Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Бобров А.И.. Эконометрика

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
386.89 Кб
Скачать

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I»

(ФГБОУ ВО ПГУПС)

Кафедра «Экономика и менеджмент в строительстве»

ЭКОНОМЕТРИКА

Методические указания для практических работ для обучающихся в бакалавриате (направление 38.03.01

«Экономика», профили «Бухгалтерский учет, анализ и аудит» и «Налоги и налогообложение», направление 38.03.02 «Менеджмент, профиль «Логистика»)

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2017

УДК 33 ББК 65в6

Э40

Цель работы – ознакомить студентов с общими требованиями к выполнению практических заданий по линейным моделям парной и множественной регрессии (исходные данные для построения эконометрических моделей и примеры решения типовых задач приводятся).

1. Рекомендации к выполнению практических заданий

Практические задания выполняются в соответствии с расписанием учебных занятий в аудиториях университета, оснащенных средствами вычислительной техники.

На выполнение заданий, оформление решения и его защиту отводятся часы аудиторных занятий и самостоятельной работы.

Работы должны быть завершены, оформлены в виде отчета и защищены до начала экзаменационной сессии. Отчетные материалы должны содержать титульный лист (пример оформления – в приложении), исходные данные и вопросы для практического решения, необходимые аналитические зависимости, расчетные формулы, результаты расчетов и иллюстративные материалы (таблицы расчетов, графики, диаграммы), анализ результатов и выводы.

Порядок защиты практического задания определяется общими требованиями, установленными на кафедре. Практические задания служат основой для закрепления знаний теоретического курса и расчетов при выполнении курсовой работы.

2. Задания для самостоятельной практической работы

Задача1. ПриводятсяданныепотерриториямРоссииза2015 год(табл. 1).

 

 

Таблица 1

 

 

 

Номер

Прожиточный минимум для

Среднемесячная заработная

трудоспособного населения,

региона

плата, тыс. руб., у

тыс. руб., x

 

 

 

 

 

1

2

3

 

(Р1 – число букв в полном имени, Р2 – число букв в фамилии)

 

 

 

1

7,94 – (0,1 Р1)

15,3 + (0,1 Р2)

2

9,33 – (0,1 Р1)

18,2 + (0,1 Р2)

3

7,25

19,5

4

8,1

23,2

 

 

1

 

 

Окончание табл. 1

 

 

 

1

2

3

5

8,23

24,2

6

13,9

60,8

7

17,36

54,1

8

7,19 + (0,1 Р1)

25,5 – (0,1 Р2)

9

11,88

39,7

10

7,8

24,9

11

9,03

22,1

12

8,7 + (0,1 Р1)

41,3 – (0,1 Р2)

Требуется:

1.Построить линейное уравнение парной регрессии y по x.

2.Рассчитать линейный коэффициент парной корреляции, коэффициент детерминации и среднюю ошибку аппроксимации.

3.Оценить статистическую значимость уравнения регрессии в целом

иотдельных параметров регрессии и корреляции с помощью F-критерия Фишера и t-критерия Стьюдента.

4.Выполнить прогноз заработной платы y при прогнозируемом значении среднедушевого прожиточного минимума x, составляющем 110 % от среднего уровня.

5.Оценить точность прогноза, рассчитав его ошибку и доверительный интервал.

6.На график нанести диаграмму рассеяния и теоретическую прямую.

7.Проверить вычисления в MS Excel.

Задача 2. По 17 предприятиям региона изучается зависимость прибыли y тыс. руб. от валовой продукции x1, тыс. руб., и от стоимости основных фондов x2, тыс. руб.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер

y

x1

x2

Номер

y

x1

 

x2

пред-

пред-

 

приятия

 

 

 

приятия

 

 

 

 

 

(Р1 – число букв в полном имени, Р2 – число букв в фамилии)

 

 

1

112,50 + Р1

1404,50

345,90

10

146,30 – Р1

1826,50

 

554,20

2

113,70

1709,80

431,90 + Р2

11

112,90

1697,70

 

387,70

3

193,20 + Р1

1808,70

886,20

12

105,90

1294,60

 

302,50

4

125,00

1437,10

484,20

13

134,50

1174,70

 

483,90

5

173,40 – Р1

1496,10

724,60 – Р2

14

91,40 + Р1

1180,90

 

220,10 + Р2

6

81,40

1034,30

200,70

15

98,40

1319,00

 

243,60

7

106,40

1335,00

317,60 + Р2

16

107,60

1460,00

 

347,30

8

72,60

1256,10

156,10

17

102,30

1478,30

 

313,50

9

110,70 – Р1

1581,40

364,30

 

 

 

 

 

2

Требуется:

1.Построить линейную модель и записать стандартизованное уравнение множественной регрессии. На основе стандартизованных коэффициентов регрессии и средних коэффициентов эластичности ранжировать факторы по степени их влияния на результат.

2.Найти коэффициенты парной, частной и множественной корреляции. Проанализировать их.

3.Найти скорректированный коэффициент множественной детерминации. Сравнить его с нескорректированным (общим) коэффициентом.

4.С помощью F-критерия Фишера оценить статистическую надежность уравнения регрессии.

5.С помощью t-критерия оценить статистическую значимость коэффициентов чистой регрессии.

6.С помощью частных F-критериев Фишера оценить целесообраз-

ность включения в уравнение множественной регрессии фактора x1 после x2 и фактора x2 после x1.

7.Составить уравнение линейной парной регрессии, оставив один значимый фактор.

8.Проверить вычисления в MS Excel.

3.Примеры решения задач

3.1.Парная линейная регрессия

Приведем пример.

Приводятся данные по территориям России за 2015 год (табл. 3).

 

 

Таблица 3

 

 

 

Номер

Прожиточный минимум

Среднемесячная заработная

региона

для трудоспособного населения, тыс. руб., x

плата, тыс. руб., у

 

 

 

1

7,94

15,3

2

9,33

18,2

3

7,25

19,5

4

8,1

23,2

5

8,23

24,2

6

13,9

60,8

7

17,36

54,1

8

7,19

25,5

9

11,88

39,7

10

7,8

24,9

11

9,03

22,1

12

8,7

41,3

 

 

3

Требуется:

1.Построить линейное уравнение парной регрессии y по x.

2.Рассчитать линейный коэффициент парной корреляции, коэффициент детерминации и среднюю ошибку аппроксимации.

3.Оценить статистическую значимость уравнения регрессии в целом

иотдельных параметров регрессии и корреляции с помощью F-критерия Фишера и t-критерия Стьюдента.

4.Выполнить прогноз заработной платы y при прогнозном значении среднедушевого прожиточного минимума x, составляющем 107 % от среднего уровня.

5.Оценить точность прогноза, рассчитав его ошибку и доверительный интервал.

6.На график нанести диаграмму рассеяния и теоретическую прямую.

Решение

1. Для расчета параметров уравнения линейной регрессии строим расчетную таблицу (табл. 4).

Таблица 4

х

у

ух

х2

у2

yˆx

y yˆx (у yˆx )2

Ai

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

7,94

15,3

121,482

63,044

234,09

23,595

–8,295

68,801

54,213

2

9,33

18,2

169,806

87,049

331,24

29,151

–10,951

119,925

60,170

3

7,25

19,5

141,375

52,563

380,25

20,836

–1,336

1,786

6,853

4

8,1

23,2

187,920

65,610

538,24

24,234

–1,034

1,070

4,458

5

8,23

24,2

199,166

67,733

585,64

24,754

–0,554

0,307

2,289

6

13,9

60,8

845,120

193,210

3696,64

47,419

13,381

179,047

22,008

7

17,36

54,1

939,176

301,370

2926,81

61,250

–7,150

51,125

13,217

8

7,19

25,5

183,345

51,696

650,25

20,597

4,903

24,044

19,229

9

11,88

39,7

471,636

141,134

1576,09

39,344

0,356

0,126

0,896

10

7,8

24,9

194,220

60,840

620,01

23,035

1,865

3,478

7,490

11

9,03

22,1

199,563

81,541

488,41

27,952

–5,852

34,244

26,479

12

8,7

41,3

359,310

75,690

1705,69

26,633

14,667

215,131

35,514

Итого

116,71

368,8

4012,119

1241,479

13733,36

368,800

 

699,083

252,816

Среднее

9,726

30,733

334,343

103,457

1144,447

30,733

 

58,257

21,068

значение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ2,977 14,139

σ2

8,865 199,99

Значения параметров уравнения регрессии a и b, минимизирующие целевую функцию метода наименьших квадратов, определяются диффе-

ренцированием ее по a и b с последующим приравниванием производных к нулю. Решение системы двух уравнений с двумя неизвестными (a и b) имеет вид:

4

b

xy

x y

или b cov(x, y) ;

 

 

 

 

 

 

x2 x 2

2x

a y b x,

 

где знак «–» обозначает значение выборочного среднего соответствующей величины; cov(x, y) – ковариация переменных x и y; 2x – дисперсия пе-

ременной x.

Находим параметры регрессии:

b

xy

x y

=

334,343 9,726 30,733

= 3,997;

 

 

 

103, 457 9, 7262

 

x2

x 2

 

a y b x

30,733 3,997 9,726 8,145.

Уравнение регрессии имеет вид:

y = 8,145 3,997 х.

Коэффициент регрессии позволяет сделать вывод: с увеличением прожиточного минимума на 1 тыс. руб. среднемесячная заработная плата возрастает в среднем на 3,997 тыс. руб.

После нахождения уравнения регрессии заполняем столбцы 7–10 табл. 4.

2. Теснота линейной связи оценивается коэффициентом корреляции:

rxy b x 3,997 2,977 0,84.y 14,139

Значение коэффициента корреляции больше 0,7 – это говорит о наличии весьма тесной линейной связи между признаками.

Коэффициент детерминации:

rxy2 0,71.

Это означает, что 71 % вариаций заработной платы y объясняется вариацией фактора x – прожиточного минимума.

Качество модели определяет средняя ошибка аппроксимации:

 

 

 

1

 

y yˆ

 

 

 

 

 

 

 

 

100 % = 21,07 % ,

A

 

n

y

 

 

 

 

 

 

 

и оно оценивается как неудовлетворительное, так как ошибка аппроксимации превышает 12 %.

5

3. Оценку статистической значимости уравнения регрессии в целом проведем с помощью F-критерия Фишера. Фактическое значение F-критерия составит

F

 

 

rxy

2

 

(n 2)

0,71

 

10

24, 4.

1

r

2

1 0,71

 

 

 

 

 

 

 

 

xy

 

 

 

 

 

 

Табличное значение критерия при пятипроцентном уровне значимости и степенях свободы k1 = 1 и k2 = 12 – 2 = 10 составляет Fтабл = 4,96. По-

скольку Fфакт = 24,4 > Fтабл = 4,96, то уравнение регрессии признается статистически значимым.

Оценим статистическую значимость параметров регрессии и корре-

ляции с помощью t-статистики Стьюдента и рассчитаем доверительный интервал для каждого из параметров.

Значимость коэффициентов регрессии и корреляции с помощью t-кри- терия Стьюдента оценивается путем сопоставления их значений с величиной случайной ошибки:

t

b

, t

a

 

a

, t

r

 

rxy

.

 

 

 

b

mb

 

 

ma

 

 

mr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим стандартные ошибки ma, mb, mrxy:

 

 

 

m

S

2

 

x2

 

 

 

 

69,91 1241, 48

8, 24 ;

 

 

 

 

 

 

n2 2x

 

 

 

 

122 8,86

 

 

 

 

 

a

ост

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

S 2

 

 

 

 

 

69,91

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ост

 

 

 

 

 

 

0,81;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

n 2x

 

 

 

 

12 8,86

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

1 rxy

2

 

 

 

1

0,71

0,17,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

n

2

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( y yˆx )2

 

где Sост

– остаточная дисперсия на одну степень свободы

 

 

.

 

n 2

Фактические значения t-критерия:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

a

8,145

0,988 , t

 

3,997

4,93 , t

r

0,84

4,94 .

 

 

 

8, 24

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

0,81

 

 

 

0,17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Табличное значение t-критерия для числа степеней свободы df = n

2 = 12 – 2 = 10 и уровня значимости = 0,05 составит tтабл = 2,23.

6

Параметры b и rxy статистически значимы, параметр a признается статистически незначимым.

Для переменных, у которых коэффициенты оказались статистически незначимы, велика вероятность того, что их влияние на зависимую переменную в генеральной совокупности вообще отсутствует. Поэтому или необходимо увеличить число точек в выборке (тогда, возможно, коэффициент станет статистически значимым и заодно уточнится его значение), или в качестве независимых переменных найти другие, более тесно связанные с зависимой переменной.

Рассчитаем доверительные интервалы для параметров регрессии a и b. Для этого определим предельную ошибку для каждого показателя:

a tтаблma 2, 23 8, 24 18,37, b tтаблmb 2,23 0,81 1,8.

Доверительные интервалы:

γa a a 8,145 18,37 и γb b b 3,997 1,8.

Параметр a в пределах интервала принимает значение 0, т. е. является статистически незначимым.

4. Полученные оценки уравнения регрессии позволяют использовать его для прогноза. Если прогнозируемое значение прожиточного минимума

составит хпр= 1,07 x = 1,07 9,726 = 10,407 тыс. руб., то индивидуальное прогнозируемое значение заработной платы y*p = –8,145 + 3,997 10,407 =

=33,7 тыс. руб.

5.Ошибка прогноза:

 

m

 

S 2

 

 

1

 

(х

р

х)2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(х х)

2

 

 

yˆ p

 

 

ост

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

(10, 407 9,726)

8,728.

69,91 1

 

 

 

12 8,864

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доверительный

интервал

прогноза

 

yˆ p yˆ p myˆ p tтабл 33,7

19, 46 тыс. руб.

Выполненный прогноз среднемесячной заработной платы является надежным и находится в пределах от 14,24 до 53,16 тыс. руб.

6. Графическая иллюстрация с отображением исходных данных и теоретической прямой представлена на рисунке.

Расчеты параметров модели и значений критериев оценки ее качества можно проверить с помощью инструмента «Анализ данных» табличного процессора MS Excel.

7

График исходных данных и линейной функции регрессии

3.2. Множественная линейная регрессия

По 17 предприятиям региона изучается зависимость прибыли y (тыс. руб.) от валовой продукции x1 (тыс. руб.) и от стоимости основных фондов x2 (тыс. руб.) (табл. 5).

Таблица 5

Номер

y

x1

x2

Номер

y

x1

x2

предприя-

предприя-

тия

 

 

 

тия

 

 

 

1

112,50

1404,50

345,90

10

146,30

1826,50

554,20

2

113,70

1709,80

431,90

11

112,90

1697,70

387,70

3

193,20

1808,70

886,20

12

105,90

1294,60

302,50

4

125,00

1437,10

484,20

13

134,50

1174,70

483,90

5

173,40

1496,10

724,60

14

91,40

1180,90

220,10

6

81,40

1034,30

200,70

15

98,40

1319,00

243,60

7

106,40

1335,00

317,60

16

107,60

1460,00

347,30

8

72,60

1256,10

156,10

17

102,30

1478,30

313,50

9

110,70

1581,40

364,30

 

 

 

 

Требуется:

1. Построить линейную модель и записать стандартизованное уравнение множественной регрессии. На основе стандартизованных коэффициентов регрессии и средних коэффициентов эластичности ранжировать факторы по степени их влияния на результат.

8

2.Найти коэффициенты парной, частной и множественной корреляции. Проанализировать их.

3.Рассчитать скорректированный коэффициент множественной детерминации. Сравнить его с нескорректированным (общим) коэффициентом детерминации.

4.С помощью F-критерия Фишера оценить статистическую надежность уравнения регрессии.

5.С помощью t-критерия оценить статистическую значимость коэффициентов чистой регрессии.

6.С помощью частных F-критериев Фишера оценить целесообраз-

ность включения в уравнение множественной регрессии фактора x1 после x2 и фактора x2 после x1.

7.Составить уравнение линейной парной регрессии, оставив один значащий фактор.

Решение

1. Для удобства проведения расчетов поместим результаты промежуточных расчетов в табл. 6.

Найдем средние квадратические отклонения признаков:

 

y

 

y2

y 2

29,787;

 

x

 

x 2

x 2

221, 43;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x 2

182,72.

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Для нахождения параметров линейного уравнения множественной регрессии предварительно рассчитаем парные коэффициенты корреляции:

r

cov( y, x1)

0,613;

r

cov( y, x2 ) 0,99;

yx1

y x

 

yx2

y x

 

1

 

 

2

 

r

cov(x1, x2 ) 0,65.

 

x1x2

x x

 

 

 

1

2

 

Определим значения коэффициентов чистой регрессии и параметра a:

b

 

y

 

ryx1 ryx2

rx1x2

0, 00698; b

 

y

 

ryx2

ryx1

rx1x2

0,167;

x

1 rx2x

x

 

1 rx2x

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

1

1

2

 

 

2

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

a y b1x1 b2 x2

60, 61.

 

 

 

Таким образом, при этих параметрах уравнение множественной регрессии имеет вид:

yˆ 60, 61 0, 00698x1 0,167x2 .

9

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]