Файл: Сирл, С. Матричная алгебра в экономике.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 157

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ч т о у п р о щ а е т с я д о

F1

3 - 1 3 3 2

(44)

1 6 1 - 2 6 3

 

 

Поскольку табличное значение F с одной и тремя степенями свободы при 5%-ном уровне существенности равно 10,13, то гипотеза о том, что первая переменная не дает существенного вклада в регрессию, помимо второй, не может быть отвергнута.

На основе приведенных ранее данных может быть подсчитано зна­ чение SSR^-j,:

SSRh-p SSRfe-

После упрощений получим

1

332

3 041

1332

1 1 2 -1 6 1

~ т 11 2 -1 6 1

SSRh-p

1592

9 6 6

Можно показать, что этот результат идентичен сумме квадратов ре­ грессии только на k—р переменных (а именно, на вторую, переменную). Модель со свободным членом имеет вид: y t =-- b0 + b2xi2 + ег, и выра­ жение для оценивания параметров следует из второго уравнения (38). Оно сокращается до

(2 xh — nxl) b2 = 2 xi2 Vi— nx2 у,

где b2 есть оценка b2 для данного-случая. На основе ранее приведенных базовых данных это уравнение дает

( 87 — — )

Ьг =----283 — 'M l ) ;

^

6 I

6

и, таким образом,

Следовательно, на основе (37), которое в данном случае сокращается до

SSR = b2 ( У х 12у 1— пх2у),

получим такую сумму квадратов регрессии, которая тождественна

SSRft- p:

c q d

_ ,

1 5 9 \

159

_

1592

h~ p

\

161 j

6

~

9 6 6 ’

как было установлено ранее.

281


г) И С П Ы ТА Н И Е О ТД Е Л Ь Н Ы Х П ЕР ЕМ ЕН Н Ы Х

Испытание существенности, основанное на /‘"-статистике диспер­ сионного анализа (см. раздел а параграфа 4), относится к нулевой ги­ потезе, которая заключается в том, что все коэффициенты blt b2, ..., Ьк равны нулю. В этом смысле /^-критерий есть критерий способности мо­ дели в целом объяснить вариацию зависимой переменной. Однако в от­ личие от этого внимание можно сконцентрировать только на одной из k независимых переменных, проверяя, будет или не будет коэффициент у конкретной переменной равен нулю после того, как найдена регрес­ сия на k — 1 других переменных.

Подобное испытание представляет собой особый случай по срав­

нению с изложенным ранее, а именно при р = 1.

Тогда /^-статистика

с 1 и п k — 1 степенями свободы становится равной

F - (я — ^— В (SSRft— SSRfe-t)

 

(45)

SST—SSRft

' '

Предположим, что имеется i-я переменная х, вклад которой в рег­ рессию рассматривается. Обозначим соответствующую величину (45) через Fi. Тогда можно показать, что

F. —/?

(46)

1 I -

‘1>

где

 

 

ti

var (bi)

(47)

 

 

В этом выражении bt есть оценка коэффициента, относящегося к г-й

переменной х, полученная из вектора b, a var (bi)— оценка дисперсии bi. Таким образом, если d, — г-й диагональный элемент {Х'Х

nww')*1, то из (24) следует, что var (bi)---diO2, а при а2, определенном

по (30), var {bi) =\di0 2.

Величина t, показанная в (47), имеет распределение с п k — 1 степенями свободы1. Она дает возможность проверить существенность включения t-й переменной после выбора других k — 1 переменных.

Как

показано в

(46),

она

эквивалентна

F -критерию, получаемому

по

(45).

 

 

 

 

 

 

Пример (продолжение). Соответственно (32), (33) и (34) имеем

 

 

ПЗ

 

 

 

161

—77

 

b =

112

и

 

 

 

_47

(Х'Хnww')~1 = —

41

 

 

 

1

'

112 —77

 

 

112

 

 

 

 

 

1См., например,

[2, с.

108].

 

 

 

282


S S E — — , п р и ч е м п k — \ = 3 . О т с ю д а

j _ ___ ______

bi

_________bi_______ _

Ywar (/)

V d ^

V d^SSE M n - k -l)

__________ 133/112

_ 1331/3 _ j

1/(161/112) (263/336)

/1 6 1 -263

Поскольку табличное значение t. для 5%-ного уровня при п k

— 1 — 3 степенях свободы равно 3,182, то мы заключаем, что нуле­ вая гипотеза (Ь г 0) не может быть отвергнута при 5%-ном .уровне существенности. Заметим, что Р — 1,122 =- 1,25. Эта величина равна

F из уравнения

(44) и, таким образом, подтверждается (46). Вывод,

базирующийся

на величине t, идентичен выводу, основывающемуся

на /'’-статистике.

 

л) ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ ДЛЯ МОДЕЛИ СО СВОБОДНЫМ ЧЛЕНОМ

Модель со свободным членом, содержащая k переменных х, экви­ валентна по процедуре анализа модели без свободного члена с k + 1 переменными,- В связи с этим (см. (18)) соответствующая сумма квадра­

тов ошибок составляет, как это показано в (29), SSE = у 'у Ь*'Х*'у.

В

табл.

6

приведена схема дисперсионного

анализа, аналогич­

ная

схеме,

данной в табл.

3, для этого случая.

 

 

 

 

Дисперсионный анализ

Т а б л и ц а 6

 

 

 

 

 

И с т о ч н и к в а р и а ц и и

D .F .

С у м м ы к в а д р а т о в

Регрессия

на

k переменных х

k + 1

$ *' X * ' у

и свободный член х

л — k 1

у ’ у S*' х*' у

Ошибка

 

 

 

 

Итого

п

У'У

Первая строка таблицы содержит сумму квадратов регрессии, содержащей k переменных и свободный член. Рассмотрим теперь под­ бор модели, содержащей только свободный член: yt =--- b0 + et. Выбор такой модели эквивалентен подбору только средней величины; соот­

ветствующая сумма квадратов равна пу2, Теперь первая строка табл. 6 может быть разбита на две строки:

Средняя

1

„ . пУ2 _

Регрессия на k переменных х

k

Ь*'Х*'у~пуг

283


г) И С П Ы ТА Н И Е О ТД Е Л Ь Н Ы Х П ЕР ЕМ ЕН Н Ы Х

Испытание существенности, основанное на /•’-статистике диспер­ сионного анализа (см. раздел а параграфа 4), относится к нулевой ги­ потезе, которая заключается в том, что все коэффициенты Ьи Ьг, ..., Ьк равны нулю. В этом смысле /•’-критерий есть критерий способности мо­ дели в целом объяснить вариацию зависимой переменной. Однако в от­ личие от этого внимание можно сконцентрировать только на одной из k независимых переменных, проверяя, будет или не будет коэффициент у конкретной переменной равен нулю после того, как найдена регрес­ сия на k — 1других переменных.

Подобное испытание представляет собой особый случай по срав­ нению с изложенным ранее, а именно при р = 1. Тогда /•’-статистика с 1 и п k — 1 степенями свободы становится равной

Р =

(n — k — 1) (SSRft —SSRft-t)

(45)

_

SST —SSRft

 

Предположим, что имеется i-я переменная х, вклад которой в рег­ рессию рассматривается. Обозначим соответствующую величину (45) через Ft. Тогда можно показать, что

Ft -П,

(46)

где

(47)

!v a r($0

Вэтом выражении bt есть оценка коэффициента, относящегося к i-я

переменной х, полученная из вектора b, a var (bi)— оценка дисперсии bt. Таким образом, если dt — /-й диагональный элемент ( Х ' Х -—

nww')-1, то из (24) следует, что var (Ьг-)— df<72, а при а2, определенном

по (30), var (bi) =зус?го2.

Величина t, показанная в (47), имеет распределение с п k — 1 степенями свободы1. Она дает возможность проверить существенность включения t-й переменной после выбора других k — 1 переменных.

Как

показано в

(46),

она

эквивалентна

/•'-критерию, получаемому

по

(45).

 

 

 

 

 

 

 

Пример (продолжение). Соответственно (32), (33) и (34) имеем

 

 

пз

 

 

 

 

161

—77

 

Ь =

112

и

(Х'Хnww')-1 =

 

j47

—77

41

 

 

 

v

112

 

 

112

 

 

 

 

 

 

1См., например,

[2, с.

108].

 

 

 

 

282


S S E — — , п р и ч е м n — k — 1 = 3 . О т с ю д а

 

 

 

 

^

h

b\

_________ bi_________ =

 

 

 

7

KdTS?

V di (SSE)/(/z—A— 1)

 

 

 

_ _ _______ 133/112

__

133 V J

} 2

 

 

 

1/(161/112) (263/336)

/1 6 1

-263

 

 

Поскольку табличное значение t для

5%-ного уровня при

п k

— 1

= 3 степенях свободы

равно 3,182, то мы заключаем,

что нуле­

вая

гипотеза

(Ь г = 0) не может быть отвергнута при 5%-ном .уровне

существенности. Заметим, что /2 =

1,122 =- 1,25. Эта величина равна

F из уравнения (44) и, таким образом,

подтверждается (46). Вывод,

базирующийся на величине t , идентичен

выводу,

основывающемуся

на Е-статистике.

 

 

 

 

 

 

д) ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ ДЛЯ МОДЕЛИ СО СВОБОДНЫМ ЧЛЕНОМ

Модель со свободным членом, содержащая k переменных х, экви­ валентна по процедуре анализа модели без свободного члена с k + 1 переменными. - В связи с этим (см. (18)) соответствующая сумма квадра­

тов ошибок составляет, как это показано в (29), SSE = у ' у Ь*'Х*'у.

В

табл.

6

приведена схема дисперсионного

анализа, аналогич­

ная

схеме,

данной в табл.

3, для этого случая.

 

 

 

 

Дисперсионный анализ

Т а б л и ц а 6

 

 

 

 

 

И с т о ч н и к в а р и а ц и и

D . F .

С у м м ы к в а д р а т о в

Регрессия

на

k переменных х

k +1

S*' Х*’у

и свободный член х

 

у ' у — Ь*' X*' у

Ошибка

 

 

п k — 1

 

 

Итого

п

У ' У

Первая строка таблицы содержит сумму квадратов регрессии, содержащей k переменных и свободный член. Рассмотрим теперь под­ бор модели, содержащей только свободный член: y t = b0 + et. Выбор такой модели эквивалентен подбору только средней величины; соот­

ветствующая сумма квадратов равна /гг/2. Теперь первая строка табл. 6 может быть разбита на две строки:

Средняя

1

„ . пУ2 _

(48)

Регрессия на k переменных х

k

'b*'X*’y — ny2

 

283