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

Диплом / suslov_ibragimov_ekonometrika

.pdf
Скачиваний:
41
Добавлен:
24.03.2015
Размер:
5.55 Mб
Скачать

172

Глава4.Введение в анализ связей

случаеявляетсядостаточносложнойзадачей,посколькуотносительно a она(остаточная дисперсия)является полиномом степени 2(N −1) (по xc1 Ñквадратичной функцией).

Пусть долговременная тенденция выявлена.На ее основе можно попытаться сразудатьпрогнозмоделируемойпеременной(прогноз,по-видимому,будетточнее, если в нем учесть все компоненты временного ряда).

В случае тренда как аналитической функции от времени i,прогнозом является расчетное значение переменной в моменты времени N + 1, , N + 2, . . . .

Процедура экспоненциального сглаживания дает прогноз на один момент времени вперед:

xcN +1 = (1 − a) xN + axcN .

Последующие значенияÇпрогнозаÈне будут меняться,т.к.отсутствуют основания для определения ошибки eN +1 и т.д.и,соответственно,для наблюдения различий между xcN +1 и xN +1 и т.д.

Приполиномиальномсглаживаниирасчет xcN +1 проводитсяпопоследнемуполиному(в последовательности скольжения средней)и оказывается равным некоторой средней последних 2p + 1 наблюдений во временном ряду.

В приведенном выше примере( p = q = 2):

xNc +1

= (b + 3a1

+ 9a2) = 35 <

21 −21 −28 0 63

 

 

1

 

 

xN −4

=xN −3

x .

N −2

xN −1

xN

Определение циклической и случайной составляющей временного ряда дается воIIчасти книги.

4.5.Упражнения и задачи

Упражнение1

На основании информации о весе и росте студентов вашего курса: 1.1.Сгруппируйте студентов по росту и весу(юношей и девушек отдельно).

4.5.Упражнения и задачи

173

1.2.Дайте табличное и графическое изображение полученных совместных распределений частот,сделайте выводы о наличии связи между признаками.

1.3.С помощью критерия Пирсона пров ерьте нулевую гипотезу о независимости роста и веса студентов.

1.4.С помощью дисперсионного анализа установите,существенно ли влияние роста на их вес.

1.5.На основе построенной таблицы соп ряженности рассчитайте средние и дисперсииростаивеса,атакжеабсолютнуюиотносительнуюковариациюмежду ними.

1.6.На основе исходных данных,без предварительной группировки(для юношей

идевушек отдельно):

¥Оцените с помощью МНК параметры линейного регрессионного уравнения,предположив,что переменнаяÇростÈобъясняется переменной ÇвесÈ.Дайте интерпретацию полученным коэффициентам уравнения регрессии.

¥Повторите задание,предположив, что переменнаяÇвесÈобъясняется переменнойÇростÈ.

¥Оцените с помощью МНК параметры ортогональной регрессии.

¥Изобразитедиаграммурассеянияпризнаковростаивесаивсетрилинии регрессии.Объясните почему,если по менять экзогенные и эндогенные переменные местами,получаются различные уравнения.

¥Для регрессионной зависимости роста от фактора веса вычислите объясненную и остаточную дисперсию,р ассчитайте коэффициент детерминации и с помощью статистики Фишера проверьте статистическую значимость полученного уравнения.

Упражнение2

Дана таблица(табл. 4.1,индекс ДоуÑДжонса средних курсов на акции ряда промышленных компаний).

2.1.Изобразить данные,представленные в таблице,графически.

2.2.Найти оценкипараметров линейного т ренда.Вычислить и изобразитьграфически остатки от оценки линейного тренда.

2.3.На основе данных таблицы

174

 

 

 

 

Глава4.Введение в анализ связей

 

 

 

 

Таблица4.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Год Индекс

 

Год Индекс Год И

 

ндекс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1897

 

45.5

1903

55.5

1909

92.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1898

 

52.8

1904

55.1

1910

84.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1899

 

71.6

1905

80.3

1911

82.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1900

 

61.4

1906

93.9

1912

88.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1901

 

69.9

1907

74.9

1913

79.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1902

 

65.4

1908

75.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¥произвести сглаживание ряда с помощью процедуры,основывающейся на q = 1 и p = 3 (q Ñстепень полинома, p Ñполупериод сглаживания);

¥произвести сглаживание ряда с помощью процедуры,основывающейся на q = 2 и p = 2.

2.4.Сравнить сглаженный ряд с трендом,подобранным в упражнении2.2.

Задачи

1.Используя интенсивность цвета для обозначения степени концентрации элементов в группах,дайте графическое изображение совокупности,характеризующейся:

а)однородностью и прямой зависимостью признаков (x1, x2) ;

б)однородностью и обратной зависимостью признаков (x1, x2) ;

в)неоднородностью и прямой зависимостью признаков

(x1, x2) ;

г)неоднородностью и обратной зависимостью признаков

(x1, x2) ;

д)неоднородностью и отсутствием связи между признаками (x1, x2) .

2.Пусть заданы значения (x1, x2).Объясните,какие приемы следует применятьдляоценкипараметровследующихуравнений,используяобычныйметод наименьших квадратов:

а) x1 = βxα2 ; б) x2 = βex1α ;

в) x1 = β + α ln(x2);

г) x1 = x2/(β + αx2);

д) x1 = β + α/(π − x2).

4.5.Упражнения и задачи

 

 

 

 

175

3.Может ли матрица

 

 

 

 

 

 

 

а)

2

3

 

б)

 

4

3

 

 

 

 

 

3

4

 

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

являться ковариационной матрицей переменных,для которых строятся урав-

нения регрессии?Ответ обосновать.

 

 

4.Наблюдения трех пар (x1, x2) дали следующие результаты:

 

 

!i

xi21 = 41, !i

xi22 = 14, !i

xi1xi2 = 23, !i

xi1 = 9, !i

xi2 = 6.

Оценить уравнения прямой,обр атной и ортогональной регрессии.

5.Построить уравнения прямой,обратной и ортогональной регрессии,если

а)

X1 = (1, 2, 3)!,

X2 = (1, 0, 5)!;

б)

X1 = (0, 2, 0,

2)!,

X2 = (0, 0, 2,

2)!;

в)

X1 = (0, 1, 1,

2)!,

X2 = (1, 0, 2,

1)!.

Нарисовать на графике в пространстве переменных облако наблюдений и линии прямой,обратной и ортогональ ной регрессии.Вычислить объясненную,остаточную дисперсию и коэффициент детерминации для каждого из построенных уравнений регрессии.

6.Какая из двух оценок коэффициента зависимости баллов,полученных на экзамене,от количества пропущенных занятий больше другой:по прямой или по обратной регрессии.

7.В регрессии x1 = a12x2 + 1N b1 + e1,фактор x1 равен (1, 3, 7, 1)!.Параметры регрессии найдены по МНК.Могут ли остатки быть равными:

а) (1, −2, 2, 1)!; б) (1, −2, 1, −1)!.

8.Для рядов наблюдений x1 и x2 известны средние значения,которые равны соответственно10и5.Коэффициент детерминации в уравнениях регрессии x1 на x2 равен нулю.Найти значения параметров простой регрессии x1 по x2.

9.В регрессии x1 = a12x2 + 14b1 + e1,где x2 = (5, 3, 7, 1)!,получены оценки a12 = 2, b1 = 1,а коэффициент детерминации оказался равным 100%.

Найти вектор фактических значений x1.

176

Глава4.Введение в анализ связей

10.Изобразите на графике в пространств е двух переменных облако наблюдений и линию прямой регрессии,если коэффициент корреляции между переменными:

а)положительный; б)равен единице; в)отрицательный; г)равен минус единице; д)равен нулю.

11.Существенна ли связь между зарплатой и производительностью труда по вы-

борке из12наблюдений,если матрица ковариаций для этих показателей

имеет вид

9

6

.

6

16

 

 

 

 

12.Оцените параметры ортогональной регрессииирассчитайте остаточную дисперсию и коэффициент детерминации для переменных,у которых матрица

ковариаций равна

 

6

16

 

3 и 4.

 

9

6

,а средние значения равны

 

 

 

 

 

 

13.Имеются данные об объемах производства по четырем предприятиям двух отраслей,расположенным в двух регионах(млн.руб):

Отрасль

1

2

Регион

 

 

1

48

60

2

20

40

Рассчитать эффекты взаимодействия,факторную и общую дисперсии.

14.Имеются данные об инвестициях на предприятиях двух отраслей:

Предприятие

Инвестиции

(млн. руб.)

 

 

 

 

1

50

Отрасль 1

 

 

2

60

 

 

 

 

3

40

 

 

 

 

4

110

Отрасль 2

 

 

5

160

 

 

 

 

6

150

 

 

 

4.5.Упражнения и задачи

177

Рассчитать групповую,межг рупповую и общую дисперсии.

15.Имеются данные об урожайности культуры(в ц/га)в зависимости от способа обработки земли и сорта семян:

Сорт семян (A)

Способы обработки земли (B)

 

 

 

 

1

2

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

16

18

20

21

 

 

 

 

 

2

20

21

23

25

 

 

 

 

 

3

23

24

26

27

 

 

 

 

 

С помощью двухфакторного дисперсионного анализа оценить,зависит ли урожайность культуры от сорта семян(A)или от способа обработки земли.

16.Запишите систему нормальных уравн ений оценивания параметров полиномиального тренда первой,второй и третей степеней.

17.Перенесите систему отсчета времени в середину ряда,т.е. i = . . . −3; −2; −1; 0; 1; 2; 3 . . .,и перепишите систему нормальных уравнений для полиномиального тренда первой,второй и третей степеней.Как изменится вид системы?Найдите оценку параметров многочленов в явном виде из полученной системы уравнений.

18.По данным о выручке за 3 месяца: 11, 14, 15 Ñоцените параметры полиномиальноготрендапервойстепениисделайтепрогнозвыручкиначетвертый месяц.

19.Имеются данные об ежедневных объемах производства(млн.руб.):

День

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Объем

9

12

27

15

33

14

10

26

18

24

38

28

45

32

41

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проведите сглаживание временного ряда,используя различные приемы скользящего среднего:

а)используя полиномиальное сглаживание; б)используя экспоненциальное сглаживание.

20.Оценена регрессия xi = β + αs sin(ωi) + αc cos(ωi) + εi для частоты π/2. При этом αs = 4 и αc = 3.Найти значения амплитуды,фазы и периода.

21.Что называется гармоническими частотами?Записать формулу с расшифровкой обозначений.

22.Что такое частота Найквиста?Записать одним числом или символом.

178

 

Глава4.Введение в анализ связей

23.Строится регрессия с циклическими компонентами:

 

k

 

xi = β +

j!

sj sin(ωj i) + αcj cos(ωj i)) + εi, i = 1, . . . , 5, k = 2.

 

 

=1

 

Запишите матрицу ковариаций факторов для данной регрессии.

Рекомендуемая литература

1.Доугерти К. Введение в эконометрику. ÑМ.: ÇИнфра-МÈ, 1997. (Гл. 2).

2.Кендэл М. Временныеряды. ÑМ.:ÇФинансыистатистикаÈ,1981.(Гл. 3Ð5,8).

3.Магнус Я.Р.,Катышев П.К.,Пересецкий А.А. ЭконометрикаÑначальный курс. ÑМ.: ÇДелоÈ, 2000. (Гл. 2).

ЧастьII

ЭконометрияÑ I: Регрессионный анализ

179

Это пустая страница

В этой части развиваются положения4-й главыÇВведение в анализ связейÈ I-й части книги.Предполагается,что читатель знаком с основными разделами теории вероятностей и математической статистики(функции распределения случайных величин,оценивание и свойства оценок,проверка статистических гипотез), линейной алгебры(свойства матриц и квадратичных форм,собственные числа и вектора).Некоторые положения этих теорий в порядке напоминания приводятся

втексте.

Вчастности,в силу особой значимости здесь дается краткий обзор функций распределения,используемых в классической эконометрии(см.также ПриложениеA.3.2).

Пусть ε Ñслучайнаявеличина,имеющаянормальноераспределениеснулевымма-

 

тематическиможиданиемиединичнойдисперсией( ε

 

N (0, 1)).Функцияплотности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

этого распределения прямо пропорциональна e− 2 ; 95-процентный двусторонний

квантиль εö0.95

 

равен 1.96, 99-процентный квантильÑ 2.57.

 

 

 

 

 

 

 

 

,

Пусть теперь

имеется

k

таких

 

взаимно

независимых

величин

 

εl N (0, 1)

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l = 1, . . . , k .Сумма их квадратов

 

 

l=1

ε2

является случайной величиной,имею-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ).Математическое

щейраспределение χ

2

c k

степенями свободы(обозначается

 

 

 

 

 

%

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

при

 

χk

 

 

стремится к1,

 

ожидание этой

величины равно

k

,а отношение

 

χk

/k

 

k

→ ∞

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т.е.в пределе χ

 

 

становитсядетерминированной величиной. 95-процентный(одно-

сторонний)квантиль

χö2

 

 

при k = 1 равен 3.84 (квадрат 1.96),при

k = 5 Ñ

 

 

 

 

 

 

 

 

k,0.95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.1,при k = 20 Ñ 31.4,при

k = 100 Ñ 124.3 (видно,что отношение

χ2

 

 

/k

приближается к 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k,0.95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если две случайные величины

ε

 

и χ2

независимы друг от друга,то случайная

 

 

 

 

 

 

ε

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

величина tk =

 

 

 

 

 

 

имеет распределение t-Стьюдента с k степенями свободы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

χ2/k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tk2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Еефункцияраспределенияпропорциональна #1 +

 

k

$

 

 

 

;впределепри k → ∞

она становится нормально распределенной.

95-процентный двусторонний кван-

ö

 

 

 

 

k = 1 равен 12.7,при

k = 5 Ñ 2.57,при

k = 20 Ñ 2.09,

тиль tk, 0.95 при

 

при k = 100 Ñ 1.98,т.е.стремится к

εö0.95.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если две случайные величины

χ2

 

и

χ2

не зависят друг от друга,то случайная

 

 

 

 

 

 

 

χk21 /k1

 

 

 

k1

 

 

k2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

величина F

 

 

=

 

имеет распределение F -Фишера с k

 

и k

степенями

 

 

2

 

k1,k2

 

 

 

χk2

/k2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

случайная

свободы(соответственно,в числителе и знаменателе).При

 

k2 → ∞ эта

величина стремитсяк

χ

2

/k ,т.е.

 

k F

 

 

=

χ

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= t

2

.

k1

 

 

 

k1

.Очевидно также,что F

k2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1 k1,∞

ö

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,k2

 

 

95-процентный(односторонний)квантиль

F1,k2

,0.95 при k2 = 1 равен 161,при

 

k2 = 5 Ñ 6.61,при

k2 = 20öÑ 4.35,при

k2 = 100 Ñ 3.94 (квадраты соответ-

ствующих tk,0.95);квантиль F2,k2,0.95

при k2 = 1 равен 200,при

 

k2 = 5 Ñ 5.79,

при k2 = 20 Ñ 3.49,при

 

k2 = 100 Ñ 3.09;квантиль

 

ö

 

 

 

 

при k1

= 3 равен

 

 

Fk1,20,0.95

3.10,при k1 = 4 Ñ 2.87,при k1 = 5 Ñ 2.71,при

 

k1 = 6 Ñ 2.60.

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в папке Диплом