Objetivos de Aprendizaje

Al finalizar con éxito esta práctica serás capaz de:

  1. Almacenar datos en una variable usando la función c()
  2. Manipular algunos de los parámetros de las funciones gráficas para modificar el aspecto de un gráfico.
  3. Realizar algunas operaciones básicas entre vectores de datos
  4. Crear matrices y utilizar índices para visualizar sus elementos.

Introducción a R

Para el desarrollo de la Unidad I y el logro de sus objetivos usaremos R, un lenguaje de programación bien desarrollado, simple y efectivo que incluye condicionales, ciclos, funciones recursivas y posibilidad de entradas y salidas. En esta primera práctica veremos los aspectos más fundamentales de su uso.

Interfaz de R

No es necesario instalar R, para los objetivos del curso basta con usar la interfaz PositCloud en donde podremos realizar todas las prácticas sin necesidad de instalar R. Crea una cuenta de usuario que es la que usarás a lo largo de todo el curso.
Nota: Si deseas instalar R puedes descargarlo Acá. Una vez instalado R, se recomienda instalar Rstudio que es una interfaz aun más amigable y que puedes descargar en RStudio

1. Almacenar Datos en una Variable

Para almacenar datos en una variable se usa la función c( ) separando los valores por medio de comas. Por ejemplo, si queremos almacenar la serie de datos 1.45, 1.62, 1.65, 1.40 y 1.89 en la variable alturas procedemos de la siguinte manera:

  1. Abre la interfaz de Rstudio
  2. En el menú New File crea un «R Script» nuevo.
  3. Copia y pega el codigo siguiente o escribelo directamente en la ventana de scripts.
alturas <- c(1.45,1.62,1.65,1.40,1.89)

Nota: el operador de asignación es “<-” (menor que y guión unidos) y no el habitual “=” que se reserva para otro propósito.

  1. Ejecuta el código de la siguiente manera: selecciona la línea de codigo y luego da click en Run (parte superior derecha de la ventana) o pulsando «Ctrl+Enter».
  2. El paso anterior sólo alamacena los datos en la variable. Para visualizar el contenido de la variable que acabas de definir agrega en el script, a continuación de la línea anterior, el nombre de la variable como se indica a continuación.
alturas <- c(1.45,1.62,1.65,1.40,1.89)
alturas

Ejecuta ambas lineas del codigo. Esto deberá desplegar en la consola los valores que has introducido en la variable alturas.
También puedes almacenar texto en una variable. Ejecuta la siguiente porción de código:

nombres <- c("Carlos", "Antonio", "José", "Juan", "David")
nombres

Ten presente cuando manipules variables que R es case sensitive, de manera que A y a son dos variables distintas.

Resumen

2. Funciones Gráficas

R tiene la característica de que sus funciones gráficas comparten muchos de sus parámetros, de manera que lo que aprendamos en esta parte se aplicará en la mayoría de las demás funciones que usaremos a la largo de la unidad I.
Para ilustrar el uso de estos parámetros usaremos la función plot() que soporta algunos de los argumentos de uso más común. Realiza los siguientes pasos:

  1. Escribe y ejecuta la siguiente línea de código. Esto genera la gráfica de la función seno
plot(sin)

Note que la función no se visualiza adecuadamente, por lo que hay que modificar algunos de los parámetros. Por ejemplo, podemos definir los límites del gráfico agregando los parámetros xlim y ylim de la siguiente manera (copie el código y ejecútelo):

plot(sin, xlim=c(0,2*pi),ylim=c(-1,1))

Esto hace que el gráfico se visualice mejor, pero aun faltan algunos detalles como las etiquetas en los ejes y el título principal. Podemos cambiar las etiquetas de ambos ejes usando los parámetros xlab y ylab como se muestra a continuación (copie el código y ejecútelo):

plot(sin, xlim=c(0,2*pi),ylim=c(-1,1), xlab="Valores de x", ylab = "Seno(x)")

Ahora agreguemos un título para el gráfico. Esto se logra con el parámetro main de la siguiente manera (copie el código y ejecútelo):

plot(sin, xlim=c(0,2*pi),ylim=c(-1,1), xlab="Valores de x", ylab = "Seno(x)", main="Gráfica de la función seno")

Resumen

La función plot( ) permite graficar una serie de datos. Dentro del paréntesis se colocan parámetros que modifican la apariencia del gráfico generado. Estos parámetros son compartidos por otras funciones gráficas que usaremos mas adelante.

3. Operaciones básicas

Las operaciones aritméticas en R son vectorizadas, es decir que se aplican elemento a elemento. Por ejemplo, suponga que se tiene la siguiente información sobre las temperaturas en cierta región en grados Fahrenheit:

Año 1968 1969 1970 1971
Temperatura 51.9 51.8 51.9 53.0

Si se desea convertirlas a grados Celsius tenemos que aplicar la siguiente fórmula:
\(C=\frac{5}{9}(F-32)\)
Una forma de hacerlo sería la siguiente (copie y ejecute el siguiente código)

temperaturas_F <- c(51.9,51.8,51.9,53.0)
temperaturas_C <- 5/9*(temperaturas_F-32)
print(temperaturas_C)

Esto debería mostrar las temperaturas convertidas a grados Celsius de modo que no es necesario hacer la conversión elemento a elemento ya que R se encarga de hacerlo automáticamente por medio de sus operaciones vectorizadas.
Para terminar esta sección copia y ejecuta las siguentes porciones de código en RStudio Cloud

x <- c(1:5)
y <- c(6:10)
print(x)
## [1] 1 2 3 4 5
print(y)
## [1]  6  7  8  9 10
x + y
## [1]  7  9 11 13 15
x * y
## [1]  6 14 24 36 50
sqrt(x)
## [1] 1.000000 1.414214 1.732051 2.000000 2.236068
x <- c(x,y)
print(x)
##  [1]  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10
z <- c(x,10:1)
print(z)
##  [1]  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 10  9  8  7  6  5  4  3  2  1

Esto debería darte una visión más completa de las operaciones vectorizadas.

4. Matrices

Las matrices son objetos de uso muy común en R y en general los podemos considerar como un vector multidimensional. Para nuestros propósitos encontraremos que una matriz puede ser muy útil para guardar información que luega será representada en un gráfico.

  1. Creando una matriz. Como ejemplo crearemos una matriz de 2 filas y 5 columnas. En el siguiente código genera una matriz con estas características y la rellena con los valores de 1 a 10. Copia y ejecuta el código en RStudio Cloud
x <- c(1:10)
y <- matrix(x,2,5)
print(y)
  1. Manipulando elementos de una matriz. Para referirnos a los elementos de una matriz hacemos uso de índices. Es posible asignar nombres a filas y columnas para hacer que la matriz resulte clara de entender. Copia y ejecuta el código en RStudio Cloud
x <- c(1:10)
y <- matrix(x,2,5)
colnames(y) <- c("A","B","C","D","E")
print(y)
##      A B C D  E
## [1,] 1 3 5 7  9
## [2,] 2 4 6 8 10

Ahora la matriz generada debería de desplegarse con las colunmas identificadas por las letras A, B, C, D y E.
Para referirnos a un elemento en particular usamos la sintaxis matriz[fila,columna]. Por ejemplo, para visualizar el elemento en la primera fila y tercera columna usamos el código

y[1,"C"]
## C 
## 5

5. Fin de la Práctica y Evaluación.

Repite varias veces la práctica 1, hasta que te familiarices con los comandos que se han usado y a continuación realiza la Evaluación de la práctica 1.