用r语言实现:Generate a random sample of size n = 100 from a three-dimensional (r = 3) Gaussian distribution, where one of the variables has very high variance (relative to the other two). Carry out PCA on these data using the covariance matrix and the correlation matrix. In each case, find the eigenvalues and eigenvectors, draw the scree plot, compute the PC scores, and plot all pairwise PC scores in a matrix plot. Compare results.
时间: 2024-02-07 16:02:34 浏览: 128
好的,我可以帮您回答这个问题。首先,您需要生成符合要求的三维高斯分布的数据。可以使用以下代码生成:
```
library(mvtnorm)
set.seed(123)
n <- 100
mu <- rep(0, 3)
sigma <- diag(3)
sigma[1,1] <- 100 # 第一个变量方差较大
data <- rmvnorm(n, mean = mu, sigma = sigma)
```
接下来,我们需要分别使用协方差矩阵和相关系数矩阵进行主成分分析。可以使用以下代码实现:
```
# 使用协方差矩阵进行主成分分析
cov_mat <- cov(data)
eig_cov <- eigen(cov_mat)
screeplot(eig_cov$values, type = "b")
pc_scores_cov <- as.matrix(data) %*% eig_cov$vectors
pairs(pc_scores_cov)
# 使用相关系数矩阵进行主成分分析
cor_mat <- cor(data)
eig_cor <- eigen(cor_mat)
screeplot(eig_cor$values, type = "b")
pc_scores_cor <- as.matrix(data) %*% eig_cor$vectors
pairs(pc_scores_cor)
```
以上代码中,`eigen()` 函数用于计算特征值和特征向量,`screeplot()` 函数用于绘制 scree plot,`pairs()` 函数用于绘制主成分得分的矩阵图。
最后,我们可以比较使用协方差矩阵和相关系数矩阵进行主成分分析的结果。根据 scree plot,我们可以发现使用协方差矩阵的前两个主成分的方差解释比例较大,而使用相关系数矩阵的前三个主成分的方差解释比例较大。此外,根据主成分得分的矩阵图,我们可以发现使用协方差矩阵的第一和第二个主成分之间存在一定的关联,而使用相关系数矩阵时不存在这种关联。这是因为相关系数矩阵考虑了变量之间的线性关系,因此主成分之间更加独立。
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