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第九讲定类或定序因变量回归分析
该模型即为logit回归模型。logit回归模型实际上是普通多元
线性回归模型的推广,但它的误差项服从二项分布而非正态分布,
因此,需要采用极大似然估计方法进行参数估计,参数称为 logit回归系数,表示当其他自变量取值保持不变时,该自变量取
值增加一个单位引起的发生比自然对数值的变化量。
2、发生比
g(P)= log (P/1-P)
以对数比率为因变量对自变量X1,X2,X3……做回归称为对数比率 回归(logistic regression),其方程式为:
P log( ) a i X i 1 P
表1 概率、比率和对数比率
概率 0.01 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 0.99
四、极大似然估计的基本思想
1) 概率问题 例1、假定我们要估计一样本中男性的发生概率。以s表示样本中男性 的数量;N是样本规模;π 是总体中男性的概率( =0.5 )。 根据贝努利公式:
Pr( s / , N ) N! s (1 ) N s s !( N s)!
三、简单对数比率回归
1、模型建立
既然用线性概率回归存在以上两个方面的局限性,我们能否用比率做 因变量呢? 比如用男女比率作因变量,用成功与不成功之比做因变量。用比率做 因变量可以建立估计方程,但存在的问题是,比率是非对称的. 一个简单的解决办法就是取对数,结果就是所谓对数比率(logit)。 若用P代表某事件的概率,则对数比率函数的定义为
其中:P—党员概率, A—年龄, E—受教育年限, U—单位身份
2、线性概率模型存在的问题
1)异方差性 普通最小二乘法假设残差项的方差是相同的,但二项分布的方差为 p(1-p),这意味着方差是中间大,两边小,所以方程中残差项的方差 不可能恒定。 2)非正态性 在给定自变量x条件下, 是y的预测值与实际值的离差。由于y仅仅 有0和1两个值,误差项 要么等于 0 0 E( y / x* ) ,或者 1 1 E( y / x* ) 很明显,该误差项不是正态分布。 3)无意义的解释 从解释力上看,由于概率的值是有边界的,在0与1之间。但林楠方程 很有可能要超过该限制,因变量的估计值可能是负数,也可能大于1,因 此模型的结果是无意义的。例如,运用林楠方程,我们发现如果年龄为 100岁,受教育程度超过10年,则入党的概率约等于1。 4)非线性关系
P = a + ∑β iXi + ε
对二项分布线性概率模型的结果解释: 在其他变量不变的情形下,x每增加一个单位,事件发生概率的 期望将变动β 个单位。 例如,林楠和谢文(1988)曾用线性概率模型估测入党(政治 资本)的概率,模型为:
P = -0.39 +0.01A +0.04E +0.03U
2) 似然函数
当已知N 和,求s发生的可能性有多大,所建立的函数,称为 概率函数。而当已知N 和s,求发生的可能性有多大,所建立的函 数,称为似然函数。 二者的差异:第一、前者是在参数已知下的数据的函数,后者 是在数据已知条件下的参数的函数。第二、参数值是由可能性最高 的值决定,我们称该值为极大似然估计。 L(π /s=3, N=10)=
发生比是事件的发生频数与不发生频数之间的比,即:
Odds=(事件发生频数)/(事件不发生频数)
oddsk [ pk /(1 pk )]
当比值大于1时,表明事件更有可能发生。比如一 个事件发生的概率为0.6,事件不发生的概率为0.4,发 生比等于0.6/0.4=1.5。事件发生的可能性是不发生的1.5 倍。
第九讲 定类或定序因变量回归分析
一、问题的提出
线性回归模型在定量分析中广为流行,然而当因变量是一个定
类变量而不是一个连续变量时,很难应用线性回归模型。
如政治学中研究是否选举某候选人,经济学研究中涉及的是否销
售或购买某种商品,如在社会学和人口学研究中所涉及的如犯罪、逃 学、迁移、结婚、离婚、生育、患病等等都可以按照二分类变量或多 分类来测量。
y N y (1 )( N y ) y !( N y )!
(2)泊松分布(Poisson)
y e y y!
二、线性概率模型
1、模型建立 以最小二乘法为基础的线性回归方程是估测因变量的平均值,而 二分变量的均值有一个特定的意义,即概率。用普通线性回归方程估 测概率,就是所谓的线性概率回归。用公式表示为:
比率
0.01
0.11
0.25
0.43
0.67
1.00
1.50
2.33
4.00
9.00
99
对数 比率
-4.60
-2.20
-1.39
-0.85
-0.41
0.00
0.41
0.851.39源自2.204.60pi
1 exp( k 0 k xik )
K
exp( k 0 k xik )
K
(i )
又如在研究态度与偏好等心理现象时也经常按几个类型进行测量
的,如“强烈反对”、“反对”、“中立”、“支持”、和“强烈支 持”。
另外,有时对一些连续变量也要转换成类型变量,如在分析升学
考试的影响因素时,将考生分为录取线以上和录取线以下,只要选定 一个分界点,连续变量便可以被转换成定类变量。
从统计理论上看,在进行最小二乘法的参数估计时,我们仅 仅关注残差项ε的分布,很少对因变量Y所服从的分布予以关注, 实际上,我们拥有Y的信息要远远大于拥有残差项ε的信息。 因变量Y服从正态分布的推断来源于残差项服从正态分布,因 为Y 是残差项的线性函数。事实上,社会经济现象往往有不同于 正态分布的其他分布,例如: (1)二项分布(binomial distribution)
其中k!=k(k-1)…2.1
10个样本中有3个男性的概率为:
Pr( s 3 / 0.5, N 10) 10! 0.53 (1 0.5)103 0.117 3!(10 3)!
如果我们已知样本中s、N及其概率分布的信息,需要估计总体特征, 则需要借助极大似然估计法来完成。极大似然估计ML就是估计这样一个参 数值,由于该参数的存在可以使得被观察的事件最有可能发生。