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| 2 | +title: "Zentrale Themen der Datenanalyse - QM2" |
| 3 | +date: 2026-01-08 |
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| 5 | + |
| 6 | +# Aufgabe |
| 7 | + |
| 8 | + |
| 9 | +## Setup |
| 10 | + |
| 11 | +```{r} |
| 12 | +library(tidyverse) |
| 13 | +library(rstandarm) |
| 14 | +library(easystats) |
| 15 | +``` |
| 16 | + |
| 17 | + |
| 18 | + |
| 19 | +## Aufgabenstellung |
| 20 | +Für jede der 8 in Kapitel 11 vorgestellte Forschungsfragen |
| 21 | +suchen Sie bitte ein passendes Beispiel im Datensatz |
| 22 | +["Bike Sharing Dataset"](https://archive.ics.uci.edu/dataset/275/bike+sharing+dataset) (s. Aufgabe "bike05"). |
| 23 | +Formulieren Sie jeweils a) die Regressionsformel und b) |
| 24 | +die zugehörige Forschungsfrage als ganzen Satz. |
| 25 | + |
| 26 | + |
| 27 | +## Lösung |
| 28 | + |
| 29 | +### y ~ b |
| 30 | + |
| 31 | + |
| 32 | +`cnt ~ holiday`: Welchen Effekt hat ein Feiertag (holiday = 1 vs. holiday = 0) auf die durchschnittliche Anzahl gemieteter Fahrräder (cnt)? |
| 33 | + |
| 34 | +UV: holiday (binär: 0 = kein Feiertag, 1 = Feiertag) |
| 35 | +AV: cnt (Anzahl gemieteter Fahrräder) |
| 36 | + |
| 37 | + |
| 38 | + |
| 39 | + |
| 40 | +### y ~ x + b |
| 41 | + |
| 42 | +Regressionsformel: |
| 43 | + |
| 44 | +`cnt ~ holiday + windspeed` |
| 45 | + |
| 46 | +Forschungsfrage: |
| 47 | + |
| 48 | +Wie stark ist der statistische Effekt der *Ferientage* (holiday: =1 oder =0) und der *Windgeschwindigkeit* (windspeed) auf die *Vermietung* von Fahrrädern (cnt)? |
| 49 | + |
| 50 | +UVs: holiday (binär: 0 = kein Feiertag, 1 = Feiertag), windspeed (kontinuierlich) |
| 51 | + |
| 52 | +AV: cnt (Anzahl gemieteter Fahrräder) |
| 53 | + |
| 54 | + |
| 55 | + |
| 56 | +### y ~ x + b + x:b |
| 57 | + |
| 58 | +Mit Interaktionseffekt |
| 59 | + |
| 60 | +*synonyme Regressionsformel:* `y ~ x * b` |
| 61 | + |
| 62 | + |
| 63 | +`cnt ~ holiday + windspeed + holiday:windspeed` |
| 64 | + |
| 65 | +Forschungsfrage: |
| 66 | + |
| 67 | +Gibt es einen Interaktionseffekt zwischen Ferientage und Windgeschwindigkeit auf die Anzahl der vermieteten Fahrräder? Gibt es zusätzlich einen Haupteffekt von Ferientag (`holiday`) und von der Windgeschwindigkeit (`windspeed`)? |
| 68 | + |
| 69 | +UV: holiday (binär: 0 = kein Feiertag, 1 = Feiertag), windspeed (kontinuierlich) |
| 70 | +plus Interaktionseffekt |
| 71 | + |
| 72 | +AV: cnt (Anzahl gemieteter Fahrräder) |
| 73 | + |
| 74 | + |
| 75 | +### |
| 76 | + |
| 77 | +`cnt ~ atemp_c*workingday` |
| 78 | + |
| 79 | + |
| 80 | + |
| 81 | +Gibt es lineare Effekte zwischen der zentrierten gefühlten Temperatur und Arbeitstagen und einen Interaktionseffekt zwischen der zentrierten gefühlten Temperatur und Arbeitstagen auf die Anzahl der verliehenen Fahrräder? |
| 82 | + |
| 83 | +UV: atemp_c (zentrierte gefühlte Temperatur), b (Arbeitstag: 0 = kein Arbeitstag, 1 = Arbeitstag) |
| 84 | + |
| 85 | +AV: cnt (Anzahl gemieteter Fahrräder) |
| 86 | + |
| 87 | + |
| 88 | +Umsetzung in R: |
| 89 | + |
| 90 | +Zuerst Daten importieren: |
| 91 | + |
| 92 | +```{r} |
| 93 | +data_path <- "https://vincentarelbundock.github.io/Rdatasets/csv/bayesrules/bike_users.csv" |
| 94 | +
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| 95 | +bike_data <- read_csv(data_path) |
| 96 | +``` |
| 97 | + |
| 98 | + |
| 99 | +`atemp` zentrieren: |
| 100 | + |
| 101 | +```{r} |
| 102 | +bike_data <- |
| 103 | + bike_data %>% |
| 104 | + mutate(temp_actual_c = temp_actual - mean(temp_actual)) |
| 105 | +``` |
| 106 | + |
| 107 | + |
| 108 | +Modell berechnen: |
| 109 | + |
| 110 | +```{r} |
| 111 | +m_bike <- |
| 112 | + stan_glm(rides ~ temp_actual_c * weekend, |
| 113 | + data = bike_data, |
| 114 | + refresh = 0) |
| 115 | +``` |
| 116 | + |
| 117 | + |
| 118 | +Ergebnisse (Modellparameter) anschauen: |
| 119 | + |
| 120 | +```{r} |
| 121 | +parameters(m_bike) |
| 122 | +``` |
| 123 | + |
| 124 | + |
| 125 | +`y_vorhergesagt = beta0 + beta1*weekend + beta2*x2 + beta3*x1*x2` |
| 126 | + |
| 127 | +Annahme: |
| 128 | +- Es ist KEIN Wochenende: `weekend = FALSE` |
| 129 | +- Durchschnittliche gefühlte Temperatur: `temp_actual_c = 0` |
| 130 | + |
| 131 | +Interpretation: |
| 132 | +An einem Wochentag mit durchschnittlicher gefühlter Temperatur werden im Durchschnitt `beta0` Fahrräder verliehen, d.h. ca. 1500. |
| 133 | + |
| 134 | + |
| 135 | + |
| 136 | + |
| 137 | +### y ~ g |
| 138 | + |
| 139 | + |
| 140 | +### y ~ x1 + x2 |
| 141 | + |
| 142 | + |
| 143 | + |
| 144 | + |
| 145 | +### y ~ x1_z + x2_z |
| 146 | + |
| 147 | + |
| 148 | + |
| 149 | + |
| 150 | +### y_z ~ x1_z + x2_z |
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