r语言生成50*30,30个随机变量 ,原始模型为线性 ,给出三组不同的原始模型系数 ,进行岭回归计算出CV值画出cv error图和prediction error图

时间: 2024-03-07 18:46:56 浏览: 145
好的,以下是用 R 语言实现的代码: 首先生成随机的数据集: ```r set.seed(123) n <- 50 p <- 30 X <- matrix(rnorm(n*p), n, p) y <- rnorm(n) ``` 接下来,我们将定义一个函数,用于执行岭回归: ```r ridge_regression <- function(X, y, alpha) { n <- nrow(X) p <- ncol(X) X <- scale(X, center = TRUE, scale = FALSE) y <- scale(y, center = TRUE, scale = TRUE) X <- cbind(1, X) lambda <- alpha * sqrt(p) XtX <- t(X) %*% X beta_hat <- solve(XtX + lambda * diag(p+1)) %*% t(X) %*% y return(beta_hat) } ``` 现在我们需要定义三个不同的原始模型系数: ```r beta_1 <- c(1, rep(0, p)) beta_2 <- c(1, rep(c(1, -1), p/2)) beta_3 <- c(1, 1:p) ``` 接下来,我们可以使用 10 折交叉验证来计算岭回归的 CV 值和预测误差: ```r library(caret) library(ggplot2) # 定义 alpha 的范围 alphas <- seq(0, 1, by = 0.01) n_alphas <- length(alphas) # 岭回归的 CV 值和预测误差 cv_errors <- matrix(0, n_alphas, 3) pred_errors <- matrix(0, n_alphas, 3) for (i in 1:n_alphas) { alpha <- alphas[i] for (j in 1:3) { if (j == 1) { beta <- beta_1 } else if (j == 2) { beta <- beta_2 } else if (j == 3) { beta <- beta_3 } y_hat <- X %*% beta y_noise <- y_hat + rnorm(n) beta_ridge <- ridge_regression(X, y_noise, alpha) y_pred <- X %*% beta_ridge cv_errors[i, j] <- cv.glmnet(X, y_noise, alpha = alpha, nfolds = 10)$cvm pred_errors[i, j] <- mean((y_pred - y_hat)^2) } } # 画出 cv error 图和 prediction error 图 cv_df <- data.frame(alpha = rep(alphas, 3), error = c(cv_errors), model = rep(c("Model 1", "Model 2", "Model 3"), each = n_alphas)) ggplot(cv_df, aes(x = alpha, y = error, color = model)) + geom_line() + ggtitle("CV Error") pred_df <- data.frame(alpha = rep(alphas, 3), error = c(pred_errors), model = rep(c("Model 1", "Model 2", "Model 3"), each = n_alphas)) ggplot(pred_df, aes(x = alpha, y = error, color = model)) + geom_line() + ggtitle("Prediction Error") ``` 以上代码将会计算出三个不同的模型系数下的岭回归 CV 值和预测误差,并画出相应的 CV Error 图和 Prediction Error 图。
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请参考以下代码:# Lab5: Cross-Validation and the Bootstrap # The Validation Set Approach install.packages("ISLR") library(ISLR) set.seed(1) train=sample(392,196) lm.fit=lm(mpg~horsepower,data=Auto,subset=train) attach(Auto) mean((mpg-predict(lm.fit,Auto))[-train]^2) lm.fit2=lm(mpg~poly(horsepower,2),data=Auto,subset=train) mean((mpg-predict(lm.fit2,Auto))[-train]^2) lm.fit3=lm(mpg~poly(horsepower,3),data=Auto,subset=train) mean((mpg-predict(lm.fit3,Auto))[-train]^2) set.seed(2) train=sample(392,196) lm.fit=lm(mpg~horsepower,subset=train) mean((mpg-predict(lm.fit,Auto))[-train]^2) lm.fit2=lm(mpg~poly(horsepower,2),data=Auto,subset=train) mean((mpg-predict(lm.fit2,Auto))[-train]^2) lm.fit3=lm(mpg~poly(horsepower,3),data=Auto,subset=train) mean((mpg-predict(lm.fit3,Auto))[-train]^2) # Leave-One-Out Cross-Validation glm.fit=glm(mpg~horsepower,data=Auto) coef(glm.fit) lm.fit=lm(mpg~horsepower,data=Auto) coef(lm.fit) library(boot) glm.fit=glm(mpg~horsepower,data=Auto) cv.err=cv.glm(Auto,glm.fit) cv.err$delta cv.error=rep(0,5) for (i in 1:5){ glm.fit=glm(mpg~poly(horsepower,i),data=Auto) cv.error[i]=cv.glm(Auto,glm.fit)$delta[1] } cv.error准确无误地运用测试集与训练集写出R语言代码完成以下任务:①生成50×30的随机数据集和30个变量;②要生成三组线性模型的①,且这三组原始模型的系数不同;③(线性回归)分别计算这三组的CV值;④(岭回归)分别对这三组,分别画出在岭回归下横坐标为lambd,纵坐标为CV error或Prediction error的图;⑤基于一倍标准差准则给出参数值上限

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