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1、上财经院本科计量经济学课件第二章回归分析2回归分析的主要目的是要通过样本回归函数(模型)SRF尽可能准确地估计总体回归函数(模型)PRF。估计方法有多种,其种最广泛使用的是普通最小二乘法(ordinaryleastsquares,OLS)。为保证参数估计量具有良好的性质,通常对模型提出若干基本假设。注:实际这些假设与所采用的估计方法紧密相关。一、线性回归模型的基本假设假设1、解释变量X是确定性变量,不是随机变量;假设2、随机误差项具有零均值、同方差和不序列相关性:E(i)=0i=1,2,…,nVar(i)=2i=1,2,…,nCov(i,j)=0i≠ji,j=1,2,
2、…,n假设3、随机误差项与解释变量X之间不相关:Cov(Xi,i)=0i=1,2,…,n假设4、服从零均值、同方差、零协方差的正态分布i~N(0,2)i=1,2,…,n1、如果假设1、2满足,则假设3也满足;2、如果假设4满足,则假设2也满足。注意:以上假设也称为线性回归模型的经典假设或高斯(Gauss)假设,满足该假设的线性回归模型,也称为经典线性回归模型(ClassicalLinearRegressionModel,CLRM)。另外,在进行模型回归时,还有两个暗含的假设:假设5:随着样本容量的无限增加,解释变量X的样本方差趋于一有限常数。即假设6:回归模型是正确设定
3、的假设5旨在排除时间序列数据出现持续上升或下降的变量作为解释变量,因为这类数据不仅使大样本统计推断变得无效,而且往往产生所谓的伪回归问题(spuriousregressionproblem)。假设6也被称为模型没有设定偏误(specificationerror)二、参数的普通最小二乘估计(OLS)给定一组样本观测值(Xi,Yi)(i=1,2,…n)要求样本回归函数尽可能好地拟合这组值.普通最小二乘法(Ordinaryleastsquares,OLS)给出的判断标准是:二者之差的平方和最小。方程组(*)称为正规方程组(normalequations)。记上述参数估计量可以写成:称为O
4、LS估计量的离差形式(deviationform)。由于参数的估计结果是通过最小二乘法得到的,故称为普通最小二乘估计量(ordinaryleastsquaresestimators)。顺便指出,记则有可得(**)式也称为样本回归函数的离差形式。(**)注意:在计量经济学中,往往以小写字母表示对均值的离差。三、参数估计的最大或然法(ML)最大或然法(MaximumLikelihood,简称ML),也称最大似然法,是不同于最小二乘法的另一种参数估计方法,是从最大或然原理出发发展起来的其它估计方法的基础。基本原理:对于最大或然法,当从模型总体随机抽取n组样本观测值后,最合理的参数估计量应
5、该使得从模型中抽取该n组样本观测值的概率最大。在满足基本假设条件下,对一元线性回归模型:随机抽取n组样本观测值(Xi,Yi)(i=1,2,…n)。那么Yi服从如下的正态分布:于是,Y的概率函数为(i=1,2,…n)假如模型的参数估计量已经求得,为因为Yi是相互独立的,所以的所有样本观测值的联合概率,也即或然函数(likelihoodfunction)为:将该或然函数极大化,即可求得到模型参数的极大或然估计量。由于或然函数的极大化与或然函数的对数的极大化是等价的,所以,取对数或然函数如下:解得模型的参数估计量为:可见,在满足一系列基本假设的情况下,模型结构参数的最大或然估计量与普通最
6、小二乘估计量是相同的。例2.2.1:在上述家庭可支配收入-消费支出例中,对于所抽出的一组样本数,参数估计的计算可通过下面的表2.2.1进行。因此,由该样本估计的回归方程为:四、最小二乘估计量的性质当模型参数估计出后,需考虑参数估计值的精度,即是否能代表总体参数的真值,或者说需考察参数估计量的统计性质。一个用于考察总体的估计量,可从如下几个方面考察其优劣性:(1)线性性,即它是否是另一随机变量的线性函数;(2)无偏性,即它的均值或期望值是否等于总体的真实值;(3)有效性,即它是否在所有线性无偏估计量中具有最小方差。(4)渐近无偏性,即样本容量趋于无穷大时,是否它的均值序列趋于总体真值
7、;(5)一致性,即样本容量趋于无穷大时,它是否依概率收敛于总体的真值;(6)渐近有效性,即样本容量趋于无穷大时,是否它在所有的一致估计量中具有最小的渐近方差。这三个准则也称作估计量的小样本性质。拥有这类性质的估计量称为最佳线性无偏估计量(bestlinerunbiasedestimator,BLUE)。当不满足小样本性质时,需进一步考察估计量的大样本或渐近性质:高斯—马尔可夫定理(Gauss-Markovtheorem)在给定经典线性回归的假定下,最小二乘估计量是具有