异方差习题及自相关1
DW检验:过去曾一度流行。但只能检验一阶自相 关且要求扰动项服从严格外生性假设。不实用。
使用OLS+异方差自相关稳健的标准差:仍然使用 OLS来估计回归系数,但使用“异方差自相关稳健的 标准差”(Heteroskedasticity and Autocorrelation Consistent Standard Error,简记HAC).这种方法被称为 Newey-West估计法,它只改变标准差的估计值,并 不改变回归系数的估计值。
内插值或季节调整时,则从理论上可判断存在自相关。
统计局提供的某些数据可能已经事先经过了这些人为 处理。
设定误差:如果模型设定中遗漏了某个自相关的解 释变量,并被纳入到了扰动项中,则会引起扰动项 的自相关。
画图:可以将残差et与之后残差et-1画成散点图, 也可以画自相关与偏相关图,显示各阶样本自相关 系数。
1下列关于扰动项协方差矩阵的假设,不存在异方 差的是( )
A B C D
1, 2,3
VAR(i
)
4,
5,
6
7,8,9
1, 0, 0
VAR(i
)
0,
5,
0
0, 0,9
1, 0,1
VAR(i
)
0,1,
0
0, 0,1
0.3, 0, 0
VAR(i
)
0,
0.3,
0
0, 0, 0.3
项用0来代替,以保持样本容量仍为n,使用统计量
这是stata默认的方法
Box-Pierce Q检验:定义残差的各阶样本自相关系 数为
用这个自相关系数平方和的n倍作为统计变量。 经过改进的Ljuang-Box Q统计量为
这两种Q统计量在大样本下是等价的,但LjuangBox Q 统计量的小样本性质更好,故为Stata所采用。
辅由助于回使归用的了样滞本后容残量差仅值为ent--pp,,损使失用了统p计个量样本值,故
如果超过临界值,则拒绝无自相关的假
设,这个检验被称为Breusch-Godfrey检验
(Breusch,1978;Godfrey,1978)。Davidson and
Mackinnon(1993)建议把残差向量e中因滞后而缺失的
.05 .1
0
-.05 -.1
-.1
-.05
0
.05
.1
rel1
Residuals
Fitted values
BG检验:考虑扰动项的p阶自回归过程:
检验原假设
。由于扰动项不可观测,
故用残差et来代替。并引入所有解释变量(为了消除
扰动项与不同期的解释变量相关的情况即不满足严
格外生性的情况),考虑以下辅助回归:
阵外,还必须要满足严格外生性假设,仅仅满足前 定解释变量会导致FGLS不一致。
修改模型法:许多情况下,存在自相关的深层原因
是模型本身的设定有误,比如遗漏了自相关的解释
变量。例如真实模型为
如果错误
地被估计为
则会导致扰动项vt自
相关
滞后算子与差分算子:L.滞后一阶。L2.滞后两 阶……D.X=Xt-Xt-1,D2.X=Xt-Xt-2 自相关与偏相关图:ac; pac BG检验:estat bgodfrey 默认p=1
4 下列散点图中最不可能存在异方差的是( )
1
4
A
2
B
.5
Residuals
0
Residuals
0
-2
-4
-.52Βιβλιοθήκη 2.533.5
4
Fitted values
0
5
10
15
20
25
recent unemp duration
2000 4000 6000
2000 4000 6000
Residuals
Residuals
准差分法(quasi differences):原模型为 滞后一期后方程两边同时乘以ρ得到 两式相减 新扰动项服从球型扰动假设
实际软件运行中通过迭代得到最终结果,即不断重 复估计ρ与β直到,这最近一次两者的估计值和上一 次的估计值差距足够小。
应用FGLS的前提:应用FGLS解决自相问题比解决 异方差问题更不稳健,除了要求准确估计协方差矩
以全班同学为样本,聚类变量可以是哪些?
使用可行广义最小二乘法(FGLS):与处理异方差
异一样,可以用FGLS估计模型,前提是要确切估计
扰动项的方差形式,并且为了FGLS可行,必须做简
化假设,在自相关的问题里,我们一般假设存在一
阶自相关
,很容易计算,
在这种假设条件下,扰动项的协方差矩阵为
所以只要估计一个参数就能应用FGLS了。
estat bgodfrey,lags(p) 可以看自相关与偏 相关图确定滞后阶数
estat bgodfrey ,nomiss0 不添加0
Ljuang-Box Q检验:wntestq res(使用stata提供 的默 认滞后期)
wntestq el,lags(p)
DW检验:estat dwatson HAC稳健标准差:newey y x1 x2 x3,lag(p) reg y x1 x2 x3,cluster(state)聚类稳健标准差 处理一阶自相关的FGLS: prais y x1 x2 x3(默认为 PW估计法);prais y x1 x2,corc(使用CO估计法)
C
-4000 -2000
0
D
2000
4000
6000
8000
Fitted values
10000
12000
-4000 -2000
0
10
20
30
40
Mileage (mpg)
5 某人用150个样本数据,研究产量、劳动力成本、 燃料价格对总成本的影响,如果用怀特检验来检验 异方差的存在性,则应该用的统计量为( )
何为自相关:违反球型扰动假设的另一情形是自相
关。如果i≠j,
,即扰动项的协方差矩阵非
主对角线元素不全为0,则称存在“自相关”
(autocorrelation)或“序列相关”(serial
correlation)
自相关的后果:
OLS仍然无偏且一致
OLS估计量依然服从渐进正态分布
OLS估计量方差VAR(b|X)的表达式不再是
2 下列关于异方差表述正确的是( )
A 单纯的异方差问题对系数估计的一致性没有影响
B 单纯的异方差问题对系数估计的有效性没有影响
C 存在异方差的情况下t检验与F检验仍是准确的
D异方差普遍存在于时间序列数据中
3 下列样本数据最不可能产生异方差的是( ) A 全国所有企业的年产值数据 B 不同班级的平均分数据 C 成人与少年的身高数据 D 3岁幼儿的牙齿数量
A. F(3,146) B. t(146) C 2(9) D F(3,147)
6 某人分别用怀特检验和BP检验来验证异方差的 存在性,其结果如下所示,则说法正确的是( )
A 怀特检验显示不存在异方差 B BP检验显示存在异方差 C 异方差可能是由于解释变量而产生的 D 异方差可能由解释变量的交互项产生
转换之后的模型为:
用OLS估计这个转换后的方程模型,即为“PraisWinsten估计法”(Prais and Winsten,1954,简记为 PW)。如果为了计算方便而将第一个方程删去,则称 为“Cochrane-Orcutt估计法”( Cochrane and Orcutt,1949,简记为CO)。
7 某人的计量模型检验存在异方差,并且测算出扰 动项的协方差矩阵的估计值为一对角矩阵V(X),则下 列说法正确的是( )
A 如果用FWLS进行估计权重为V(X)-1 B 最有效的估计是OLS+稳健标准差 C 如果用FWLS进行估计,权重为V(X) D 样本容量较小时可以直接用OLS估计得到一致估 计值
,因此t检
验与F检验失效
高斯马尔科夫订立不再成立,即OLS不再是BLUE。
由于自相关的存在,使得根据样 本数据估计的回归线上下摆动幅 度增大,导致参数估计变得不准
确。
时间序列数据:由于经济活动通常具有某种连续性
或持久性,自相关现象在时间序列中比较常见。相邻 两年的GDP增长率、通货膨胀率。 截面数据中的自相关:一般来说,截面数据不容易 出现自相关,但相邻的观测单位之间也可能存在”溢出 效应”,这种自相关也称为“空间自相关”(spatial autocorrelation).比如相邻的省份、国家之间的经济活 动互相影响;相邻地区的产业产量受类似的天气变化 影响;同一社区的房价…… 对数据的人为处理:如果数据中包含移动平均数,
在使用Newey-West估计法时需要指定自相关阶数, 一般建议取p=n1/4或p=0.75n1/3 为什么不能继续用异方差稳健标准差进行估计?
因为推导异方差稳健标准差的过程中,引入了扰动 不相关的假设即gi=xi*εi为鞅差分序列的假定。
使用OLS+聚类稳健的标准差:如果样本观测值可 以分为不同聚类(cluster),在同一聚类内的观测值 互相相关,而不同聚类之间的观测值不相关,这种 样本称为聚类样本(cluster sample).例如 Nerlove(1963)的例子中,同一个州的电力企业可以 作为一个聚类,此时州(state)被称为聚类变量 (cluster variable)。如果将观测值按聚类的归属顺序 排列,则扰动项的协方差矩阵为块对角,此时,仍 然可以用OLS来估计系数,但需要用聚类稳健的标准 差(Cluster robust standard error)。在处理面板数 据的时候经常用到聚类稳健的标准差。