五、异_方_差_性
77页1、1,第 三 讲,二、异 方 差 性,放宽古典假定下的计量经济模型,2,引子:更为接近真实的结论是什么?,根据四川省2000年21个地市州医疗机构数与人口数资料,分析医疗机构与人口数量的关系,建立卫生医疗机构数与人口数的回归模型。对模型估计的结果如下: (291.5778) (0.644284) t =(-1.931062) (8.340265) 式中: Y为卫生医疗机构数(个), X为人口数量(万人)。 人口数量对应参数的标准误差较小 t 统计量远大于临界值 F检验结果明显很显著 可决系数和修正的可决系数结果比较好 表明该模型的估计效果不错。,3,真的每2000人就需要一个医疗机构吗 ?,该模型的估计结果表明: 可以认为人口数量每增加1万人,平均说来医疗机构将增加5.3735个。 然而,这里得出的结论是否可靠呢? 每增加1万人口平均说来真的需要增加这样多的医疗机构吗? 问题: 有什么充分的理由说明这一回归结果不可靠呢? 为什么会得出这种不切实际的结论呢? 更为接近真实的结论应该是什么呢?,4,二、异方差性,将讨论四个问题: 异方差的实质和产生的原因 异方差产生的后果 异方差的检测方法
2、异方差的补救,5,(一) 异方差性的概念,1、异方差的实质,回顾:总体回归线是Y的条件期望 的轨迹 其中 是 对回归线(条件期望)的偏离 度量的是被解释变量的观测值 围绕回归线 的分散程度 基本假定中同方差的含义: 同方差性:指对所有的观测值 有: 因此同方差性指的是所有 的观测值对回归线的分散程度都 相同。,6,同方差性的图示(简单线性回归时),7,模型中随机扰动项包含的因素很多,但主要代表两方面影响: (1)被模型忽略的其他变量(因素)对被解释变量的影响 (2)某些变量测量误差的影响 同方差性是指这两方面都不会随 的变化而变化。而实际 上随机扰动代表的这两方面因素有可能随 的变化而变化, 使得随机扰动项的方差也可能随 的变化而变化,这种情 况称为存在异方差性,表现为 (对比同方差时为 ) 异方差可看成是由某个解释变量的变化而引起方差的变化, 则,异方差性的含义:,8,异方差性的图示(简单线性回归时),9,2、产生异方差性的原因,从模型中略去的变量,可能随模型中的解释变量 的变 化也呈现某种规律性的变化,导致 随 而变化。 例如模型本来应该为 却设定为 若 与 有关,如 事实上此时
3、这样模型中的随机项 及方差可能会随 的变动而变化。 模型设定不恰当产生的异方差。 如果一些重要变量被忽略,随机项 随重要变量的变动而变动;或把 非线性模型设定为线性,可能导 致异方差,(略去了 ),10,统计测量误差导致的异方差 因为测量误差有可能随解释变量X的增大而增大 截面数据中总体各单位的差异可能导致异方差 一般说,异方差性在截面数据中可能比在时间序列数据中更常出现(原因:同一时点不同对象的差异一般会大于同一对象不同时间的差异) 注意:在经济高速增长、经济结构发生较大变化时,时间序列也常出现异方差,11,存在异方差时,OLS估计仍然是无偏估计(由第二章参数估计的统计特性可知,只用到零均值假定E(ui)=0,以及解释变量的非随机性),但是 1、OLS估计式不再具有最小方差特性 OLS估计式的方差不一定是最小的,即OLS估计 式虽然无偏,但不一定是最佳的估计。 最小方差性的证明条件之一同方差性已不成立 (见P59最小方差性证明用到条件 ) 存在异方差时,事实上能够再找到比OLS 的方差更 小的估计方法 可见,需要深刻认识参数估计量方差与异方差和自相关性质的 关系。,(二) 异方差性的
4、后果,12,异方差和自相关与参数估计量方差的关系 (为说明方便,以一元回归为例),容易证明 对于 有 这里令 则 因此有,(见教材P32),其中,13,14,由 在同方差且无自相关时 在异方差但无自相关时 在同方差但自相关时 结论:参数估计量方差与异方差和自相关的性质有密切关系,15,(1) 参数估计式方差的确定会面临困难 例如一元回归中,已证明在异方差时 未知,且不再是常数,也不能再用 去估计,因此事实上这时 已难以确定, 也将 难以确定。,2、解释变量的显著性检验失效,16,在异方差但无自相关时 设存在异方差时的参数为 ,估计式为 例如, 方差为 存在异方差时 的方差为: 如果 ,则有 注意: 是不存在异方差时 的方差,(2)如果仍用OLS法,可能会低估参数估计量的方差,17,可以看出,如果仍然用不存在异方差性时的OLS方式去估计其方差,例如一元回归时用 所估计的方差,可能会低估存在异方差时的的真实方差。 后果: 低估了 ,也就会高估 t 统计量,从而 夸大所估计参数的统计显著性。,由,18,尽管参数的OLS估计量仍然无偏,并且基于此的预测 也是无偏的,但是异方差对区间预测有多方面
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