diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_dyskretna/egzamin.md b/uczelnia/2_semestr/matematyka_dyskretna/egzamin.md new file mode 100644 index 0000000..4ad48a4 --- /dev/null +++ b/uczelnia/2_semestr/matematyka_dyskretna/egzamin.md @@ -0,0 +1,54 @@ +# Logika +- Prawo de'morgana – przy negacji alternatywy lub koniunkcji zamieniamy też ze sobą działania +- suma indeksowanej rodziny zbiorów – elementy które występują w co najmniej jednym +- iloczyn indeksowanej rodziny zbiorów – elementy które wystęupją w każdym +# Abstrakcja +- Izomorfizm – bijekcja, która zachowuje funkcje i relacje. +- Homomorfizm – odwzorowanie jednej algebry liniowej(np. pierścienia) w drugą przy zachowaniu odpowiednich działań +- Automorfizm – izomorfizm na samym sobie, czyli odwzorowanie struktury na samą siebie przy zachowaniu działań itp. + +# Relacje +- piwo z kolegami +- zwrotność (każda ze sobą) +- symetryczność (działa w dwie strony) +- przechodniość (jeśli xRy i yRz to xRz) +- relacja równoważności, gdy spełnia wszystko powyżej +- antysymetryczność (xRy i yRx wtedy i tylko wtedy gdy x = y) +# Struktury +- Grupa – struktura algebraiczna definiowana jako zbiór z określonym na nim łącznym i odwracalnym dwuargumentowym działaniem wewnętrznym[1]; szczególny przypadek monoidu, w którym każdy element ma element odwrotny (zob. Podobne struktury). +- Iniekcja – każdy argument ma przypisaną tylko jedną wartość i żadne dwa argumenty nie dają tej samej wartości. Innymi słowy jest różnowartościowa. +- Suriekcja – zbiór wartości pokrywa się z przeciwdziedziną (każdy element przeciwdziedziny jest użyty) +- Bijekcja – iniekcja i suriekcja na raz. Liczba bijekcji to $n!$ gdzie n to ilość el. zbioru. + +- działanie wewnętrzne – operacjie nie wyrzucają nas z danego zbioru +- rozdzielność $a \cdot (b + c) = (a \cdot b) + (a \cdot c)$ +- półgrupa – nie potrzebuje el. neutralnego i odwrotnego +# Grafy +- Graf – podstawowy obiekt rozważań teorii grafów, struktura matematyczna służąca do przedstawiania i badania relacji między obiektami. W uproszczeniu graf to zbiór wierzchołków, które mogą być połączone krawędziami w taki sposób, że każda krawędź kończy się i zaczyna w którymś z wierzchołków. + +- Graf planarny – graf który można narysować nie przecinając linii na kartce. +- Graf spójny – każda para wierzchołków jest połączona + +- Twierdzenie Kuratowskiego – graf jest planarny, jeśli nie zawiera podgrafu, który jest grafem rozszerzonym grafu $K_5$ lub $K_{3,3}$. Innymi słowy: graf jest planarny jeśli nie jest stworzony z pentagramu/3 kropek na góra-dół. +- Macierz incydencji – pokazuje gdzie wierzchołki grafu mają krawędzi. Wiersz to wierzchołek, a kolumny to krawędzi. Jeśli jest $0$ to nie styka się, jeśli liczba $< 0$ to wchodzi do wierzchołka, a jeśli $> 0$ to z niego wychodzi. + +# Teoria liczb +- $ax + by = c$, przy takim zapisie szukamy $NWD(a, b)$ i sprawdzamy czy dzieli liczbę c. Uzywamy rozszerzonego algorytmu Euklidesa +- Hinolskie twierdzenie o resztach służy do rozwiązywania układów równań. +Ważne wzory: +$$ +\begin{align} +N &= n_i \cdot n_{i + 1} \cdot \ ...\ \cdot n_k \\ +N_i &= \frac{N}{n_i} \\ +N_i \cdot y_i &\equiv 1 \pmod{n_i} \\ +x &= \sum_{i = 1}^{k}({a_i \cdot N_i \cdot y_i}) \pmod{N} +\end{align} +$$ + +# Euklides +Mamy NWD(a,b), gdzie a > b +1. Rozpisujemy a za pomocą b $a = b \cdot x + r$, gdzie x to wielokrotność a r reszta +2. rozpisujemy b za pomocą r +3. powtórz, aż dojdziesz do momentu gdy $r = 0$ + +Rozszerzenie polega na robieniu tego samego ale w drugą stronę \ No newline at end of file diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_1.R b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/lab_1.R similarity index 100% rename from uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_1.R rename to uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/lab_1.R diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_2.R b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/lab_2.R similarity index 100% rename from uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_2.R rename to uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/lab_2.R diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_3.R b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/lab_3.R similarity index 100% rename from uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_3.R rename to uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/lab_3.R diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_4.R b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/lab_4.R similarity index 100% rename from uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_4.R rename to uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/lab_4.R diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_5.R b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/lab_5.R similarity index 100% rename from uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_5.R rename to uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/lab_5.R diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_6.R b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/lab_6.R similarity index 100% rename from uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_6.R rename to uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/lab_6.R diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/laby.Rproj b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/laby.Rproj similarity index 100% rename from uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/laby.Rproj rename to uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/laby.Rproj diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/podumowanie_do_6.R b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/podumowanie_do_6.R similarity index 100% rename from uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/podumowanie_do_6.R rename to uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/podumowanie_do_6.R diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/powtórka.R b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/powtórka.R similarity index 100% rename from uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/powtórka.R rename to uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz1/powtórka.R diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/ankieta.RData b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/ankieta.RData similarity index 100% rename from uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/ankieta.RData rename to uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/ankieta.RData diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab8.RData b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/lab8.RData similarity index 100% rename from uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab8.RData rename to uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/lab8.RData diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_10.R b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/lab_10.R similarity index 100% rename from uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_10.R rename to uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/lab_10.R diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_11.R b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/lab_11.R similarity index 100% rename from uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_11.R rename to uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/lab_11.R diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_7.R b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/lab_7.R similarity index 100% rename from uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_7.R rename to uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/lab_7.R diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_8.R b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/lab_8.R similarity index 100% rename from uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_8.R rename to uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/lab_8.R diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_9.R b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/lab_9.R similarity index 100% rename from uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/lab_9.R rename to uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/lab_9.R diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/laby.Rproj b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/laby.Rproj new file mode 100644 index 0000000..8e3c2eb --- /dev/null +++ b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/laby.Rproj @@ -0,0 +1,13 @@ +Version: 1.0 + +RestoreWorkspace: Default +SaveWorkspace: Default +AlwaysSaveHistory: Default + +EnableCodeIndexing: Yes +UseSpacesForTab: Yes +NumSpacesForTab: 2 +Encoding: UTF-8 + +RnwWeave: Sweave +LaTeX: pdfLaTeX diff --git a/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/powtorzenie.R b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/powtorzenie.R new file mode 100644 index 0000000..81b4c24 --- /dev/null +++ b/uczelnia/2_semestr/matematyka_stosowana/laby/cz2/powtorzenie.R @@ -0,0 +1,701 @@ +#### === LAB 7 Zarządzanie danymi i elementami statystyki opisowej==== #### +# Ogólne manipulowanie zestawem danych + +## Wyświetlenie podsumowania danych +### przed faktoryzacją +summary(Ankieta) +Ankieta$Płeć = factor(Ankieta$Płeć) # <- ustawiamy płeć jako zmienną kategorialną +### po faktoryzacji +summary(Ankieta) + +Ankieta$Sysytem = factor(Ankieta$System) +Ankieta$M.zamieszkania = factor(Ankieta$M.zamieszkania) +Ankieta$Sz.średnia = factor(Ankieta$Sz.średnia) +Ankieta$Rodzeństwo = factor(Ankieta$Rodzeństwo) + + +## Dodanie kolumny +Ankieta$Średnia = round(((Ankieta$Algebra * 5 + Ankieta$Fizyka * 5 + Ankieta$Programowanie1 * 5 + Ankieta$MSzS1 * 5 + Ankieta$Algorytmy1 * 6 + Ankieta$WdI * 4) / 30), 2); # Po prostu wpisujemy co chcemy + +## Skopiowanie kolumny z ocenami (subset) +Ankieta$Średnia = round(((Ankieta$Algebra * 5 + Ankieta$Fizyka * 5 + Ankieta$Programowanie1 * 5 + Ankieta$MSzS1 * 5 + Ankieta$Algorytmy1 * 6 + Ankieta$WdI * 4) / 30), 2); # select pozwala wybrac konkretne kolumny poprzez wektor + +## Dodanie i likwidacja kolumny +Ankieta$Waga.dag = Ankieta$Waga * 100 # <- dodaje +Ankieta$Waga.dag = NULL # <- likwiduje + +# Wykres ramka-wąsy +ggplot(Ankieta, aes(x=Ankieta$Płeć, y=Ankieta$Waga)) + geom_boxplot(fill='red', col='purple') # x – zmienna kategorialna, y – zmienna mierzalna + +## funkcja +zakres3sigm = function(x) { + data.frame(lewy.kres=mean(x) - 3 * sd(x), prawy.kres=mean(x) + 3 * sd(x)) +} + +## Podzbiory +Ankieta.M = subset(Ankieta, Ankieta$Płeć == 'M') + +Ankieta$L.g.kody = cut(Ankieta$L.godzin, breaks = c(0, 4, 8, 24), labels = c("krótko", "średnio", "długo"), include.lowest = TRUE) +table(Ankieta$L.g.kody) + +#### === LAB 8 Parametry opisowe === #### +# zadanie 1 + +p.opisowe = function(wektor) { + library(moments) + srednia = round(mean(wektor), 2) + mediana = round(median(wektor), 2) + kwartyl_dolny = round(quantile(wektor, 1/4), 2) + kwartyl_gorny = round(quantile(wektor, 3/4), 2) + minimum = round(min(wektor), 2) + maximum = round(max(wektor), 2) + odchylenie = round(sd(wektor), 2) + rozstep_empiryczny = round(max(wektor) - min(wektor), 2) + rozstep_kwartylowy = round(IQR(wektor), 2) + wspolczynnik_zmiennosci = round(sd(wektor)/mean(wektor) * 100, 2) + skosnosc = round(skewness(wektor), 2) + kurtoza = round(kurtosis(wektor), 2) + + rbind(srednia, mediana, kwartyl_dolny, kwartyl_gorny, minimum, maximum, odchylenie, rozstep_empiryczny, rozstep_kwartylowy, wspolczynnik_zmiennosci, skosnosc, kurtoza) +} + + + +# zadanie 2 +# współczynnik zmienności +# |V| <= 10% – słaba zmienność +# 10% < |V| <= 50% – umiarkowana zmienność +# |V| > 50% – duża zmienność + +# skośność (współczynnik asymetrii) +# |G| <= 0.5 – słaba +# 0.5 < |G| < 1 – umiarkowana +# |G| > 1 – duża silna asymetria + +# G < 0 – lewostronna +# G > 0 – prawostronna +# G = 0 – symetria (prawie się nie zdarza) + +# kurtoza (współczynnik skupienia/spłaczszczenia) +# K = 3 – rozkład normalny +# K < 3 – niższe skupienie niż w rozkładzie normalnym +# K > 3 – wyższe skupienie niż w rozkładzie normalnym + + +# a) +p.opisowe(Ankieta$Wzrost) +# kwartyl_dolny 174.00 – wzrost 25% mężczyzn nie przekroczył 174 +# odchylenie 7.16 – wzrost mężczyzn odchylał się od średniej wzrostu przeciętnie o około 7.16 +# wspolczynnik_zmiennosci 3.98 – udział odchylenia standardowego wzrostu w wartości średniej wynosi 3.98 co świadczy o tym, że mężczyźni są słabo zróżnicowani pod względem wzrostu +# skosnosc 0.20 – rozkład wzrostu mężczyzn charakteryzuje się słabą asymetrią prawostronną + +# b) +p.opisowe(Ankieta$Średnia) +# mediana 3.80 – średnia 50% studentów w badanej grupie nie przekroczyla 3.80 +# kwartyl_gorny 4.24 – średnia 75% studentów w badanej grupie nie przekroczyla 4.24 + +# c) +p.opisowe(Ankieta$L.godzin) +# srednia 7.07 czas spędzany przy komputerze w badanej grupie skupiał się wokół wartości 7.07 +# kurtoza 2.55 rozklad czasu spędzanego przy komputerze w badanej grupie charakteryzuje się niższym skupieniem wokół średniej wagi niż w rozkładzie normalnym. + +# zadanie 3 + +przedzial.odchylenie = function(x, uf) { + # 1 - a = uf + # a = 1 - uf + a = 1 - uf + n = length(x) + ss_z_daszkiem = var(x) + # s^2 = (n - 1)/n * ss_z_daszkiem + ss = (n - 1)/n * ss_z_daszkiem + + dolna = sqrt((n * ss) / qchisq(1 - (a / 2), n - 1)) + gorna = sqrt((n * ss) / qchisq(a / 2, n - 1)) + round(cbind(dolna, gorna), 4) +} + +przedzial.odchylenie(Ankieta.M$Wzrost, 0.95) + +# zadanie 4 +# a) +ggplot(data.frame(x=c(-4, 4)), aes(x))+ylab('Gęstość rozkładu studenta')+ stat_function(fun=dt, args=1, col='red', size=1) + stat_function(fun=dt, args=2, col='pink', size=1) + stat_function(fun=dt, args=10, col='green', size=1) + stat_function(fun=dt, args=50, col='blue', size=1) + +# b) +ggplot(data.frame(x=c(-1, 100)), aes(x))+ylab('Gęstość rozkładu chi kwadrat') + stat_function(fun=dchisq, args=5, col='red', size=1) + stat_function(fun=dchisq, args=10, col='blue', size=1) + stat_function(fun=dchisq, args=20, col='green', size=1) + stat_function(fun=dchisq, args=50, col='pink', size=1) + + +#### === LAB 9 Estymacja i testowanie hipotez dla jednej populacji === #### +# zadanie 1 + +# a) + +# założenie: normalność rozkładu – test shapiro-wilka + +# hipoteza podstawowa h0 – rozkład wzrostu w populacji mężczyzn jest normalny +# hipoteza h1 – nieprawda, że h0 + +shapiro.test(Ankieta.M$Wzrost) +# Statystyka testowa W = 0.9598, p-value = 0.04048 +# alpha = 0.01 # poziom istotności +# wniosek alpha < p-value, więc na poziomie istotności 0.01 nie ma podstaw do odrzucenia h0, że rozkład wzrostu w populacji mężczyzn jest zgodny z rozkładem normalnym. + +# b) +# przedzial ufności dla wartości średniej w populacji (mężczyzn) +t.test(Ankieta.M$Wzrost, conf.level = 0.95) +# 178.0049 181.6403 + +# interpretacja: przedział liczbowy od 178.0049 do 181.6403 z prawdopodobieństwem 0.95 obejmuje nieznaną wartość średnią wzrostu w populacji mężczyzn studiujących na pierwszym roku WI ZUT w Szczecinie w tym roku akademickim (2025/2026) + +t.test(Ankieta.M$Wzrost, conf.level = 0.98) +# 177.6509 181.9942 + +przedzial.odchylenie(Ankieta.M$Wzrost, 0.97) +# 5.9801 8.8895 + +# interpretacja: przedzial o końcach 5.9801 i 8.8895 [cm] z ufnością 0.97 obejmuje rzeczywistą wartość odchylenia standardowego wzrostu w populacji mężczyzn studiujących na pierwszym roku WI ZUT w Szczecinie w tym roku akademickim. + +# d) +# test dla wartości średniej w populacji +# hipoteza h0: m = 180 +# hipoteza h1: m > 180 +t.test(Ankieta.M$Wzrost, mu = 180, alternative = 'g') +# statystyka testowa t = -0.19518, df = 61, p-value = 0.577 +# alpha = 0.01 +# alpha < p-value, więc +# na poziomie istotności 0.01 nie ma podstaw do odrzucenia hipotezy h0. Nie można zatem potwierdzić hipotezy, że średni wzrost mężczyzn w badanej populacji jest większy niż 180 cm. + + +table(Ankieta$Sz.średnia) +# LO(RM) = 22 + +# a) +# przedział ufności dla odsetka (wskaźnika struktury, frakcji, procentu, proporcji) +prop.test(22, 72, conf.level = 0.98) +# 0.1909 0.4489 +# te końce nie mają jednostek! + +# interpretacja: przedział o końcach 0.1909 i 0.4489 z ufnością 0.98 obejmuje rzeczywistą wartość odsetka osób, które ukończyły LO(RM) w badanej populacji. + +# b) +# test dla wskaźnika struktury +# hipoteza h0: p = 45% +# hipoteza h1: p < 45% +prop.test(22, 72, p = 0.45, alternative = 'l') +# statystyka testowa – X-squared = 5.5, df = 1, p-value = 0.009508 +# alpha = 0.05 +# alpha > p-value, więc +# odrzucamy h0 + +# Alpha jest większa niż p-value, więc na poziomie istotności 0.05 odrzucamy hipotezę h0 i przyjmujemy h1, zatem odsetek osób, które ukończyły LO(RM) w badanej populacji studentów jest istotnie mniejszy, niż 45%. + + +# zadanie 3 + +# a) +# hipoteza h0: rozkład wagi w populacji kobiet jest normalny +# hipotezea h1: rozkład wagi w populacji kobiet nie jest normalny + +shapiro.test(Ankieta.K$Waga) +# W = 0.94975, p-value = 0.6656 +# alpha = 0.05 +# alpha < p-value, więc +# na poziomie istotności 0.05 nie ma podstaw do odrzucenia h0, że rozkład wagi w populacji kobiet jest normalny + +# b) +t.test(Ankieta.K$Waga, conf.level = 0.98) +# 49.34915 63.85085 + +# interpretacja: przedział o końcach 49.34915 i 63.85085 [kg] z ufnością 0.98 zawiera rzeczywistą wartość średniej wagi w populacji wszystkich kobiet studiujących na I roku WI + +# zadanie 4 +# a) + +table(Ankieta$M.zamieszkania) +# akademik = 23 +prop.test(23, 72, conf.level = 0.995) +# 0.1842 0.4918 + +# interpretacja: przedział o końcach 0.1842 i 0.4918 z ufnością 0.995 obejmuje rzeczywistą wartość odestka osób, które mieszkają w akademiku podczas studiowania na pierwszym roku kierunku informatyka na WI ZUT w Szczecinie w tym roku akademickim + +# b) +# hipoteza h0: p = 0.35 +# hipoteza h1: p != 0.35 +prop.test(23, 72, p = 0.35, alternative = 'two.sided') +# X-squared = 0.17643, df = 1, p-value = 0.6745 +# alpha = 0.05 +# alpha < p-value, więc +# odrzucamy h0 + +# wniosek: Alpha jest mniejsze, niż p-value, więc nie ma podstaw do odrzucenia h0, że odsetek osób, które mieszkają w akademiku w populacji wszystkich studentów I roku na WI różnie się istotnie od 35% +#### === LAB 10 === Testowanie hipotez dla dwóch populacji oraz test dla prób zależnych #### +# zadanie 1 + +# Próby niezależne + +# a) + +# założenie 1: normalność rozkładów + +# h0 – rozkład średnich ocen w populacji studentek jest normalny +# h1 – ~h0 + +# h0' – rozkład średnich ocen w populacji studentów jest normalny +# h1' – ~h0' + +by(Ankieta$Średnia, Ankieta$Płeć, shapiro.test) + +# dla kobiet: W = 0.97625, p-value = 0.942 +# dla mężczyzn: W = 0.97148, p-value = 0.1578 +# aplha = 0.01 + +# w obu przypadka alpha < p-value +# brak podstaw do odrzucenia h0 i h0' + +# b) + +# h0 – jednorodność wariancji sigma.k^2 = sigma.m^2 +# h1 – ~h0 + +var.test(Ankieta$Średnia ~ Ankieta$Płeć) +# F = 0.40623, num df = 9, denom df = 61, p-value = 0.1459 +# alpha = 0.01 + +# Wniosek: brak podstaw do odrzucenia h0 +# będziemy stosować test bez poprawki welcha +# wariancje jednorodne = bez poprawki welcha + +# c) + +# h0 – m.kobiet = m.mężczyzn +# h1 – m.kobiet > m.mężczyzn + + +t.test(Ankieta$Średnia ~ Ankieta$Płeć, alternative = 'g', var.equal = TRUE) +# t = -0.49177, df = 70, p-value = 0.6878 +# alpha = 0.01 + +# Wniosek: Na poziomie istotności 0.01 nie ma podstaw do odrzucenia hipotezy h0, zatem wyniki próby nie potwierdzają przypuszczenia, że średnie oceny studentek są wyższe niż studentów studiujących na I roku WI na ZUT w Szczecinie w tym roku akademickim. + +# Zadanie 2 +# alpha = 0.05 + +# Test dla dwóch wskaźników struktury + +# grupy: +# 1 – grupa mieszkających z rodziną +# 2 – grupa mieszkających poza domem rodzinnym + +# wyróżniona cecha: absolewnci TI + +# Hipotezy: +# h0 – p1 = p2 +# h1 – p1 < p2 + +table(Ankieta$M.zamieszkania, Ankieta$Sz.średnia) +prop.test(c(15, 20), c(32, 40), alternative = 'l') +# X-squared = 0.00069498, df = 1, p-value = 0.4895 +# aplha = 0.05 + +# Wniosek: na poziomie istotności 0.05 nie można odrzucić hipotezy h0. Zatem odsetki osób, które ukończyły TI nie różnią się istotnie dla mieszkających podczas studiowania z rodziną oraz dla mieszkających poza domem rodzinnym. + +# Zadanie 3 + +# próby zależne + +# alpha = 0.01 + +# założenie: normalność różnicy zmiennych +# h0 – rozkład różnicy zmiennych jest normalny +# h1 – ~h0 + +x1 = c(225, 236, 312, 238, 241, 196, 205, 259, 218) +x2 = c(216, 195, 245, 235, 221, 170, 180, 265, 179) + +shapiro.test(x1 - x2) +# W = 0.96898, p-value = 0.8858 + +# Wniosek: brak podstaw do odrzucenia h0 + + +# test studenta dla dwóch średnich – próby zależne +# h0 – m1 - m2 = 0 +# h1 – m1 - m2 > 0 +t.test(x1, x2, paired = T, alternative = 'g') +# t = 3.3633, df = 8, p-value = 0.004942 + +# Wniosek: na poziomie isotności 0.01 odrzucamy h0 i przyjmujemy h1, zatem leczenie statynami istotnie wpływa na obniżenie poziomu cholesterolu. + +# Zadanie 4 +# normalność rozkładów -> jednorodność wariancji -> właściwy test + +# aplha = 0.01 + +# założenie 1: normalność rozkładów +# h0 – średni wzrost w populacji studentek jest normalny +# h1 – ~h0 + +# h0' – średni wzrost w populacji studentów jest normalny +# h1 – ~h0' +by(Ankieta$Wzrost, Ankieta$Płeć, shapiro.test) +# dla kobiet: W = 0.95432, p-value = 0.7197 +# dla mężczyzn: W = 0.9598, p-value = 0.04048 + +# brak podstaw do odrzucenia h0 i h0' + +# założenie 2: jednorodność wariancji +# h0 – jednorodność wariancji k.sigma^2 = m.sigma^2 +# h1 – ~h0 +var.test(Ankieta$Wzrost ~ Ankieta$Płeć) +# F = 1.2842, num df = 9, denom df = 61, p-value = 0.528 +# brak podstaw do odrzucenia h0 +# będziemy stosować test bez poprawki welcha + +# h0 – m.kobiet = m.mężczyzn +# h1 – m.kobiet ≠ m.mężczyzn +t.test(Ankieta$Wzrost ~ Ankieta$Płeć, alternative = 'two.sided', var.equal = T) +# t = -5.2844, df = 70, p-value = 1.36e-06 + +# Na poziomie istotności 0.01 odrzucamy h0 i przyjmujemy h1. + +# zadanie 8 +# alpha = 0.02 + +# założenie 1: normalność rozkładu +# h0 – rozkład średnich ocen w grupie posiadającej rodzeństwo jest normalny +# h1 – ~h0 + +# h0' – rozkład średnich ocen w grupie nieposiadającej rodzeństwa jest normalny +# h1' – ~h0' + +by(Ankieta$Średnia, Ankieta$Rodzeństwo, shapiro.test) +# nieposiadający rodzeństwa: W = 0.93477, p-value = 0.3929 +# posiadający rodzeństwo: W = 0.97486, p-value = 0.26 + +# brak podstaw do odrzucenia h0 i h0' + +# założenie 2: jednorodność wariancji +# h0 – jednorodność wariancji n.sigma^2 = t.sigma^2 +# h1 – ~h0 +var.test(Ankieta$Średnia ~ Ankieta$Rodzeństwo) +# F = 0.80082, num df = 12, denom df = 58, p-value = 0.704 + +# brak podstaw do odrzucenia h0 +# test bez poprawki welcha + +# h0 – m.z_rodzeństwem = m.bez_rodzeństwa +# h1 – m.z_rodzeństwem ≠ m.bez_rodzeństwa +t.test(Ankieta$Średnia ~ Ankieta$Rodzeństwo, alternative = 'two.sided', var.equal = T) +# t = -0.61915, df = 70, p-value = 0.5378 + +# wniosek: na poziomie istotności 0.02 brak podstaw do odrzucenia h0, że średnia ocen osób posiadających rodzeństwo nie różni istotnie od średniej osób nieposiadających rodzieństwa w badanej grupie. + + +#### === LAB 11 === Testy dla populacji > 3#### +# zadanie 1 + +# zmienna mierzalna +plony = c(2.6, 2.4, 2, 1.8, 2.2, 1.5, 1.5, 1.4, 1.2, 1.5, 1.2, 1.5, 0.8, 1) +# zmienna grupująca +kombinacje = c(rep('1', 5), rep('2', 4), rep('3', 5)) + +## Normalność rozkładów + +### (wariant skrócony) +by(plony, kombinacje, shapiro.test) +# kombinacja 1: W = 0.98676, p-value = 0.9672 +# kombinacja 2: W = 0.82743, p-value = 0.1612 +# kombinacja 3: W = 0.90345, p-value = 0.4292 + +# Brak podstaw do odrzucenia hipotez zerowych + +## Jednorodność wariancji +# h0: sigma^2 = (sigma.2)^2 = (sigma.3)^2 +# h1: ~h0 +bartlett.test(plony ~ kombinacje) +# Bartlett's K-squared = 1.8396, df = 2, p-value= 0.3986 + +# alpha < p-value – Brak podstaw do odrzucenia h0 + +## Test anova +# h0: m.1 = m.2 = m.3 (brak wpływu) +# h1: ~h0 (istotny wpływ) + +anova(aov(plony ~ kombinacje)) + +# Response: plony +# Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F) +# kombinacje 2 2.7571 1.37857 18.053 0.0003356 *** +# Residuals 11 0.8400 0.07636 + +# F: 18.053 p-value: 0.0003356 + +# Odrzucamy h0, przyjmujemy h1, nawóz ma istotny wpływ + +# Wniosek: na poziomie istotności 0.05 odrzucamy h0 i przyjmujemy h1, zatem nawożenie istotnie wpływa na plony rzepaku jarego. + + +# Zadanie 2 + +# Jedna próba + +## Test normalności rozkładu + +# wariant skrócony + +shapiro.test(Ankieta.M$Waga) +# W = 0.94653, p-value = 0.009113 + +# Odrzucamy h0 + +# Test nieparametryczny Wilcoxona +# h0: mediana = 70 +# h1: mediana > 70 +wilcox.test(Ankieta.M$Waga, mu = 70, alternative = 'g') +# V = 1129.5, p-value = 0.008091 + +# Wniosek: na poziomie istotności 0.05 odrzucamy h0 i przyjmujemy h1. Zatem mediana wagi populacji mężczyzn studiujących na I roku WI ZUT w Szczecinie jest istotnie większa od 70kg. + + +# Zadanie 3 + +# Dwie niezależne próby + +utargi = c(7.6, 12.0, 7.3, 11.3, 7.0, 10.8, 6.5, 8.1, 3.2, 8.7, 8.8, 11.7, 12.7, 18.5, 3.3, 6.7, 8.6, 6.9, 3.8, 3.7) # zmienna mierzalna +miasta = c(rep('A', 13), rep('B', 7)) # zmienna grupująca + +## Normalność rozkładu +# wariant skrócony +by(utargi, miasta, shapiro.test) +# Miasto A: W = 0.94565, p-value = 0.5341 +# Brak podstaw do odrzucenia h0 + +# Miasto B: W = 0.76886, p-value = 0.01989 +# Odrzucamy h0 + +# Wniosek: odrzucamy hipotezę, że rozkład miesięcznego utargu w mieście B jest zgodny z rozkładem normalnym. + +## Test nieparametryczny wilcoxona +# h0: mediana.A = mediana.B +# h1: mediana.A > mediana.B + +wilcox.test(utargi ~ miasta, alternative = 'g') +# W = 65, p-value = 0.0674 +# brak podstaw do odrzucenia h0 + +# Wniosek: Na poziomie istotności 0.05 nie ma podstaw by odrzucić hipotezę h0. Mediany utargów w mieście A i B nie różnią się istotnie. + +# Zadanie 4 + +# Dwie zależne próby +x1 = c(85, 122, 162, 206, 121, 250, 200, 156) +x2 = c(87, 82, 158, 96, 131, 121, 194, 130) + +## Normalność rozkładu różnicy zmiennych +# wariant skrócony +shapiro.test(x1 - x2) +# W = 0.81838, p-value = 0.04487 + +# Wniosek: odrzucamy h0 + +## Test nieparametryczny Wilcoxona: próby zależne +# h0: mediana1 - mediana2 = 0 +# h1: mediana1 - mediana2 > 0 + +wilcox.test(x1, x2, paired = T, alternative = 'g') +# V = 31, p-value = 0.03906 + +# Odrzucamy h0 i przyjmujemy h1 + +# Wniosek: na poziomie istotności 0.05 odrzucamy h0 i przyjmujemy h1, zatem trening istotnie wpływa na skrócenie czasu potrzebnego myszom na wyjście z labiryntu. + + +# Zadanie 5 +frewkencja = c(32.5, 40.8, 41.7, 41.2, 37.9, 38.3, 42, 39.8, 43.1, 42.6, 38.9, 43.1, 40.4, 41.8, 42, 39, 43.7, 40, 39.7, 43, 43.1, 43.9, 44.2, 45.2, 44.6, 42.5, 43.4, 44.8, 42.8, 43.1, 44.8, 45) +miasta = c(rep('Wroclaw', 10), rep('Warszawa', 11), rep('Krakow', 11)) +# alhpa = 0.05 +# 3 próby + +## Jednorodność wariancji +# h0: sigma^2 = (sigma.2)^2 = (sigma.3)^2 +# h1: ~h0 +bartlett.test(frewkencja ~ miasta) +# Bartlett's K-squared = 11.774, df = 2, p-value = 0.002775 +# aplha > p-value +# odrzucamy h0, przyjmujemy h1 + +# h0: mediana.1 = mediana.2 = mediana.3 +# h1: ~h0 +kruskal.test(frewkencja ~ miasta) + +# Kruskal-Wallis chi-squared = 16.791, df = 2, p-value = 0.0002259 +# alpha > p-value +# odrzucamy h0 i przyjmujemy h1 + +# Wniosek: na poziomie istotności 0.05 odrzucamy h0 i przyjmujemy h1, zatem frekwencja w wyborach prezydenckich dla wszystkich tych miast nie jest taka sama. + + +# Zadanie 8 +# 3 próby + +# alpha = 0.01 + +## Test normalności +# wariant skrócony + +by(Ankieta$L.godzin, Ankieta$M.zamieszkania, shapiro.test) +# akademik: W = 0.96227, p-value = 0.5107 +# mieszkanie z rodziną: W = 0.98145, p-value = 0.8405 +# stancja lub inne: W = 0.95429, p-value = 0.5278 + +# W każdej próbce brak podstaw do odrzucenia h0 + +## Test jednorodności wariancji +# h0: sigma.0^2 = (sigma.1)^2 = (sigma.2)^2 +# h1: ~h0 + +bartlett.test(Ankieta$L.godzin ~ Ankieta$M.zamieszkania) +# Bartlett's K-squared = 0.47545, df = 2, p-value = 0.7884 + +# alpha < p-value +# brak podstaw do odrzucenia h0, zatem wariancje są jednorodne + + +# h0: m0 = m1 = m2 (brak wpływu) +# h1: ~h0 (istotny wpływ) + +anova(aov(Ankieta$L.godzin ~ Ankieta$M.zamieszkania)) +# F - 0.5896 p-value 0.5573 +# alpha < 0.5573 +# brak podstaw do odrzucenia h0 + +# Wniosek: Na poziomie istotności 0.01 nie ma podstaw do odrzucenia h0, zatem liczba godzin spędzonych przed komputerem w ciągu doby w popuplacji studentów pierwszego roku WI ZUT w Szczecinie w tym roku akademickim nie zależy od miejsca zamieszkania. + +#### === LAB 12 === Korelacja i regresja, test niezależności chi kwadrat #### +# zadanie 1 +# a) + +# dwie zmienne mierzalne +x = c(150, 300, 450, 600, 750, 900, 1200, 1500, 1800) # wysokość nad poziomem morza w metrach, zmienna niezależna +y = c(27.2, 26.0, 24.2, 22.5, 21.7, 20.5, 19.0, 17.4, 16) # temperatura powietrza w stopniach celcjusza, zmienna zależna + +plot(x, y) # wykres punktów empirycznych + +lm(y ~ x) # oszacowanie liniowej funkcji regresji +# 27.322424 -0.006719 +# oszacowana funkcja regresji ma: y = -0.006719x + 27.322424 + +# interpretacja współczynnika regresji: współczynnik regresji równy -0.007 oznacza, że ze wzrostem wysokości nad poziomem morza o jeden metr spada temperatura powietrza średnio o około 0.007 stopnia celcjusza. + +abline(lm(y ~ x)) # wykres oszacowanej funkcji regresji + +# b) +# istotność współczynnika regresji +# hipotezy: +# h0: ϐ1 = 0 +# h1: ~h0 + +summary(lm(y ~ x)) +# Estimate Std. Error t value Pr(>|t|) +# wyraz wolny: (Intercept) 27.3224242 0.4507429 60.62 8.73e-11 *** +# dla x: x -0.0067192 0.0004513 -14.89 1.48e-06 *** + +# t = -14.89 +# p-value = 1.48e-06 +# alpha = 0.03 +# odrzucamy h0 +# Wniosek: Współczynnik regresji między wysokością nad poziomem morza, a temperaturą jest istotnie różny od zera. + +# (na kolokwium tylko współczynnik regresji, interpretacja, test) + +# zadanie 2 +# dwie cechy mierzalne + +#a) oszacować współczynnik koleracji i jego interpretacje + +cor(Ankieta.K$Waga, Ankieta.K$Wzrost) +# 0.6351466 +# Intepretacja współczynnika korelacji: Pomiędzy wagą i wzrostem studentek w badanej grupie istnieje umiarkowana korelacja dodatnia czyli im wyższa osoba tym średnio biorąc większa waga. + +# umiarkowana, w tym samym kierunku + +# r=0 brak korelacji +# 0<|r|<0.2 bardzo słaba +# 0.2<=|r|<0.4 słaba +# 0.4<=|r|<0.7 umiarkowana +# 0.7<=|r|<0.9 silna +# 0.9<=|r|<1 bardzo silna +# |r|=1 doskonała liniowa +# r > 0 cechy zmieniają się w tym samym kierunku +# r < 0 cechy zmieniają się w przeciwnych kierunkach + +# b) przedział ufności dla współczynnika korelacji dla populacji ϱ + +cor.test(Ankieta.K$Waga, Ankieta.K$Wzrost, conf.level = 0.95) +# 0.009199008 0.903470512 + +# Przedział liczbowy od (0.009; 0.903) z prawdopodobieństwem 0.95 obejmuje nieznany współczynnik korelacji między wagą i wzrostem populacji studentek I roku WI ZUT w Szczecinie. + + +# c) test istotności współczynnika korelacji +# hioptezy: +# h0: ϱ = 0 +# h1: ϱ > 0 + + +cor.test(Ankieta.K$Waga, Ankieta.K$Wzrost, alternative = 'g') +# t = 2.3258, df = 8, p-value = 0.02424 +# alpha = 0.05 + +# Odrzucamy h0 + +# Wniosek: Przy poziomie istotności 0.05 odrzucamy h0, zatem współczynnik korelacji jest istotnie większy od 0. + + +# Zadanie 3 +# dwie cechy niemierzalne +# alpha = 0.01 + +# hipotezy: +# h0: X, Y są niezależne | zawsze niezależność +# h1: X, Y są zależne + + +chisq.test(cbind(c(152, 52), c(8, 188))) +# X-squared = 203.67, df = 1, p-value < 2.2e-16 +# odrzucamy h0 i przyjmujemy h1 + +# Wniosek: na poziomie istotności 0.01, zatem można potwierdzić przypuszczenie, że wielkość cebulki wpływa na pojawienie się pędu kwiatostanowego. + +# zad 5 c i d | dwie zmienne mierzalne +# wielkość produkcji niezależna +# liczba braków zależna +x = c(0.8, 1.2, 1.6, 1.8, 2.2, 1.6, 2.4, 2.0) # wielkość produkcji w tys. sztuk +y = c(6, 10, 12, 15, 18, 15, 20, 16) # liczba braków + +# c) +plot(x, y) +regresja = lm(y ~ x) +# -0.3438 8.4375 +# y = 8.4375x - 0.3438 +abline(regresja) + +# Interpretacja: współczynnik regresji równy 8.4375 oznacza, że wzrostem liczby wielkości produkcji o 1 tys. zwiększa się liczba braków o około 8 sztuk. + + +# d) +# istotność współczynnika regresji +# hipotezy: +# h0: beta1 = 0 +# h1: ~h0 +summary(regresja) +# t = 12.425 +# p-value = 1.66e-05 +# alpha = 0.01 + +# alpha > p-value, odrzucamy h0 + +# Wniosek: Współczynnik korelacji między wielkością produkcji, a liczbą braków jest istotnie różny od 0. + + +