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R statistical software, one software to Rule them all Cookbook (niveau M2) La B

R statistical software, one software to Rule them all Cookbook (niveau M2) La Bible R en images (et en couleurs...) Vincent ISOZ, Daname KOLANI V0.16 Révision 154 (2015-05-14), {oUUID 1.851} R you ready? Vincent ISOZ, Daname KOLANI Sciences.ch R Statistical Software 1/1356 TABLE DES MATIÈRES Introduction ......................................................................................................... 13 Remerciements .......................................................................................................... 15 À propos des rédacteurs ...................................................................................... 17 ISOZ Vincent ............................................................................................................. 17 KOLANI Daname ..................................................................................................... 18 Avertissements .................................................................................................... 19 Normes et validation ........................................................................................... 20 Votre avis nous intéresse! ................................................................................... 23 Liens Internet ....................................................................................................... 24 Bibliographie ....................................................................................................... 25 Installer R ............................................................................................................ 30 Divers R ............................................................................................................... 36 Changer la langue de l'interface ................................................................................ 36 Changer le dossier de travail par défaut à chaque session ........................................ 37 Changer définitivement le dossier de travail par défaut ............................................ 39 Vider la fenêtre de session ......................................................................................... 41 Version de R et autres informations .......................................................................... 41 Définir le nombre de décimales ................................................................................. 42 Ajouter des commentaires ......................................................................................... 44 Obtenir de l'aide sur une commande ou sur un package ........................................... 45 Plusieurs commandes sur une ligne ........................................................................... 47 Changer le dossier par défaut des packages (paquetages) ......................................... 48 Obtenir les versions des packages et dépendances .................................................... 49 Vérifier si les packages sont à jour ............................................................................ 50 Liste des packages utilisés dans ce support ...................................................................... 51 Quelques data sets ..................................................................................................... 53 Contrôler la mémoire ................................................................................................. 58 Mettre à jour R ........................................................................................................... 60 Fermer R .................................................................................................................... 64 Envoyer un courriel (email) via R ............................................................................. 65 Fichiers R ............................................................................................................ 66 Fichiers *.Rhistory .................................................................................................... 66 Fichiers *.Rdata ......................................................................................................... 68 Calculs arithmétiques élémentaires ..................................................................... 71 Exercice 1.: Opérations sur scalaires ......................................................................... 71 Exercice 2.: Opérateurs booléens et relations d'ordre ............................................... 74 Exercice 3.: Manipulations de variables scalaires ..................................................... 76 Exercice 4.: Arrondir des calculs ............................................................................... 77 Exercice 5.: Options de formatage des nombres ....................................................... 78 Exercice 6.: Nombres et variables complexes ........................................................... 79 Exercice 7.: Manipulation d'ensembles (un peu de théorie des ensembles).............. 81 Exercice 8.: Opérations avec des data frame ............................................................. 83 Vincent ISOZ, Daname KOLANI Sciences.ch R Statistical Software 2/1356 Exercice 9.: Statistiques élémentaires univariées de data frame ............................... 87 Exercice 10.: Kurtosis et Skewness ........................................................................... 97 Exercice 11.: Statistiques élémentaires multivariées de data frame .......................... 99 Manipulation de variables de type algébriques, vectorielles matricielles, textes, dates temps ........................................................................................................ 103 Exercice 12.: Manipulations de variables vectorielles ............................................ 103 Exercice 13.: M-estimateurs .................................................................................... 106 Exercice 14.: Manipulations de textes ..................................................................... 108 Exercice 15.: Manipulations de dates ...................................................................... 112 Exercice 16.: Manipulations de dates avec du temps .............................................. 120 Exercice 17.: Manipulations de variables matricielles (matrices) ........................... 124 Exercice 18.: Utiliser des listes ............................................................................... 135 Exercice 19.: Création/Édition de données en ligne de commande ........................ 139 Exercice 20.: Gérer les variables dans la mémoire ................................................. 142 Exercice 21.: Identifier le typage ............................................................................. 144 Algèbre scolaire ................................................................................................. 145 Exercice 22.: Plotter (tracer) des fonctions algébriques .......................................... 145 Exercice 23.: Animer (tracer) des fonctions algébriques ........................................ 151 Exercice 24.: Racine(s) d'équations univariées ....................................................... 153 Exercice 25.: Dérivation algébrique/Dérivation numérique.................................... 155 Exercice 26.: Intégration numérique ....................................................................... 161 Exercice 27.: Résoudre un système linéaire ............................................................ 162 Exercice 28.: Générer une variable (pseudo-)aléatoire uniforme et reproductible . 163 Exercice 29.: Optimisation unidimensionnelle ....................................................... 165 Exercice 30.: Optimisation multidimensionnelle (sans contrainte et local) ............ 166 Exercice 31.: Optimisation multidimensionnelle (sans contrainte et global) .......... 169 Exercice 32.: Optimisation multidimensionnelle (avec contraintes) ...................... 170 Exercice 33.: Optimisation (programmation) linéaire par la méthode du simplexe 172 Importer/Exporter des données ......................................................................... 174 Exercice 34.: Importer/Exporter des *.csv en local ................................................. 174 Exercice 35.: Importer interactivement des données ............................................... 177 Exercice 36.: Importer/Exporter des *.csv en local pour les listes ......................... 178 Exercice 37.: Importer des *.csv du web ................................................................. 180 Exercice 38.: Exporter pour les forums ................................................................... 181 Exercice 39.: Fusionner des fichiers *.csv .............................................................. 183 Exercices 40.: Importer/Exporter au format MS Excel *.xlsx (2007-2010) ........... 186 Utiliser le presse-papiers ................................................................................................. 189 Exercice 41.: Importer/Exporter des données au format SPSS ............................... 190 Exercice 42.: Importer des données de fichiers MS Access (*.mdb/*.accdb) ........ 191 Exercice 43.: Importer des données XML ou HTML du web ................................ 198 Exercice 44.: Importer des données *.csv d'un fichier zip ...................................... 202 Exercice 45.: Importer des données d'un serveur MySQL ...................................... 204 Exercice 46.: Importer des données d'un serveur Oracle Express ........................... 212 Exercice 47.: Utiliser le SQL ................................................................................... 216 Manipuler, filtrer/trier des données de data frame ............................................ 218 Exercice 48.: Résumé structurel d'un date frame .................................................... 219 Vincent ISOZ, Daname KOLANI Sciences.ch R Statistical Software 3/1356 Exercice 49.: Renommer des intitulés de colonnes ................................................. 220 Exercice 50.: Renommer des intitulés de lignes ...................................................... 221 Exercice 51.: Prendre un sous-ensemble ................................................................. 222 Exercice 52.: Appliquer un filtre ............................................................................. 223 Exercice 53.: Prendre un sous ensemble filtré ........................................................ 227 Exercice 54.: Utiliser les techniques de filtrage pour trouver la valeur proche ...... 228 Exercice 55.: Échantillonages ................................................................................. 229 Échantillonage aléatoire simple ...................................................................................... 229 Échantillonage stratifié (probabilités proportionnelles) .................................................. 231 Exercice 56.: Éliminer des colonnes ....................................................................... 234 Exercice 57.: Tri simple et multiple ........................................................................ 237 Exercice 58.: Chercher et supprimer des doublons ................................................. 240 Exercice 59.: Accélérer l'accès aux colonnes .......................................................... 242 Exercice 60.: Empiler/Désempiler des données de data frame ............................... 243 Exercice 61.: Synthétiser des données (tables de contingence) .............................. 254 Exercice 62.: Transformer des données longitudinales en transervales (et l'inverse) ................................................................................................................................. 262 Exercice 63.: Traiter un vecteur de texte ................................................................. 264 Exercice 64.: Travailler avec des valeurs absentes (NA) ........................................ 265 Exercice 65.: Fusionner des données par clé de mappage ...................................... 268 Générer des diagrammes génériques divers ...................................................... 270 Exercice 66.: Diagrammes vectoriels (dessiner des flèches et mettre du texte) ..... 272 Exercice 67.: Mettre une image de fond .................................................................. 279 Exercice 68.: Dessiner des rectangles ..................................................................... 282 Exercice 69.: Dessiner des cercles ........................................................................... 283 Diagramme de Venn ....................................................................................................... 285 Exercice 70.: Dessiner des ellipses .......................................................................... 288 Exercice 71.: Dessiner des polygones ..................................................................... 289 Exercice 72.: Diagrammes "strips" .......................................................................... 296 Exercices 73.: Diagrammes X-Y et à lignes ............................................................ 297 Ajouter des marques mineures aux axes ......................................................................... 312 Ajouter des légendes aux points ..................................................................................... 313 Zoomer sur un sous-ensemble ........................................................................................ 314 Point avec courbes d'iso-densité ..................................................................................... 316 Point avec histogrammes et lissage................................................................................. 318 Ajout de barres d'erreurs ................................................................................................. 320 Exercice 74.: Diagrammes à points catégoriels (diagramme de Cleveland) ........... 321 Exercice 75.: Diagrammes à points (dot plots) ....................................................... 323 Exercice 76.: Diagramme tournesols (analyses de densité 2D) .............................. 326 Exercice 77.: Co-diagramme ................................................................................... 331 Exercice 78.: Symboles disponibles pour les graphiques à points .......................... 333 Exercice 79.: Diagramme d'associations ................................................................. 335 Exercice 80.: Diagramme à mosaiques ................................................................... 337 Exercice 81.: Diagramme à barres (fréquences et autres) ....................................... 339 Exercice 82.: Histogramme (densité) avec des dates .............................................. 353 Exercice 83.: Diagrammes à aires ........................................................................... 355 Exercice 84.: Courbe de Lorenz et indice de Gini .................................................. 357 Vincent ISOZ, Daname KOLANI Sciences.ch R Statistical Software 4/1356 Exercice 85.: Histogramme (fréquences) 3D .......................................................... 359 Exercice 86.: Combinaisons de graphiques (subplots) ............................................ 362 Exercice 87.: Sparklines .......................................................................................... 371 Exercice 88.: Histogrammes superposés (fréquences) ............................................ 373 Exercice 89.: Fonction de répartition empirique (FRE) .......................................... 377 Exercice 90.: Camemberts 2D et 3D ....................................................................... 381 Exercice 91.: Diagramme en anneaux ..................................................................... 384 Exercice 92.: Diagramme radar ............................................................................... 386 Exercice 93.: Diagramme d'Ishikawa (cause/effets) ............................................... 389 Exercice 94.: Diagramme radial (rose des vents) .................................................... 391 Exercice 95.: Diagramme de Pareto et analyse ABC .............................................. 393 Exercice 96.: Diagrammes Box Plots ...................................................................... 398 Exercice 97.: Diagrammes en violons ..................................................................... 403 Exercice 98.: Pyramide des âges ............................................................................. 406 Exercices 99.: Surface 3D ....................................................................................... 407 Surface 3D par densité de noyaux 2D ............................................................................. 415 Surface 3D animée .......................................................................................................... 416 Surface 3D avec points ................................................................................................... 417 Exercices 100.: Diagramme à points 3D ................................................................. 419 Plot 3D de points simple ................................................................................................. 419 Plot 3D de points mesurés dans le temps (splines 3D) ................................................... 422 Exercice 101.: Diagramme à bulles ......................................................................... 425 Exercice 102.: Intervalles de distributions .............................................................. 430 Probabilité cumulée d'un intervalle d'une distribution estimée par noyaux .................... 433 Exercice 103.: Diagrammes combinées à lattes ...................................................... 434 Théorie des graphes ................................................................................................. 437 Exercice 1.: Graphe de matrice d'adjacence ................................................................... 437 Exercice 2.: Graphe de migration ................................................................................... 440 Exercice 3.: Réseaux de relations ................................................................................... 444 Exercice 104.: Carte de chaleur (heatmap) ............................................................. 451 Exercice 105.: Diagramme ternaire (plans de mélange) ......................................... 455 Exercice 106.: Fractale de Mandelbrot .................................................................... 457 Exercice 107.: Exporter un graphique en tant qu'image ou pdf .............................. 460 Exercices 108.: Géostatistiques & Topographie ..................................................... 463 Topographie .................................................................................................................... 463 Statistiques au niveau mondial (package rworldmap) .................................................... 466 Statistiques au niveau mondial (package plot3D) ........................................................... 473 Géostatistiques ponctuelles (package maps) ................................................................... 477 Géostatistiques avec gradients (packages aqfig et maps) ............................................... 483 Google maps/Open maps (package ggmap) ................................................................... 486 Chemins (analyse qualitative de flux) ............................................................................. 508 Trajet optimal (des moindres distances) ......................................................................... 513 Exercice 109.: Calendriers de densité ..................................................................... 515 Fonctions de distributions de probabilités ......................................................... 518 Exercice 110.: Loi Normale .................................................................................... 520 Loi Normale avec fréquences ......................................................................................... 523 Loi Normale avec double axe ......................................................................................... 527 Loi Normale avec distribution et répartition des fréquences .......................................... 528 Vincent ISOZ, Daname KOLANI Sciences.ch R Statistical Software 5/1356 Loi Normale bivariée ...................................................................................................... 529 Ellipse de confiance ................................................................................................................. 531 Loi Normale trivariée ...................................................................................................... 536 Exercice 111.: Loi uploads/Geographie/ vincentisoz-r.pdf