Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Эконометрика

.pdf
Скачиваний:
127
Добавлен:
12.03.2016
Размер:
1.94 Mб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I»

Факультет бухгалтерского учета и финансов

В. И. Тинякова, Л. А. Шишкина

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ЭКОНОМЕТРИКЕ

Воронеж

2013

1

Рецензенты:

Гоцев Д.В. доктор физ.-мат. наук, профкссор кафедры теоретической и прикладной механики ф-та ПММ Воронежского государственного универсистета.

Улезько А.В. доктор экон. наук, зав. кафедрой ИОМАС ФГБОУ ВПО ВГАУ им. императора Петра I.

Тинякова В.И., Шишкина Л.А.

Компьютерный практикум по эконометрике: учебное пособие / В.И. Тинякова, Л.А. Шишкина – Воронеж: ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ, 2013. – 115 с.

В учебное пособие включены основные темы, необходимые для изучения базового курса эконометрики. Его отличительной особенностью является содержательная постановка решаемых прогнозных задач. Ориентация на выполнение расчетов в MS Excel обеспечивает более глубокое понимание алгоритмов построения эконометрических моделей.

Пособие подготовлено на кафедре прикладной математики и математических методов в экономике Воронежского государственного аграраного университета имени императора Петра I.

Пособие предназначено для студентов 1-го курса очного отделения факультетов экономики и менеджмента и бухгалтерского учета и финансов направления 080100.68 «Экономика» квалификация (степень) магистр.

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1. Классический регрессионный анализ . . . . . . . . . . . . . . 5

1.1. Парная регрессия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.2. Множественная регрессия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2. Мультиколлинеарность факторов. . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3. Обобщенная схема регрессионного анализа. . . . . . . . . 36

3.2. Гетероскедастичность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.2. Автокоррелированность остатков . . . . . . . . . . . . . . . 48

4. Моделирование временных рядов . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

4.1. Трендовые модели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4.2. Моделирование сезонных колебаний . . . . . . . . . . . . 61 4.3. Модели распределенных лагов. . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 4.4. Авторегрессионные модели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

5. Системы регрессионных уравнений . . . . . . . . . . . . . . . . 88

Список литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Приложения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Компьютерное моделирование экономических процессов становится не только обязательным, но и наиболее востребованным элементом подготовки современного экономиста. Данное пособие целиком посвящено этому вопросу. Главным образом оно ориентировано на формирование у студентов навыков практического выполнения достаточно сложного комплекса расчетов по построению эконометрических моделей и проведению с ними вычислительных экспериментов.

В пособие включены задания по всем темам, предусмотренным рабочей программой курса. Задания по каждой теме содержат справочную информацию по расчетным формулам и методам, используемым при выполнении заданий. Чтобы облегчить понимание и ускорить овладение учебным материалом, в начале каждой темы приведено подробное решение типового задания с соответствующим выводом результатов. Навыки, полученные при решении типового задания, закрепляются в процессе самостоятельной работы над выполнением контрольного задания.

Выполнение всех заданий предполагает использование табличного процессора Excel. Ориентация на Excel обусловлена следующими моментами. Во-первых, это очень мощный, достаточно универсальный табличный процессор, включающий в себя надстройку «Пакет анализа» и библиотеку из множества функций. Кроме того, он является тем самым программным продуктом, в котором современный специиалист проводит основную массу своих расчетов. Во-вторых, Excel предоставляет студентам возможность «прочувствовать» все детали и тонкости изучаемых методов, что естественным образом повышает уровень усвояемости учебного материала.

4

1. КЛАССИЧЕСКИЙ РЕГРЕССИОННЫЙ АНАЛИЗ

1.1. ПАРНАЯ РЕГРЕССИЯ

1.1.1. Расчетные формулы

1.1.1.1. Оценки коэффициентов однофакторной регрессионной модели

 

 

 

 

 

ˆ

 

 

 

xy

x

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

ˆ

 

 

 

 

 

 

 

ˆ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

b y

b x,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

x2

x

2

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

N

 

 

 

 

 

 

 

1 N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

,

x

 

y

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xy

 

 

x

y

 

x

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N i 1 i

 

 

 

 

 

 

 

N i 1

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N i 1

 

i

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N i 1

i

 

x– независимая переменная,

 

 

y– зависимая переменная,

N – чис-

ло элементов выборочной совокупности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.1.2. Коэффициент корреляции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x

 

y

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r b

 

 

 

xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xy

1

y

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где x, y – среднеквадратические ошибки, вычисляемые по

 

формулам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

1

 

xi2

x

2 ,

y

1

 

 

yi2

y

2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.1.3. Коэффициент детерминации

Dr2 .

1.1.1.4.Дисперсионное отношение Фишера (F-критерий)

F

расч

 

(yˆ

y

)2 /m

 

rxy2

(n 2),

 

(y yˆ)2 /(n m 1)

 

 

 

 

1 r2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xy

 

 

 

где yˆ – расчетное значение зависимой переменной (например,

для случая линейной однофакторной модели

yˆ bˆ

bˆ x),

n – число

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

 

элементов выборочной совокупности, m – число факторов. 1.1.1.5. Стандартные ошибки параметров линейной регрессии

sb

(y yˆ)2

/(n 2)

 

 

S2

 

 

 

 

S

ост

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ост

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

(x x)2

 

 

 

(x x)2

x n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

s

x2

 

 

 

(y yˆ)2

 

S2

x2

S

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b0

 

 

 

2

 

 

 

 

(n 2)

 

 

ост

2

2

 

 

 

ост

n x

 

 

n (x x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n x

 

 

 

 

 

 

 

 

где Sост2 – остаточная дисперсия, рассчитываемая по формуле

 

 

 

 

y

ˆ

2

S2

 

 

y

.

 

 

 

 

ост

 

n m

1

 

1.1.1.6. t-статистики Стьюдента

5

tb

 

b0

,

tb

 

b1

.

 

 

 

0

 

sb

1

 

sb

 

0

 

 

1

 

1.1.1.7. Доверительные интервалы для коэффициентов регрессии

bˆ

 

b

b bˆ

 

b

,

bˆ

 

b

b bˆ

 

b

,

0

 

0 0

 

 

1

 

1 1

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

 

1

 

 

1

 

где b0 , b1 – предельные ошибки, рассчитываемые по формулам

b

tтаблsb ,

b

tтаблsb ,

0

0

1

1

tтабл– табличное значение t-статистики. 1.1.1.8. Индекс корреляции

(y yˆ)2 pxy 1 (y y)2 .

1.1.1.9. Усредненное значение коэффициента эластичности

E bˆ1 x . y

1.1.1.10. Доверительные интервалы прогноза

yˆ

n L

t S

ост

 

n 1

 

xl

 

x

2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n

xt

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

где L– период упреждения,

 

 

 

t 1

 

 

 

 

 

 

l n L.

 

 

 

 

 

 

1.1.2. Решение типовой задачи

Задание 1.1.2.1. ОАО «ЮВЖД» вынуждено периодически повышать цены на свои услуги. То, что повышение цен явно негативным образом влияет на число пассажиров, пользующихся услугами железной дороги, можно понять, проанализировав, в частности, данные табл. 1.1.2.1.

 

 

 

Т а б л и ц а 1.1.2.1

Стоимость проезда

Среднемесячное

Стоимость проезда

 

Среднемесячное

1 чел. в поезде Во-

число пассажиров

1 чел. в поезде Во-

 

число пассажиров

ронеж - Москва,

поезда Воронеж-

ронеж - Москва,

 

поезда Воронеж-

руб.

Москва

руб.

 

Москва

180

12390

460

 

11460

180

12600

460

 

11010

230

11910

460

 

10620

230

11940

575

 

9690

230

11580

575

 

9510

345

11730

685

 

9870

345

11490

685

 

8910

345

11400

685

 

8580

Несмотря на это, руководство «ЮВЖД» планирует в следующем периоде поднять цены на билеты для пассажиров поезда Воронеж – Москва. В связи с этим было решено поручить студенту экономиче-

6

ского факультета, проходящего практику в отделе экономического анализа управления юго-восточной железной дороги, известным ему методом спрогнозировать среднемесячное число пассажиров поезда при условии, что билет на этот поезд будет стоить 690 руб. Студентпрактикант решил применить к имеющимся данным регрессионный анализ и, воспользовавшись его результатами, получить требуемую прогнозную оценку.

Решение с помощью MS Excel

1.Ввод исходных данных.

2.Подготовка данных для расчета оценок коэффициентов линейной регрессии и оформление их в виде табл. 1.1.2.2.

Т а б л и ц а 1.1.2.2

№ п.п.

x

 

 

 

y

x2

 

xy

 

y2

1.

180

 

 

12390

32400

 

2230200

 

153512100

2.

180

 

 

12600

32400

 

2268000

 

158760000

3.

230

 

 

11910

52900

 

2739300

 

141848100

4.

230

 

 

11940

52900

 

2746200

 

142563600

5.

230

 

 

11580

52900

 

2663400

 

134096400

6.

345

 

 

11730

119025

 

4046850

 

137592900

7.

345

 

 

11490

119025

 

3964050

 

132020100

8.

345

 

 

11400

119025

 

3933000

 

129960000

9.

460

 

 

11460

211600

 

5271600

 

131331600

10.

460

 

 

11010

211600

 

5064600

 

121220100

11.

460

 

 

10620

211600

 

4885200

 

112784400

12.

575

 

 

9690

330625

 

5571750

 

93896100

13.

575

 

 

9510

330625

 

5468250

 

90440100

14.

685

 

 

9870

469225

 

6760950

 

97416900

15.

685

 

 

8910

469225

 

6103350

 

79388100

16.

685

 

 

8580

469225

 

5877300

 

73616400

Средние

416,88

 

 

10918,13

205268,75

 

4349625,00

 

120652931,25

значения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет оценок коэффициентов регрессии

 

 

 

 

 

ˆ

 

4349625,00 416,88 10918,13

6,41,

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

205268,75 416,882

 

 

 

 

 

 

bˆ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10918,13 ( 6,41) 416,88 13591,04.

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, построенная модель может быть записана в виде y 13591,04 6,41x.

Коэффициент b1 этой модели показывает, что в среднем увеличение стоимости проезда на 1 руб. приводит к уменьшению числа пассажиров на 6 человек.

4.Расчет коэффициентов корреляции и детерминации

7

x 205268,75 416,882 177,41;

y 120652931,25 10918,13 1203,11;

r 6,41

177,41

 

0,94;

D ( 0,94)2 100 89%.

 

1203,11

 

 

Коэффициент корреляции достаточно высокий, что свидетельствует о существенной зависимости среднемесячного числа пассажиров от стоимости проезда. Коэффициент детерминации также достаточно высокий, он показывает, что число пассажиров объясняется стоимостью проезда на 89%.

5.Расчет дисперсионного отношения Фишера

0,94 2

Fрасч 1 0,94 2 (16 2) 118,33.

Сравнение расчетного значения F-критерия с табличным F1;14 4,60 для 95%-го уровня значимости (см. Приложение) позволя-

ет сделать вывод об адекватности построенной модели.

6. Расчет стандартных ошибок по формулам (1.1.1.5), в которых

используется средняя квадратическая ошибка

Sост, вычисленная в

соответствии с данными табл. 1.1.2.3.

Т а б л и ц а 1.1.2.3

 

 

 

 

№ п.п.

x

y

yˆ

 

y yˆ 2

1.

180

12390

12436,92

 

2201,04

2.

180

12600

12436,92

 

26596,64

3.

230

11910

12116,33

 

42570,52

4.

230

11940

12116,33

 

31090,95

5.

230

11580

12116,33

 

287645,85

6.

345

11730

11378,97

 

123220,91

7.

345

11490

11378,97

 

12327,30

8.

345

11400

11378,97

 

442,19

9.

460

11460

10641,62

 

669750,71

10.

460

11010

10641,62

 

135706,02

11.

460

10620

10641,62

 

467,30

12.

575

9690

9904,26

 

45908,38

13.

575

9510

9904,26

 

155442,84

14.

685

9870

9198,97

 

450285,72

15.

685

8910

9198,97

 

83501,74

16.

685

8580

9198,97

 

383119,74

 

 

 

y yˆ 2

 

2450277,85

 

 

 

Sост

 

418,35

8

s

ˆ

418,35

3284300

267,05

,

sˆ

 

418,35

 

0,59.

177,4116

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

177,41

16

b

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Расчет t-статистик Стьюдента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tˆ

 

13591,04

50,89,

 

tˆ

 

6,41

10,88.

 

 

b0

267,05

 

 

b1

 

0,59

 

 

 

 

 

Сравнение расчетных значений с табличным t14;0,05 2,1448 (см. Приложение) подтверждает значимость коэффициентов регрессии.

8. Расчет доверительных границ для коэффициентов регрессии

ˆ

2,1448 267,05 572,78,

ˆ

2,1448 0,59 1,26,

b

 

 

b

 

 

 

0

 

 

1

 

 

 

13591,04 572,78 bˆ

13591,04 572,78;

13018,26 bˆ

14163,81;

 

0

 

 

 

0

 

6,41 1,26 bˆ 6,41 1,26;

7,67 bˆ

5,15.

 

 

1

 

1

 

 

9. Построение линейного уравнения регрессии и расчет всех его характеристик с помощью пакета «Анализ данных» Excel. Для этого сначала необходимо проверить доступ к пакету анализа (см. рис. 1.1.2.1), а затем выполнить действия по построению регрессионного уравнения (см. рис. 1.1.2.2). Результат применения инструмента «Регрессия» представлен на рис. 1.1.2.3.

Р и с. 1.1.2.1. Подключение надстройки Пакет анализа

9

10. Получение прогнозной оценки числа пассажиров yˆ 13591,04 6,41 690 9167.

11. Расчет доверительных границ прогнозной оценки

9167 2,1448 418,35

 

16 1

 

 

 

(690 416,88)

2

 

 

8180,

16

503743,75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9167 2,1448 418,35

 

16 1

 

(690 416,88)

2

 

 

10154.

 

 

 

 

 

16

 

 

503743,75

 

 

 

 

Ри с. 1.1.2.2. Построение регрессионного уравнения

спомощью пакета «Анализ данных» MS Excel

10