Шанченко Н.И. - Лекции по эконометрике (1094691), страница 13
Текст из файла (страница 13)
е. i xi ( i2 xi2 2 ). Преобразуя согласно ОМНК уравнение регрессии (3.55)получим следующую модельy a bu,(3.56)x xоценки параметров которой будут эффективными оценками параметров исходной модели (5.55). Заметим, что в новой модели параметры a и b поменялисьместами, т. е. свободный член стал коэффициентом и наоборот.3.10.
Проверка остатков регрессии на гетероскедастичностьТак как оценки параметров, полученные МНК, являются эффективнымитолько при выполнении предпосылок МНК (п. 3.5), то после вычисления оценок и построения модели следует определить наблюдаемые отклоненияei y i f ( x1i , x 2i ,..., x pi ) и проверить, удовлетворяются ли предпосылки МНК.Рассмотрим методы, применяемые для проверки выполнения предпосылкио постоянстве дисперсий остатков (их гомоскедастичности).Тест ранговой корреляции Спирмена проверяет наличие монотоннойзависимости между дисперсией ошибки и величиной фактора.
Наблюдения(значения фактора xi и остатки ei) упорядочиваются по величине фактора x ивычисляется коэффициент ранговой корреляции Спирменаn x ,e 1 6 d i2i 1,(3.57)n ( n 1)где di – разность между рангами значений xi и ei в i-наблюдении.Коэффициент ранговой корреляции x,e считается значимым на уровне2значимости α при n > 10, если выполняется условие x ,e n 2> t1α, n2,(3.58)t 1 2 x ,eгде t1α, n2 – табличное значение t-критерия Стьюдента на уровне значимости αи при числе степеней свободы (n–2).Тест Гольдфельда–Квандта.
Применяется в предположении, что средниеквадратические отклонения случайного члена σi пропорциональны значениямфактора xi и случайный член распределен по нормальному закону. Процедураприменения теста Гольдфелда– Квандта состоит из следующих шагов:1) наблюдения упорядочиваются по мере возрастания фактора хi;562) выделяются первые n′ и последние n′ наблюдений и исключаются израссмотрения n–2n′ центральных наблюдений. При этом должно выполнятьсяусловие n′ > р, где p – число оцениваемых параметров;3) по каждой из групп оцениваются уравнения регрессии остатков εi позначимым факторам;4) определяются остаточные суммы квадратов для первой (S1 = e 2 i ) ивторой (S2= e 2 i ) групп и находится их отношение: R = S2 : S1 (S2 > S1);5) нулевая гипотеза о гомоскедастичности остатков отвергается, если выполнено условиеR F , n p , n p(3.59)где F , n p , n p – табличное значение F-критерия Фишера на уровне значимостиα при числе степеней свободы (n′– р) и (n′– р).Авторами метода рекомендовано для случая одного фактора при n=30принимать n′=11, а при n=60 принимать n′=22.Тест Глейзера.
Позволяет не только выявить наличие гетероскедастичности остатков, но и сделать определенные выводы о характере зависимости дисперсии остатков i от значений фактора хi. В тесте проверяется существованиефункциональной зависимости следующего вида(3.60) i xiγ .По полученным остаткам уравнения регрессии осуществляются регрессииei xiγ(3.61)при различных значениях параметра γ (например, -1; 0,5; 1; 1,5; 2; …) и выбирается зависимость с наиболее значимым коэффициентом β.
Если все коэффициенты β не значимы, то нет оснований говорить о гетероскедастичности остатков.Отобранная зависимость (с наиболее значимым коэффициентом β) используется в ОМНК для получения улучшенных оценок параметров исходной модели.3.11. Построение регрессионных моделей при наличииавтокорреляции остатковПредположим, что нарушается только предпосылка 3 о независимости значений случайного члена εi и εj в различных наблюдениях Cov(εi, εj) = 0 (i ≠ j).В этом случае говорят об автокорреляции остатков.
Оценки параметров, полученные методом наименьших квадратов, остаются несмещенными, но теряютсвою эффективность.Автокорреляция обычно встречается в регрессионном анализе только прииспользовании исходных данных в виде временных рядов. Более подробно понятие автокорреляции изложено в 5 разделе, где также приведены методы, позволяющие определить наличие и характер авторреляции во временном ряде.Здесь же мы рассмотрим случай, когда имеет место зависимость только междусоседними остатками.Предположим, что остатки в уравнении линейной регрессии57y t a b xt t(3.62)образуют авторегрессионный процесс первого порядка t t 1 u t .(3.63)Для оценки величины ρ может использоваться статистика ДарбинаУотсона d (см.
п. 5.3.5)ρ = 1 – d/2.(3.64)Преобразуем уравнение (3.62), чтобы исключить автокорреляцию в остатках. Для этого уравнение (3.62), записанное для момента времени t–1,y t 1 a b xt 1 t 1умножим на ρ и вычтем из исходного уравнения (3.62)y t y t 1 a a b ( xt xt 1 ) t t 1 .Вводя новые переменные y t и xty t y t y t 1 ; xt xt xt 1(3.65)и используя обозначениеa a (1 ) ,(3.66)приведем исходную модель регрессии (3.62) к линейному уравнению регрессииy t a b x t u t(3.67)со случайными независимыми остатками ut.Для оценки параметров преобразованного уравнения (3.67) можно применять обычный МНК.
После определения параметров a и b параметр а находится из соотношения (3.66).Изложенная процедура предварительного преобразования переменных споследующим применением МНК к оценке параметров уравнения регрессии впреобразованных переменных является частным случаем обобщенного методанаименьших квадратов.Если ρ = 1, то данный метод становится методом первых последовательных разностей, так какyt' yt yt 1 ;xt' xt xt 1 .Если ρ = –1, т.
е. в остатках наблюдается полная отрицательная корреляция, то с учетом соотношенийy t y t (1) y t 1 y t y t 1 ;x t x t (1) x t 1 x t x t 1 ;a a (1 (1)) 2 aизложенный выше метод (уравнение (3.67)) принимает следующий видy t y t 1 2 a b ( x t xt 1 ) u tили( y t y t 1 ) / 2 a b ( x t xt 1 ) / 2 u t / 2 .Данная модель является моделью регрессии по скользящим средним.583.12. Регрессионные модели с переменной структурой.Фиктивные переменные3.12.1.
Фиктивные переменныеПри изучении экономических взаимосвязей возникает необходимостьучесть в модели влияние качественного фактора (фактора, не имеющего количественного выражения), например пол потребителя, фактор сезонности, наличие государственных программ.
Влияние качественных признаков может приводить к скачкообразному изменению параметров линейных регрессионныхмоделей, построенных для различных значений качественного признака. Такиемодели называются регрессионными моделями с переменной структурой.Чтобы учесть влияние качественного фактора в рамках одного регрессионного уравнения вводятся, так называемые, фиктивные переменные с двумя значениями 0 и 1. Например, изучается зависимость потребления товара y от величины дохода x с учетом пола потребителя.
С использованием фиктивной переменной z1, мужской полz0, женский полуравнение регрессии принимает видy a bx cz .(3.68)Вводя новый член регрессии c z , мы тем самым предполагаем, что полпотребителя влияет только на величину свободного члена уравнения (параметрa характеризует объем потребления). Чтобы учесть влияние пола потребителяна величину коэффициента регрессии b (характеризующего «склонность» к потреблению), следует в модель регрессии ввести дополнительное слагаемоеd z x , что даетy a bx cz d zx .(3.69)Таким образом, модель (3.69) является объединением двух моделей длямужчин и женщинy a 1 b1 x ,y a2 b2 x ,где a 1 a c; b1 b d ; a 2 a; b 2 b .Проверка значимости коэффициентов при фиктивных факторах z и z·x покажет значимость влияния качественного показателя на изучаемый признак инеобходимость включения в уравнение регрессии соответствующего члена.Если качественный признак имеет более двух градаций признака, то вводится несколько фиктивных переменных, число которых на единицу меньшечисла градаций признака.
Например, чтобы учесть сезонность, вводятся трификтивные переменные1, весна,z1 0, не весна,1, лето,z2 0, не лето,и уравнение регрессии примет вид1, осень,(3.70)z3 0, не осень59y a b x c1 z1 c 2 z 2 c3 z 3 .Если качественных признаков несколько, то фиктивные переменные вводятся для каждого признака по таким же правилам.3.12.2. Тест ЧоуПредположим, что имеется две набора наблюдений за совместным изменением двух зависимой и объясняющей переменной (xi,yi), полученные в различных условиях.
Возникает вопрос можно ли считать две полученные выборкинаблюдений частями одной объединенной выборки или принципиально различными, для которых уравнения регрессии должны строиться отдельно, какпоказано на рисунке 3.1 [4]. Ответ на этот вопрос дается с помощью теста Чоу.Рис. 3.1.