Проверим гипотезу H 0 о равенстве отдельных коэффициентов регрессии нулю (при альтернативе H 1 не равно) на уровне значимости б=0.05.
В случае если основная гипотеза окажется неверной, мы принимаем альтернативную. Для проверки этой гипотезы используется t-критерий Стьюдента.
Найденное по данным наблюдений значение t-критерия (его еще называют наблюдаемым или фактическим) сравнивается с табличным (критическим) значением, определяемым по таблицам распределения Стьюдента (которые обычно приводятся в конце учебников и практикумов по статистике или эконометрике).
Табличное значение определяется в зависимости от уровня значимости (б) и числа степеней свободы, которое в случае линейной парной регрессии равно (n-2), n-число наблюдений.
Если фактическое значение t-критерия больше табличного (по модулю), то основную гипотезу отвергают и считают, что с вероятностью (1-б) параметр или статистическая характеристика в генеральной совокупности значимо отличается от нуля.
Если фактическое значение t-критерия меньше табличного (по модулю), то нет оснований отвергать основную гипотезу, т.е. параметр или статистическая характеристика в генеральной совокупности незначимо отличается от нуля при уровне значимости б.
t крит (n-m-1;б/2) = (30;0.025) = 2.042
Поскольку 1.7 < 2.042, то статистическая значимость коэффициента регрессии b не подтверждается (принимаем гипотезу о равенстве нулю этого коэффициента). Это означает, что в данном случае коэффициентом b можно пренебречь.
Поскольку 0.56 < 2.042, то статистическая значимость коэффициента регрессии a не подтверждается (принимаем гипотезу о равенстве нулю этого коэффициента). Это означает, что в данном случае коэффициентом a можно пренебречь.
Доверительный интервал для коэффициентов уравнения регрессии.
Определим доверительные интервалы коэффициентов регрессии, которые с надежность 95% будут следующими:
- (b - t крит S b ; b + t крит S b)
- (0.64 - 2.042 * 0.38; 0.64 + 2.042 * 0.38)
- (-0.13;1.41)
Так как точка 0 (ноль) лежит внутри доверительного интервала, то интервальная оценка коэффициента b статистически незначима.
- (a - t крит S a ; a + t крит S a)
- (24.56 - 2.042 * 44.25; 24.56 + 2.042 * 44.25)
- (-65.79;114.91)
С вероятностью 95% можно утверждать, что значение данного параметра будут лежать в найденном интервале.
Так как точка 0 (ноль) лежит внутри доверительного интервала, то интервальная оценка коэффициента a статистически незначима.
2) F-статистика. Критерий Фишера.
Коэффициент детерминации R 2 используется для проверки существенности уравнения линейной регрессии в целом.
Проверка значимости модели регрессии проводится с использованием F-критерия Фишера, расчетное значение которого находится как отношение дисперсии исходного ряда наблюдений изучаемого показателя и несмещенной оценки дисперсии остаточной последовательности для данной модели.
Если расчетное значение с k 1 =(m) и k 2 =(n-m-1) степенями свободы больше табличного при заданном уровне значимости, то модель считается значимой.
где m - число факторов в модели.
Оценка статистической значимости парной линейной регрессии производится по следующему алгоритму:
- 1. Выдвигается нулевая гипотеза о том, что уравнение в целом статистически незначимо: H 0: R 2 =0 на уровне значимости б.
- 2. Далее определяют фактическое значение F-критерия:
где m=1 для парной регрессии.
3. Табличное значение определяется по таблицам распределения Фишера для заданного уровня значимости, принимая во внимание, что число степеней свободы для общей суммы квадратов (большей дисперсии) равно 1 и число степеней свободы остаточной суммы квадратов (меньшей дисперсии) при линейной регрессии равно n-2.
F табл - это максимально возможное значение критерия под влиянием случайных факторов при данных степенях свободы и уровне значимости б. Уровень значимости б - вероятность отвергнуть правильную гипотезу при условии, что она верна. Обычно б принимается равной 0,05 или 0,01.
4. Если фактическое значение F-критерия меньше табличного, то говорят, что нет основания отклонять нулевую гипотезу.
В противном случае, нулевая гипотеза отклоняется и с вероятностью (1-б) принимается альтернативная гипотеза о статистической значимости уравнения в целом.
Табличное значение критерия со степенями свободы k 1 =1 и k 2 =30, F табл = 4.17
Поскольку фактическое значение F < F табл, то коэффициент детерминации статистически не значим (Найденная оценка уравнения регрессии статистически не надежна).
Связь между F-критерием Фишера и t-статистикой Стьюдента выражается равенством:
Показатели качества уравнения регрессии.
Проверка на наличие автокорреляции остатков.
Важной предпосылкой построения качественной регрессионной модели по МНК является независимость значений случайных отклонений от значений отклонений во всех других наблюдениях. Это гарантирует отсутствие коррелированности между любыми отклонениями и, в частности, между соседними отклонениями.
Автокорреляция (последовательная корреляция) определяется как корреляция между наблюдаемыми показателями, упорядоченными во времени (временные ряды) или в пространстве (перекрестные ряды). Автокорреляция остатков (отклонений) обычно встречается в регрессионном анализе при использовании данных временных рядов и очень редко при использовании перекрестных данных.
В экономических задачах значительно чаще встречается положительная автокорреляция, нежели отрицательная автокорреляция. В большинстве случаев положительная автокорреляция вызывается направленным постоянным воздействием некоторых неучтенных в модели факторов.
Отрицательная автокорреляция фактически означает, что за положительным отклонением следует отрицательное и наоборот. Такая ситуация может иметь место, если ту же зависимость между спросом на прохладительные напитки и доходами рассматривать по сезонным данным (зима-лето).
Среди основных причин, вызывающих автокорреляцию, можно выделить следующие:
- 1. Ошибки спецификации. Неучет в модели какой-либо важной объясняющей переменной либо неправильный выбор формы зависимости обычно приводят к системным отклонениям точек наблюдения от линии регрессии, что может обусловить автокорреляцию.
- 2. Инерция. Многие экономические показатели (инфляция, безработица, ВНП и т.д.) обладают определенной цикличностью, связанной с волнообразностью деловой активности. Поэтому изменение показателей происходит не мгновенно, а обладает определенной инертностью.
- 3. Эффект паутины. Во многих производственных и других сферах экономические показатели реагируют на изменение экономических условий с запаздыванием (временным лагом).
- 4. Сглаживание данных. Зачастую данные по некоторому продолжительному временному периоду получают усреднением данных по составляющим его интервалам. Это может привести к определенному сглаживанию колебаний, которые имелись внутри рассматриваемого периода, что в свою очередь может служить причиной автокорреляции.
Последствия автокорреляции схожи с последствиями гетероскедастичности: выводы по t- и F-статистикам, определяющие значимость коэффициента регрессии и коэффициента детерминации, возможно, будут неверными.
По территориям региона приводятся данные за 200Х г.
| Номер региона | Среднедушевой прожиточный минимум в день одного трудоспособного, руб., х | Среднедневная заработная плата, руб., у |
|---|---|---|
| 1 | 78 | 133 |
| 2 | 82 | 148 |
| 3 | 87 | 134 |
| 4 | 79 | 154 |
| 5 | 89 | 162 |
| 6 | 106 | 195 |
| 7 | 67 | 139 |
| 8 | 88 | 158 |
| 9 | 73 | 152 |
| 10 | 87 | 162 |
| 11 | 76 | 159 |
| 12 | 115 | 173 |
Задание:
1. Постройте поле корреляции и сформулируйте гипотезу о форме связи.
2. Рассчитайте параметры уравнения линейной регрессии
4. Дайте с помощью среднего (общего) коэффициента эластичности сравнительную оценку силы связи фактора с результатом.
7. Рассчитайте прогнозное значение результата, если прогнозное значение фактора увеличится на 10% от его среднего уровня. Определите доверительный интервал прогноза для уровня значимости .
Решение:
Решим данную задачу с помощью Excel.
1. Сопоставив имеющиеся данные х и у, например, ранжировав их в порядке возрастания фактора х, можно наблюдать наличие прямой зависимости между признаками, когда увеличение среднедушевого прожиточного минимума увеличивает среднедневную заработную плату. Исходя из этого, можно сделать предположение, что связь между признаками прямая и её можно описать уравнением прямой. Этот же вывод подтверждается и на основе графического анализа.
Чтобы построить поле корреляции можно воспользоваться ППП Excel. Введите исходные данные в последовательности: сначала х, затем у.
Выделите область ячеек, содержащую данные.
Затем выберете: Вставка / Точечная диаграмма / Точечная с маркерами как показано на рисунке 1.
Рисунок 1 Построение поля корреляции
Анализ поля корреляции показывает наличие близкой к прямолинейной зависимости, так как точки расположены практически по прямой линии.
2. Для расчёта параметров уравнения линейной регрессии
воспользуемся встроенной статистической функцией ЛИНЕЙН
.
Для этого:
1) Откройте существующий файл, содержащий анализируемые данные;
2) Выделите область пустых ячеек 5×2 (5 строк, 2 столбца) для вывода результатов регрессионной статистики.
3) Активизируйте Мастер функций
: в главном меню выберете Формулы / Вставить функцию
.
4) В окне Категория
выберете Статистические
, в окне функция - ЛИНЕЙН
. Щёлкните по кнопке ОК
как показано на Рисунке 2;
Рисунок 2 Диалоговое окно «Мастер функций»
5) Заполните аргументы функции:
Известные значения у
Известные значения х
Константа - логическое значение, которое указывает на наличие или на отсутствие свободного члена в уравнении; если Константа = 1, то свободный член рассчитывается обычным образом, если Константа = 0, то свободный член равен 0;
Статистика - логическое значение, которое указывает, выводить дополнительную информацию по регрессионному анализу или нет. Если Статистика = 1, то дополнительная информация выводится, если Статистика = 0, то выводятся только оценки параметров уравнения.
Щёлкните по кнопке ОК ;
Рисунок 3 Диалоговое окно аргументов функции ЛИНЕЙН
6) В левой верхней ячейке выделенной области появится первый элемент итоговой таблицы. Чтобы раскрыть всю таблицу, нажмите на клавишу
Дополнительная регрессионная статистика будет выводиться в порядке, указанном в следующей схеме:
| Значение коэффициента b | Значение коэффициента a |
| Стандартная ошибка b | Стандартная ошибка a |
| Стандартная ошибка y | |
| F-статистика | |
| Регрессионная сумма квадратов
|
Рисунок 4 Результат вычисления функции ЛИНЕЙН
Получили уровнение регрессии:
Делаем вывод: С увеличением среднедушевого прожиточного минимума на 1 руб. среднедневная заработная плата возрастает в среднем на 0,92 руб.
Означает, что 52% вариации заработной платы (у) объясняется вариацией фактора х - среднедушевого прожиточного минимума, а 48% - действием других факторов, не включённых в модель.
По вычисленному коэффициенту детерминации можно рассчитать коэффициент корреляции: 
.
Связь оценивается как тесная.
4. С помощью среднего (общего) коэффициента эластичности определим силу влияния фактора на результат.
Для уравнения прямой средний (общий) коэффициент эластичности определим по формуле:
Средние значения найдём, выделив область ячеек со значениями х, и выберем Формулы / Автосумма / Среднее , и то же самое произведём со значениями у.
Рисунок 5 Расчёт средних значений функции и аргумент
Таким образом, при изменении среднедушевого прожиточного минимума на 1% от своего среднего значения среднедневная заработная плата изменится в среднем на 0,51%.
С помощью инструмента анализа данных Регрессия
можно получить:
- результаты регрессионной статистики,
- результаты дисперсионного анализа,
- результаты доверительных интервалов,
- остатки и графики подбора линии регрессии,
- остатки и нормальную вероятность.
Порядок действий следующий:
1) проверьте доступ к Пакету анализа . В главном меню последовательно выберите: Файл/Параметры/Надстройки .
2) В раскрывающемся списке Управление выберите пункт Надстройки Excel и нажмите кнопку Перейти.
3) В окне Надстройки установите флажок Пакет анализа , а затем нажмите кнопку ОК .
Если Пакет анализа отсутствует в списке поля Доступные надстройки , нажмите кнопку Обзор , чтобы выполнить поиск.
Если выводится сообщение о том, что пакет анализа не установлен на компьютере, нажмите кнопку Да , чтобы установить его.
4) В главном меню последовательно выберите: Данные / Анализ данных / Инструменты анализа / Регрессия , а затем нажмите кнопку ОК .
5) Заполните диалоговое окно ввода данных и параметров вывода:
Входной интервал Y - диапазон, содержащий данные результативного признака;
Входной интервал X - диапазон, содержащий данные факторного признака;
Метки - флажок, который указывает, содержит ли первая строка названия столбцов или нет;
Константа - ноль - флажок, указывающий на наличие или отсутствие свободного члена в уравнении;
Выходной интервал - достаточно указать левую верхнюю ячейку будущего диапазона;
6) Новый рабочий лист - можно задать произвольное имя нового листа.
Затем нажмите кнопку ОК .
Рисунок 6 Диалоговое окно ввода параметров инструмента Регрессия
Результаты регрессионного анализа для данных задачи представлены на рисунке 7.
Рисунок 7 Результат применения инструмента регрессия
5. Оценим с помощью средней ошибки аппроксимации качество уравнений. Воспользуемся результатами регрессионного анализа представленного на Рисунке 8.
Рисунок 8 Результат применения инструмента регрессия «Вывод остатка»
Составим новую таблицу как показано на рисунке 9. В графе С рассчитаем относительную ошибку аппроксимации по формуле:
Рисунок 9 Расчёт средней ошибки аппроксимации
Средняя ошибка аппроксимации рассчитывается по формуле:
Качество построенной модели оценивается как хорошее, так как не превышает 8 - 10%.
6. Из таблицы с регрессионной статистикой (Рисунок 4) выпишем фактическое значение F-критерия Фишера: 
Поскольку 
при 5%-ном уровне значимости, то можно сделать вывод о значимости уравнения регрессии (связь доказана).
8. Оценку статистической значимости параметров регрессии проведём с помощью t-статистики Стьюдента и путём расчёта доверительного интервала каждого из показателей.
Выдвигаем гипотезу Н 0 о статистически незначимом отличии показателей от нуля:
.
для числа степеней свободы
На рисунке 7 имеются фактические значения t-статистики:
t-критерий для коэффициента корреляции можно рассчитать двумя способами:
I способ:
где 
- случайная ошибка коэффициента корреляции.
Данные для расчёта возьмём из таблицы на Рисунке 7.
II способ:
Фактические значения t-статистики превосходят табличные значения:
Поэтому гипотеза Н 0 отклоняется, то есть параметры регрессии и коэффициент корреляции не случайно отличаются от нуля, а статистически значимы.
Доверительный интервал для параметра a определяется как
Для параметра a 95%-ные границы как показано на рисунке 7 составили:
Доверительный интервал для коэффициента регрессии определяется как
Для коэффициента регрессии b 95%-ные границы как показано на рисунке 7 составили:
Анализ верхней и нижней границ доверительных интервалов приводит к выводу о том, что с вероятностью 
параметры a и b, находясь в указанных границах, не принимают нулевых значений, т.е. не являются статистически незначимыми и существенно отличны от нуля.
7. Полученные оценки уравнения регрессии позволяют использовать его для прогноза. Если прогнозное значение прожиточного минимума составит:
Тогда прогнозное значение прожиточного минимума составит:
Ошибку прогноза рассчитаем по формуле:
где 
Дисперсию посчитаем также с помощью ППП Excel. Для этого:
1) Активизируйте Мастер функций : в главном меню выберете Формулы / Вставить функцию .
3) Заполните диапазон, содержащий числовые данные факторного признака. Нажмите ОК .
Рисунок 10 Расчёт дисперсии
Получили значение дисперсии 
Для подсчёта остаточной дисперсии на одну степень свободы воспользуемся результатами дисперсионного анализа как показано на Рисунке 7.
Доверительные интервалы прогноза индивидуальных значений у при с вероятностью 0,95 определяются выражением:
Интервал достаточно широк, прежде всего, за счёт малого объёма наблюдений. В целом выполненный прогноз среднемесячной заработной платы оказался надёжным.
Условие задачи взято из: Практикум по эконометрике: Учеб. пособие / И.И. Елисеева, С.В. Курышева, Н.М. Гордеенко и др.; Под ред. И.И. Елисеевой. - М.: Финансы и статистика, 2003. - 192 с.: ил.
Среди различных методов прогнозирования нельзя не выделить аппроксимацию. С её помощью можно производить приблизительные подсчеты и вычислять планируемые показатели, путем замены исходных объектов на более простые. В Экселе тоже существует возможность использования данного метода для прогнозирования и анализа. Давайте рассмотрим, как этот метод можно применить в указанной программе встроенными инструментами.
Наименование данного метода происходит от латинского слова proxima – «ближайшая» Именно приближение путем упрощения и сглаживания известных показателей, выстраивание их в тенденцию и является его основой. Но данный метод можно использовать не только для прогнозирования, но и для исследования уже имеющихся результатов. Ведь аппроксимация является, по сути, упрощением исходных данных, а упрощенный вариант исследовать легче.
Главный инструмент, с помощью которого проводится сглаживания в Excel – это построение линии тренда. Суть состоит в том, что на основе уже имеющихся показателей достраивается график функции на будущие периоды. Основное предназначение линии тренда, как не трудно догадаться, это составление прогнозов или выявление общей тенденции.
Но она может быть построена с применением одного из пяти видов аппроксимации:
- Линейной;
- Экспоненциальной;
- Логарифмической;
- Полиномиальной;
- Степенной.
Рассмотрим каждый из вариантов более подробно в отдельности.
Способ 1: линейное сглаживание
Прежде всего, давайте рассмотрим самый простой вариант аппроксимации, а именно с помощью линейной функции. На нем мы остановимся подробнее всего, так как изложим общие моменты характерные и для других способов, а именно построение графика и некоторые другие нюансы, на которых при рассмотрении последующих вариантов уже останавливаться не будем.
Прежде всего, построим график, на основании которого будем проводить процедуру сглаживания. Для построения графика возьмем таблицу, в которой помесячно указана себестоимость единицы продукции, производимой предприятием, и соответствующая прибыль в данном периоде. Графическая функция, которую мы построим, будет отображать зависимость увеличения прибыли от уменьшения себестоимости продукции.
Сглаживание, которое используется в данном случае, описывается следующей формулой:
В конкретно нашем случае формула принимает такой вид:
y=-0,1156x+72,255
Величина достоверности аппроксимации у нас равна 0,9418 , что является довольно приемлемым итогом, характеризующим сглаживание, как достоверное.
Способ 2: экспоненциальная аппроксимация
Теперь давайте рассмотрим экспоненциальный тип аппроксимации в Эксель.
Общий вид функции сглаживания при этом такой:
где e – это основание натурального логарифма.
В конкретно нашем случае формула приняла следующую форму:
y=6282,7*e^(-0,012*x)
Способ 3: логарифмическое сглаживание
Теперь настала очередь рассмотреть метод логарифмической аппроксимации.
В общем виде формула сглаживания выглядит так:
где ln – это величина натурального логарифма. Отсюда и наименование метода.
В нашем случае формула принимает следующий вид:
y=-62,81ln(x)+404,96
Способ 4: полиномиальное сглаживание
Настал черед рассмотреть метод полиномиального сглаживания.
Формула, которая описывает данный тип сглаживания, приняла следующий вид:
y=8E-08x^6-0,0003x^5+0,3725x^4-269,33x^3+109525x^2-2E+07x+2E+09
Способ 5: степенное сглаживание
В завершении рассмотрим метод степенной аппроксимации в Excel.
Данный способ эффективно используется в случаях интенсивного изменения данных функции. Важно учесть, что этот вариант применим только при условии, что функция и аргумент не принимают отрицательных или нулевых значений.
Общая формула, описывающая данный метод имеет такой вид:
В конкретно нашем случае она выглядит так:
y = 6E+18x^(-6,512)
Как видим, при использовании конкретных данных, которые мы применяли для примера, наибольший уровень достоверности показал метод полиномиальной аппроксимации с полиномом в шестой степени (0,9844 ), наименьший уровень достоверности у линейного метода (0,9418 ). Но это совсем не значит, что такая же тенденция будет при использовании других примеров. Нет, уровень эффективности у приведенных выше методов может значительно отличаться, в зависимости от конкретного вида функции, для которой будет строиться линия тренда. Поэтому, если для этой функции выбранный метод наиболее эффективен, то это совсем не означает, что он также будет оптимальным и в другой ситуации.
Если вы пока не можете сразу определить, основываясь на вышеприведенных рекомендациях, какой вид аппроксимации подойдет конкретно в вашем случае, то есть смысл попробовать все методы. После построения линии тренда и просмотра её уровня достоверности можно будет выбрать оптимальный вариант.
Ошибка аппроксимации - один из наиболее часто возникающих вопросов при применении тех или иных методов аппроксимации исходных данных. Есть разного рода ошибки аппроксимации:
Ошибки, связанные с погрешностями исходных данных;
Ошибки, связанные с несоответствием аппроксимирующей модели структуре аппроксимируемых данных.
В Excel есть хорошо разработанная функция Линейн, предназначенная для обработки данных и аппроксимаций, в которой задействован отлаженный математический аппарат. Для того, чтобы иметь о ней представление, обратимся (через F1) к описательной части этой разработки, которую приводим с сокращениями и некоторыми изменениями обозначений.
Расчитывает статистику для ряда с применением метода наименьших квадратов, чтобы вычислить прямую линию, которая наилучшим образом аппроксимирует имеющиеся данные. Функция возвращает массив, который описывает полученную прямую. Поскольку возвращается массив значений, функция должна задаваться в виде формулы массива.
Уравнение для прямой линии имеет следующий вид:
y=a+b1*x1+b2*x2+...bn*xn
Синтаксис:
ЛИНЕЙН(y;x;конст;статистика)
Массив y - известные значения y.
Массив x - известные значеня x. Массив x может содержать одно или несколько множеств переменных.
Конст - это логическое значение, которое указывает, требуется ли, чтобы свободный член a был равен 0.
Если аргумент конст имеет значение ИСТИНА, 1 или опущено, то a вычисляется обычным образом. Если аргумент конст имеет значение ЛОЖЬ или 0, то a полагается равным 0.
Статистика - это логическое значение, которое указывает, требуется ли вернуть дополнительную статистику по регрессии. Если аргумент статистика имеет значение ИСТИНА или 1, то функция ЛИНЕЙН возвращает дополнительную регрессионную статистику. Если аргумент статистика имеет значение ЛОЖЬ, 0 или опущена, то функция ЛИНЕЙН возвращает только коэффициенты и свободный член.
Дополнительная регрессионая статистика:
se1,se2,...,sen - стандартные значения ошибок для коэффициентов b1,b2,...,bn.
sea - стандартное значение ошибки для постоянной a (sea = #Н/Д, если конст имеет значение ЛОЖЬ).
r2 - коэффициент детерминированности. Сравниваются фактические значения y и значения, получаемые из уравнения прямой; по результатам сравнения вычисляется коэффициент детерминированности, нормированный от 0 до 1. Если он равен 1, то имеет место полная корреляция с моделью, т.е. нет различия между фактическим и оценочным значениями y. В противоположном случае, если коэффициент детерминированности равен 0, то уравнение регрессии неудачно для предсказания значений y. Для получения информации о том, как вычисляется r2, см. "Замечания" в конце данного раздела.
sey - стандартная ошибка для оценки y.
F-статистика, или F-наблюдаемое значение. F-статистика используется для определения того, является ли наблюдаемая взаимосвязь между зависимой и независимой переменными случайной или нет.
df - степени свободы. Степени свободы полезны для нахождения F-критических значений в статистической таблице. Для определения уровня надежности модели нужно сравнить значения в таблице с F-статистикой, возвращаемой функцией ЛИНЕЙН.
ssreg - регрессионая сумма квадратов.
ssresid - остаточная сумма квадратов.
На приведенном ниже рисунке показано, в каком порядке возвращается дополнительная регрессионная статистика.
Замечания
Выборочную информацию из функции можно получить через функцию ИHДЕКС, например:
Y-пересечение (свободный член):
ИНДЕКС(ЛИНЕЙН(y;x);2)
Точность аппроксимации с помощью прямой, вычисленной функцией ЛИНЕЙН, зависит от степени разброса данных. Чем ближе данные к прямой, тем более точной является модель, используемая функцией ЛИНЕЙН. Функция ЛИНЕЙН использует метод наименьших квадратов для определения наилучшей аппроксимации данных.
Проводя регрессионный анализ, Microsoft Excel вычисляет для каждой точки квадрат разности между прогнозируемым значением y и фактическим значением y. Сумма этих квадратов разностей называется остаточной суммой квадратов. Затем Microsoft Excel подсчитывает сумму квадратов разностей между фактическими значениями y и средним значением y, которая называется общей суммой квадратов (регрессионая сумма квадратов + остаточная сумма квадратов). Чем меньше остаточная сумма квадратов по сравнению с общей суммой квадратов, тем больше значение коэффициента детерминированности r2, который показывает, насколько хорошо уравнение, полученное с помощью регрессионного анализа, объясняет взаимосвязи между переменными.
Заметьте, что значения y, предсказанные с помощью уравнения регрессии, возможно не будут правильными, если они располагаются вне интервала значений y, которые использовались для определения уравнения.
Пример 1 Наклон и Y-пересечение
ЛИНЕЙН({1;9;5;7};{0;4;2;3}) равняется {2;1}, наклон = 2 и y-пересечение = 1.
Использование статистик F и R2
Можно использовать F-статистику, чтобы определить, является ли результат с высоким значение r2 случайным. Если F-наблюдаемое больше, чем F-критическое, то взаимосвязь между переменными имеется. F-критическое можно получить из таблицы F-критических значений в любом справочнике по математической статистике. Для того, чтобы найти это значение, используя односторонний тест, положим величину Альфа (величина Альфа используется для обозначения вероятности ошибочного вывода о том, что имеется сильная взаимозависимость) равной 0,05, а для числа степеней свободы (обозначаемых обычно v1 и v2), положим v1 = k = 4 и v2 = n - (k + 1) = 11 - (4 + 1) = 6, где k - это число переменных, а n - число точек данных. Из таблицы справочника F-критическое равно 4,53. Наблюдаемое F-значение равно 459,753674 (это значение получено в опущенном нами примере), что заметно больше чем F-критическое значение 4,53. Следовательно, полученное регрессионное уравнение полезно для предсказания искомого результата.
Курсовая работа
по дисциплине «Эконометрика»
«Комплексный анализ взаимосвязи финансово-экономических показателей деятельности предприятий»
Вариант № 12
Выполнил:
студент группы ЭЭТ-312
Логунов Н.Ю.
Проверила:
доц. Ишханян М.В.
Москва 2015
Постановка задачи
1. Составление корреляционной матрицы. Отбор факторов
2. Построение уравнения множественной линейной регрессии. Интерпретация параметров уравнения
3. Коэффициент детерминации, множественный коэффициент корреляции
4.Оценка качества уравнения множественной линейной регрессии
4.1.Средняя относительная ошибка аппроксимации
4.2.Проверка статистической значимости уравнения множественной регрессии в целом с помощью F-критерия Фишера
4.3.Проверка статистической значимости параметров уравнения множественной регрессии. Интервальные оценки параметров
5.Применение регрессионной модели
5.1.Точечный прогноз
5.2.Частные коэффициенты эластичности и средние частные коэффициенты эластичности
6.Анализ остатков регрессионной модели (проверка предпосылок теоремы Гаусса-Маркова)
6.1.Оценки математического ожидания остатков
6.2.Проверка наличия автокорреляции в остатках
7.Критерий Грегори Чоу
Постановка задачи
Заданы значения 6 показателей, характеризующих экономическую деятельность 53 предприятий. Требуется:
1. Составить корреляционную матрицу. Скорректировать набор независимых переменных (отобрать 2 фактора).
4.2. Проверить статистическую значимость уравнения множественной регрессии в целом с помощью F-критерия Фишера. Сделать выводы
4.3. Проверить статистическую значимость параметров уравнения множественной регрессии. Построить интервальные оценки параметров. Сделать выводы.
5. Применение регрессионной модели:
5.1. Используя построенное уравнение, дать точечный прогноз. Найти значение исследуемого параметра y, если значение первого фактора (наиболее тесно связанного с у) составит 110% от его среднего значения, значение второго фактора составит 80% от его среднего значения. Дать экономическую интерпретацию результата.
5.2. Найти частные коэффициенты эластичности и средние частные коэффициенты эластичности. Интерпретировать результаты. Сделать выводы.
6. Провести анализ остатков регрессионной модели (проверить требования теоремы Гаусса-Маркова):
6.1. Найти оценки математического ожидания остатков.
6.2. Проверить наличие автокорреляции в остатках. Сделать вывод.
7. Разделите выборку на две равные части. Рассматривая первые и последние наблюдения как независимые выборки, проверить гипотезу о возможности объединения их в единую выборку по критерию Грегори-Чоу.
Составление корреляционной матрицы. Отбор факторов
| № предприятия | Y3 | X10 | X12 | X5 | X7 | X13 | |
| 13,26 | 1,45 | 167,69 | 0,78 | 1,37 | |||
| 10,16 | 1,3 | 186,1 | 0,75 | 1,49 | |||
| 13,72 | 1,37 | 220,45 | 0,68 | 1,44 | |||
| 12,85 | 1,65 | 169,3 | 0,7 | 1,42 | |||
| 10,63 | 1,91 | 39,53 | 0,62 | 1,35 | |||
| 9,12 | 1,68 | 40,41 | 0,76 | 1,39 | |||
| 25,83 | 1,94 | 102,96 | 0,73 | 1,16 | |||
| 23,39 | 1,89 | 37,02 | 0,71 | 1,27 | |||
| 14,68 | 1,94 | 45,74 | 0,69 | 1,16 | |||
| 10,05 | 2,06 | 40,07 | 0,73 | 1,25 | |||
| 13,99 | 1,96 | 45,44 | 0,68 | 1,13 | |||
| 9,68 | 1,02 | 41,08 | 0,74 | 1,1 | |||
| 10,03 | 1,85 | 136,14 | 0,66 | 1,15 | |||
| 9,13 | 0,88 | 42,39 | 0,72 | 1,23 | |||
| 5,37 | 0,62 | 37,39 | 0,68 | 1,39 | |||
| 9,86 | 1,09 | 101,78 | 0,77 | 1,38 | |||
| 12,62 | 1,6 | 47,55 | 0,78 | 1,35 | |||
| 5,02 | 1,53 | 32,61 | 0,78 | 1,42 | |||
| 21,18 | 1,4 | 103,25 | 0,81 | 1,37 | |||
| 25,17 | 2,22 | 38,95 | 0,79 | 1,41 | |||
| 19,4 | 1,32 | 81,32 | 0,77 | 1,35 | |||
| 1,48 | 67,26 | 0,78 | 1,48 | ||||
| 6,57 | 0,68 | 59,92 | 0,72 | 1,24 | |||
| 14,19 | 2,3 | 107,34 | 0,79 | 1,40 | |||
| 15,81 | 1,37 | 512,6 | 0,77 | 1,45 | |||
| 5,23 | 1,51 | 53,81 | 0,8 | 1,4 | |||
| 7,99 | 1,43 | 80,83 | 0,71 | 1,28 | |||
| 17,5 | 1,82 | 59,42 | 0,79 | 1,33 | |||
| 17,16 | 2,62 | 36,96 | 0,76 | 1,22 | |||
| 14,54 | 1,75 | 91,43 | 0,78 | 1,28 | |||
| 6,24 | 1,54 | 17,16 | 0,62 | 1,47 | |||
| 12,08 | 2,25 | 27,29 | 0,75 | 1,27 | |||
| 9,49 | 1,07 | 184,33 | 0,71 | 1,51 | |||
| 9,28 | 1,44 | 58,42 | 0,74 | 1,46 | |||
| 11,42 | 1,4 | 59,4 | 0,65 | 1,27 | |||
| 10,31 | 1,31 | 49,63 | 0,66 | 1,43 | |||
| 8,65 | 1,12 | 391,27 | 0,84 | 1,5 | |||
| 10,94 | 1,16 | 258,62 | 0,74 | 1,35 | |||
| 9,87 | 0,88 | 75,66 | 0,75 | 1,41 | |||
| 6,14 | 1,07 | 123,68 | 0,75 | 1,47 | |||
| 12,93 | 1,24 | 37,21 | 0,79 | 1,35 | |||
| 9,78 | 1,49 | 53,37 | 0,72 | 1,4 | |||
| 13,22 | 2,03 | 32,87 | 0,7 | 1,2 | |||
| 17,29 | 1,84 | 45,63 | 0,66 | 1,15 | |||
| 7,11 | 1,22 | 48,41 | 0,69 | 1,09 | |||
| 22,49 | 1,72 | 13,58 | 0,71 | 1,26 | |||
| 12,14 | 1,75 | 63,99 | 0,73 | 1,36 | |||
| 15,25 | 1,46 | 104,55 | 0,65 | 1,15 | |||
| 31,34 | 1,6 | 222,11 | 0,82 | 1,87 | |||
| 11,56 | 1,47 | 25,76 | 0,8 | 1,17 | |||
| 30,14 | 1,38 | 29,52 | 0,83 | 1,61 | |||
| 19,71 | 1,41 | 41,99 | 0,7 | 1,34 | |||
| 23,56 | 1,39 | 78,11 | 0,74 | 1,22 |
1.Составить корреляционную матрицу. Скорректировать набор независимых переменных (отобрать 2 фактора).
Рассмотрим результативный признак Y3 и факторные признаки Х10, X12, Х5, Х7, Х13 .
Составим корреляционную матрицу с помощью опции «Анализ данных→Корреляция» в MS Excel:
| Y3 | X10 | X12 | X5 | X7 | X13 | |
| Y3 | 1,0000 | 0,3653 | 0,0185 | 0,2891 | 0,1736 | 0,0828 |
| X10 | 0,3653 | 1,0000 | -0,2198 | -0,0166 | -0,2061 | -0,0627 |
| X12 | 0,0185 | -0,2198 | 1,0000 | 0,2392 | 0,3796 | 0,6308 |
| X5 | 0,2891 | -0,0166 | 0,2392 | 1,0000 | 0,4147 | 0,0883 |
| X7 | 0,1736 | -0,2061 | 0,3796 | 0,4147 | 1,0000 | 0,1939 |
| X13 | 0,0828 | -0,0627 | 0,6308 | 0,0883 | 0,1939 | 1,0000 |
Отбираем 2 фактора по критериям:
1) связь Y и X должна быть максимальной
2) связь между Xми должна быть наименьшей
Таким образом, в следующих пунктах работа будет производиться с факторами X10 , X5.
Построение уравнения множественной линейной регрессии. Интерпретация параметров уравнения.
2. Построить уравнение множественной линейной регрессии. Дать интерпретацию параметров уравнения.
Составим регрессионную модель с помощью пакета анализа «Анализ данных→Регрессия» в MS Excel:
| Коэффициенты | |
| Y | -20,7163 |
| X 10 | 5,7169 |
| X 5 | 34,9321 |
Уравнение регрессии будет выглядеть следующим образом:
ŷ = b 0 + b 10 * x 10 + b 5 * x 5
ŷ = -20,7163-5,7169* x 10 +34,9321* x 5
1) b10 положительный;
2) b5 положительный;
Коэффициент детерминации, множественный коэффициент корреляции
3. Найти коэффициент детерминации, множественный коэффициент корреляции. Сделать выводы.
В регрессионном анализе, выполненном с помощью пакета анализа «Анализ данных→Регрессия» в MS Excel, найдём таблицу «Регрессионная статистика»:
Множественный R-связь между Y3 и X10,X5 слабая
R-квадрат-22,05% вариации признака Y объясняется вариацией признаков X10 и X5
Оценка качества уравнения множественной линейной регрессии
4. Оценить качество уравнения множественной линейной регрессии:
Средняя относительная ошибка аппроксимации
4.1. Найти среднюю относительную ошибку аппроксимации. Сделать выводы.
Рассчитаем прогнозные значения для каждого наблюдения или воспользуемся столбцом «Предсказанное У» в таблице «Вывод остатка» в регрессионном анализе, выполненном с помощью пакета анализа «Анализ данных→Регрессия» в MS Excel)
Вычислим относительные ошибки для каждого наблюдения по формуле:
Вычислим среднюю относительную ошибку аппроксимации по формуле:
Вывод: 20% < А < 50%, качество уравнения среднее (удовлетворительное).
