模型的计量经济学检验精选文档.ppt
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1、模型的计量经济学检验本讲稿第一页,共六十五页学习要点:学习要点:异方差的检验和修正异方差的检验和修正序列相关的检验和修正序列相关的检验和修正 多重共线的检验和修正多重共线的检验和修正 本讲稿第二页,共六十五页 什么是异方差什么是异方差 对于不同的样本点,随机误差项对于不同的样本点,随机误差项的方差不再是常数,而随着观测值的方差不再是常数,而随着观测值的不同而互不相同,则认为出现了的不同而互不相同,则认为出现了异方差。异方差。5.1 5.1 异方差性异方差性 本讲稿第三页,共六十五页 在截面数据中,由于样本点在截面数据中,由于样本点可能存在较大的差异,因此容可能存在较大的差异,因此容易存在异方差
2、。易存在异方差。本讲稿第四页,共六十五页出现异方差的几种情形:出现异方差的几种情形:(1 1)研究某一地区居民家庭的储蓄行)研究某一地区居民家庭的储蓄行为,高收入家庭:储蓄的差异较大;为,高收入家庭:储蓄的差异较大;低收入家庭:储蓄则更有规律性,差低收入家庭:储蓄则更有规律性,差异较小。异较小。本讲稿第五页,共六十五页(2 2)研究某一地区居民家庭的消费)研究某一地区居民家庭的消费支出。消费是与家庭收入紧密相联的,支出。消费是与家庭收入紧密相联的,一般情况下,居民收入服从正态分布:一般情况下,居民收入服从正态分布:中等收入的人数多,两端收入的人数中等收入的人数多,两端收入的人数少。少。本讲稿第
3、六页,共六十五页(3 3)研究某一地区企业生产函数,)研究某一地区企业生产函数,由于每个企业所处的外部环境对产由于每个企业所处的外部环境对产出量的影响程度不同,大企业的误出量的影响程度不同,大企业的误差项可能会比小企业误差的方差大。差项可能会比小企业误差的方差大。本讲稿第七页,共六十五页 异方差的后果异方差的后果参数估计量不具备有效性参数估计量不具备有效性变量的显著性检验失效变量的显著性检验失效模型的预测失效模型的预测失效本讲稿第八页,共六十五页 异方差的检验异方差的检验基本思路:基本思路:首先采用普通最小二乘法估计首先采用普通最小二乘法估计模型,求得模型误差项的估计值,然后检模型,求得模型误
4、差项的估计值,然后检验随机误差项的方差与解释变量观测值之验随机误差项的方差与解释变量观测值之间是否存在相关性。间是否存在相关性。本讲稿第九页,共六十五页检验方法:检验方法:(一)图示法一)图示法 这是最直接的检验方法,可以将残差平方和这是最直接的检验方法,可以将残差平方和与模型中的某个或若干个解释变量与模型中的某个或若干个解释变量Xi分别绘分别绘制散点图,或者将残差平方和与因变量的制散点图,或者将残差平方和与因变量的拟合值绘制散点图,以此来观察是否存在拟合值绘制散点图,以此来观察是否存在异方差。异方差。若散点图是一条平行于若散点图是一条平行于X X轴的直线,则说轴的直线,则说明不存在异方差性,
5、否则说明存在异方差明不存在异方差性,否则说明存在异方差性。性。本讲稿第十页,共六十五页0X0(c)同方差)同方差X0(d)复杂型异方差)复杂型异方差X0(a)递增型异方差)递增型异方差X(b)递减型异方差)递减型异方差本讲稿第十一页,共六十五页检验思想:检验思想:如果存在异方差,那么异方差如果存在异方差,那么异方差i2 可能与一个或多个解释变量相关,因此可可能与一个或多个解释变量相关,因此可以作以作i2 对解释变量的回归,对此进行判断。对解释变量的回归,对此进行判断。首先提出两个假设:首先提出两个假设:原假设原假设H0:误差项为同方差误差项为同方差备择假设备择假设H1:误差项为异方差误差项为异
6、方差(二)帕克检验(二)帕克检验(Park Park)和戈里瑟检验和戈里瑟检验(Gleiser)(Gleiser)本讲稿第十二页,共六十五页 检验步骤:检验步骤:(1 1)对原方程应用普通最小二乘法进行回归)对原方程应用普通最小二乘法进行回归模型估计。模型估计。(2 2)从回归方程中计算出残差)从回归方程中计算出残差e ei i。(3 3)利用原方程中的解释变量与残差作)利用原方程中的解释变量与残差作回归方程。回归方程。对方程进行估计并进行显著性检验。对方程进行估计并进行显著性检验。如果存在某种函数形式,使得方程显如果存在某种函数形式,使得方程显著成立,则说明原模型存在异方差著成立,则说明原模
7、型存在异方差 。本讲稿第十三页,共六十五页 帕克检验常用的回归方程为:帕克检验常用的回归方程为:戈里瑟检验常用的回归方程为:戈里瑟检验常用的回归方程为:本讲稿第十四页,共六十五页检验思想:检验思想:如果观测值的误差方差相同,则如果观测值的误差方差相同,则样本某一部分的方差将和另一部分的方差样本某一部分的方差将和另一部分的方差相同,因此可使用相同,因此可使用F检验对误差方差的均衡检验对误差方差的均衡性进行检验。性进行检验。首先提出两个假设:首先提出两个假设:原假设原假设H0:误差项为同方差;误差项为同方差;备择假设备择假设H1:误差项为异方差且表现为解误差项为异方差且表现为解释变量释变量Xi2的
8、函数,即的函数,即 i2=C Xi2 (三)戈德菲尔德(三)戈德菲尔德-昆茨检验昆茨检验(Goldfeld-Guandt TestGoldfeld-Guandt Test)本讲稿第十五页,共六十五页检验步骤:检验步骤:(2 2)省略中间的)省略中间的d d项观测值(项观测值(d d通常在样通常在样本总量的本总量的1/31/3至至1/61/6之间),并将剩下的观之间),并将剩下的观测值划分为较小与较大的相同的两个子样测值划分为较小与较大的相同的两个子样本,每个子样样本容量均为本,每个子样样本容量均为(N-d)/2(N-d)/2。(1 1)将数据按自变量)将数据按自变量X X的大小排列。的大小排列
9、。本讲稿第十六页,共六十五页(4 4)对每一个回归模型,计算残)对每一个回归模型,计算残 差平方和:与较小差平方和:与较小X X值对应的值对应的ESSESS1 1和与和与较大较大X X值对应的值对应的ESSESS2 2。(3 3)采用)采用OLSOLS拟合两个回归模型,第拟合两个回归模型,第一个一个(以下标以下标1 1表示表示)是关于较小是关于较小X X值的那值的那部分数据,第二个部分数据,第二个(以下标以下标2 2表示表示)是关是关于较大于较大X X值的那部分数据。值的那部分数据。本讲稿第十七页,共六十五页 (5 5)假设误差服从正态分布)假设误差服从正态分布(并且不并且不存在序列相关存在序
10、列相关),则统计量,则统计量ESSESS2 2/ESS/ESS1 1将将服从分子自由度和分母自由度均为服从分子自由度和分母自由度均为(N-(N-d)/2-k-1d)/2-k-1的的F F分布。分布。对于给定的显著性水平,如果统计量的对于给定的显著性水平,如果统计量的值大于上述值大于上述F F分布的临界值,就拒绝原假分布的临界值,就拒绝原假设;否则接受原假设。设;否则接受原假设。本讲稿第十八页,共六十五页检验思想:检验思想:假设真正的误差项方差与某假设真正的误差项方差与某个自变量个自变量Z之间存在某种关系:之间存在某种关系:如果异方差存在的话,上式给出了它的如果异方差存在的话,上式给出了它的形式
11、。形式。f()代表一个函数,可以是线性或对代表一个函数,可以是线性或对数等形式。数等形式。Z可以是自变量可以是自变量X,也可以是,也可以是X以以外的一组自变量。外的一组自变量。(四)布莱驰(四)布莱驰-帕根检验帕根检验(Breusch-Pagan TestBreusch-Pagan Test)本讲稿第十九页,共六十五页 首先,计算最小二乘估计的残差,同时用这首先,计算最小二乘估计的残差,同时用这些残差来估计误差项的标准方差:些残差来估计误差项的标准方差:然后,进行下列回归分析,并对参数估计然后,进行下列回归分析,并对参数估计结果进行统计检验。结果进行统计检验。本讲稿第二十页,共六十五页检验步骤
12、:检验步骤:(1 1)提出假设)提出假设原假设原假设H H0 0:误差项为同异方差误差项为同异方差备择假设备择假设H H1 1:误差项为异方差误差项为异方差 (2 2)根据回归分析中的参数估计值,)根据回归分析中的参数估计值,计算统计量计算统计量RSS/2RSS/2。(3 3)检验统计量)检验统计量RSS/2RSS/2在给定显著性水在给定显著性水平下是否服从卡方分布。平下是否服从卡方分布。若服从卡方分布,则拒绝原假设;否则若服从卡方分布,则拒绝原假设;否则接受原假设。接受原假设。本讲稿第二十一页,共六十五页(五)怀特检验(五)怀特检验(White TestWhite Test)检验思想:检验思
13、想:同布莱驰同布莱驰-帕根检验类似,假设对帕根检验类似,假设对回归残差构造下面的模型:回归残差构造下面的模型:然后对参数估计结果进行统计检验。然后对参数估计结果进行统计检验。本讲稿第二十二页,共六十五页 检验步骤:检验步骤:(1 1)提出假设)提出假设原假设原假设H H0 0:误差项为同异方差误差项为同异方差备择假设备择假设H H1 1:误差项为异方差误差项为异方差 (2 2)根据回归分析中的参数估计值,计)根据回归分析中的参数估计值,计算拟合优度算拟合优度R R2 2。(3 3)检验统计量)检验统计量NRNR2 2在给定显著性水平在给定显著性水平下是否服从卡方分布。下是否服从卡方分布。若服从
14、卡方分布,则拒绝原假设;否若服从卡方分布,则拒绝原假设;否则接受原假设。则接受原假设。本讲稿第二十三页,共六十五页 异方差的修正异方差的修正基本思路:基本思路:采用采用加权最小二乘法。该加权最小二乘法。该方法是对原模型加权,使之变成一个方法是对原模型加权,使之变成一个新的不存在异方差的模型,然后采用新的不存在异方差的模型,然后采用OLSOLS法估计其参数。法估计其参数。本讲稿第二十四页,共六十五页以多元线性回归模型为例:以多元线性回归模型为例:下面将分两种情况进行研究下面将分两种情况进行研究。本讲稿第二十五页,共六十五页情况一:情况一:已知误差项方差为已知误差项方差为 (1 1)将原回归模型中
15、的所有变量都除以)将原回归模型中的所有变量都除以 (2 2)用变换后的模型替代原模型,然后用普通最小)用变换后的模型替代原模型,然后用普通最小二乘法估计模型参数。二乘法估计模型参数。变换后的模型为:变换后的模型为:本讲稿第二十六页,共六十五页情况二:误差项方差与某自变量相关情况二:误差项方差与某自变量相关 (1 1)将原回归模型中的所有变量)将原回归模型中的所有变量都除以都除以 (2 2)用变换后的模型替代原模型,然后用)用变换后的模型替代原模型,然后用普通最小二乘法估计模型参数。普通最小二乘法估计模型参数。本讲稿第二十七页,共六十五页 什么是序列相关什么是序列相关如果模型的误差项违背了相互独
16、如果模型的误差项违背了相互独立的基本假设,即当不同时刻的立的基本假设,即当不同时刻的误差项相关时,则称误差项是序误差项相关时,则称误差项是序列相关的。列相关的。5.2 5.2 序列相关性序列相关性 本讲稿第二十八页,共六十五页出现序列相关的几种情形:出现序列相关的几种情形:(1 1)研究某种产品需求量和价格之间的关)研究某种产品需求量和价格之间的关系。前一年的产品价格将影响后一年的产系。前一年的产品价格将影响后一年的产品需求量,即前一年的估计误差对未来是品需求量,即前一年的估计误差对未来是有影响的。有影响的。(2 2)购买股票也会出现同样的问题。)购买股票也会出现同样的问题。本讲稿第二十九页,
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