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

ЭКОНОМЕТРИКА и математическая экономика / Эконометрика. Учебник продвинутый (2005)

.pdf
Скачиваний:
512
Добавлен:
20.04.2015
Размер:
4.02 Mб
Скачать

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 проверьте 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 сопряженности рассчитайте средние и дисперсии роста и веса, а также абсолютную и относительную ковариацию между ними.

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

идевушек отдельно):

Оцените с помощью МНК параметры линейного регрессионного уравнения, предположив, что переменная «рост» объясняется переменной «вес». Дайте интерпретацию полученным коэффициентам уравнения регрессии.

Повторите задание, предположив, что переменная «вес» объясняется переменной «рост».

Оцените с помощью МНК параметры ортогональной регрессии.

Изобразите диаграмму рассеяния признаков роста и веса и все три линии регрессии. Объясните почему, если поменять экзогенные и эндогенные переменные местами, получаются различные уравнения.

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

Упражнение 2

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

2.1.Изобразить данные, представленные в таблице, графически.

2.2.Найти оценки параметров линейного тренда. Вычислить и изобразить графически остатки от оценки линейного тренда.

2.3.На основе данных таблицы

174

 

 

 

Глава 4. Введение в анализ связей

 

 

 

Таблица 4.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Год

Индекс

Год

Индекс

Год

Индекс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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 — степень полинома, p — полупериод сглаживания);

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

2.4.Сравнить сглаженный ряд с трендом, подобранным в упражнении 2.2.

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 применять для оценки параметров следующих уравнений, используя обычный метод 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

 

2

3

4

3

а)

 

б)

 

3

4

2

3

являться ковариационной матрицей переменных, для которых строятся уравнения регрессии? Ответ обосновать.

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

 

xi21 = 41,

xi22 = 14,

xi1xi2 = 23,

xi1 = 9, xi2 = 6.

i

i

i

i

i

Оценить уравнения прямой, обратной 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 ортогональной 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 соответственно 10 и 5. 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

Глава 4. Введение в анализ связей

10.Изобразите на графике в пространстве 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 выборке из 12 наблюдений, если матрица ковариаций для этих показателей

96

имеет вид

.

616

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

96

ковариаций равна

, а средние значения равны 3 и 4.

616

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

Отрасль

2

1

Регион

 

1

48

60

220 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, межгрупповую 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 уравнений 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 — оцените параметры полиномиального тренда первой степени и сделайте прогноз выручки на четвертый 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

Глава 4. Введение в анализ связей

23. Строится регрессия с циклическими компонентами:

 

k

xi = β +

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

 

j=1

Запишите матрицу ковариаций факторов для данной регрессии.

Рекомендуемая литература

1.Доугерти К. Введение в эконометрику. — М.: «Инфра-М», 1997. (Гл. 2).

2.Кендэл М. Временные ряды. — М.: «Финансы и статистика», 1981. (Гл. 3–5, 8).

3.Магнус Я.Р., Катышев П.К., Пересецкий А.А. Эконометрика — начальный курс. — М.: «Дело», 2000. (Гл. 2).

Часть II

Эконометрия — I: Регрессионный анализ

179

Это пустая страница

В этой части развиваются положения 4-й главы «Введение в анализ связей» 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 Приложение A.3.2).

Пусть ε — случайная величина, имеющая нормальное распределение с нулевым математическим ожиданием и единичной дисперсией ( ε N (0, 1)). Функция плотности

ε2

этого распределения прямо пропорциональна e2 ; 95-процентный двусторонний

квантиль εˆ0.95

равен 1.96, 99-процентный квантиль — 2.57.

 

 

 

,

Пусть теперь

имеется k таких

взаимно

независимых величин

εl

 

N (0, 1)

k

ε2

 

 

l = 1, . . . , k. Сумма их квадратов

l=1

является случайной величиной, имею-

 

 

l

 

 

 

 

 

щей распределение χ2 c k степенями свободы (обозначается χ2 ). Математическое

величины равно

 

, а отношение

2

 

 

 

k

 

 

 

 

 

при k → ∞ стремится к 1,

k

χk /k

ожидание этой 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т.е. в пределе χ

становится детерминированной величиной. 95-процентный (одно-

сторонний) квантиль χˆ2

 

при k = 1 равен 3.84 (квадрат 1.96), при k = 5 —

 

 

 

 

 

 

k,0.95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.1, при k = 20 — 31.4, при k = 100 — 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

χ2

/k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k+1

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 +

2

 

 

 

 

Ее функция распределения пропорциональна

k

 

 

; в пределе при k → ∞

k

 

 

 

она становится нормально распределенной.

95-процентный двусторонний кван-

ˆ

 

 

 

= 1

равен 12.7, при k

= 5 — 2.57, при k = 20 — 2.09,

тиль tk, 0.95 при k

 

при k = 100 — 1.98, т.е. стремится к εˆ0.95 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если две случайные величины

χ2

и χ2

не зависят друг от друга, то случайная

 

 

 

 

χk2

 

 

 

k1

k2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

величина Fk1 ,k2

=

/k1

имеет распределение F -Фишера с k1 и k2

степенями

 

1

 

 

2

/k2

 

 

 

 

χ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

случайная

свободы (соответственно, в числителе и знаменателе). При

k2 → ∞ эта

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

величина стремится к χk1

/k1 , т.е. k1Fk1 ,∞ = χk1

. Очевидно также, что F1,k2

= tk2 .

95-процентный (односторонний) квантиль

ˆ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F1,k2 ,0.95 при k2 = 1 равен 161, при

k2 = 5 — 6.61, при k2 = 20 — 4.35, при k2 = 100 — 3.94 (квадраты соответ-

ствующих

tk,0.95 ); квантиль

ˆ

,0.95

при k2 = 1 равен 200, при k2 = 5 — 5.79,

F2,k2

при k2 = 20 — 3.49, при k2 = 100 — 3.09; квантиль

ˆ

,20,0.95

при k1 = 3 равен

Fk1

3.10, при k1 = 4 — 2.87, при k1 = 5 — 2.71, при k1 = 6 — 2.60.

Глава 5

Случайные ошибки

Задачей регрессионного анализа является построение зависимости изучаемой случайной величины x от факторов z :

x = f (z, A) + ε,

где A — параметры зависимости.

Если z — истинный набор факторов, полностью определяющий значение x, а f — истинная форма зависимости, то ε случайные ошибки измерения x. Однако в экономике весьма ограничены возможности построения таких истинных моделей, прежде всего потому, что факторов, влияющих на изучаемую величину, слишком много. В конкретных моделях в лучшем случае наборы z включают лишь несколько наиболее значимых факторов, и влияние остальных, неучтенных, факторов определяет ε. Поэтому ε называют просто случайными ошибками или

остатками.

В любом случае считают, что ε — случайные величины с нулевым математическим ожиданием и, как правило, нормальным распределением. Последнее следует из центральной предельной теоремы теории вероятностей, поскольку ε по своему смыслу является результатом (суммой) действия многих мелких малозначимых по отдельности факторов случайного характера.

Действительно, в соответствии с этой теоремой, случайная величина, являющаяся суммой большого количества других случайных величин, которые могут иметь различные распределения, но взаимно независимы и не слишком различаются между собой, имеет асимптотически нормальное распределение, т.е. чем больше случайных величин, тем ближе распределение их суммы к нормальному.