相關性的注意事項

R 統計學入門

Maggie Matsui

Content Developer, DataCamp

非線性關係

具有二次關係的散佈圖

$$r = 0.18$$

R 統計學入門

非線性關係

我們看到的:

具有二次關係且含二次趨勢線的散佈圖

相關係數看到的:

具有二次關係但配線性趨勢線的散佈圖

R 統計學入門

相關性只捕捉線性關係

別盲目使用相關性

cor(df$x, df$y)
0.1786163

一定要視覺化資料

具有二次關係的散佈圖

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哺乳類睡眠資料

msleep
   name                       vore  sleep_total awake  bodywt
 1 Cheetah                    carni        12.1  11.9  50    
 2 Owl monkey                 omni         17     7     0.48 
 3 Mountain beaver            herbi        14.4   9.6   1.35 
 4 Greater short-tailed shrew omni         14.9   9.1   0.019
 5 Cow                        herbi         4    20   600    
 6 Three-toed sloth           herbi        14.4   9.6   3.85 
 ... 
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體重 vs. 清醒時間

體重對清醒時間的散佈圖

cor(msleep$bodywt, msleep$awake)
0.3119801
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體重的分佈

bodywt 變數的直方圖

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對數轉換

msleep %>%
  mutate(log_bodywt = log(bodywt)) %>%

ggplot(aes(log_bodywt, awake)) + geom_point() + geom_smooth(method = "lm", se = FALSE)

 

cor(msleep$log_bodywt, msleep$awake)
0.5687943

log 體重對清醒時間的散佈圖

R 統計學入門

其他轉換方式

  • 對數轉換(log(x)
  • 平方根轉換(sqrt(x)
  • 倒數轉換(1 / x

  • 也可組合使用,例如:

    • log(x)log(y)
    • sqrt(x)1 / y
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為什麼要做轉換?

  • 部分統計方法仰賴變數呈線性關係
    • 相關係數
    • 線性迴歸
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相關不代表因果

xy 相關 不代表 x 導致 y

美國人均人造奶油消耗量 vs 緬因州離婚率的散佈圖。兩者高度相關,相關係數為 0.99

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混雜因子(Confounding)

  咖啡飲用(x)指向肺癌(y)

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混雜因子(Confounding)

  咖啡飲用(x)指向肺癌(y),上方有吸菸(混雜因子)

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混雜因子(Confounding)

  咖啡飲用(x)指向肺癌(y),含吸菸(混雜因子)。吸菸與咖啡飲用之間有雙向箭頭,標註「關聯」。

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混雜因子(Confounding)

  咖啡飲用(x)指向肺癌(y),含吸菸(混雜因子)。吸菸與咖啡飲用之間有「關聯」雙向箭頭;吸菸到肺癌有標註「因果」的單向箭頭。

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混雜因子(Confounding)

  咖啡飲用(x)與肺癌(y)之間有標註「關聯」的雙向箭頭。吸菸與咖啡飲用之間有「關聯」雙向箭頭;吸菸到肺癌有標註「因果」的單向箭頭。

  假期(x)指向零售銷售(y)。特價活動(混雜因子)與假期有雙向箭頭,並以單向箭頭指向零售銷售。

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一起來練習吧!

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