Obliczanie błędu standardowego


1

Rozważ model regresji w formularzu:

yi=α+β1Xi+ui (1)

Dano mi i wiem, że OLS szacuje na i i za pomocą tego muszę obliczyć standardowe błędy oszacowań parametrów.var(ui|Xi)=10αβ

Śledzę książkę Hayashi i wiem o tym

se(bk)=(s2(X′X)kk−1)

Gdzie jest oszacowanym parametrem zainteresowania. Wiem ale to, co mnie dezorientuje, polega na przejściu od danego modelu do wyrażania go w notacji macierzowej i że nie wykorzystuje to wariancji terminu błędu.bk(X′X)−1

Mogę wyrazić (1) jako a ponieważ ale czy jest to równe ?Y=Xβ+uvar(ui|Xi)=var(yi−α−β2Xi|Xi)var(Y−Xβ|X)

Jeśli tak, mogę wyrazić jako gdzie . I czy mógłbym wykorzystać fakt, żevar(ui|Xi)=10σ2Inσ2=10

var(bk|X)=(X′X)−1X′σ2InX(X′X)−1

Aby znaleźć standardowe błędy zainteresowania.

Odpowiedzi:


5

Twoja notacja jest trochę wszędzie, więc postaram się ją ujednolicić dla ogólnego przypadku.

Niech będzie macierzą regresji (która zawiera kolumnę 1s dla terminu przechwytującego), a będzie wektorem współczynników, które zostaną oszacowane za pomocą OLS (który obejmuje termin przechwytujący). , dla wszystkich . Zatem błędy są homoscedastyczne (stała wariancja), a macierz wariancji-kowariancji błędów ma wpisy diagonalne, które są równe . Ponadto, jeśli założymy, że warunki błędu nie są skorelowane szeregowo, wówczas poza-diagonalne warunki kowariancji dla wszystkich w macierzy wariancji-kowariancjiXβVar(ui|X)=10=σ2iΩσ2Cov(ui,uj|X)i≠jΩ są zero.

Są to dwa standardowe założenia Gaussa-Markowa zastosowane do ustalenia NIEBIESKOŚCI estymatora OLS. Zgodnie z tymi założeniami jestΩ

E[uu′|X]=[σ2σ20⋱0σ2σ2]=σ2I.

Aby uzyskać wariancję szacunków OLS , najpierw zauważ tob=β^

b=(X′X)−1X′y=(X′X)−1X′(Xβ+u)=β+(X′X)−1X′u⟹b−β=(X′X)−1X′u,

używając . Następnie,y=Xβ+u

Var(b|X)=E[(b−β)(b−β)′|X]=E[(X′X)−1X′u((X′X)−1X′u)′|X]=E[(X′X)−1X′uu′X(X′X)−1|X]=(X′X)−1X′E[uu′|X]X(X′X)−1.

Przypomnijmy jednak, że otrzymaliśmy poprzez założenie błędów sferycznych Gaussa-Markowa . Zatem przez podstawienieE[uu′|X]=σ2I

Var(b|X)=(X′X)−1X′E[uu′|X]X(X′X)−1=(X′X)−1X′(σ2I)X(X′X)−1=σ2(X′X)−1X′X(X′X)−1⟹Var(b)=σ2(X′X)−1.

Odchylenie standardowe jest tylko pierwiastkiem kwadratowym wariancji lubb

sd(b)=σ2(X′X)−1.

Aby znaleźć standardowe odchylenie szacowanego współczynnika w , , po prostu wyodrębniamy element przekątny z , oznaczony jako :kthbbkkth(X′X)−1(X′X)kk−1

sd(bk)=σ2(X′X)kk−1.


σ2 jest (powszechną) wariancją błędów i niestety ta wartość nie jest obserwowana w naszej próbce. W twoim pytaniu wydaje się jednak, że ta wartość jest właśnie podana bezpośrednio - to . Ogólnie jednak należy oszacować na podstawie danych . Okazuje się, że biorąc pod uwagę błędy homoscedastyczne, obiektywnym estymatorem jest10σ2σ2

s2=e′en−P,

gdzie jest liczbą obserwacji, jest liczbą kolumn w , a ; to znaczy wektor reszt .nPXe=u^y−Xb

Zatem błąd standardowybk jest szacowany na

se(bk)=s2(X′X)kk−1,

co jest wynikiem Hayashi.


1
Dziękuję bardzo za dokładne wyjaśnienie! Naprawdę wszystko wyjaśniłem.
— BenBernke
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.