r语言C指数的置信区间,R语言求95%置信区间

本文介绍了如何在R语言中计算C指数的95%置信区间,通过标准正态分布,解释了1.96倍标准差的由来,并展示了如何使用dnorm、pnorm、qnorm和rnorm等函数进行相关计算。此外,还讨论了在非标准正态分布情况下求置信区间的特殊情况及其处理方法。

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标准正态分布下mean=0,sd=1

95%置信区间为[mean-1.96*sd,mean+1.96*sd]

即左侧概率和为97.5%的数据减去左侧概率和为2.5%的数据,期间的数据概率即为95%的置信区间。那为什么是1.96倍呢,先看两个函数

dnorm

dnorm中的d表示density,norm表示正态分布,这个函数是正态分布的概率密度(probability density)函数。

给定x,μ和σ后,dnorm()这个函数返回的就是会返回上面的这个公式的值,如果是标准正态分布,dnorm(n,mean=0,sd=1)输出就是当取n时的概率值,就是正态分布图当x=n时y的值。

> dnorm(0,mean=0,sd=1)

[1] 0.3989423

> pnorm(0,mean=0,sd=1)

[1] 0.5

pnorm

pnorm函数中的p表示Probability,它的功能是,在正态分布的PDF曲线上,返回从负无穷到q的积分,其中这个q指的是一个Z-score,x=(mean+Z-score*sd)时的Z-score。现在我们大概就可以猜测出pnorm(0)的值是0.5,因为在标准正态分布曲线上,当Z-score等于0时,这个点正好在标准正态分布曲线的正中间,那么从负无穷到0之间的曲线面积就是整个标准正态分布曲线下面积的一半,pnorm(n,mean=0,sd=1)输出从负无穷到mean+sd*n的概率总和

> pnorm(1.96,mean=0,sd

### 绘制ROC曲线并添加95%置信区间 在R语言中,可以利用`pROC`包来绘制带有95%置信区间的ROC曲线。以下是具体方法和示例代码: #### 安装与加载必要的库 为了使用`pROC`包的功能,首先需要安装该包(如果尚未安装),然后将其加载到工作环境中。 ```r install.packages("pROC") # 如果未安装,则运行此命令 library(pROC) ``` #### 数据准备 假设有一个数据集包含预测概率值和真实标签。这里创建一组模拟数据作为例子。 ```r set.seed(123) # 设置随机种子以便结果可重复 predicted_prob <- runif(100, min = 0, max = 1) # 预测的概率值 true_labels <- as.numeric(predicted_prob > 0.5) # 基于阈值生成二分类的真实标签 ``` #### 计算ROC对象及其置信区间 通过调用`roc()`函数计算ROC曲线,并设置参数`ci=TRUE`以启用置信区间的计算。 ```r # 创建ROC对象 roc_obj <- roc(true_labels, predicted_prob) # 打印ROC对象的信息 print(roc_obj) # 计算AUC以及其95%置信区间 auc_value <- auc(roc_obj) ci_auc <- ci.auc(roc_obj, conf.level = 0.95) cat("AUC:", auc_value, "\n") cat("95% CI of AUC:", ci_auc[[1]], "-", ci_auc[[3]], "\n") # 输出CI范围[^1] ``` #### 绘制带置信区间的ROC曲线 使用`plot()`函数绘图,并通过额外选项展示特异性、灵敏性和置信区间。 ```r # 绘制基础ROC曲线 plot(roc_obj, main="ROC Curve with 95% Confidence Interval", col="blue") # 添加置信区间阴影区域 ci_obj <- ci.coords(roc_obj, ret=c("threshold", "sensitivity", "specificity"), conf.level=0.95)[^2] # 提取坐标用于填充 coords <- data.frame(ci_obj$lower, ci_obj$upper) polygon(c(coords[,1], rev(coords[,2])), c(coords$sens.lower, rev(coords$sens.upper)), col=rgb(0,0,1,0.2), border=NA) # 显示特定点上的敏感度/特异度 abline(v=seq(0,1,by=0.1), h=seq(0,1,by=0.1), col="lightgray", lty=3) legend("bottomright", legend=paste("AUC =", round(auc_value, digits=3), ", 95% CI =", paste(round(unlist(ci_auc[c(1,3)]), digits=3), collapse="-")), bty="n")[^3] ``` 上述代码实现了以下功能: - **绘制基本的ROC曲线** - **计算并标注AUC值及其95%置信区间** - **可视化置信区间的效果** #### 注意事项 当处理实际数据时,需注意样本量的影响以及可能存在的偏倚问题。对于较小的数据集,建议增加样本数量或采用交叉验证技术提高模型稳健性[^4]。 --- ###
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