R: 散布図に回帰直線・曲線を追加する

このページの最終更新日: 2023/11/23

概要と使用するデータ

このページでは、R の plot 関数を使った散布図に、回帰直線を追加する方法をまとめる。ただし、全体的に ggplot を使った方がきれいな散布図が簡単に書けるので、ggplot のページも参照のこと。

内容的には、以下のようなページと関連が深い。

データには、trees という組み込みのデータセットを用いる。31 本の木について、胴回り Girth、高さ Height、容積 Volume を調べたデータである。

Volume と Height について散布図を作ってみる。

par(pty="s") #プロットを正方形にする
plot(trees$Volume,trees$Height)

これに回帰曲線を加えていく。線形回帰の場合には、追加するのは直線になる。このページでは、直線・曲線という表現にしている。

lines を使うか、curve を使って add="TRUE" とする方法もある。機会があれば追加。

さまざまな方法がある。もっとも簡単なのは abline() 関数を使う方法である。

変数　X および Y の散布図を plot(A, B) で作成。
ここに追加する直線・曲線の式は lm() 関数を使った回帰分析で算出する。reg1 = lm(Y ~ X) のようにして、lm の結果を reg1 に保存する。
abline(reg1) で、散布図に回帰曲線が追加される。なお、ここで summary(reg1) とすると、回帰分析の結果を見ることができる。

summary(reg1) の結果から、この回帰は以下の式で表されることがわかる。回帰は有意であるが、adjusted R² は 0.3358 と低い。このあたりの詳しい説明は、ページ上のリンクから lm() 関数を使った単回帰を参照のこと。

Height = 0.23190 x Volume + 69.00336

この式をプロットに追加したい場合、式を自分で作って、プロットに文字を記入する text() 関数または mtext() を使用するという形をとる。あまりスマートではない気がする。

mtext はグラフの枠を基準にしてテキストの位置を決める。text は x と y の座標指定で決める。詳細はこのページに。

あとはこの応用で、reg1 から係数を取り出したり、数値を 2 桁程度に丸めたりなどの方法があるが、とりあえずは基本の考えのみまとめた。

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