
Эконометрика.-5
.pdf
21
Таблица 8 Данные для построения уравнений регрессий
Варианты 10-12
Прожиточный минимум |
Заработная плата |
y (руб) |
x (руб) |
234 |
445 |
246 |
484 |
261 |
518 |
237 |
457 |
267 |
524 |
318 |
623 |
201 |
396 |
264 |
517 |
219 |
434 |
261 |
517 |
228 |
449 |
345 |
685 |
207 |
419 |
252 |
526 |
276 |
553 |
22
2.4. Лабораторная работа. Построение и анализ модели множественной линейной регрессии
Цель работы: построение модели с большим числом факторов и определение влияния каждого фактора в отдельности, а также их совместного воздействия на моделируемый показатель (результат).
Форма проведения: выполнение индивидуального задания.
Форма отчетности: выполнение теста, защита отчета.
Теоретические основы
Спецификация модели множественной линейной регрессии
Множественная регрессия представляет собой модель вида: y f (x1, x2 ,..., xm ) ,
где |
y |
— зависимая переменная (результат); |
|
|
x1, x2,..., xm |
— независимые переменные (факторы); |
— случайная ошибка регрессионной зависимости; f — некоторая математическая функция.
Линейная модель множественной регрессии — зависимость вида: y a b1 x1 b2 x2 ... bm xm ,
где a,b1,b2 ,... bm — параметры функции.
Параметр a называется свободным членом и определяет значение результирующей переменной y в случае, когда все
объясняющие переменные x1, x2 ,...,xm равны нулю. Если же факторы
по своему экономическому содержанию не могут принимать нулевых значений, то значение параметра a может не иметь экономического смысла.
Параметры b j называются коэффициентами
регрессии. Они характеризуют среднее изменение результата y с
изменением соответствующего фактора x j на единицу при
неизменном значении других факторов, закрепленном на среднем уровне.

23
Вычисление коэффициентов линейной множественной регрессии. Матричный метод.
Пример. Данные о сменной добыче угля на одного рабочего (переменная Y – измеряется в тоннах), мощности пласта (переменная X1 – измеряется в метрах) и уровнем механизации работ в шахте (переменная X2 – измеряется в процентах), характеризующие процесс добычи угля в 10 шахтах приведены в таблице.
Предполагая, что между переменными Y, X1, X2 существует линейная зависимость, необходимо найти аналитическое выражение для этой зависимости, т.е. построить уравнение линейной регрессии.
Таблица. Данные для построения
|
Номер шахты |
|
|
x1 |
|
|
x2 |
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
8 |
|
5 |
|
5 |
|
||||
2 |
|
11 |
|
8 |
|
10 |
|
||||
3 |
|
12 |
|
8 |
|
10 |
|
||||
4 |
|
9 |
|
5 |
|
7 |
|
||||
5 |
|
8 |
|
7 |
|
5 |
|
||||
6 |
|
8 |
|
8 |
|
6 |
|
||||
7 |
|
9 |
|
6 |
|
6 |
|
||||
8 |
|
9 |
|
4 |
|
5 |
|
||||
9 |
|
8 |
|
5 |
|
6 |
|
||||
10 |
|
12 |
|
7 |
|
8 |
|
Используя пространственную выборку таблицы необходимо
b0
вычислить вектор коэффициентов B b1 уравнения регрессии b2
y b0 b1 x1 b2 x2
Вектор коэффициентов, найденный методом наименьших квадратов является решением следующей системы уравнений:
X T XB X TY ,
где X - матрица размера 10 3 , первый столбец которой

24
составлен из 1, а другие два столбца составлены из значений xi1, xi 2 ,
т.е. матрица X имеет следующую структуру (символы … означают не отображенные элементы)
|
1 |
8 |
5 |
|
X |
1 |
11 |
8 |
, |
|
|
|
|
|
|
1 |
12 |
7 |
|
а Y - вектор, составленный из 10 значений yi , т.е.
5
Y 10...
8
Матрица X T X имеет обратную матрицу
коэффициентов вычисляется в виде: |
|
Т |
B X |
|
|
|
|
|
Витоге получен следующий результат:
3.5393
B 0.8539 |
|
|
0.3670 |
|
|
Тогда |
уравнение |
регрессии |
yˆ(x1 , x2 ) 3.54 0.854x1 0.367x2
X T X 1 |
и тогда вектор |
|||
1 |
( X |
Т |
Y ) . |
|
X |
|
|
||
|
|
|
|
|
примет вид:
Исследование модели множественной линейной регрессии. Расчетные соотношения.
Уравнение множественной линейной регрессии в стандартизованных переменных:
t y 1 tx1 2 tx2 ... m txm ,

|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
||
где |
|
|
|
|
x |
|
— стандартизованные коэффициенты |
|
|
|
||||||||
i |
bi |
|
|
i |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средние коэффициенты эластичности |
|
b xi , |
(i 1,2,..., m) |
|||||||||||||||
Э |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i i |
yx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
Частные коэффициенты корреляции. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ryx |
x x |
|
...x |
|
|
|
ryxi x1x2 ...x p 1 |
ryx p x1x2 ...x p 1 |
rxi x p x1x2 ...xi 1xi 1...x p 1 |
|||||||||
2 |
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
i |
1 |
|
|
|
|
(1 r 2 |
) (1 |
r 2 |
|
|
) |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
yx p x1x2 ...x p 1 |
|
|
xi x p x1x2 ...x p 1 |
Коэффициенты частной корреляции для двух факторов:
r |
|
|
|
|
ryx1 ryx2 |
rx1x2 |
ryx |
|
x |
|
|
ryx2 ryx1 rx1x2 |
, |
|||||
yx1 |
x2 |
|
2 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
(1 ryx2 2 ) (1 rx21x2 ) |
1 |
|
|
(1 ryx2 1 ) (1 rx21x2 ) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
где rx x |
|
cov( x1, x2 ) – парный коэффициент корреляции. |
||||||||||||||||
|
|
1 |
|
2 |
|
|
x |
x |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оценка статистической значимости модели в целом. F- критерий.
|
|
Sфакт2 |
|
R2 |
|
|
n m 1 , |
|
|
|
|||
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
1 R |
2 |
m |
|
|
|
||||
|
|
Sост |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где |
Sфакт2 |
— факторная |
сумма |
|
квадратов |
на |
одну |
степень |
|||||
свободы; |
Sост2 |
– остаточная |
сумма |
квадратов |
на |
одну |
степень |
свободы; R2 — коэффициент множественной детерминации; m — число параметров при переменных x (в линейной регрессии совпадает с числом включенных в модель факторов); n — число наблюдений.
Оценка статистической значимости параметров модели
множественной регрессии. Фактическое значение t -критерия и
доверительные интервалы.:
tb |
bi |
, (i 1,2,...,m) |
t |
|
|
a |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
||||
i |
mb |
, |
a |
|
m |
||
|
i |
|
|
a . |
Здесь mbi , ma — стандартные ошибки параметров уравнения регрессии.

26
Стандартные ошибки параметров уравнения множественной
регрессии определяются соотношениями: |
|
|
|
||||||||
m |
S 2 |
|
( X |
X ) 1 |
(i 0,1,2,...,m) |
, |
|
|
|||
bi |
|
ост |
|
|
ii |
|
|
|
|
||
где |
( X X ) 1 ii |
— элемент (ii) матрицы ( X X ) 1 . Значение i 0 |
|||||||||
соответствует |
номеру элемента |
матрицы ( X X ) 1 |
для |
вычисления |
|||||||
стандартной ошибки параметра a . |
|
|
|
|
|||||||
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( yi yˆx )2 |
|
|
|
|
|
||||
Sост2 |
|
i 1 |
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
— несмещенная оценка остаточной дисперсии. |
|||||||
|
|
n m 1 |
|
||||||||
Доверительные |
|
интервалы |
для параметров |
bi |
уравнения |
линейной множественной регрессии указывают границы, в которых с заданной долей вероятности находятся значения соответствующих параметров и определяются соотношениями:
bi t( , n m 1) mbi bi bi t( , n m 1) mbi a t( , n m 1) ma a a t( , n m 1) ma
Оцениваемый параметр значим, если в границы доверительного интервала не попадает нуль.
Частные F- критерии:
|
|
Ryx2 |
x |
2 |
...x |
m |
Ryx2 |
|
...x |
i 1 |
x |
i 1 |
...x |
m |
|
n m 1 |
|||
F |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|||||
xi |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 Ryx x |
2 |
...x |
m |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Для |
модели |
с |
|
|
двумя |
факторами частные F -критерии |
вычисляются по формулам:
|
Ryx2 |
x |
ryx2 |
|
; |
|
|
|
Ryx2 |
x |
ryx2 |
|
. |
||||
Fx |
1 |
|
2 |
|
2 |
(n 3) |
|
Fx |
|
|
1 |
|
2 |
|
1 |
(n 3) |
|
1 |
1 Ryx2 |
x |
2 |
|
|
|
2 |
|
1 Ryx2 |
x |
2 |
|
|
||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
Индивидуальное задание
По 20 предприятиям региона изучается зависимость выработки продукции на одного работника y (тыс. руб.) от ввода в действие
27
новых основных фондов x1 (% от стоимости фондов на конец года) и
от удельного веса рабочих высокой квалификации в общей численности рабочих x2 (%) (смотри таблицу своего варианта).
Требуется:
1.На основании данных в таблицах соответствующих вариантам, построить линейную модель множественной регрессии (матричный метод). Записать уравнение регрессии.
2.Записать стандартизованное уравнение множественной регрессии. На основе стандартизованных коэффициентов регрессии и средних коэффициентов эластичности ранжировать факторы по степени их влияния на результат.
3.Найти коэффициенты парной, частной и множественной корреляции. Проанализировать их.
4.С помощью F – критерия оценить статистическую надежность
уравнения регрессии и коэффициента детерминации Ryx2 1x2 при уровнях значимости 0,05 и 0,01.
5.Проверить статистическую надежность параметров уравнения регрессии. (анализ t-статистики и интервальных оценок)
6.С помощью частных F – критериев оценить целесообразность
включения в уравнение множественной регрессии фактора x1 после x2 и фактора x2 после x1 .
7.Записать уравнение парной линейной регрессии, оставив лишь один значащий фактор.
8.Оформить отчет по проделанной работе.
Вариант 1
Номер |
y |
x1 |
x2 |
Номер |
y |
x1 |
x2 |
предприятия |
предприятия |
||||||
1 |
6 |
3,6 |
9 |
11 |
9 |
6,3 |
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
6 |
3,6 |
12 |
12 |
11 |
6,4 |
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
6 |
3,9 |
14 |
13 |
11 |
7 |
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
7 |
4,1 |
17 |
14 |
12 |
7,5 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
7 |
3,9 |
18 |
15 |
12 |
7,9 |
28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
7 |
4,5 |
19 |
16 |
13 |
8,2 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
8 |
5,3 |
19 |
17 |
13 |
8 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
8 |
5,3 |
19 |
18 |
13 |
8,6 |
31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
9 |
5,6 |
20 |
19 |
14 |
9,5 |
33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
10 |
6,8 |
21 |
20 |
14 |
9 |
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
y |
x1 |
x2 |
Номер |
y |
x1 |
x2 |
предприятия |
предприятия |
||||||
1 |
6 |
3,5 |
10 |
11 |
10 |
6,3 |
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
6 |
3,6 |
12 |
12 |
11 |
6,4 |
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
7 |
3,9 |
15 |
13 |
11 |
7 |
23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
7 |
4,1 |
17 |
14 |
12 |
7,5 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
7 |
4,2 |
18 |
15 |
12 |
7,9 |
28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
8 |
4,5 |
19 |
16 |
13 |
8,2 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
8 |
5,3 |
19 |
17 |
13 |
8,4 |
31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
9 |
5,3 |
20 |
18 |
14 |
8,6 |
31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
9 |
5,6 |
20 |
19 |
14 |
9,5 |
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
10 |
6 |
21 |
20 |
15 |
10 |
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
y |
x1 |
x2 |
Номер |
y |
x1 |
x2 |
предприятия |
предприятия |
||||||
1 |
7 |
3,7 |
9 |
11 |
11 |
6,3 |
22 |
2 |
7 |
3,7 |
11 |
12 |
11 |
6,4 |
22 |
3 |
7 |
3,9 |
11 |
13 |
11 |
7,2 |
23 |
4 |
7 |
4,1 |
15 |
14 |
12 |
7,5 |
25 |
5 |
8 |
4,2 |
17 |
15 |
12 |
7,9 |
27 |
6 |
8 |
4,9 |
19 |
16 |
13 |
8,1 |
30 |
7 |
8 |
5,3 |
19 |
17 |
13 |
8,4 |
31 |
8 |
9 |
5,1 |
20 |
18 |
13 |
8,6 |
32 |
9 |
10 |
5,6 |
20 |
19 |
14 |
9,5 |
35 |
10 |
10 |
6,1 |
21 |
20 |
15 |
9,5 |
36 |
|
|
|
|
|
|
|
29 |
|
|
|
Вариант 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
y |
x1 |
x2 |
Номер |
y |
x1 |
x2 |
предприятия |
предприятия |
||||||
1 |
7 |
3,5 |
9 |
11 |
10 |
6,3 |
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
7 |
3,6 |
10 |
12 |
10 |
6,5 |
22 |
3 |
7 |
3,9 |
12 |
13 |
11 |
7,2 |
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
7 |
4,1 |
17 |
14 |
12 |
7,5 |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
8 |
4,2 |
18 |
15 |
12 |
7,9 |
27 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
8 |
4,5 |
19 |
16 |
13 |
8,2 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
9 |
5,3 |
19 |
17 |
13 |
8,4 |
31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
9 |
5,5 |
20 |
18 |
14 |
8,6 |
33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
10 |
5,6 |
21 |
19 |
14 |
9,5 |
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
10 |
6,1 |
21 |
20 |
15 |
9,6 |
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
y |
x1 |
x2 |
Номер |
y |
x1 |
x2 |
предприятия |
предприятия |
||||||
1 |
7 |
3,6 |
9 |
11 |
10 |
6,3 |
21 |
2 |
7 |
3,6 |
11 |
12 |
11 |
6,9 |
23 |
3 |
7 |
3,7 |
12 |
13 |
11 |
7,2 |
24 |
4 |
8 |
4,1 |
16 |
14 |
12 |
7,8 |
25 |
5 |
8 |
4,3 |
19 |
15 |
13 |
8,1 |
27 |
6 |
8 |
4,5 |
19 |
16 |
13 |
8,2 |
29 |
7 |
9 |
5,4 |
20 |
17 |
13 |
8,4 |
31 |
8 |
9 |
5,5 |
20 |
18 |
14 |
8,8 |
33 |
9 |
10 |
5,8 |
21 |
19 |
14 |
9,5 |
35 |
10 |
10 |
6,1 |
21 |
20 |
14 |
9,7 |
34 |
|
|
|
Вариант 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
y |
x1 |
x2 |
Номер |
y |
x1 |
x2 |
предприятия |
предприятия |
||||||
1 |
7 |
3,5 |
9 |
11 |
10 |
6,3 |
21 |
2 |
7 |
3,6 |
10 |
12 |
10 |
6,8 |
22 |
3 |
7 |
3,8 |
14 |
13 |
11 |
7,2 |
24 |
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
7 |
4,2 |
15 |
14 |
12 |
7,9 |
25 |
5 |
8 |
4,3 |
18 |
15 |
12 |
8,1 |
26 |
6 |
8 |
4,7 |
19 |
16 |
13 |
8,3 |
29 |
7 |
9 |
5,4 |
19 |
17 |
13 |
8,4 |
31 |
8 |
9 |
5,6 |
20 |
18 |
13 |
8,8 |
32 |
9 |
10 |
5,9 |
20 |
19 |
14 |
9,6 |
35 |
10 |
10 |
6,1 |
21 |
20 |
14 |
9,7 |
36 |
|
|
|
Вариант 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
y |
x1 |
x2 |
Номер |
y |
x1 |
x2 |
предприятия |
предприятия |
||||||
1 |
7 |
3,8 |
11 |
11 |
10 |
6,8 |
21 |
2 |
7 |
3,8 |
12 |
12 |
11 |
7,4 |
23 |
3 |
7 |
3,9 |
16 |
13 |
11 |
7,8 |
24 |
4 |
7 |
4,1 |
17 |
14 |
12 |
7,5 |
26 |
5 |
7 |
4,6 |
18 |
15 |
12 |
7,9 |
28 |
6 |
8 |
4,5 |
18 |
16 |
12 |
8,1 |
30 |
7 |
8 |
5,3 |
19 |
17 |
13 |
8,4 |
31 |
8 |
9 |
5,5 |
20 |
18 |
13 |
8,7 |
32 |
9 |
9 |
6,1 |
20 |
19 |
13 |
9,5 |
33 |
10 |
10 |
6,8 |
21 |
20 |
14 |
9,7 |
35 |
|
|
|
Вариант 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
y |
x1 |
x2 |
Номер |
y |
x1 |
x2 |
предприятия |
предприятия |
||||||
1 |
7 |
3,8 |
9 |
11 |
11 |
7,1 |
22 |
2 |
7 |
4,1 |
14 |
12 |
11 |
7,5 |
23 |
3 |
7 |
4,3 |
16 |
13 |
12 |
7,8 |
25 |
4 |
7 |
4,1 |
17 |
14 |
12 |
7,6 |
27 |
5 |
8 |
4,6 |
17 |
15 |
12 |
7,9 |
29 |
6 |
8 |
4,7 |
18 |
16 |
13 |
8,1 |
30 |
7 |
9 |
5,3 |
20 |
17 |
13 |
8,5 |
32 |
8 |
9 |
5,5 |
20 |
18 |
14 |
8,7 |
32 |
9 |
11 |
6,9 |
21 |
19 |
14 |
9,6 |
33 |