计量经济学多元回归分析推断课件.ppt
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- 计量 经济学 多元 回归 分析 推断 课件
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1、第第4章章 多元回归分析:推断多元回归分析:推断o4.1 OLS估计量的抽样分布估计量的抽样分布o4.2 检验对单个总体参数的假设:检验对单个总体参数的假设:t检验检验o4.3 置信区间置信区间o4.4 检验关于参数的一个线性组合的假设检验关于参数的一个线性组合的假设o4.5 对多个线性约束的检验:对多个线性约束的检验:F检验检验o4.6 报告回归结果报告回归结果 回归分析回归分析是要通过样本所估计的参数来代是要通过样本所估计的参数来代替总体的真实参数,或者说是用样本回归替总体的真实参数,或者说是用样本回归线代替总体回归线。线代替总体回归线。 尽管从尽管从统计性质统计性质上已知,如果有足够多的
2、上已知,如果有足够多的重复抽样,参数的估计值的期望(均值)就重复抽样,参数的估计值的期望(均值)就等于其总体的参数真值,但在一次抽样中,等于其总体的参数真值,但在一次抽样中,估计值不一定就等于该真值。估计值不一定就等于该真值。 那么,在一次抽样中,参数的估计值与真那么,在一次抽样中,参数的估计值与真值的差异有多大,是否显著,这就需要进一值的差异有多大,是否显著,这就需要进一步进行步进行统计检验统计检验。 主要包括主要包括拟合优度检验拟合优度检验、变量的、变量的显著性检显著性检验验及参数的及参数的区间估计区间估计。4.1 OLS估计量的抽样分布估计量的抽样分布o已经了解了已经了解了OLS估计量的
3、期望值和方差估计量的期望值和方差有助描述有助描述OLS估计量的精密度估计量的精密度o要进行统计推断,还需要知道估计量的抽样要进行统计推断,还需要知道估计量的抽样分布分布4.1.1 正态性假定正态性假定 样本中自变量的值既定,因而样本中自变量的值既定,因而OLS估计量估计量的抽样分布取决于误差分布的抽样分布取决于误差分布o假定假定MLR.6 正态性正态性 总体误差总体误差u独立于解释变量独立于解释变量x1,x2,xk,而且服从均值为零,方差为而且服从均值为零,方差为s s2 2的正态分布:的正态分布:), 0(2sNu4.1.2 经典线性模型假定经典线性模型假定o高斯高斯马尔科夫假定与正态分布假
4、定一起被马尔科夫假定与正态分布假定一起被称为称为经典线性模型假定经典线性模型假定对参数而言为线性;对参数而言为线性;随机抽样性;条件均随机抽样性;条件均值为值为0;不存在完全;不存在完全共线性;同方差性共线性;同方差性经典线性模型经典线性模型总结经典线性模型假定的一种简洁方法:总结经典线性模型假定的一种简洁方法:在实际应用中,误差不一定具有正态性在实际应用中,误差不一定具有正态性 例子例子:考虑劳动力市场上,工资与教育、:考虑劳动力市场上,工资与教育、工作经历、在现任工作的任职年限的关系工作经历、在现任工作的任职年限的关系工资不可能低于工资不可能低于0 ,何况有最低工资法何况有最低工资法案案不
5、具有正态不具有正态分布分布对变量做一对变量做一个变换,比个变换,比如如log一般来讲,相对于很大的样本容量来讲,误差的非正态性算一般来讲,相对于很大的样本容量来讲,误差的非正态性算不上一个严重的问题不上一个严重的问题目前,我们姑且认可正态性假定。目前,我们姑且认可正态性假定。4.1.3 定理定理o定理定理4.1 正态抽样分布正态抽样分布 在经典线性假定下,给定自变量的样本值,在经典线性假定下,给定自变量的样本值,有有22()(1)jjjVarSSTRs21()njijjiSSTxx其中,其中,SSTj为为xj的总样本变异的总样本变异因此,因此,) 1 , 0()(/ )(Nsdjjj证明证明:
6、(仅证明:(仅证明1 1)机变量。也是服从正态分布的随所以变量,是服从正态分布的随机,根据的线性组合,可以看作是,所以其中1i12111 i1121111211116 .MLRuurrururryriiiiiiiiniiniii相互独立的正太随机变量的线性组合依然服从正态分布相互独立的正太随机变量的线性组合依然服从正态分布注意:注意:o 的任何线性组合也都是正态分布的。的任何线性组合也都是正态分布的。o 中的任何一个子集也都具有联合正态中的任何一个子集也都具有联合正态分布。分布。4.2 检验对单个总体参数的假设:检验对单个总体参数的假设:t检验检验o对总体模型中的某个参数的假设进行检验对总体模
7、型中的某个参数的假设进行检验 总体模型:总体模型:01 12 2(4.4)k kyxxxu研究如何检验那些有关某个特定的研究如何检验那些有关某个特定的 j的假设。的假设。是总体未知的特征,是总体未知的特征,而且永远不会确定的而且永远不会确定的知道它们。但可以做知道它们。但可以做出假设,然后通过统出假设,然后通过统计推断来检验假设计推断来检验假设假设它满足经典假设它满足经典线性模型假定线性模型假定4.2.1 定理及概念定理及概念o定理定理 4.2 标准化估计量的标准化估计量的t分布分布 在经典线性模型假定下,有在经典线性模型假定下,有式中,式中,k+1为总体模型中未知参数的个数。为总体模型中未知
8、参数的个数。证明:证明:o正态分布:正态分布:YN(,2)o标准正态分布:标准正态分布:Z=(Y-)/N(0,1)o2分布:分布:X=Zi2n2ot分布:分布: tnoF分布:分布: Fk1,k2)1 ,0()(/)(Nsdjjj22222222)2(nxnxntSSTtnSSRSSTSSRssss 所谓所谓假设检验假设检验,就是事先对总体参数或总,就是事先对总体参数或总体分布形式作出一个假设,然后利用样本信体分布形式作出一个假设,然后利用样本信息来判断原假设是否合理,即判断样本信息息来判断原假设是否合理,即判断样本信息与原假设是否有显著差异,从而决定是否接与原假设是否有显著差异,从而决定是否
9、接受或否定原假设。受或否定原假设。 假设检验采用的逻辑推理方法是反证法。假设检验采用的逻辑推理方法是反证法。 先假定原假设正确,然后根据样本信息,先假定原假设正确,然后根据样本信息,观察由此假设而导致的结果是否合理,从而观察由此假设而导致的结果是否合理,从而判断是否接受原假设。判断是否接受原假设。 判断结果合理与否,是基于判断结果合理与否,是基于“小概率事件小概率事件不易发生不易发生”这一原理的。这一原理的。 兴趣所在。又叫兴趣所在。又叫原假设,零假设原假设,零假设0:0(4.6)jH虚拟假设:虚拟假设:意味着控制了其他自变量后,意味着控制了其他自变量后,xj对对y没有任何局部效应。没有任何局
10、部效应。回顾统计学中给出的正态总体的均值的假设检验回顾统计学中给出的正态总体的均值的假设检验t统计量(或统计量(或t比率)比率)(4.7)()jjjtse软件会给出软件会给出备择假设备择假设1:0(4.8)jH并不是不关心并不是不关心 j0的的情形情形只是基于只是基于经济理论,对于该经济理论,对于该研究,排除了研究,排除了 j-1.65不能拒不能拒绝绝H0实际上在实际上在15%的显著性水平上,的显著性水平上,c=-1.04-0.91也不能拒绝虚拟假设也不能拒绝虚拟假设变化函数形式:自变量取变化函数形式:自变量取log210207.66 21.16log() 3.98log() 1.29log(
11、)(48.70)(4.06)(4.19)(0.69)408,0.0654mathincstaffenrollnR1.87enrollt t /2 ott /2是小是小概率事件,如果该事概率事件,如果该事件在一次抽样中就出件在一次抽样中就出现,说明假设现,说明假设H0值得值得怀疑,应当拒绝怀疑,应当拒绝H0检验步骤检验步骤(1)计算)计算 | t |(2)查表求临界值)查表求临界值 t 2(n-k-1)(3)比较,下结论)比较,下结论n如果如果 | t | t 2 ,则接受,则接受H0,认为在显著性水,认为在显著性水平为平为 的意义下,的意义下, j 不显著;不显著;n如果如果| t | t 2
12、 ,则拒绝,则拒绝 H0,认为在显著性水,认为在显著性水平为平为 的意义下,的意义下, j 显著。显著。4.2.4 检验检验 j的其它假设的其它假设o有时,也检验参数是否等于某个给定的常数有时,也检验参数是否等于某个给定的常数0:0(4.6)jH最常见的假设最常见的假设0:(4.14)jjHa那么相应的那么相应的t统计量就是:统计量就是:(4.15)()jjjjatset=(估计值估计值-假设值假设值)/标准误标准误Example:住房价格和空气污染:住房价格和空气污染o506个社区组成的样本,估计一个联系社区中平个社区组成的样本,估计一个联系社区中平均住房价格均住房价格(price)与各种社
13、区特征的模型:与各种社区特征的模型:nox表示空气中氧化亚氮的含量,以每区的百万分表示空气中氧化亚氮的含量,以每区的百万分子数度量;子数度量;dist表示该社区相距五个商业中心的表示该社区相距五个商业中心的加权距离,以英里为单位;加权距离,以英里为单位;rooms表示社区平表示社区平均每套住房的房间数;均每套住房的房间数;stratio为该社区学校的为该社区学校的平均学生平均学生教师比。总体模型为:教师比。总体模型为:01234log()log()log()pricenoxdistroomsstratio u2log() 11.08 0.954log() 0.134log() 0.2550.0
14、52(0.32)(0.117)(0.043)(0.019)(0.006)506,0.581pricenoxdistroomsstrationR0111:1:1HH 0.954( 1)0.3930.117t t 0称为p 值(值(pvalue )o通常的计量经济学软件都可自动计算出通常的计量经济学软件都可自动计算出p 值值jjSet0P值检验法原理值检验法原理bj0-t 2t 2 2 2接受H0拒绝H0拒绝H0t0p2p2o如果如果p ,则,则p/2 /2, t0落入接受域,应落入接受域,应接受接受H0o如果如果p ,则,则p/2 /2, t0落落入拒绝域,应拒入拒绝域,应拒绝绝H00bj-t
15、2t 2 2 2接受H0拒绝H0拒绝H0t0p2p2P值检验法准则值检验法准则o当当P 值小于显著性水平时,系数在显著性水值小于显著性水平时,系数在显著性水平下是显著的平下是显著的o当当P 值大于显著性水平时,系数在显著性水值大于显著性水平时,系数在显著性水平下是不显著的。平下是不显著的。P值检验法的优点值检验法的优点o在使用上更简单在使用上更简单,不用查临界值表不用查临界值表o不将不将 固定在某个武断的水平上是一个更可固定在某个武断的水平上是一个更可取的办法,最好是让使用者自己去决定在给取的办法,最好是让使用者自己去决定在给定的定的p-value,到底是否拒绝零假设。,到底是否拒绝零假设。例
16、子:例子:t=1.85,df=40,对于双侧对,对于双侧对立假设所得到的立假设所得到的p值值-1. 85面积=0.035901. 85面积=0.03590718. 00395. 02)85. 1(2)85. 1|(|TPTPp可以在可以在7.18%的显的显著性水平上拒绝著性水平上拒绝H0o一旦一旦p值计算出来,在任何显著性水平值计算出来,在任何显著性水平( ( ) )上上都能进行检验:都能进行检验: p ,拒绝虚拟假设;否则不能拒绝拒绝虚拟假设;否则不能拒绝o回归软件包都会给出双尾检验的回归软件包都会给出双尾检验的p值。如果值。如果求单侧检验的求单侧检验的p值,只需将双尾检验的值,只需将双尾检
17、验的p值除值除以以2。4.2.6 对经典假设检验用语的提醒对经典假设检验用语的提醒o当当H0 未被拒绝时,我们说未被拒绝时,我们说“在在x%的显著水平的显著水平上不能拒绝上不能拒绝H0”,而不是说,而不是说“在在x%的显著水平的显著水平上接受了上接受了H0”o再次考虑住房价格与空气污染的例子。再次考虑住房价格与空气污染的例子。0:1noxH t=0.3930:0.9noxH t=-0.462很显然,两很显然,两个虚拟假设个虚拟假设不可能同时不可能同时接受接受5%的显著性水平,的显著性水平,c=1.964.2.7 经济或实际显著性与统计显著性经济或实际显著性与统计显著性o前面强调的是统计显著性:
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