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Autocorrelation in R

Esercitati con l'autocorrelazione in R usando il materiale del corso Introduction to Time Series Analysis di DataCamp.
Aggiornato 29 set 2026  · 6 min leggi

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Calcolare le autocorrelazioni

Le autocorrelazioni o correlazioni ritardate si usano per valutare se una serie temporale dipende dal suo passato. Per una serie temporale x di lunghezza n consideriamo le n-1 coppie di osservazioni distanziate di un'unità di tempo. La prima coppia è (x[2],x[1]), la successiva è (x[3],x[2]). Ogni coppia è della forma (x[t],x[t-1]) dove t è l'indice dell'osservazione, che in questo caso varia da 2 a n. L'autocorrelazione di ordine 1 di x può essere stimata come la correlazione campionaria di queste coppie (x[t], x[t-1]).

In generale, possiamo creare manualmente queste coppie di osservazioni. Per prima cosa, crea due vettori, x_t0 e x_t1, entrambi di lunghezza n-1, in modo che le righe corrispondano alle coppie (x[t], x[t-1]). Poi applica la funzione cor() per stimare l'autocorrelazione di ordine 1.

Per fortuna, il comando acf() offre una scorciatoia. Applicare acf(..., lag.max = 1, plot = FALSE) a una serie x calcola automaticamente l'autocorrelazione di ordine 1.

Infine, nota che le due stime differiscono leggermente perché usano scalature leggermente diverse nel calcolo della covarianza campionaria, 1/(n-1) contro 1/n. Sebbene la seconda fornisca una stima distorta, è preferita nell'analisi delle serie temporali, e le stime di autocorrelazione risultanti differiscono solo per un fattore (n-1)/n.

In questo esercizio, farai pratica sia con il calcolo manuale sia con quello automatico di un'autocorrelazione di ordine 1. La serie temporale x e la sua lunghezza n (150) sono già state caricate. La serie è mostrata nel grafico a destra.

Istruzioni

  • Crea due vettori, x_t0 e x_t1, entrambi di lunghezza n-1, in modo che le righe corrispondano alle coppie (x[t], x[t-1]).
  • Conferma che x_t0 e x_t1 siano coppie (x[t], x[t-1]) usando il codice precompilato.
  • Usa plot() per visualizzare lo scatter plot di x_t0 e x_t1.
  • Usa cor() per visualizzare la correlazione tra x_t0 e x_t1.
  • Usa acf() con x per calcolare automaticamente l'autocorrelazione di ordine 1. Imposta l'argomento lag.max a 1 per ottenere un solo ritardo e imposta l'argomento plot a FALSE.
  • Conferma che il fattore di differenza sia (n-1)/n usando il codice precompilato.
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Se tutto è chiaro, passa al prossimo esercizio! In caso contrario, ecco un video panoramico.

Video panoramico sull'autocorrelazione

La funzione di autocorrelazione

Le autocorrelazioni possono essere stimate a molti ritardi per valutare meglio come una serie temporale si relaziona al proprio passato. Di solito siamo più interessati a come una serie si relaziona con il suo passato più recente.

La funzione acf(..., lag.max = ..., plot = FALSE) stimerà tutte le autocorrelazioni da 0, 1, 2, ... fino al valore specificato dall'argomento lag.max. Nell'esercizio precedente ti sei concentrato sull'autocorrelazione di ordine 1 impostando l'argomento lag.max a 1.

In questo esercizio, esplorerai alcune applicazioni aggiuntive del comando acf(). Ancora una volta, la serie temporale x è stata precaricata per te ed è mostrata nel grafico a destra.

Istruzioni

  • Usa acf() per visualizzare le autocorrelazioni della serie x da 0 a 10. Imposta l'argomento lag.max a 10 e mantieni l'argomento plot a FALSE.
  • Copia e incolla la stima dell'autocorrelazione (ACF) al ritardo 10.
  • Copia e incolla la stima dell'autocorrelazione (ACF) al ritardo 5.
eyJsYW5ndWFnZSI6InIiLCJwcmVfZXhlcmNpc2VfY29kZSI6IlxuIyBwZWNc bnNldC5zZWVkKDk4NzYpXG54ID0gYXJpbWEuc2ltKGxpc3QoYXI9MC43NSks bj0xNTApXG50cy5wbG90KHgpXG4iLCJzYW1wbGUiOiJcbiMgR2VuZXJhdGUg QUNGIGVzdGltYXRlcyBmb3IgeCB1cCB0byBsYWctMTBcbmFjZihfX18sIGxh Zy5tYXggPSBfX18sIHBsb3QgPSBGQUxTRSlcblxuIyBUeXBlIHRoZSBBQ0Yg ZXN0aW1hdGUgYXQgbGFnLTEwIFxuXG5cbiMgVHlwZSB0aGUgQUNGIGVzdGlt YXRlIGF0IGxhZy01Iiwic29sdXRpb24iOiJcbiMgR2VuZXJhdGUgQUNGIGVz dGltYXRlcyBmb3IgeCB1cCB0byBsYWctMTBcbmFjZih4LCBsYWcubWF4ID0g MTAsIHBsb3QgPSBGQUxTRSlcblxuIyBUeXBlIHRoZSBBQ0YgZXN0aW1hdGUg YXQgbGFnLTEwIFxuMC4xMDBcblxuIyBUeXBlIHRoZSBBQ0YgZXN0aW1hdGUg YXQgbGFnLTVcbjAuMTk4Iiwic2N0IjoiXG4jIHNjdCBjb2RlXG50ZXN0X2Z1 bmN0aW9uKFwiYWNmXCIsIGFyZ3M9YyhcInhcIiwgXCJsYWcubWF4XCIsIFwi cGxvdFwiKSlcbnRlc3Rfc3R1ZGVudF90eXBlZChcIjAuMTAwXCIpXG50ZXN0 X3N0dWRlbnRfdHlwZWQoXCIwLjE5OFwiKVxudGVzdF9lcnJvcigpXG5cbnN1 Y2Nlc3NfbXNnKFwiR3JlYXQgam9iISBTaW5jZSBhdXRvY29ycmVsYXRpb25z IG1heSB2YXJ5IGJ5IGxhZywgd2Ugb2Z0ZW4gY29uc2lkZXIgYXV0b2NvcnJl bGF0aW9ucyBhcyBhIGZ1bmN0aW9uIG9mIHRoZSB0aW1lIGxhZy4gVGFraW5n IHRoaXMgdmlldywgd2UgaGF2ZSBub3cgZXN0aW1hdGVkIHRoZSBhdXRvY29y cmVsYXRpb24gZnVuY3Rpb24gKEFDRikgb2YgYHhgIGZyb20gbGFncyAwIHRv IDEwLlwiKSIsImhpbnQiOiJcblRoZSBgYGFjZigpYGAgY29tbWFuZCBpbiB0 aGlzIGV4ZXJjaXNlIHNob3VsZCB0YWtlIGFyZ3VtZW50cyBmb3IgYGxvZy5t YXhgIChpbiB0aGlzIGNhc2UsIGAxMGApIGFuZCBgcGxvdGAgKGluIHRoaXMg Y2FzZSwgYEZBTFNFYCkuIEJlIHN1cmUgdG8gY2xvc2VseSBleGFtaW5lIHRo ZSBvdXRwdXQgb2YgdGhpcyBjb21tYW5kLiBJZiB5b3UncmUgY29uZnVzZWQs IHlvdSBjYW4gYWNjZXNzIHRoZSBoZWxwIGRvY3VtZW50YXRpb24gZm9yIHRo aXMgY29tbWFuZCBieSB0eXBpbmcgYGA/YWNmYGAgaW50byB5b3VyIFIgY29u c29sZS4ifQ==

Visualizzare la funzione di autocorrelazione

Stimare la funzione di autocorrelazione (ACF) a molti ritardi ci permette di valutare come una serie temporale x si relaziona al suo passato. Le stime numeriche sono importanti per calcoli dettagliati, ma è utile anche visualizzare l'ACF in funzione del ritardo.

Infatti, il comando acf() produce per impostazione predefinita una figura. Sceglie anche automaticamente un valore predefinito per lag.max, il numero massimo di ritardi da visualizzare.

Tre serie temporali x, y e z sono state caricate nel tuo ambiente R e sono tracciate a destra. La serie temporale x mostra una forte persistenza, cioè il valore corrente è strettamente correlato a quelli che lo precedono. La serie temporale y mostra un andamento periodico con un ciclo di circa quattro osservazioni, cioè il valore corrente è relativamente vicino all'osservazione di quattro passi prima. La serie temporale z non presenta alcun andamento evidente.

In questo esercizio, traccerai una funzione di autocorrelazione stimata per ciascuna serie. Nei grafici prodotti da acf(), il ritardo di ogni stima di autocorrelazione è indicato sull'asse orizzontale e ogni stima è rappresentata dall'altezza delle barre verticali. Ricorda che l'ACF al ritardo 0 è sempre 1.

Infine, ogni figura dell'ACF include una coppia di linee blu orizzontali tratteggiate che rappresentano gli intervalli di confidenza al 95% per ciascun ritardo, centrati su zero. Servono a determinare la significatività statistica di una singola stima di autocorrelazione a un dato ritardo rispetto a un valore nullo pari a zero, cioè assenza di autocorrelazione a quel ritardo.

Istruzioni

Usa tre chiamate della funzione acf() per visualizzare gli ACF stimati di ciascuna delle tre serie temporali (x, y e z). Non è necessario specificare argomenti aggiuntivi nelle chiamate a acf().

eyJsYW5ndWFnZSI6InIgIiwicHJlX2V4ZXJjaXNlX2NvZGUiOiJcbiMgcGVj XG5zZXQuc2VlZCg0MzY2KVxucGFyKG1mY29sPWMoMywxKSlcbnggPSBhcmlt YS5zaW0obGlzdChhcj0wLjc1KSxuPTE1MClcbnRzLnBsb3QoeCwgbWFpbiA9 IFwiVEhSRUUgVElNRSBTRVJJRVNcIilcbnkgPSBhcmltYS5zaW0obGlzdChh cj1jKDAsMCwwLDAuODgpKSxuPTE1MClcbnRzLnBsb3QoeSlcbnogPSBhcmlt YS5zaW0obGlzdChvcmRlcj1jKDAsMCwwKSksbj0xNTApXG50cy5wbG90KHop Iiwic2FtcGxlIjoiXG4jIFZpZXcgdGhlIEFDRiBvZiB4XG5hY2YoX19fKVxu XG4jIFZpZXcgdGhlIEFDRiBvZiB5XG5cblxuIyBWaWV3IHRoZSBBQ0Ygb2Yg eiIsInNvbHV0aW9uIjoiXG4jIFZpZXcgdGhlIEFDRiBvZiB4XG5hY2YoeClc blxuIyBWaWV3IHRoZSBBQ0Ygb2YgeVxuYWNmKHkpXG5cbiMgVmlldyB0aGUg QUNGIG9mIHpcbmFjZih6KSIsInNjdCI6IlxudGVzdF9mdW5jdGlvbihcImFj ZlwiLCBpbmRleCA9IDEpXG50ZXN0X2Z1bmN0aW9uKFwiYWNmXCIsIGluZGV4 ID0gMilcbnRlc3RfZnVuY3Rpb24oXCJhY2ZcIiwgaW5kZXggPSAzKVxudGVz dF9lcnJvcigpXG5cbnN1Y2Nlc3NfbXNnKFwiR3JlYXQgam9iISBQbG90dGlu ZyB0aGUgZXN0aW1hdGVkIEFDRiBvZiBgeGAgc2hvd3MgbGFyZ2UgcG9zaXRp dmUgY29ycmVsYXRpb25zIGZvciBzZXZlcmFsIGxhZ3Mgd2hpY2ggcXVpY2ts eSBkZWNheSB0b3dhcmRzIHplcm8uIFBsb3R0aW5nIHRoZSBlc3RpbWF0ZWQg QUNGIG9mIGB5YCBzaG93cyBsYXJnZSBwb3NpdGl2ZSBjb3JyZWxhdGlvbnMg YXQgbGFncyB3aGljaCBhcmUgbXVsdGlwbGVzIG9mIGZvdXIsIGFsdGhvdWdo IHRoZXNlIGFsc28gZGVjYXkgdG93YXJkcyB6ZXJvIGFzIHRoZSBsYWcgbXVs dGlwbGUgaW5jcmVhc2VzLiBGaW5hbGx5LCB0aGUgZXN0aW1hdGVkIEFDRiBv ZiBgemAgaXMgbmVhciB6ZXJvIGF0IGFsbCBsYWdzLiBJdCBhcHBlYXJzIHRo ZSBzZXJpZXMgYHpgIGlzIG5vdCBsaW5lYXJseSByZWxhdGVkIHRvIGl0cyBw YXN0LCBhdCBsZWFzdCB0aHJvdWdoIGxhZyAyMC5cIikiLCJoaW50IjoiXG5X aGVyZWFzIHlvdSBwcmV2aW91c2x5IHNwZWNpZmllZCB0aGUgYGxhZy5tYXhg IGFuZCBgcGxvdGAgYXJndW1lbnRzIGluIHlvdXIgY2FsbHMgdG8gYGBhY2Yo KWBgLCBuZWl0aGVyIHRoZXNlIGFyZ3VtZW50cyBhcmUgc3RyaWN0bHkgbmVj ZXNzYXJ5IHdoZW4gdXNpbmcgdGhlIGBgYWNmKClgYCBjb21tYW5kLiBgYGFj ZigpYGAgd2lsbCBjaG9vc2UgYSBgbGFnLm1heGAgdmFsdWUgZm9yIHlvdSBi eSBkZWZhdWx0IGFuZCB3aWxsIHNldCB0aGUgYHBsb3RgIGFyZ3VtZW50IHRv IGBUUlVFYC4gSWYgeW91J3JlIGNvbmZ1c2VkLCB5b3UgY2FuIGFjY2VzcyB0 aGUgaGVscCBkb2N1bWVudGF0aW9uIGZvciB0aGlzIGNvbW1hbmQgYnkgdHlw aW5nIGBgP2FjZmBgIGludG8geW91ciBSIGNvbnNvbGUuIn0=


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