Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Российский государственный торгово-экономический университет"
Кафедра
Таможенное дело
Контрольная работа
по дисциплине
"Экономико-математические методы и модели в таможенной статистике"
Выполнила:
студентка 5 курса,
группы ТД-51 з/о,
зачетная книжка №09369,
Миникаева Л.А.
Проверил:
проф. Ярных Э.А.
Задача
По данным за два года изучается зависимость оборота розничной торговли (Y, млрд. руб.) от ряда факторов: Х1 - денежные доходы населения, млрд. руб., Х2 - доля доходов, используемая на покупку товаров и оплату услуг, млрд. руб.; Х3 - численность безработных, млн. чел.; Х4 - официальный курс рубля по отношению к доллару США.
розничный торговля регрессионный безработный
Таблица 1
|
Месяц |
Y |
Х1 |
Х2 |
Х3 |
Х4 |
|
1 |
72,9 |
117,7 |
81,6 |
8,3 |
6,026 |
|
2 |
67,0 |
123,8 |
73,2 |
8,4 |
6,072 |
|
3 |
69,7 |
126,9 |
75,3 |
8,5 |
6,106 |
|
4 |
70,0 |
134,1 |
71,3 |
8,5 |
6,133 |
|
5 |
69,8 |
123,1 |
77,3 |
8,3 |
6,164 |
|
6 |
69,1 |
126,7 |
76,0 |
8,1 |
6,198 |
|
7 |
70,7 |
130,4 |
76,6 |
8,1 |
6,238 |
|
8 |
80,1 |
129,3 |
84,7 |
8,3 |
7,905 |
|
9 |
105,2 |
145,4 |
92,4 |
8,6 |
16,065 |
|
10 |
102,5 |
163,8 |
80,3 |
8,9 |
16,010 |
|
11 |
108,7 |
164,8 |
82,6 |
9,4 |
17,880 |
|
12 |
134,8 |
227,2 |
70,9 |
9,7 |
20,650 |
|
13 |
116,7 |
164,0 |
89,9 |
10,1 |
22,600 |
|
14 |
117,8 |
183,7 |
81,3 |
10,4 |
22,860 |
|
15 |
128,7 |
195,8 |
83,7 |
10,0 |
24,180 |
|
16 |
129,8 |
219,4 |
76,1 |
9,6 |
24,230 |
|
17 |
133,1 |
209,8 |
80,4 |
9,1 |
24,440 |
|
18 |
136,3 |
223,3 |
78,1 |
8,8 |
24,220 |
|
19 |
139,7 |
223,6 |
79,8 |
8,7 |
24,190 |
|
20 |
151,0 |
236,6 |
82,1 |
8,6 |
24,750 |
|
21 |
154,6 |
236,6 |
83,2 |
8,7 |
25,080 |
|
22 |
160,2 |
248,6 |
80,8 |
8,9 |
26,050 |
|
23 |
163,2 |
253,4 |
81,8 |
9,1 |
26,420 |
|
24 |
191,7 |
351,4 |
68,3 |
9,1 |
27,000 |
Задание:
. Для заданного набора данных постройте линейную модель множественной регрессии. Оцените точность и адекватность построенного уравнения регрессии.
. Выделите значимые и незначимые факторы в модели. Постройте уравнение регрессии со статистически значимыми факторами. Дайте экономическую интерпретацию параметров модели.
. Для полученной модели проверьте выполнение условия гомоскедастичности остатков, применив тест Голдфельда-Квандта.
. Проверьте полученную модель на наличие автокорреляции остатков с помощью теста Дарбина-Уотсона.
. Проверьте, адекватно ли предположение об однородности исходных данных в регрессионном смысле. Можно ли объединить две выборки (по первым 12 и остальным наблюдениям) в одну и рассматривать единую модель регрессии Y по X?
Решение. 1. Для нахождения параметров линейного уравнения множественной
регрессии
= a + b1X1 + b2X2 + b3X3 + b4X4 воспользуемся средствами
Excel.
Выполним команду Сервис - Анализ данных - Регрессия, зададим параметры
регрессии:
Рис. 1
В результате получим:
Рис. 2
Из рис. 2 находим
.
Уравнение регрессии примет вид:
.
квадрат - это
. В нашем примере значение
= 0,9954 свидетельствует о том, что
изменения зависимой переменной Y (оборот розничной торговли) в основном (на
99,54%) можно объяснить изменениями включенных в модель объясняющих переменных
- Х1, Х2, Х3, Х4. Такое значение свидетельствует об адекватности модели.
Значимость модели можно оценить с помощью критерия Фишера. На рис. 2
расчетное значение F-критерия Фишера находится в ячейке Е38. Для проверки
значимости уравнения регрессии в целом можно посмотреть Значимость F. На уровне
значимости a = 0,05
уравнение регрессии признается значимым в целом, если Значимость
, и незначимым, если Значимость
. В нашем примере Значимость F =
5,97Е-22, что меньше 0,05. Таким образом, полученное уравнение в целом значимо.
. В последней таблице приведены значения параметров (коэффициентов)
модели, их стандартные ошибки и расчетные значения t-критерия Стьюдента для
оценки значимости отдельных параметров модели (ячейки В42:J47).
Таблица 2
|
|
Коэффициенты |
Стандартная ошибка |
t- статистика |
P-Значение |
Нижние 95% |
Верхние 95% |
|
Y |
a = -63,123 |
|
|
0,017 |
113,438 |
|
|
Х1 |
b1 =0,495 |
|
|
2,74Е-11 |
0,419 |
|
|
Х2 |
b2 == 0,983 |
|
|
2,07Е-5 |
0,617 |
|
|
Х3 |
b3 =-1,307 |
|
|
0,377 |
-4,333 |
|
|
Х4 |
b4 =1,088 |
|
|
0,001 |
0,477 |
|
Анализ таблицы для рассматриваемого примера позволяет сделать вывод о том, что на уровне значимости a = 0,05 значимыми оказываются лишь коэффициенты при факторах Х1, Х2 и Х4, так как только для них Р-значение меньше 0,05. Таким образом, фактор Х3 не существенен, и его включение в модель нецелесообразно.
Поскольку коэффициент регрессии в эконометрических исследованиях имеют
четкую экономическую интерпретацию, то границы доверительного интервала для
коэффициента регрессии не должны содержать противоречивых результатов, как
например, -4,333
1,719. Такого рода запись указывает, что истинное значение
коэффициента регрессии одновременно содержит положительные и отрицательные
величины и даже ноль, чего не может быть. Это также подтверждает вывод о
статистической незначимости коэффициента регрессии при факторе Х3.
Исключим несущественный фактор Х3 и построим уравнение зависимости
(оборот розничной торговли) от
объясняющих переменных Х1, Х2, и Х4. Результаты регрессионного анализа
приведены на рис. 3.
Рис. 3
Оценим точность и адекватность полученной модели.
Значение
= 0,9952 свидетельствует о том, что вариация зависимой
переменной
(оборот розничной торговли) по-прежнему в основном (на
99,52%) можно объяснить вариацией включенных в модель объясняющих переменных -
Х1, Х2 и Х4. Это свидетельствует об адекватности модели.
Значение поправленного коэффициента детерминации (нормированный R2 = 0,994535) возросло по сравнению с первой моделью, в которую были включены все объясняющие переменные (0,994485).
Стандартная ошибка регрессии во втором случае меньше, чем в первом (2,7175 < 2,799).
Расчетное значение F-критерия Фишера составляет 1396,179. Значимость F = 2,17E-23, что меньше 0,05. Таким образом, полученное уравнение в целом значимо.
Далее оценим значимость отдельных параметров построенной модели. Из рис.
3 видно, что теперь на уровне значимости
все включенные в модель факторы
являются значимыми: Р-значение < 0,05.
Границы доверительного интервала для коэффициентов регрессии не содержат противоречивых результатов:
- с надежностью 0,95 (c вероятностью 95%) коэффициент b1 лежит в интервале 0,455 ≤ b1 ≤ 0,575;
- с надежностью 0,95 (c вероятностью 95%) коэффициент b2 лежит в интервале 0,731 ≤ b2 ≤ 1,38;
- с надежностью 0,95 (c вероятностью 95%) коэффициент b3 лежит в интервале 0,479 ≤ b3 ≤ 1,314.
Таким образом, модель балансовой прибыли предприятия торговли запишется в
следующем виде:
.
Рассмотрим теперь экономическую интерпретацию параметров модели.
Коэффициент b1 = 0,515, означает, что при увеличении только денежных доходов населения (Х1) на 1 млрд.руб. оборот розничной торговли в среднем возрастает на 0,515 млрд. руб. Ф; при увеличении доли доходов, используемых на покупку товаров и оплату услуг на 1 млрд. руб. оборот розничной торговли в среднем возрастет на 1,055 млрд. руб.; рост официального курса рубля по отношению к доллару США приведет к росту оборота розничной торговли в среднем на 0,897 млрд. руб.
3. Проверим выполнение условия гомоскедастичности остатков, применив тест
Голдфельда-Квандта. Гипотеза о равенстве дисперсий двух нормально
распределенных совокупностей, проверяется с помощью критерия Фишера-Снедекора.
Нулевая гипотеза (Н0) о равенстве дисперсий двух наборов по т наблюдений (т. е.
гипотеза об отсутствии гетероскедастичности) отвергается, если:
где p - число регрессоров (р = 2), m - число наблюдений, m = n/3 = 24/3 = 8.
Для множественной регрессии этот тест, как правило, проводится для той
объясняющей переменной, которая в наибольшей степени связана с у. Вычислим
коэффициенты парной корреляции (Сервис - Анализ данных - Корреляция).
Рис. 4.
По коэффициентам парной корреляции можно сделать вывод, что Х1 теснее
связан с Y, чем Х1 и Х4 (
). Упорядочим наблюдения по возрастанию переменной Х1.
Таблица 3
|
Месяц |
Y |
Х1 |
Х2 |
Х4 |
|
25 |
72,9 |
117,7 |
81,6 |
6,026 |
|
26 |
67,0 |
123,8 |
73,2 |
6,072 |
|
27 |
69,7 |
126,9 |
75,3 |
6,106 |
|
28 |
70,0 |
134,1 |
71,3 |
6,133 |
|
29 |
69,8 |
123,1 |
77,3 |
6,164 |
|
30 |
69,1 |
126,7 |
76,0 |
6,198 |
|
31 |
70,7 |
130,4 |
76,6 |
6,238 |
|
32 |
80,1 |
129,3 |
84,7 |
7,905 |
|
33 |
105,2 |
145,4 |
92,4 |
16,065 |
|
34 |
102,5 |
163,8 |
80,3 |
16,010 |
|
35 |
108,7 |
164,8 |
82,6 |
17,880 |
|
36 |
134,8 |
227,2 |
70,9 |
20,650 |
|
37 |
116,7 |
164,0 |
89,9 |
22,600 |
|
38 |
117,8 |
183,7 |
81,3 |
22,860 |
|
39 |
128,7 |
195,8 |
83,7 |
24,180 |
|
40 |
129,8 |
219,4 |
76,1 |
24,230 |
|
41 |
133,1 |
209,8 |
80,4 |
24,440 |
|
42 |
136,3 |
223,3 |
78,1 |
24,220 |
|
43 |
139,7 |
223,6 |
24,190 |
|
|
44 |
151,0 |
236,6 |
82,1 |
24,750 |
|
45 |
154,6 |
236,6 |
83,2 |
25,080 |
|
46 |
160,2 |
248,6 |
80,8 |
26,050 |
|
47 |
163,2 |
253,4 |
81,8 |
26,420 |
|
48 |
191,7 |
351,4 |
68,3 |
27,000 |
Построим модель по первым 8 наблюдениям. Результаты дисперсионного
анализа модели множественной регрессии, построенной по первым 8 наблюдениям,
приведены в таблице 4.
Таблица 4
|
|
df |
SS |
MS |
F |
Значимость F |
|
Регрессия |
3 |
104,2369 |
34,74564 |
23,95492 |
0,00512 |
|
Остаток |
4 |
ESS1 = 5,801837 |
1,450459 |
|
|
|
Итого |
7 |
110,0388 |
|
|
|
Результаты дисперсионного анализа модели, построенной по последним 8
наблюдениям, приведены в таблице 5.
Таблица 5
|
dfSSMSFЗначимость F |
|
|
|
|
|
|
Регрессия |
3 |
2393,725 |
797,9083 |
68,79414 |
0,000673 |
|
Остаток |
4 |
ESS2 = 46,39397 |
11,59849 |
|
|
|
Итого |
7 |
2440,119 |
|
|
|
Рассчитаем статистику (так как
)
.
Для того, чтобы узнать табличное значение, воспользуемся встроенной в
EXCEL функцией FРАСПОБР(). Зададим параметры: 0,05 - заданная вероятность
ошибки гипотезы H0; число степеней свободы:
.
.
Поскольку
, то модель не является гомоскедастичной, т.е.
гетероскедастична.
. Проверим полученную модель на наличие автокорреляции остатков с помощью
теста Дарбина-Уотсона. Коэффициент автокорреляции рассчитывается по формуле (
):
.
Для того чтобы определить значения отклонений ei, в диалоговом окне Регрессия в группе Остатки следует установить одноименный флажок Остатки.
Приведем расчетную таблицу:
Таблица 6
|
ei |
|
|
|
|
1,7906898 |
|
|
3,20657 |
|
1,2123518 |
1,79069 |
0,3344749 |
1,469797 |
|
0,4059213 |
1,212352 |
0,65033006 |
0,164772 |
|
1,0456052 |
0,405921 |
0,40919547 |
1,09329 |
|
0,0958707 |
1,045605 |
0,90199555 |
0,009191 |
|
-1,4064696 |
0,095871 |
2,25702647 |
1,978157 |
|
-2,2720072 |
-1,40647 |
0,74915529 |
5,162017 |
|
-1,8456298 |
-2,27201 |
0,18179763 |
3,40635 |
|
-0,7749455 |
-1,84563 |
1,14636501 |
0,60054 |
|
-0,2330439 |
-0,77495 |
0,29365731 |
0,054309 |
|
1,8290734 |
-0,23304 |
4,25232777 |
3,345509 |
|
5,9190669 |
1,829073 |
16,7280466 |
35,03535 |
|
-1,1740676 |
5,919067 |
50,3125567 |
1,378435 |
|
-1,2606767 |
-1,17407 |
0,00750113 |
1,589306 |
|
-0,6708753 |
-1,26068 |
0,34786573 |
0,450074 |
|
-4,3585229 |
-0,67088 |
13,5987455 |
18,99672 |
|
-1,4164182 |
-4,35852 |
8,65598011 |
2,006241 |
|
-2,7913427 |
-1,41642 |
1,89041716 |
7,791594 |
|
-1,3098737 |
-2,79134 |
2,19475012 |
1,715769 |
|
0,5516491 |
-1,30987 |
3,46526743 |
0,304317 |
|
2,8415393 |
0,551649 |
5,24359684 |
8,074345 |
|
4,0666464 |
2,841539 |
1,5008874 |
16,53761 |
|
3,5655262 |
4,066646 |
0,25112141 |
12,71298 |
|
-3,8100669 |
3,565526 |
54,3993743 |
14,51661 |
|
|
СУММА |
169,772436 |
141,5999 |