第五章回归模型的函数形式
1.模型 假设有如下函数
Yi
AX
B2 i
从模型可知,就我们目前的知识,无法用普通最小二乘法 估计这样的模型。但我们可以把以上模型作如下变化,得 到:
ln Yi ln A B2 ln X i
继而,如果令 B1 ln A,则有:
ln Yi B1 B2 ln X i ui
以上模型称为双对数模型,或双对数线性模型。
上图C)中可以用来表示宏观经济学中著名的菲利普斯曲线。菲利普 斯根据英国货币工资变化的百分比(Y)与失业率(X)的数据,得到了形 如图C)的曲线。从图中可以看出,工资随着失业水平的变化是不对 称的:当失业率低于UN 时,工资随失业率单位变化而上升比失业率
高于U N时工资随失业率单位变化而下降得更快,经济学家称U N 为自然失 业率。
第五章 回归模型的函数形 式
上海立信会计学院
到目前为止,我们考虑的都是参数线性,同时又是变量线 性的模型。本章将考虑参数线性,但变量不一定是线性的 模型。
1.双对数模型或不变弹性模型
2.半对数模型
3.倒数模型
所有这些模型的一个重要特征是,它们都是参数线性模型, 但变量却不一定是线性的。
一、双对数模型
3.双对数模型的假设检验
双对数模型的假设检验与线性模型没有任何不同。在随机 误差项服从正态分布的假设下,估计的回归系数服从自由 度为(n-k)的t分布,其中k为包括截距在内的参数个数。
4.比较线性和双对数回归模型(一个经验问题)
对于数学成绩支出一例来说,线性支出模型和双对数模型哪个更合适?
1.作散点图,通过散点图来判断。(这种方式只适合双变量模型) 2.比较两个模型的 值。该方法要求应变量的形式必须是相同的。 3.即使两个模型中的应变量相同,两个 值可以直接比较,我们也 建议不要根据最高 r值2 这一标准选择模型。而应该首先考虑进入模型 中的解释变量之间的相关性、解释变量系r数2 的预期符号、统计显著性 以及类似弹性系数这r 2 样的度量工具。
0.432317 0.050129 -3.383185 -3.302367 6.178255 0.032232
Yt B1 B2 ln X t ut
利用最小二乘法估计以上模型,回归结果如下:
Yˆt 17907.5 2431.69 ln X t se (228.61) (27.05)
t (78.33) (89.89)
p (0.00)
(0.00) r 2 0.997
在以上回归结果中,斜率系数表示,如果个人总消费支出 增加1个百分点,则平均服务支出将增加24.32(10亿)美元。 作出这一解释是因为,线性-对数模型中的斜率系数 可以表示为:
例:共同基金收取的咨询费 下表给出了美国共同基金支付给投资顾问管理资产的费用。 支付的费用与基金的净资产有关。
共 同 基 金 的 管 理 费 用
首先作上表的散点图
管理费用与资产规模的散点图
由散点图可知,两个变量之间的关系是非线性的,具有一定的倒数关系。所以 考虑采用倒数模型。
利用如下的倒数模型
5.多元对数线性回归模型 对于三变量对数线性模型来说:
ln Yi B 1 B2 ln X 2i B3 ln X 3i ui
模型中的偏斜率系数 B2 、B3 又称为偏弹性系数。因此,B2 度量了 X3 不变条件下,Y 对 X2 的弹性,即在 X3 为常量时,X 2 每变动1%引起的 Y 变化的百分比。类似地,B3度量了X2 不变 条件下 Y 对 X3 的弹性。
Y的绝对变化
Y
B2 X的相对变化 X / X
而上式又可以表示为:
X Y B2 ( X )
所以,线性-对数模型中的斜率系数可以解释为,解释变量 的相对变化所引起的应变量的绝对变化量。
三、倒数模型
形如下式的模型称为倒数模型(reciprocal model):
1 Yi B1 B2 ( X i ) ui
咨询费 B1 B2 (资1产) ui
采用最小二乘法得到回归结果如下:
Dependent Variable: FEE Method: Least Squares Date: 10/29/08 Time: 11:21 Sample: 1 12 Included observations: 12
上图b)中的曲线可用来表示恩格尔消费曲线。该曲线表明消费者在 某一个商品上的支出与其总收入或总消费支出的关系。若Y表示消费 者在某一个商品上的消费支出,X表示消费者的总收入,则该商品具 有如下特征(1)收入有一个临界值,在此临界值下,不能购买某商品。 在图b)中,收入的临界值是 (B2 / B1) 。(2)消费有一个满足水平, 在此水平之上,无论消费者的收入有多高,也不会再有任何消费。
与变量线性回归模型不同,双对数模型的斜率系数 度量 了Y对X的弹性,即X的变动引起Y变动的百分比。 B2
如果用符号 代表Y的一个微小变动, 代表X的一个微
小变动,则弹Y性E定义为:
X
E Y 变动的百分数 Y / Y •100 Y • X slop( X )
X变动的百分数 X / X •100 X Y
如果我们将 ln Yi 和ln Xi 都看作单独的变量,那么就可以将双对数模型
变为变量线性模型。试作如下变换
Y
i
ln Yi
,X
i
ln
X
,得到
i
:
Yi
B1ຫໍສະໝຸດ B2X i
ui
如果上式满足古典线性回归模型的基本假定,则很容易用普通最小二
乘法估计,从而得到BLUE估计量。
2.双对数模型系数的特殊含义
4.线性-对数模型:解释变量是对数形式 考虑如下例子:个人总消费支出与服务支出的关系 (1993.1~1998.3,1992年美元价,10亿美元),数据见下表:
1993.1~1998.3个人总消费支出与各类支出的季度数据(10亿美元)
以个人总消费支出X与服务支出Y的关系为例,得到线性- 对数模型如下:
Variable Coefficient
C
0.420412
DASSET 0.054930
Std. Error t-Statistic 0.012858 32.69715 0.022099 2.485610
Prob. 0.0000 0.0322
R-squared
0.381886
Adjusted R-squared 0.320075
倒数模型的一个显著特征是,随着X 的无限增大,(1/ Xi ) 趋于零,Y 接近渐进值或极限值 B1 。因此,当变量 X 无限增大 时,倒数模型中的应变量的取值将逐渐靠近其渐进线或极值。
下图描绘了倒数模型的一些曲线形状: 倒数模型:Yi B1 B2 (1/ X i )
上图a)中,若Y表示生产的平均固定成本(AFC),即总固定成本除 以产出,X代表产出,则根据经济理论,随着产出的不断增加,平均 固定成本将逐渐降低,最终接近产出轴。
因此,可得:
ln Yt B1 B2t
将上式变化成为经济计量模型,得到:
ln Yt B1 B2t ut
形如上式的回归模型称为半对数模型或者增长模型、对数线性模型。
利用OLS方法估计美国一例的半对数模型,得到:
· ln(uspop) 5.3593 0.0107 t
se (0.0006) t (3321.13)
r eb2 1
在美国人口增长率一例中,有:
r e0.0107 1 1.010757 1 0.010757
此处要注意的是,通过对半对数模型估计所得到的斜率 b2 的值为0.0107,该值为美国人口的瞬时增长率,而通过计
算而得到的r 值0.010757称为复合增长率。
3.线性趋势模型 形如如下形式的模型称为线性趋势模型:
Y
从图形上看,变量线性的回归模型的图形是一条直线,而 双对数模型的图形是一条曲线,并且对于不同的X值来说, 都具有相同的弹性。所以,双对数模型又称为不变弹性模 型。
不变弹性模型
例子:数学分数(见P19)
该例子主要关注美国S.A.T大学入学考试中的 数学成绩与家庭收入之间的关系。即:考察数 学成绩与家庭收入之间的回归关系。
二、如何测度增长率:半对数模型
1.半对数模型 先看一个例子:根据下表中的美国人口数据求1975-2007年 美国的人口增长率。考虑如下复利计算公式:
Yt Y0 (1 r )t
将上式作如下变形,等式两边取对数,得:
ln Yt ln Y0 t ln(1 r )
如果令
B1 ln Y0 B2 ln(1 r )
Yt B1 B2t ut
对美国人口增长率一例线性趋势模型的OLS估计结果如下:
· uspopt 209.6731 2.757t
回归结t果 表(28明7.,43在76样) 本(区73间.6内45,0)美国r2人口0.9每94年3以2.757(百 万)的绝对速度增长。因而美国人口表现出向上的趋势。 截距表明美国1969年的人口数为210(百万)。
(0.0000) (129.779.98)
r 2 0.9982
美国人口增长一例估计的样本回归线
美国人口一例估计的半对数模型中,斜率0.0107表示,平 均而言,美国人口的年增长率为0.0107。截距5.36的反对数 (为212.576)可以表示1974年的人口值。
2.瞬时增长率与复合增长率 由 b2 B2的估计值 ln(1 r ) 可知 eb2 1 r 于是:
S.E. of regression 0.041335
Sum squared resid 0.017086
Log likelihood