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.
Сравнение показывает:
|t(a)| = 2,69 > tкр=2,31, следовательно, свободный коэффициент a является значимым, его следует сохранить в модели.
|t(b)| =26,71> tкр=2,31, коэффициент регрессии b является значимым, его нельзя исключить из модели.
5. Вычислить коэффициент детерминации, проверить значимость уравнения регрессии с помощью F-критерия Фишера (α=5%), найти среднюю относительную ошибку аппроксимации. Сделать вывод о качестве модели.
Коэффициент детерминации R-квадрат определен программой РЕГРЕССИЯ и составляет R2=0,9889=98,8% (таблица 3).
Таким образом, вариация объема выпуска продукции Y на 98,8% объясняется по полученному уравнению изменением объема капиталовложений X.
Проверим значимость полученного уравнения с помощью F – критерия Фишера.
F-статистика определена программой РЕГРЕССИЯ (таблица 4) и составляет F =713,17.
Критическое значение Fкр=5,32 найдено для уровня значимости α =5% и чисел степеней свободы k1=1, k2 =8. (функция FРАСПОБР).
Сравнение показывает: Fкр=5,32 < F =713,17; следовательно, уравнение модели является значимым, его использование целесообразно, зависимая переменная Y достаточно хорошо описывается включенной в модель факторной переменной Х.
Для вычисления средней относительной ошибки аппроксимации дополним таблицу 5 столбцом относительных погрешностей, которые вычислим по формуле с помощью функции ABS (таблица 9).
Таблица 9
Вспомогательные расчеты
Наблюдение | Предсказанное Y | Остатки | Относительная погрешность |
1 | 104,8774 | -0,8773584906 | 0,843614 |
2 | 111,4586 | -4,4586357039 | 4,166949 |
3 | 113,6524 | 2,3476052250 | 2,023798 |
4 | 129,0087 | 3,9912917271 | 3,000971 |
5 | 131,2025 | 0,7975326560 | 0,604191 |
6 | 144,365 | 0,6349782293 | 0,437916 |
7 | 161,9151 | 1,0849056604 | 0,665586 |
8 | 161,9151 | -2,9150943396 | 1,833393 |
9 | 164,1089 | -2,1088534107 | 1,301761 |
10 | 168,4964 | 1,5036284470 | 0,884487 |
|
| Eср.отн | 1,576267 |
По столбцу относительных погрешностей найдем среднее значение Eср.отн =1,58% (функция СРЗНАЧ).
Сравним: 1,58%< 5%, следовательно, модель является точной.
ВЫВОД: на основании проверки предпосылок МНК, критериев Стьюдента и Фишера и величины коэффициента детерминации модель можно считать адекватной и точной. Использовать такую модель для прогнозирования в реальных условиях целесообразно.
6. Осуществим прогнозирование среднего значения показателя Y при уровне значимости α =0,1, если прогнозное значение фактора Х составит 80% от его максимального значения.
Согласно условию задачи прогнозное значение факторной переменной Х составит =67,2 (хmax=84; Х*=84*0,8=67,2). Рассчитаем по уравнению модели точечное прогнозное значение показателя Y*:
Таким образом, если объем капиталовложений составит 67,2 млн. руб., то ожидаемая сумма объема выпуска продукции будет около 131,64 млн. руб.
Зададим доверительную вероятность γ =1-α и построим доверительный прогнозный интервал для среднего значения Y*.
Для этого нужно рассчитать стандартную ошибку прогнозирования
Предварительно подготовим:
Стандартную ошибку модели SE =2,727 (таблица 3)
По столбцу исходных данных Х найдем среднее значение Х =70,6 (функция СРЗНАЧ)
определим (функция КВАДРОТКЛ).
Следовательно, стандартная ошибка прогнозирования для среднего значения составляет:
При tкр(10%,8)=1,86 размах доверительного интервала для среднего значения:
Границами прогнозного интервала будут
Таким образом, с надежностью 90% можно утверждать, что если объем капиталовложений составит 67,2 млн. руб., то ожидаемая средняя сумма объема выпуска продукции будет от 129,96 до 133,33 млн. руб.
7. Представим графически: фактические и модельные значения Y; результаты прогнозирования.
Для построения чертежа используем Мастер диаграмм (точечная) – покажем исходные данные. Покажем на графике результаты прогнозирования. Для этого добавим ряд:
Имя → прогноз; значения X→x*;значения Y→y*;
Затем с помощью опции Добавить линию тренда построим линию модели:
тип →линейная; параметры →показывать уравнение на диаграмме.
8. Составим уравнения нелинейной регрессии: гиперболической, степенной, показательной. Приведем графики построенных уравнений регрессии.
Гиперболическая модель не является стандартной.
Обозначим и получим вспомогательную модель . Вспомогательная модель является линейной. Ее можно построить с помощью программы РЕГРЕССИЯ, предварительно подготовив исходные данные: столбец значений уi (остается без изменений) и столбец преобразованных значений (таблица 10).
Таблица 10
X | Y | 1/X |
55 | 104 | 0,018182 |
58 | 107 | 0,017241 |
59 | 116 | 0,016949 |
66 | 133 | 0,015152 |
67 | 132 | 0,014925 |
73 | 145 | 0,013699 |
81 | 163 | 0,012346 |
81 | 159 | 0,012346 |
82 | 162 | 0,012195 |
84 | 170 | 0,011905 |
С помощью программы РЕГРЕССИЯ получим
| Коэффициенты |
Y-пересечение | 288,8262 |
1/X | -10330,3 |
Таким образом, а=288,8262; b=-10330,3, следовательно, уравнение гиперболической модели .
С помощью полученного уравнения рассчитаем теоретические значения yTi для каждого уровня исходных данных хi.
Покажем линию гиперболической модели на графике. Для этого добавим к ряду исходных данных (хi ,yi) ряд теоретических значений (хi, yTi).
Рисунок 2
Степенная модель является стандартной. Для ее построения используем Мастер диаграмм: Исходные данные покажем с помощью точечной диаграммы, затем добавим линию степенного тренда и выведем на диаграмму уравнение модели.
Рисунок 3
Таким образом, уравнение степенной модели .
Показательная модель тоже стандартная (экспоненциальная). Построим ее с помощью Мастера диаграмм.
Рисунок 4
Можно вычислить b=e0.0162 =1,016332 (функция EXP), тогда уравнение показательной модели.
9. Для указанных моделей найдем коэффициенты детерминации и средние относительные ошибки аппроксимации. Сравним модели по этим характеристикам и сделаем вывод.
Заполним для каждой модели расчетную таблицу, в которую занесем теоретические значения , найденные по соответствующему уравнению для каждого уровня исходных данных xi; ошибки модели и относительные погрешности (таблицы 11-13).
Среднюю относительную погрешность найдем по столбцу с помощью функции СРЗНАЧ.
Индекс детерминации вычислим по формуле, для чего подготовим числитель дроби ∑ Ei2 – функция СУММКВ для столбца ошибок и знаменатель– функция КВАДРОТКЛ для столбца Y.
Таблица 11
Гиперболическая модель | |||||||
X | Y | 1/X | Ут | Е | Еотн | ||
55 | 104 | 0,018182 | 101,00 | 2,9971 | 0,0288 | ||
58 | 107 | 0,017241 | 110,72 | -3,7179 | 0,0347 | ||
59 | 116 | 0,016949 | 113,74 | 2,2633 | 0,0195 | ||
66 | 133 | 0,015152 | 132,31 | 0,6932 | 0,0052 | ||
67 | 132 | 0,014925 | 134,64 | -2,6429 | 0,0200 | ||
73 | 145 | 0,013699 | 147,32 | -2,3155 | 0,0160 | квадроткл(Y)= | 5364,9 |
81 | 163 | 0,012346 | 161,29 | 1,7082 | 0,0105 | суммкв(Е)= | 66,89 |
81 | 159 | 0,012346 | 161,29 | -2,2918 | 0,0144 | R-квадрат= | 0,98753 |
82 | 162 | 0,012195 | 162,85 | -0,8471 | 0,0052 | Еср.отн.= | 1,788 |
84 | 170 | 0,011905 | 165,85 | 4,1534 | 0,0244 |