio Pupin Mello Conhecendo o R Uma Visão Estatística Universidade Federal de Viçosa 2011

2 Conhecendo o R uma visão estatística 5 by 2007 Luiz Alexandre Peternelli e Márcio Pupin de Mello 1ª edição: 2007 Caderno Didático 1ª edição: 2011 Série Didática Direitos de edição reservados à Editora UFV. Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida, apropriada e estocada, por qualquer forma ou meio, sem autorização do detentor dos seus direitos de edição. Impresso no Brasil Ficha catalográfica preparada pela Seção de Catalogação e Classificação da Biblioteca Central da UFV P478c 2011 Peternelli, Luiz Alexandre Conhecendo o R : uma visão estatística / Luiz Alexandre Peternelli, Márcio Pupin de Mello. Viçosa, MG : Ed. UFV, p. : il. ; 22cm. (Didática) Inclui apêndices Inclui índice. Bibliografia: p ISBN Estatística matemática. I. Mello, Márcio Pupin de. II. Título. CDD 22.ed Capa: José Roberto da Silva Lana (Beto) Revisão linguística: Constança Bezerra Albino Chaves Editoração eletrônica: José Roberto da Silva Lana (Beto) Impressão e acabamento: Divisão de Gráfica da Editora UFV Editora UFV Edifício Francisco São José, s/n Universidade Federal de Viçosa Viçosa, MG, Brasil Tels. (0xx31) / [email protected] Pedidos Tel. (0xx31) Tel./Fax (0xx31) [email protected] Livraria Virtual:

3 8 Apresentação O objetivo deste material não é tão somente ensinar um software ou estatística, mas proporcionar um ponto de partida para pessoas que desejam começar a utilizar o R e suas ferramentas estatísticas. É dar suporte àqueles que de uma forma ou de outra usam programas estatísticos em seu dia a dia e tornar acessível aos interessados alguns conhecimentos acumulados com o emprego constante deste software livre em estudos e análises estatísticas desenvolvidos pelos autores ao longo dos anos. Procuramos, neste trabalho, valorizar o uso deste software em análises estatísticas, na tentativa de abordar, de maneira clara e objetiva, as informações mais relevantes a serem consideradas nessas análises. As explicações do uso de diversos comandos e funções são ilustradas com exemplos, facilitando a interpretação e a adaptação para um outro problema semelhante. O leitor encontrará explicações detalhadas de muitas funções e comandos, incluindo as mais complexas, podendo entender até mesmo o que os argumentos de cada função representam no contexto. Os Capítulos de 1 a 8 tratam exclusivamente de uma noção introdutória do R, mostrando como criar, manipular e excluir os diversos tipos de objeto de trabalho do software, podendo, às vezes, usar exemplos que envolvem problemas estatísticos. Já os Capítulos de 9 a 13 tratam de algumas ferramentas e análises estatísticas possíveis de serem realizadas. Nesses, além dos exemplos normais, existem os exemplos aplicados, que chamamos de Resolvendo com o R..., em que usamos vários problemas do cotidiano profissional, nos quais a estatística está presente. Os comandos de entrada, assim como os de saída do programa, estão em formatação diferenciada, o que permite a sua fácil visualização. O leitor pode contar com diversas figuras ilustrativas, que o ajudam a entender o processo de forma visual, além das tabelas que resumem concisamente as operações e informações úteis ao uso do software.

4 Conhecendo o R uma visão estatística 9 Durante a elaboração deste material, foi necessária, ou mesmo conveniente, a criação de algumas funções que foram implementadas no R. Essas funções, além de ilustrarem as páginas desse trabalho, encontram-se no final desta obra, no Apêndices, à disposição de qualquer leitor que julgue útil a sua utilização. Essas, juntamente com os comandos de entrada do R, apresentadas nesse livro estão também disponíveis em ou em poupando o usuário de digitá-las, valendo-se do uso dos recursos Copiar e Colar. A versão usada para introdução dos comandos nessa obra, assim como as saídas e os resultados obtidos por esses, é a para Windows. Quaisquer comentários, críticas, sugestões e elogios são muito bem-vindos e podem ser enviados aos s dos autores: [email protected] ou [email protected]. Os autores

5 10 Sumário CAPÍTULO Algo sobre o R Introdução O programa Como instalar Instalando o R Sobre os pacotes (packages) Atualizando e obtendo novos pacotes CAPÍTULO Iniciando o R Símbolos ou comandos importantes Obtendo ajuda Sair do programa Manipulando objetos Criando objetos Removendo objetos Listando objetos Atributos dos objetos Algumas operações aritméticas Arredondamentos e aproximações Comando round() Truncando valores Aproximações com algarismos significativos Teto e Piso CAPÍTULO Alguns objetos especiais Vetores Sequências Usando o comando seq()... 33

6 Conhecendo o R uma visão estatística 11 Usando rep() Listas Algumas funções que retornam listas Matrizes Criando matrizes Obtendo informações sobre a matriz Mais informações sobre construção de matrizes Índices das matrizes Mais sobre índices Data.frame Lendo um data.frame de um arquivo-texto Índices como em matrizes e nomes como em listas Adicionando colunas Separando um data.frame por grupos Caracteres e fatores CAPÍTULO Entrando com dados Uso da função scan() Montando uma matriz com os dados de uma planilha eletrônica Uso da função edit() Uso da função read.table() Lendo dados de um arquivo ASCII CAPÍTULO Operações com vetores e matrizes Algumas funções disponíveis Usando alguns tipos de combinação de operações CAPÍTULO Criando gráficos com o R Uso da função plot() Um gráfico simples Adicionando mais dados a um gráfico Mudando o padrão dos pontos Mudando as linhas... 63

7 12 Definindo o intervalo dos eixos Adicionando texto Identificadores no gráfico Gráficos múltiplos Parâmetros gráficos Histogramas Um exemplo bem simples Alterando alguns parâmetros Ogiva Gráficos de barras CAPÍTULO Salvar ou ler os arquivos *.R Salvando e abrindo trabalhos no R Exibindo e alterando o diretório de trabalho Exibindo o conteúdo de um diretório CAPÍTULO Criando funções Entendendo o conceito de função Funções envolvendo loops CAPÍTULO Estatística Descritiva Notações de somas e produtos Somatório Produtório Medidas de posição amostral Média Mediana Moda Medidas de dispersão amostral Variância Desvio-padrão Amplitude total Covariância e correlação... 98

8 Conhecendo o R uma visão estatística 13 CAPÍTULO Sobre probabilidade Algumas distribuições Binomial Poisson Normal Geração de números aleatórios De um conjunto preestabelecido de valores De uma distribuição de interesse CAPÍTULO Alguns testes estatísticos Ideia geral sobre os testes de hipóteses Introdução Tipos de erros inerentes aos testes de hipóteses P-value (ou valor p) Teste t (de Student) Para uma média Para as médias de duas amostras independentes Para as médias de duas amostras dependentes Teste F Outros testes Kolmogorov-Smirnov Teste para a normalidade shapiro.test() CAPÍTULO Análise de variância (ANOVA) Delineamento inteiramente casualizado Delineamento em blocos casualizados Delineamento em quadrado latino Experimentos fatoriais Experimentos com dois fatores segundo o DIC Fatorial usando o DBC Experimentos em parcelas subdivididas Um exemplo de parcela subdividida segundo o DBC Teste de Comparações Múltiplas Teste de Tukey

9 14 CAPÍTULO Regressão Polinomial simples Linear De grau maior que Um gráfico útil em regressões Polinomial múltipla Superfície de resposta Modelos não polinomiais Um modelo exponencial Outros modelos REFERÊNCIAS APÊNDICES Extras Experimentos em faixas Modelos mistos Funções Média e a variância de conjuntos de dados Plotar símbolos Encontrar a moda de um conjunto de dados Teste de Tukey Gera modelo polinomial (2 variáveis independentes) ÍNDICE REMISSIVO