Docsity
Docsity

Przygotuj się do egzaminów
Przygotuj się do egzaminów

Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity


Otrzymaj punkty, aby pobrać
Otrzymaj punkty, aby pobrać

Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium


Informacje i wskazówki
Informacje i wskazówki

Analiza Normalności Rozkładu Składnika Losowego w Ekonometrii: Ćwiczenia, Publikacje z Ekonometria

Test Durbina-Watsona umożliwia sprawdzenie jedynie autokorelacji pierwszego rzędu. Statystyka testu DW opiera się na oszacowaniu współczynnika korelacji ...

Typologia: Publikacje

2022/2023

Załadowany 23.02.2023

Quidam00
Quidam00 🇵🇱

4.8

(29)

302 dokumenty

1 / 21

Toggle sidebar

Ta strona nie jest widoczna w podglądzie

Nie przegap ważnych części!

bg1
KMNK przypomnienie
Autokorelacja składnika losowego
Heteroskedastyczność składnika losowego
Normalność rozkładu składnika losowego
Ekonometria
Ćwiczenia nr 3
Jakub Mućk
Katedra Ekonomii Ilościowej
Jakub Mućk Ekonometria Ćwiczenia 3 Własności składnika losowego 1 / 18
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
pf13
pf14
pf15

Podgląd częściowego tekstu

Pobierz Analiza Normalności Rozkładu Składnika Losowego w Ekonometrii: Ćwiczenia i więcej Publikacje w PDF z Ekonometria tylko na Docsity!

Autokorelacja składnika losowego Heteroskedastyczność składnika losowego Normalność rozkładu składnika losowego

Ekonometria

Ćwiczenia nr 3

Jakub Mućk

Katedra Ekonomii Ilościowej

Autokorelacja składnika losowego Heteroskedastyczność składnika losowego Normalność rozkładu składnika losowego

Agenda

1 KMNK przypomnienie

2 Autokorelacja składnika losowego

Istota autokorelacji składnika losowego

Test Durbina-Watsona

Test LM

3 Heteroskedastyczność składnika losowego

Istota heteroskedastyczności składnika losowego

Test White’a

4 Normalność rozkładu składnika losowego

Autokorelacja składnika losowego Heteroskedastyczność składnika losowego Normalność rozkładu składnika losowego

Agenda

1 KMNK przypomnienie

2 Autokorelacja składnika losowego

Istota autokorelacji składnika losowego

Test Durbina-Watsona

Test LM

3 Heteroskedastyczność składnika losowego

Istota heteroskedastyczności składnika losowego

Test White’a

4 Normalność rozkładu składnika losowego

Autokorelacja składnika losowego Heteroskedastyczność składnika losowego Normalność rozkładu składnika losowego

Agenda

1 KMNK przypomnienie

2 Autokorelacja składnika losowego

Istota autokorelacji składnika losowego

Test Durbina-Watsona

Test LM

3 Heteroskedastyczność składnika losowego

Istota heteroskedastyczności składnika losowego

Test White’a

4 Normalność rozkładu składnika losowego

Autokorelacja składnika losowego Heteroskedastyczność składnika losowego Normalność rozkładu składnika losowego

Twierdzenie Gaussa-Markowa

Załóżmy: (^1) rz ( X ) = k + 1 ≤ n (^2) Zmienne xi są nielosowe, a zatem są niezależne od składnika losowego

3 E(  ) = 0

4 D^2 ( ε ) = E( εεT^ ) = I σ

5 εi ∼ N ( 0 , σ^2 )

Twierdzenie Gaussa - Markowa

Estymator β ˆ uzyskany Klasyczną Metodą Najmniejszych Kwadratów jest estyma- torem BLUE [ best linear unbiased estimator ] , tj. zgodnym, nieobciążonym i najefektywniejszy w klasie liniowych estymatorów wektora β.

nieobciążoność, czyli E( β ˆ) = β najefektywniejszy, czyli posiadający najmniejszą wariancję w swojej klasie

zgodny, czyli lim n →∞ P (| β ˆ nβ |) < δ

Autokorelacja składnika losowego Heteroskedastyczność składnika losowego Normalność rozkładu składnika losowego

Konsekwencje braku sferyczności macierzy kowariancji składnika

losowego

Przypomnijmy estymator macierzy wariancji-kowariancji oszacowań ( β ˆ OLS^ ):

D^2 ( β ˆ OLS^ ) = E

[(

β ˆ OLS^ − β

β ˆ OLS^ − β

) T ]

Korzystając z zapisu macierzowego:

D^2 ( β ˆ OLS^ ) = E

[

X T^ X

X T^ ε

X T^ X

X T^ ε

) T ]

= E

[(

X T^ X

X T^ εεT^ X

X T^ X

)− 1 ]

X T^ X

X T^ E

[

εεT^

]

X

X T^ X

Następnie korzystając z założenie o sferyczności macierzy wariancji-kowariancji składnika losowego , tj. D^2 ( ε ) = E( εεT^ ) = σ^2 I , można uprościć wzór na estyma- tor wariancji kowariancji oszacowań do:

D^2 ( β ˆ OLS^ ) = σ^2

X T^ X

Autokorelacja oraz heteroskedastyczność implikują obciążoność macierzy wariancji-kowariancji wektora oszacowań, a zatem spadek efektywnośći oszacowań wektora β ˆ OLS^.

Autokorelacja składnika losowego Heteroskedastyczność składnika losowego Normalność rozkładu składnika losowego

Istota autokorelacji składnika losowego Test Durbina-Watsona Test LM

Autokorelacja składnika losowego

Autokorelacja składnika losowego jest problemem najczęściej występującym w przypadku szeregów czasowych i polega na zależności(skorelowaniu) bieżących wartości składnika losowego od wartości przeszłych. Indeks t będzie oznaczać czas obserwacji. Zgodnie z założenia MNK:

D^2 ( ε ) =

σ^2 0_......_ 0

0

. (^) σ^2

0_......_ 0 σ^2

co jest równoznaczne: ∀ t 6 = scov ( εt , εs ) = 0

Autokorelacja składnika losowego Heteroskedastyczność składnika losowego Normalność rozkładu składnika losowego

Istota autokorelacji składnika losowego Test Durbina-Watsona Test LM

Autokorelacja pierwszego rzędu

Autokorelacja pierwszego rzędu

εt = ρεt − 1 + ηt

gdzie ηt ∼ N ( 0 , σ η^2 ), E( η ) = 0 oraz D^2 ( η ) = I σ η^2.

W przypadku autokorelacji składnika losowego macierz wariancji-kowariancji

składnika losowego nie jest diagonalna:

D^2 ( ε ) =

1 ρ ρ^2_... ρn_ −^1 ρ 1 ρ... ρn −^2 ρ^2 ρ 1_... ρn_ −^3 .. .

ρn −^1 ρn −^2 ρn −^3_..._ 1

Przykład idiosynkratycznego zaburzenia losowego(L) oraz AR(1) (P)

0 50 100 150 200

−^

−^

0

1

2

0 50 100 150 200

−^

−^

0

2

4

6

Autokorelacja składnika losowego Heteroskedastyczność składnika losowego Normalność rozkładu składnika losowego

Istota autokorelacji składnika losowego Test Durbina-Watsona Test LM

Test Durbina-Watsona umożliwia sprawdzenie jedynie autokorelacji pierwszego rzędu. Statystyka testu DW opiera się na oszacowaniu współczynnika korelacji pomiędzy et a et − 1 :

d =

∑^ n

t = 2

( etet − 1 )^2

∑^ n

t = 1

e^2 t − 1

(3)

Łatwo zauważyć, że d ≈ 2 ( 1 − ρ ˆ). Hipotezą zerową jest brak autokorelacji, tj.: H 0 : ρ = 0 (4) Natomiast hipoteza alternatywna testu DW zależy od wartości statystyki testo- wej: , tj. H 1 : ρ > 0 gdy d ∈ ( 0 , 2 ) (5) H 1 : ρ < 0 gdy d ∈ ( 2 , 4 ) (6)

Wartości krytyczne dU i dL są stablicowane.

H 1 : ρ > 0 H 1 : ρ < 0 Statystyka d Decyzja Statystyka d Decyzja ( 0 , dL ) są podstawy do odrzucenia H 0 na rzecz H 1 o dodatniej autokorelacji

( 4 − dL , 4 ) są podstawy do odrzucenia H 0 na rzecz H 1 o ujemnej autokorelacji ( dL , dU ) brak decyzji ( 4 − dL , 4 − dU ) brak decyzji ( dU , 2 ) nie ma podstaw do odrzu- cenia H 0

( 4 − dU , 2 ) nie ma podstaw do odrzu- cenia H 0

Autokorelacja składnika losowego Heteroskedastyczność składnika losowego Normalność rozkładu składnika losowego

Istota autokorelacji składnika losowego Test Durbina-Watsona Test LM

Ograniczenia testu Durbina-Watsona

Test DW posiada obszary niekonkluzywności.

Test Durbina-Watsona umożliwia weryfikację autokorelacji jedynie pierw-

szego rzędu.

W specyfikacji modelu ekonometrycznego nie może zostać uwzględniona część

autoregresyjna zmiennej objaśnianej, tj. opóźnione wartości zmiennej obja-

śnianej.

Test Durbina-Watsona można stostować w przypadku modeli z wyrazem wol-

nym.

Autokorelacja składnika losowego Heteroskedastyczność składnika losowego Normalność rozkładu składnika losowego

Istota heteroskedastyczności składnika losowego Test White’a

Outline

1 KMNK przypomnienie

2 Autokorelacja składnika losowego

Istota autokorelacji składnika losowego

Test Durbina-Watsona

Test LM

3 Heteroskedastyczność składnika losowego

Istota heteroskedastyczności składnika losowego

Test White’a

4 Normalność rozkładu składnika losowego

Autokorelacja składnika losowego Heteroskedastyczność składnika losowego Normalność rozkładu składnika losowego

Istota heteroskedastyczności składnika losowego Test White’a

Heteroskedastyczność składnika losowegojest drugą formą niespełnienia zało-

żenia o sferyczności macierzy wariancji-kowariancji składnika losowego. Zja-

wisko heteroskedastyczności składnika losowego charakteryzuje przede wszyst-

kim modele oparte o dane przekrojowe.

Ogólny zapis hetereoskedastyczności składnika losowego:

D^2 ( ε ) =

σ^21 0_..._ 0

0 σ 22

0_..._ 0 σ^2 n

gdzie

2

1 6 =^ σ

2

2 6 =^... σ

2 k

Autokorelacja składnika losowego Heteroskedastyczność składnika losowego Normalność rozkładu składnika losowego

Istota heteroskedastyczności składnika losowego Test White’a

Test White’a jest bardzo zbliżony do testu mnożnika LM zaproponowanego przez Breuscha Godfreya. W pierwszym kroku szacowane są parametry modelu:

yi = β 0 + β 1 x 1 ,i +... + βk xk,i + εi (12)

W drugim kroku, zmienną objaśnianą są kwadraty reszt z oszacowanego modelu (12). Ponadto uwzględniane są kwadraty oraz interacje zmiennych objaśniających z modelu (12), tj.:

e^2 i = β 0 + β 1 x 1 ,i +... + βk xk,i + βk + 1 x 12 ,i +... + βk + k x^2 k,i +

  • βk + k + 1 x 1 ,i x 2 ,i +... + βk + k + S xk − 1 ,i xk,i + ηi

Hipotezą zerową jest homoskedastyczność składnika losowego:

H 0 : σ^2 i = σ^2 H 1 : σ^2 i 6 = σ^2 (13)

Statystyka testowa: LM = nR^2 (14)

posiada rozkład χ^2 z M stopniami swobody (liczba wszystkich wszystkich zmien- nych objaśniających w regresji testowej, tj. M = 2 k + s ). Są podstawy do odrzucenia H 0 , jeżeli LM jest większa od wartości krytycznej χ^2.

Autokorelacja składnika losowego Heteroskedastyczność składnika losowego Normalność rozkładu składnika losowego

Outline

1 KMNK przypomnienie

2 Autokorelacja składnika losowego

Istota autokorelacji składnika losowego

Test Durbina-Watsona

Test LM

3 Heteroskedastyczność składnika losowego

Istota heteroskedastyczności składnika losowego

Test White’a

4 Normalność rozkładu składnika losowego