计量经济学3多元线性回归模型.ppt

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第三章多元线性回归模型(计量经济学,南京审计学院)

第三章多元线性回归模型(计量经济学,南京审计学院)

Yˆ 116.7 0.112X 0.739P
R2 0.99
(9.6) (0.003) (0.114)
Y和X的计量单位为10亿美元 (按1972不变价格计算).
P
食品价格平减指数 总消费支出价格平减指数
100,(1972
100)
3
多元线性回归模型中斜率系数的含义
上例中斜率系数的含义说明如下: 价格不变的情况下,个人可支配收入每上升10
c (X X )1 X D
从而将 的任意线性无偏估计量 * 与OLS估计量 ˆ 联系
起来。
28
cX I

可推出:
(X X )1 X X DX I
即 I DX I
因而有 D X 0
cc (X X )1 X D (X X )1 X D ( X X )1 X D X ( X X )1 D
第三章 多元线性回归模型
简单线性回归模型的推广
1
第一节 多元线性回归模型的概念
在许多实际问题中,我们所研究的因变量的变动 可能不仅与一个解释变量有关。因此,有必要考虑线 性模型的更一般形式,即多元线性回归模型:
Yt β0 β1X1t β2 X 2t ... βk X kt ut t=1,2,…,n
Yt
ˆ0
βˆ 1
X
1t
... βˆ K X Kt
2
为最小,则应有:
S
S
S
ˆ0 0, ˆ1 0, ..., ˆ K 0
我们得到如下K+1个方程(即正规方程):
13
β0 n
β1 X1t ...... β K X Kt Yt
β 0 X 1t β1 X 1t 2 ...... β K X 1t X Kt X 1tYt

第3章 多元线性回归模型 《计量经济学》PPT课件

第3章 多元线性回归模型  《计量经济学》PPT课件

于是:
βˆ
ˆ1 ˆ 2
0.7226 0.0003
0.0003 1.35E 07
15674 39648400
01.0737.71072
⃟ 正规方程组 的另一种写法
对于正规方程组 XY XXβˆ
XXβˆ Xe XXβˆ
于是 Xe 0 (*)

ei 0
(**)
X jiei 0
i
(*) 或( ** )是多元线性回归模型正规方程 组的另一种写法。
第三章 经典单方程计量经济学模型: 多元线性回归模型
• 多元线性回归模型 • 多元线性回归模型的参数估计 • 多元线性回归模型的统计检验 • 多元线性回归模型的预测 • 回归模型的其他形式
§ 3. 1 多元线性回归模型
一、多元线性回归模型 二、多元线性回归模型的基本假定
一、多元线性回归模型
多元线性回归模型 : 表现在线性回归模型 中的解释变量有多个。
的秩 =k+1 ,即 X 满秩。
假设 2. 随机误差项零均值,同方差。
0
0
0
E

μ
)
E
1
n
1
n
E
12
n 1
1 n
2 n
var(1 ) cov(1, n ) 2 0
2I
cov(
n
,
1
)
var(n )
0
2
i E(i )
βˆ (xx)1 xY
ˆ0 Y ˆ1 X 1 ˆk X k
⃟ 随机误差项的方差的无偏估计
可以证明,随机误差项的方差的无偏 估计量为:
ˆ 2
ei2 n k 1
ee n k 1

计量经济学-多元线性回归模型

计量经济学-多元线性回归模型
多元线性回归模型的表达式
Y=β0+β1X1+β2X2+...+βkXk+ε,其中Y为因变 量,X1, X2,..., Xk为自变量,β0, β1,..., βk为回归 系数,ε为随机误差项。
多元线性回归模型的假设条件
包括线性关系假设、误差项独立同分布假设、无 多重共线性假设等。
研究目的与意义
研究目的
政策与其他因素的交互作用
多元线性回归模型可以引入交互项,分析政策与其他因素(如技 术进步、国际贸易等)的交互作用,更全面地评估政策效应。
实例分析:基于多元线性回归模型的实证分析
实例一
预测某国GDP增长率:收集该国历史数据,包括GDP、投资、消费、出口等变量,建立 多元线性回归模型进行预测,并根据预测结果提出政策建议。
最小二乘法原理
最小二乘法是一种数学优化技术,用 于找到最佳函数匹配数据。
残差是观测值与预测值之间的差,即 e=y−(β0+β1x1+⋯+βkxk)e = y (beta_0 + beta_1 x_1 + cdots + beta_k x_k)e=y−(β0+β1x1+⋯+βkxk)。
在多元线性回归中,最小二乘法的目 标是使残差平方和最小。
t检验
用于检验单个解释变量对被解释变量的影响 是否显著。
F检验
用于检验所有解释变量对被解释变量的联合 影响是否显著。
拟合优度检验
通过计算可决系数(R-squared)等指标, 评估模型对数据的拟合程度。
残差诊断
检查残差是否满足独立同分布等假设,以验 证模型的合理性。
04
多元线性回归模型的检验与 诊断

计量经济学庞皓课件(第三章 多元线性回归模型)

计量经济学庞皓课件(第三章 多元线性回归模型)
2
怎样分析多种因素的影响?
分析中国汽车行业未来的趋势,应具体分析这样一些问题: 中国汽车市场发展的状况如何?(用销售量观测) 影响中国汽车销量的主要因素是什么?
(如收入、价格、费用、道路状况、能源、政策环境等)
各种因素对汽车销量影响的性质怎样?(正、负) 各种因素影响汽车销量的具体数量关系是什么? 所得到的数量结论是否可靠? 中国汽车行业今后的发展前景怎样?应当如何制定汽车的 产业政策? 很明显,只用一个解释变量已很难分析汽车产业的发展, 还需要寻求有更多个解释变量情况的回归分析方法。
ˆk
k
c jj
~
N (0,1)
21 21
2 未知时βˆ 的标准化变换
因 2 是未知的, 可用 ˆ 2 代替 2 去估计参数的
标准误差:

当为大样本时,用估计的参数标准误差对
^
β

标准化变换,所得 Z 统计量仍可视为服从正态分

●当为小样本时,用估计的参数标准误差对 βˆ 作标 准化变换,所得的 t 统计量服从 t 分布:
( X X )1 X 2 IX ( X X )1
2 ( X X )1
注意
βˆ 是向量
(i 1, 2,L ( j 1, 2,L
n) n)
(由无偏性)
(由OLS估计式)
(由同方差性)
其中:
ˆ ( X X )1 X Y ( X X )1 X ( Xβ + u) β ( X X )1 X u
0
两边左乘 X
X Y = X Xβˆ + X e
根据最小二乘原则 则正规方程为
Xe = 0
X Xβˆ = X Y
14
OLS估计式

计量经济学第3章 多元线性回归模型(1)

计量经济学第3章 多元线性回归模型(1)

BB ( X X ) 1 0
这意味着 BB ( X X ) 1为半正定矩阵。这样的协方差 矩阵之差 ˆ ) BB 2 ( X X ) 1 2 [ BB ( X X ) 1 ] 2 0 Var (b) Var ( 也是半正定矩阵。因此多元线性回归参数的最小二 乘估计是最小方差的线性无偏估计。
i
21

但是需注意:多元线性回归模型解释变量的 数目有多有少,而上述可决系数R2又可以证明是 解释变量数目的增函数。这意味着不管增加的解 释变量是否对改善模型、拟合程度有意义,解释 变量个数越多,可决系数一定会越大。因此,以 这种可决系数衡量多元回归模型的拟合优度是有 问题的,而且会导致片面追求解释变量数量的错 误倾向。正是由于存在这种缺陷,可决系数R2在 多元线性回归分析拟合优度评价方面的作用受到 很大的限制。
10
Q ˆ X Y ˆ X X ˆ ) 2 X Y 2 X X ˆ 0 (Y Y 2 ˆ ˆ
• 其中矩阵求导:
f ( B) A f ( B) BA B f ( B ) f ( B) BAB 2 AB B
11
Q ˆ ˆ X ˆ X ˆ X ) (1) 0 2 ( Y i 0 1 1 i 2 2 i k ki ˆ 0 Q ˆ ˆ X ˆ X ˆ X ) ( X ) 0 2 (Yi 0 1 1i 2 2i k ki 1i ˆ 1 Q ˆ ˆ X ˆ X ˆ X ) ( X ) 0 2 (Yi 0 1 1i 2 2i k ki ki ˆ k
• 整理该向量方程,得到下列形式的正规方程组
ˆ X Y X X
• 当X X 可逆,也就是X是满秩矩阵(满足假设5)时,在 上述向量方程两端左乘的 X X 逆矩阵,得到

计量经济学-3多元线性回归模型

计量经济学-3多元线性回归模型
计量经济学-3多元线性 回归模型
2020/12/8
计量经济学-3多元线性回归模型
•第一节 概念和基本假定
•一、基本概念: • 设某经济变量Y 与P个解释变量:X1,X2,…,XP存在线性依
存关系。 • 1.总体回归模型:
•其中0为常数项, 1 ~ P 为解释变量X1 ~ XP 的系数,u为随机扰动项。 • 总体回归函数PRF给出的是给定解释变量X1 ~ XP 的值时,Y的期 望值:E ( Y | X1,X2,…,XP )。 • 假定有n组观测值,则可写成矩阵形式:
计量经济学-3多元线性回归模型
•2.样本回归模型的SRF
计量经济学-3多元线性回归模型
•二、基本假定: • 1、u零均值。所有的ui均值为0,E(ui)=0。 • 2、u同方差。Var(ui)=δ2,i=1,2,…,n
计量经济学-3多元线性回归模型

计量经济学-3多元线性回归模型

•第二节 参数的最小二乘估 计
•五、预测
•(一)点预测 •点预测的两种解释:
计量经济学-3多元线性回归模型
•(二)区间预测
计量经济学-3多元线性回归模型
计量经济学-3多元线性回归模型
计量经济学-3多元线性回归模型
计量经济学-3多元线性回归模型
计量经济学-3多元线性回归模型
•例5,在例1中,若X01=10,X02=10,求总体均值E(Y0|X0) 和总体个别值Y0的区间预测。

Yi=β0+β1Xi1+β2Xi2+ui
计量经济学-3多元线性回归模型
计量经济学-3多元线性回归模型
计量经济学-3多元线性回归模型
•三、最小二乘估计的性质
计量经济学-3多元线性回归模型

《计量经济学》第三章 多元线性回归模型

《计量经济学》第三章 多元线性回归模型
总体回归函数也可表示为:
Yi 1 2 X 2i 3 X 3i ... k X ki ui
7
多元样本回归函数
Y 的样本条件均值表示为多个解释变量的函数
ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ Yi 1 2 X 2i 3 X3i ... k X ki

ˆ ˆ ˆ ˆ Yi 1 2 X 2i 3 X3i ... k X ki ei
22
ˆ ˆ 因 2 是未知的,可用 2代替 2 去估计参数 β 的标
准误差:
ˆ ● 当为大样本时,用估计的参数标准误差对 β 作标 准化变换,所得Z统计量仍可视为服从正态分布 ˆ ●当为小样本时,用估计的参数标准误差对 β 作标
准化变换,所得的t统计量服从t分布: ˆ βk - βk t ~ t (n - k ) ^ ˆ SE( βk )
i i
i
e e 0 4.残差 ei 与 X 和
3.
i
e X
i
3i
ei X 2i 0
2i
X 3i 都不相关,即
ˆ 5.残差 ei 与 Yi 不相关,即
e Yˆ 0
i i
18
二、OLS估计式的性质-统计性质
OLS估计式(用矩阵表式) 1.线性特征:
ˆ = (X X)-1 X Y β
2 i
ˆ ei2 (Yi - Yi )2
ˆ X X ... X )]2 ˆ min e [Yi -(1 ˆ2 2i ˆ3 3i k ki
求偏导,令其为0:
( ei2 ) 0 ˆ
j
13
即 ˆ ˆ ˆ ˆ -2 Yi - (1 2 X 2i 3 X 3i ... ki X ki ) 0

计量经济学第三章第3节多元线性回归模型的显著性检验

计量经济学第三章第3节多元线性回归模型的显著性检验
2
当增加一个对被解释变量有较大影响的解释变量时, 残差平方和减小的比n-k-1 减小的更显著,拟合优度 就增大,这时就可以考虑将该变量放进模型。 如果增加一个对被解释变量没有多大影响的解释变量, 残差平方和减小没有n-k-1减小的显著,拟合优度会减 小,其说明模型中不应该引入这个不重要的解释变量, 可以将其剔除。
在对话框中输入:
y c x y(-1)
y c x y(-1) y(-2)
字母之间用空格分隔。 注:滞后变量不需重新形成新的时间序列,软件 自动运算实现,k期滞后变量,用y(-k)表示。
• 使用k期滞后变量,数据将损失k个样本观察值, 例如:
序号 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 y 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Y(-1) Y(-2) Y(-3)
2
2
2
*赤池信息准则和施瓦茨准则
• 为了比较所含解释变量个数不同的多元回归模型的 拟合优度,常用的标准还有: 赤池信息准则(Akaike information criterion, AIC) e e 2( k 1) AIC ln n n 施瓦茨准则(Schwarz criterion,SC)
一元、二元模型的系数均大于0,符合经济意义,三元模型 系数的符号与经济意义不符。 用一元回归模型的预测值是1758.7,二元回归模型的预测值 是1767.4,2001年的实际值是1782.2。一元、二元模型预测 的绝对误差分别是23.5、14.8。
3) 三个模型的拟合优度与残差
二元:R2 =0.9954,E2 ei2 13405 三元:R2 =0.9957,E3 ei2 9707
746.5 788.3
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E(uiu j) 0 i j
4、解释变量X(j j 1,2, ,p)与随机扰动项ui不相关,即Cov(X j,ui) 0
5、u服从正态分布,ui ~ N(0, 2)
6、无多重共线。设(X i1,X i2, ,X iP)为(X1,X 2, ,X P)的第i个观测值,
1
记:
X
1 1
X11 X12 X 21 X 22 X n1 X n2
Q Bˆ
2 X TY
2X T
XBˆ
0
Bˆ (X T X)1 X TY
计量经济学
求多元回归的步骤: 由样本值写出矩阵X,Y; 计算X T X,X TY,(X T X)1; Bˆ (X T X)1 X TY
例1,某厂利润Y(百万元)主要取决于A、B两种产品的销 售量X1(万吨)、X2(万吨),现有1981—1990年的数据, 求该厂利润Y随A、B两种产品销售量变化的回归方程。
X iP ˆ0
X iP X i1ˆ1
X iP X i2ˆ2
X
2 ip
ˆP
X iPYi
写成矩阵形式:
n
X i1 X
i2
X iP
X i1
Xi2
X2 i1
X i1 X i2
X i2 X i1
X
2 i2
X iP X i1
X iP X i2
X iP ˆ0
计量经济学
整理得:
nˆ0
X i1ˆ1
Xi2ˆ2
X ˆ1 X i1X i2ˆ2
X i2 X i1ˆ1
X
2 i2
ˆ2
X i1X iP ˆP X i2 X iP ˆP
X i1Yi X i2Yi
其中0为常数项, 1 ~ P 为解释变量X1 ~ XP 的系数,u为随机扰动项。 总体回归函数PRF给出的是给定解释变量X1 ~ XP 的值时,Y的期望
值:E ( Y | X1,X2,…,XP )。 假定有n组观测值,则可写成矩阵形式:
计量经济学
Y1 1 X11 X12 X1P 0 u1
X kn Yn X iPYi
计量经济学
( X T X ) Bˆ X TY
Bˆ ( X T X )1 X TY
Y1
其中,Y
Y2 Yn
也可直接对向量微分,求得结果:
ˆ0

ˆ1
ˆP
Min Q(Bˆ) ei2 eT e (Y XBˆ)( T Y XBˆ)
YTY Y T XBˆ Bˆ T X TY Bˆ T X T XBˆ
Y2 Yn
1 1
X 21 X 22 X n1 X n2
X 2P X nP
1
P
u2
un
或: Y Xβ u
2.样本回归模型的SRF
SRF : Yi 0 1X i1 2 X i2 P X iP ei , i 1,2, , n
计量经济学
二、基本假定: 1、u零均值。所有的ui均值为0,E(ui)=0。 2、u同方差。Var(ui)=δ2,i=1,2,…,n
年份 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 Y 13.5 15 16.5 13 17.5 14 16 18 19 21 X1 3 3.5 4 2.5 4 3 4 4.5 5 6 X2 5 6 7 5 8 5 7 8 9 10
解:设定模型为: Yi=β0+β1Xi1+β2Xi2+ui
X1P
X2P
X nP
则:X为n (p 1)矩阵,且Rank(X) p 1
计量经济学 第二节 参数的最小二乘估计
一、参数的最小二乘估计
X11
如何由:
X 21 X n1
X12 X 22 X n2
X1P
X 2P X nP
ˆ 0,ˆ1,
,ˆ
P
计量经济学
Min Q(ˆ0,ˆ1, ,ˆP) (Yi Yˆi)2
Yi
X i1X iP X i2 X iP
ˆ1 ˆ1
X i1Yi
X
i 2Yi
X
2 ip
ˆP
X iPYi
计量经济学
容易证明:
n
X i1
X T X
X i2
X iP
X i1
Xi2
X2 i1
X i1 X i2
X i2 X i1
X
2 i2
u1
u12 u1u2 u1un
E uuT
u2 un
u1
u2
un
E
u 2 u1
unu1
u
2 2
unu2
u2un
u
2 n
2 0 0 0
0 0 0
2
0 0
0
2
0
0 0
2
2I
计量经济学
3、u无自相关,Cov(ui,u j) E{[ui Eui ][u j Euj ]}
X iP X i1
X iP X i2
X iP
X i1 X iP
X
i
2
X
iP
X
2 ip
1 1
X 21 X 22
X TY
X
31
X 32
X
k1
Xk2
1 X 23 X 33 X 3k
1 Y1
X 2n X 3n
Y2 Y3
Yi
X i1Yi
X
i 2Yi
计量经济学
第3章 多元线性回归模型
第一节:概念和基本假定 第二节:参数的最小二乘估计 第三节:最小二乘估计的基本性质 第四节:模型检验 第五节:预测
计量经济学
第一节 概念和基本假定
一、基本概念:
设某经济变量Y 与P个解释变量:X1,X2,…,XP存在线性依 存关系。
1.总体回归模型:
PRF : Yi 0 1X i1 2 X i2 p X ip ui , i 1,2, , n
(Yi
ˆ0
ˆ1 X i1
ˆP
X
)2
iP
由极值的必要条件有:
Q
ˆ0
2
(Yi ˆ0 ˆ1 X i1 ˆP X iP)(1) 0
Q
ˆ1
Q
ˆ P
2
2
(Yi ˆ0 ˆ1 X i1 ˆP X iP)( X i1) 0
(Yi ˆ0 ˆ1 X i1 ˆP X iP)( X iP) 0
XT
1 3
1 3.5
1 6
5 6 10
YT 13.5 15 21
n
X T X X i1
Xi2
X i1
X
2 i1
X i2 X i1
Xi2 10 39.5
Xi1Xi2 39.5 165.75
X
2 i2
70
292.5
70 292.5 518
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