adjustieren2

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adjust
qm2-pruefung
Published

September 4, 2022

Exercise

Betrachten Sie folgendes Modell, das den Zusammenhang des Preises (price) und dem Gewicht (carat) von Diamanten untersucht (Datensatz diamonds).

library(tidyverse)
diamonds <- read_csv("https://vincentarelbundock.github.io/Rdatasets/csv/ggplot2/diamonds.csv")
Rows: 53940 Columns: 11
── Column specification ────────────────────────────────────────────────────────
Delimiter: ","
chr (3): cut, color, clarity
dbl (8): rownames, carat, depth, table, price, x, y, z

ℹ Use `spec()` to retrieve the full column specification for this data.
ℹ Specify the column types or set `show_col_types = FALSE` to quiet this message.

Aber zuerst zentrieren wir den metrischen Prädiktor carat, um den Achsenabschnitt besser interpretieren zu können.

diamonds <-
  diamonds %>% 
  mutate(carat_z = carat - mean(carat, na.rm = TRUE))

Dann berechnen wir ein (bayesianisches) Regressionsmodell, wobei wir auf die Standardwerte der Prior zurückgreifen.

library(rstanarm)
library(easystats)
lm1 <- stan_glm(price ~ carat_z, data = diamonds,
                chains = 1,  # nur ein Mal Stichproben ziehen, spart Zeit (auf Kosten der Genauigkeit)
                refresh = 0)
parameters(lm1)
Parameter   |  Median |             95% CI |   pd |  Rhat |     ESS |                       Prior
-------------------------------------------------------------------------------------------------
(Intercept) | 3933.53 | [3919.66, 3944.37] | 100% | 1.008 |  346.00 | Normal (3932.80 +- 9973.60)
carat_z     | 7756.60 | [7728.28, 7786.16] | 100% | 0.999 | 1453.00 |   Normal (0.00 +- 21040.85)

Zur Verdeutlichung ein Diagramm zum Modell:

diamonds %>% 
  ggplot() +
  aes(x = carat_z, y = price) +
  geom_point() + 
  geom_smooth(method = "lm")
`geom_smooth()` using formula = 'y ~ x'

Answerlist

  1. Was kostet in Diamant mittlerer Größe laut Modell lm1? Runden Sie auf eine Dezimale. Geben Sie nur eine Zahl ein.
  2. Geben Sie eine Regressionsformel an, die lm1 ergänzt, so dass die Schliffart (cut) des Diamanten kontrolliert (adjustiert) wird. Anders gesagt: Das Modell soll die mittleren Preise für jede der fünf Schliffarten angeben. Geben Sie nur die Regressionsformel an. Lassen Sie zwischen Termen jeweils ein Leerzeichen Abstand.

Hinweis: Es gibt (laut Datensatz) folgende Schliffarten (und zwar in der folgenden Reihenfolge):

diamonds %>% 
  distinct(cut)
# A tibble: 5 × 1
  cut      
  <chr>    
1 Ideal    
2 Premium  
3 Good     
4 Very Good
5 Fair     











Solution

  1. Unser Modell lm1 schätzt den Preis eines Diamanten mittlerer Größe auf etwa 3932.5 (was immer auch die Einheiten sind, Dollar vermutlich).

  2. price ~ carat_z + cut

Dieses zweite Modell könnten wir so berechnen:

lm2 <- stan_glm(price ~ carat_z + cut, data = diamonds,
                chains = 1,
                refresh = 0)
parameters(lm2)
Parameter    |  Median |             95% CI |   pd |  Rhat |     ESS |                       Prior
--------------------------------------------------------------------------------------------------
(Intercept)  | 2402.38 | [2327.06, 2477.63] | 100% | 1.000 |  350.00 | Normal (3932.80 +- 9973.60)
carat_z      | 7870.54 | [7843.65, 7898.28] | 100% | 0.999 | 1316.00 |   Normal (0.00 +- 21040.85)
cutGood      | 1121.55 | [1038.30, 1211.83] | 100% | 0.999 |  415.00 |   Normal (0.00 +- 34685.38)
cutIdeal     | 1802.74 | [1723.50, 1885.39] | 100% | 1.000 |  357.00 |   Normal (0.00 +- 20362.28)
cutPremium   | 1440.18 | [1363.77, 1522.87] | 100% | 1.000 |  361.00 |   Normal (0.00 +- 22862.49)
cutVery Good | 1510.11 | [1432.93, 1596.07] | 100% | 1.001 |  351.00 |   Normal (0.00 +- 23922.15)

Ein “normales” (frequentistisches) lm käme zu ähnlichen Ergebnissen:

lm(price ~ carat_z + cut, data = diamonds)

Call:
lm(formula = price ~ carat_z + cut, data = diamonds)

Coefficients:
 (Intercept)       carat_z       cutGood      cutIdeal    cutPremium  
        2405          7871          1120          1801          1439  
cutVery Good  
        1510  

Man könnte hier noch einen Interaktionseffekt ergänzen, wenn man Grund zur Annahme hat, dass es einen gibt.


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