Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Мая 2012 в 12:38, контрольная работа
Задача
По предприятиям легкой промышленности региона получена информация, характеризующая зависимость объема выпуска продукции (Y, млн. руб.) от объема капиталовложений (X, млн.руб.)
Требуется:
1. Найти параметры уравнений линейной регрессии, дать экономическую интерпретацию коэффициента регрессии.
2. Вычислить остатки; найти остаточную сумму квадратов; оценить дисперсию остатков S2E; построить график остатков.
3. Проверить выполнение предпосылок МНК.
4. Осуществить проверку значимости параметров уравнения регрессии с помощью t- критерия Стьюдента (α =0,05).
5. Вычислить коэффициент детерминации, проверить значимость уравнения регрессии с помощью F-критерия Фишера (α =0,05) , найти среднюю относительную ошибку аппроксимации. Сделать вывод о качестве модели.
6. Осуществить прогнозирование среднего значения показателя Y при уровне значимости α =0,1, если прогнозное значения фактора X составит 80 % от его максимального значения.
7. Представить графически: фактические и модельные значения Y точки прогноза.
8. Составить уравнения нелинейной регрессии:
• гиперболической;
• степенной;
• показательной;
Привести графики построенных уравнений регрессии.
9. Для указанных моделей найти коэффициенты детерминации, коэффициенты эластичности и средние относительные ошибки аппроксимации. Сравнить модели по этим характеристикам и сделать вывод.
Таблица 6
ВЫВОД ОСТАТКА | ||
Наблюдение | Предсказанное Y | Остатки |
1 | 104,877 | -0,87736 |
2 | 111,459 | -4,45864 |
3 | 113,652 | 2,347605 |
4 | 129,009 | 3,991292 |
5 | 131,202 | 0,797533 |
6 | 144,365 | 0,634978 |
7 | 161,915 | 1,084906 |
8 | 161,915 | -2,91509 |
9 | 164,109 | -2,10885 |
10 | 168,496 | 1,503628 |
Коэффициенты модели содержаться в таблице 5 (столбец коэффициенты).
Таким образом, модель построена, и ее уравнение имеет вид
Yт = (-15,7794)+2,193759х
Коэффициент регрессии b=2,19 показывает, что при увеличении объема капиталовложений (Х) на 1 млн. руб. выпуск продукции увеличится в среднем на 2,19 млн. руб.
Свободный член a=(-15,7794) в данном уравнении экономического смысла не имеет.
2. Вычислим остатки; найдем остаточную сумму квадратов; оценим дисперсию остатков ; построим график остатков.
Остатки модели содержаться в столбце Остатки итогов программы РЕГРЕССИЯ (таблица 6).
Программой РЕГРЕССИЯ найдены также остаточная сумма квадратов SSост =59,51306 и дисперсия остатков MSост =7,4391328 (таблица 4).
График остатков выводится автоматически программой РЕГРЕССИЯ (необходимо отметить это условие при использование программы).
Рисунок 1
3. Проверим выполнение предпосылок МНК.
Предпосылками построения классической линейной регрессионной модели являются четыре условия, известные как условия Гаусса-Маркова.
1) В эконометрической модели слагаемое - случайная величина, которая выражает случайный характер результирующего признака Y.
2) Математическое ожидание случайного члена в любом наблюдении равно нулю, а дисперсия постоянна.
3) Случайные составляющие в разных наблюдениях независимы (некоррелированы).
4) Распределение случайной составляющей является нормальным.
1) Проведем проверку случайности остаточной компоненты по критерию поворотных точек.
Количество поворотных точек определим по графику остатков; р=5.
Вычислим критическое значение р по формуле
При n=10 найдем p кр = [2,97]=2.
Выводы:
Сравним р=5>ркр=2, следовательно, свойство случайности ряда остатков выполняется.
2) Равенство нулю математического ожидания остаточной компоненты для линейной модели, коэффициенты которой определены по методу наименьших квадратов, выполняется автоматически.
С помощью функции СРЗНАЧ для ряда остатков можно проверить: .
Свойство постоянства дисперсии остаточной компоненты проверим по критерию Голдфельда - Квандта.
В упорядоченных по возрастанию переменной Х исходных данных (n=10) выделим первые 4 и последние 4 уровней, средние 2 уровня не рассматриваем.
С помощью программы РЕГРЕССИЯ построим модель по первым четырем наблюдениям (регрессия-1), для этой модели остаточная сумма квадратов SS1=22,55385.
Таблица 7
Дисперсионный анализ | |||||
| df | SS | MS | F | Значимость F |
Регрессия | 1 | 487,4462 | 487,4462 | 43,2251 | 0,022362 |
Остаток | 2 | 22,55385 | 11,27692 |
|
|
Итого | 3 | 510 |
|
|
|
С помощью программы РЕГРЕССИЯ построим модель по последним четырем наблюдениям (регрессия-2), для этой модели остаточная сумма квадратов SS2=11.
Таблица 8
Дисперсионный анализ | |||||
| df | SS | MS | F | Значимость F |
Регрессия | 1 | 54 | 54 | 9,818182 | 0,088535 |
Остаток | 2 | 11 | 5,5 |
|
|
Итого | 3 | 65 |
|
|
|
Рассчитаем статистику критерия:
Критическое значение при уровне значимости α=5% и числах степеней свободы составляет Fкр=19.(Функция FРАСПОБР)
Выводы:
Сравним F=2,05< Fкр=19, следовательно, свойство постоянства дисперсии остатков выполняется, гипотеза об отсутствии гетероскедастичности принимается, модель можно считать гомоскедастичной.
3) Для проверки независимости уровней ряда остатков используем критерий Дарбина-Уотсона
Предварительно по столбцу остатков с помощью функции СУММКВРАЗН определим ; используем найденную программой РЕГРЕССИЯ сумму квадратов остаточной компоненты (Таблица 4) SSост=∑Ei2 =59,51306
Таким образом,
При n=10 по таблице d-критерия d1=0,88 d2=1,32
Выводы:
Полученное значение d=1,71 попадает в интервал от d2 до 2, следовательно, свойство независимости остатков выполняется.
Проверим выполнение свойства независимости ряда остатков по первому коэффициенту автокорреляции
С помощью функции СУММПРОИЗВ найдем для остатков , следовательно, .
Критическое значение для коэффициента автокорреляции определяется как отношение и составляет для данной задачи .
Выводы:
Сравнение показывает, что |r(1)|=0,12 < rкр =0,62, следовательно, ряд остатков некоррелирован.
4) Соответствие ряда остатков нормальному закону распределения проверим с помощью R/S-критерия.
С помощью функции МАКС и МИН для ряда остатков определим Emax=3,991, Emin=4,4586. Стандартная ошибка модели найдена программой РЕГРЕССИЯ и составляет Se =2,72 (таблица 3).
Тогда
Критический интервал определяется по таблице критических границ отношения R/S при n=10 составляет (2,67;3,69).
3,098 принадлежит интервалу (2,67;3,69), значит, для построенной модели свойство нормального распределения остатков выполняется.
Проведенная проверка предпосылок регрессионного анализа показала, что для модели выполняются все условия Гаусса-Маркова.
4. Осуществим проверку значимости параметров уравнения регрессии с помощью t-критерия Стьюдента (α=5%)
t-статистики для коэффициентов уравнения регрессии приведены в таблице 5. Для свободного коэффициента a=(-15,7794) определена статистика t(a) = -2,69. Для коэффициента регрессии b=2,19376 определена статистика t(b)=26,71.
Критическое значение tкр=2,31 найдено для уровня значимости α=5% и числа степеней свободы k=10-1-1=8 (функция СТЬЮДРАСПОБР).