Ekonometria. Wprowadzenie do modelowania ekonometrycznego Estymator KMNK. Jakub Mućk. Katedra Ekonomii Ilościowej

Podobne dokumenty
Ekonometria. Weryfikacja liniowego modelu jednorównaniowego. Jakub Mućk. Katedra Ekonomii Ilościowej

Ekonometria. Ćwiczenia nr 3. Jakub Mućk. Katedra Ekonomii Ilościowej

Metody Ekonometryczne

Ekonometria. Własności składnika losowego. Jakub Mućk. Katedra Ekonomii Ilościowej

Metody Ekonometryczne

Ekonometria - ćwiczenia 1

Metody Ekonometryczne

Liniowy model ekonometryczny Metoda najmniejszych kwadratów Laboratorium 1.

Ekonometria. Prognozowanie ekonometryczne, ocena stabilności oszacowań parametrów strukturalnych. Jakub Mućk. Katedra Ekonomii Ilościowej

1.1 Klasyczny Model Regresji Liniowej

Statystyka opisowa. Wykład V. Regresja liniowa wieloraka

Metoda najmniejszych kwadratów

Metoda najmniejszych kwadratów

Metody Ekonometryczne

Narzędzia statystyczne i ekonometryczne. Wykład 1. dr Paweł Baranowski

EKONOMETRIA PRZESTRZENNA

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka

Heteroscedastyczność. Zjawisko heteroscedastyczności Uogólniona Metoda Najmniejszych Kwadratów Stosowalna Metoda Najmniejszych Kwadratów

Wiadomości ogólne o ekonometrii

Ekonometria egzamin 01/02/ W trakcie egzaminu wolno używać jedynie długopisu o innym kolorze atramentu niż czerwony oraz kalkulatora.

Ekonometria dla III roku studiów licencjackich dr Stanisław Cichocki dr Natalia Nehrebecka

Uniwersytet w Białymstoku Wydział Ekonomiczno-Informatyczny w Wilnie SYLLABUS na rok akademicki 2010/2011

Imię, nazwisko i tytuł/stopień KOORDYNATORA przedmiotu zatwierdzającego protokoły w systemie USOS Jacek Marcinkiewicz, dr

Mikroekonometria 3. Mikołaj Czajkowski Wiktor Budziński

Ekonometria ćwiczenia 3. Prowadzący: Sebastian Czarnota

Rozdział 2: Metoda największej wiarygodności i nieliniowa metoda najmniejszych kwadratów

K wartość kapitału zaangażowanego w proces produkcji, w tys. jp.

Natalia Neherbecka. 11 czerwca 2010

JEDNORÓWNANIOWY LINIOWY MODEL EKONOMETRYCZNY

Wprowadzenie do teorii ekonometrii. Wykład 1 Warunkowa wartość oczekiwana i odwzorowanie liniowe

Egzamin z ekonometrii - wersja ogólna

Stosowana Analiza Regresji

parametrów strukturalnych modelu = Y zmienna objaśniana, X 1,X 2,,X k zmienne objaśniające, k zmiennych objaśniających,

Ekonometria egzamin 02/02/ W trakcie egzaminu wolno używać jedynie długopisu o innym kolorze atramentu niż czerwony oraz kalkulatora.

Zadanie 1 Zakładając liniową relację między wydatkami na obuwie a dochodem oszacować MNK parametry modelu: y t. X 1 t. Tabela 1.

Ekonometria egzamin 07/03/2018

Statystyczna analiza danych 1

Ekonometria. Modelowanie zmiennej jakościowej. Jakub Mućk. Katedra Ekonomii Ilościowej

Ekonometria. Model nieliniowe i funkcja produkcji. Jakub Mućk. Katedra Ekonomii Ilościowej

Wykład 4 Wybór najlepszej procedury. Estymacja parametrów re

EKONOMETRIA. Prof. dr hab. Eugeniusz Gatnar.

Ekonometria egzamin 02/02/ W trakcie egzaminu wolno używać jedynie długopisu o innym kolorze atramentu niż czerwony oraz kalkulatora.

Metody Ilościowe w Socjologii

Zależność. przyczynowo-skutkowa, symptomatyczna, pozorna (iluzoryczna),

Statystyka matematyczna i ekonometria

Uogólniona Metoda Momentów

Mikroekonometria 2. Mikołaj Czajkowski Wiktor Budziński

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka Katarzyna Rosiak-Lada

Ekonometria. Model nieliniowe i funkcja produkcji. Jakub Mućk. Katedra Ekonomii Ilościowej. Modele nieliniowe Funkcja produkcji

1.9 Czasowy wymiar danych

Stanisław Cichocki. Natalia Neherbecka. Zajęcia 13

Rozdział 8. Regresja. Definiowanie modelu

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka

Przedmiot ekonometrii

Ekonometria. Dobór postaci analitycznej, transformacja liniowa i estymacja modelu KMNK. Paweł Cibis 9 marca 2007

przedmiotu Nazwa Pierwsza studia drugiego stopnia

Ekonometria i prognozowanie Econometrics and prediction

Modele zapisane w przestrzeni stanów

Uczelnia Łazarskiego. Sylabus. 1. Nazwa przedmiotu EKONOMETRIA 2. Kod przedmiotu

Ekonometria. Zajęcia

Endogeniczność i Metoda Zmiennych Instrumentalnych (IV)

Regresja wieloraka Ogólny problem obliczeniowy: dopasowanie linii prostej do zbioru punktów. Najprostszy przypadek - jedna zmienna zależna i jedna

Stanisław Cichocki Natalia Neherbecka

Analiza zależności cech ilościowych regresja liniowa (Wykład 13)

Statystyka w pracy badawczej nauczyciela Wykład 4: Analiza współzależności. dr inż. Walery Susłow walery.suslow@ie.tu.koszalin.pl

Ekonometria egzamin wersja Informatyka i Ekonometria 26/06/08

Stanisław Cichocki Natalia Nehrebecka. Wykład 1

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka

METODY ILOŚCIOWE W ZARZĄDZANIU

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka. Wykład 13

Ekonometria. wiczenia 1 Regresja liniowa i MNK. Andrzej Torój. Instytut Ekonometrii Zakªad Ekonometrii Stosowanej

Ekonometria dla IiE i MSEMat Z12

EKONOMETRIA STOSOWANA PRZYKŁADOWE ZADANIA EGZAMINACYJNE

Własności statystyczne regresji liniowej. Wykład 4

Stanisław Cichocki Natalia Nehrebecka. Zajęcia 8

t y x y'y x'x y'x x-x śr (x-x śr)^2

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Suwałkach SYLLABUS na rok akademicki 2014/2015

STATYSTYKA. Rafał Kucharski. Uniwersytet Ekonomiczny w Katowicach 2015/16 ROND, Finanse i Rachunkowość, rok 2

Ekonometria. Modele regresji wielorakiej - dobór zmiennych, szacowanie. Paweł Cibis pawel@cibis.pl. 1 kwietnia 2007

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka. Wykład 9

Niestacjonarne zmienne czasowe własności i testowanie

Mikroekonometria 4. Mikołaj Czajkowski Wiktor Budziński

Modele wielorownaniowe

Ekonometria Wykład 4 Prognozowanie, sezonowość. Dr Michał Gradzewicz Katedra Ekonomii I KAE

Ćwiczenia IV

Mikroekonometria 13. Mikołaj Czajkowski Wiktor Budziński

Ekonometria_FIRJK Arkusz1

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka. Wykład 12

Ekonometria. Modele wielorównaniowe. Jakub Mućk. Katedra Ekonomii Ilościowej

Testowanie hipotez statystycznych związanych ą z szacowaniem i oceną ą modelu ekonometrycznego

Ekonometria egzamin 06/03/ W trakcie egzaminu wolno używać jedynie długopisu o innym kolorze atramentu niż czerwony oraz kalkulatora.

KARTA PRZEDMIOTU. 12. PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Odniesienie do kierunkowych efektów kształcenia (symbol)

Regresja wielokrotna jest metodą statystyczną, w której oceniamy wpływ wielu zmiennych niezależnych (X1, X2, X3,...) na zmienną zależną (Y).

Definicja danych panelowych Typy danych panelowych Modele dla danych panelowych. Dane panelowe. Część 1. Dane panelowe

Estymacja punktowa i przedziałowa

Etapy modelowania ekonometrycznego

Stanisław Cichocki Natalia Nehrebecka. Wykład 1

Statystyczna analiza danych (molekularnych) modele liniowe

Transkrypt:

Ekonometria Wprowadzenie do modelowania ekonometrycznego Estymator Jakub Mućk Katedra Ekonomii Ilościowej Jakub Mućk Ekonometria Wykład 1 Estymator 1 / 16

Agenda 1 Literatura Zaliczenie przedmiotu 2 Model ekonometryczny 3 Jakub Mućk Ekonometria Wykład 1 Estymator 2 / 16

Literatura Literatura Zaliczenie przedmiotu Literatura polskojęzyczna Gruszczyński M., Kuszewski T. i Podgórska M. (red), (2010), Ekonometria i badania operacyjne. Podręcznik dla studiów licencjackich., PWN, Warszawa. Literatura angielskojęzyczna Greene W.H., (2011), Econometric Analysis, Prentice Hall. Hill R.C., Griffiths W. E. i Lim G.C, (2011), Principle of Econometrics, Willey. Wooldridge J. M., (2012), Introductory Econometrics: A Modern Approach, Cengage Learning. Oprogramowanie MS Excel. Gretl [wersja polskojęzyczna, wersja angielskojęzyczna]. Jakub Mućk Ekonometria Wykład 1 Estymator 3 / 16

Literatura Zaliczenie przedmiotu Oficjalne sprawdziany ( 2): 26 kwietnia i 31 maja. Na każdym sprawdziane można uzyskać 6 pkt. Punkty autorskie (6 pkt.) Łącznie z ćwiczeń można uzyskać 18 pkt. Egzamin w sesji Na egzaminie można uzyskać 32 pkt. Aby podejść do egzaminu należy uzyskać przynajmniej 6 pkt. z ćwiczeń. Skala ocen liczba punktów do 24 od 24 od 30 od 35 od 40 od 45 ocena niedostateczna dostateczna dostateczna plus dobra dobra plus bardzo dobra Jakub Mućk Ekonometria Wykład 1 Estymator 4 / 16

Model ekonometryczny Ekonometria to zbiór metod statystycznych i matematycznych pozwalających na empiryczną weryfikację teorii ekonomicznej. Inaczej Ekonometria pozwala na pomiar siły (istotności) i kierunku zjawisk i procesów ekonomicznych. Jakub Mućk Ekonometria Wykład 1 Estymator 5 / 16

Model ekonometryczny Rodzaje danych wykorzystywanych w ekonometrii/naukach ekonomicznych Dane przekrojowe Szeregi czasowe Dane panelowe Konsekwencje Rodzaj danych ma znaczenie w wyborze zarówno i) postaci funkcyjnej oraz ii) metody estymacji. Rodzaje zmiennych: Zmienna ilościowa i jakościowa. Zmienna bieżąca i opóźniona (szeregi czasowe; dane panelowe) Jakub Mućk Ekonometria Wykład 1 Estymator 6 / 16

Model ekonometryczny Model ekonometryczny Załóżmy, że zmienna y jest funkcją x 1, x 2,..., x k, t. że y = F (x 1, x 2,..., x k ) (1) Zauważmy, że równanie (1) określa funkcję deterministyczną. Wprowadźmy, element losowy, tj. ε: y = f (x 1, x 2,..., x k, ε) (2) Szczególnym przypadkiem (1) jest liniowa postać. Wtedy mowa o modelu regresji liniowej: gdzie: y = β 0 + β 1x 1 + β 2x 2 +... + β k x k + ε (3) y zmienna objaśniana, (endogeniczna). x 1,..., x k zmienne objaśnianające, (egzogeniczne). β 1,..., β k parametry strukturalne modelu. β 0 wyraz wolny. ε składnik losowy. Jakub Mućk Ekonometria Wykład 1 Estymator 7 / 16

Oznaczenia Zapis ogólny: Zapis macierzowy gdzie y = y = β 0 + β 1x 1 + β 2x 2 +... + β k x k + ɛ (4) y 1 y 2. y n X = β = y = Xβ + ε (5) β 0 β 1. β k 1 x 1,1 x 1,2... x 1,k 1 x 2,1 x 2,2... x 2,k..... 1 x n,1 x n,2... x n,k ε 1 ε 2 ε =. ε n k liczba zmiennych objaśniających; n liczba obserwacji. Jakub Mućk Ekonometria Wykład 1 Estymator 8 / 16

Załóżmy, że badane zjawisko można opisać modelem postaci [lub prawdziwy proces generujący zmienną y jest następujący]: y = β 0 + β 1x 1 + β 2x 2 +... + β k x k + ε (6) Nieznane parametry można uzyskać przy pomocy Metody Najmniejszych Kwadratów (OLS ordinary least squares). Idea tej metody polega na znalezieniu takich wartości nieznanego wektora parametrów β, który minimalizują sumę kwadratów reszt, czyli różnic pomiędzy wartościami obserwowanymi a teoretycznymi: ˆβ = arg min e T e (7) β gdzie e = y ŷ = y X ˆβ. Ostatecznie estymator OLS (MNK) dla wektora β: ˆβ OLS = (X T X) 1 X T y (8) Szczegóły β a ˆβ β oznacza nieznany i prawdziwy wektor parametrów, a ˆβ jest oszacowaniem punktowym wektora parametrów. Jakub Mućk Ekonometria Wykład 1 Estymator 9 / 16

Załóżmy: 1 rz(x) = k + 1 n 2 Zmienne xi są nielosowe, a zatem są niezależne od składnika losowego 3 E(ɛ) = 0 4 D 2 (ε) = E(εε T ) = I σ 5 εi N (0, σ 2 ) Twierdzenie Gaussa - Markowa Estymator ˆβ uzyskany Klasyczną Metodą Najmniejszych Kwadratów jest estymatorem BLUE [best linear unbiased estimator], tj. zgodnym, nieobciążonym i najefektywniejszy w klasie liniowych estymatorów wektora β. nieobciążoność, czyli E( ˆβ) = β najefektywniejszy, czyli posiadający najmniejszą wariancję w swojej klasie zgodny, czyli lim n P( ˆβ n β ) < δ Jakub Mućk Ekonometria Wykład 1 Estymator 10 / 16

Interpretacja Załóżmy, że oszacowaliśmy parametry modelu ekonometrycznego: ŷ = ˆβ 0 + ˆβ 1x 1 + ˆβ 2x 2 +... + ˆβ k x k (9) Interpretacja: Wzrost x i o jednostkę powoduje wzrost y o β i ceteris paribus jednostek. Uwagi: Należy pamiętać o zasadzie ceteris paribus. Oszacowanie wyrazu wolnego zazwyczaj nie ma interpretacji ekonomicznej (dlaczego?). Pułapka przyczynowości. Jakub Mućk Ekonometria Wykład 1 Estymator 11 / 16

Przykład [Greene, 2003] Funkcja konsumpcji została oszacowana dla gospodarki amerykańskiej w latach 1970-1979. Wydatki konsumpcyjne (C) są objaśniane dochodem do dyspozycji (Y ) [obie zmienne w mln USD w cenach bieżących]: Ĉ = 67.58 + 0.979Y (10) 0.5 Konsumpcja 700 750 800 850 900 1.3359 11.181 9.78 11.291 9.3407 2.6814 8.5299 2.4815 3.6636 750 800 850 900 950 1000 Dochod Obserwowane wartości, wartości teoretyczne, reszty.

Estymacja błędów szacunku W przypadku MNK, możemy wyznaczyć estymator macierzy wariancji-kowariancji dla parametrów ˆβ OLS : gdzie S 2 ɛ = ˆD 2 ( ˆβ OLS ) = S 2 ε(x T X) 1 (11) ε T ε n (k + 1) = SSE( ˆβ OLS ) df (12) gdzie SSE( ˆβ OLS ) to suma kwadratów reszt, a df to liczba stopni swobody. Element diagonalne macierzy wariancji-kowariancji (oznaczmy jako ˆd ii), stanowią wariancję estymowanych parametrów. Zatem błąd szacunku dla i-tego parametru jest równy: S( ˆβ i) = d ii (13) Względny błąd szacunku S( ˆβ i) ˆβ i (14) Jakub Mućk Ekonometria Wykład 1 Estymator 13 / 16

Wyprowadzenie β OLS I Przyjmijmy zapis macierzowy oraz ustalmy liczbę obserwacji równą n oraz liczbę zmiennych objaśniających równą k. Oznaczmy: macierz zmiennych objaśniających jako X (o wymiarach (n (k + 1)); wektor zmiennej objaśnianej jako y (o wymiarach n 1), wektor parametrów modelu jako β (o wymiarach (k + 1) 1) oraz wektor nieobserwowalnego składnika losowego jako ε (o wymiarach n 1). Wtedy: y = Xβ + ε (15) Chcemy, znaleź takie wartości wektora β, które będą minimalizować odchylenie wartości obserwowanych zmiennej objaśniającej y od wartosci teoretycznych ^y. Wektor składnika, ε jest nieobserowalny, ale obserowalny jest wektor reszt e (o wymiarach n 1), taki że e = y ^y = y Xβ (16) Zawuażmy, że elementy wektora e mogą przyjmowac wartości zarówno dodatnie jak i ujemne. Dlatego minimalizowanie sumy elementów wektora e posiada pewien mankament (jaki?). Przyjmijmy sumę kwadratów reszt (SSE - error sum of squares) jako funkcję szukanego wektora parametrów β, którą chcemy minimalizować: SSE(β) = e T e = (y ŷ) T (y ŷ) = (y Xβ) T (y Xβ) (17) Jakub Mućk Ekonometria Wykład 1 Estymator 14 / 16

Wyprowadzenie β OLS II Po przemnożeniu macierzy w (17), otrzymujemy: SSE(β) = yy T 2y T Xβ + β T X T Xβ (18) Zróżniczkujmy wyrażenie (18) po β, wtedy otrzymamy: SSE(β) β = 2X T y + 2X T Xβ (19) Przyrównując pierwszą pochodną, tj. (19), otrzymujemy układ równań X T y = X T Xβ (20) Ostatecznie: ˆβ OLS = ( X T X ) 1 X T y (21) Jakub Mućk Ekonometria Wykład 1 Estymator 15 / 16

Wyprowadzenie estymatora - kowariancji oszacowań β OLS Ogólny wzór dla estymatora macierzy wariancji-kowariancji oszacowań ( ˆβ OLS ): D 2 ( ˆβ OLS ) = E [ ( ˆβOLS β ) ( ˆβOLS β ) T ] (22) Zauważmy, że ˆβ OLS = ( X T X ) 1 X T y = ( X T X ) 1 X T (Xβ + ε) = β + ( X T X ) 1 X T ε (23) Wtedy [ (X D 2 ( ˆβ ) ( OLS ) = E T 1 (X ) ) ] T X X T ε T 1 X X T ε [ (X ) ( ) ] = E T 1 X X T εε T X X T 1 X = ( X T X ) 1 X T E [ εε T] X ( X T X ) 1 Następnie korzystając z założenie o sferyczności macierzy wariancji-kowariancji składnika losowego, tj. D 2 (ε) = E(εε T ) = σi, można uprościć wzór na estymator wariancji kowariancji oszacowań do: D 2 ( ˆβ OLS ) = σ ( X T X ) 1 (24) Jakub Mućk Ekonometria Wykład 1 Estymator 16 / 16