04第12讲 联立方程法与联立模块法说课材料
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联立方程组模型
联立方程组模型在数学中是非常常见的一种模型,它可以帮助我们解决许多实际问题。
在这篇文章中,我们将详细讨论联立方程组模型的基本概念和应用。
联立方程组模型是由一组方程组成的数学模型,每个方程都包含多个未知数。
这些未知数可以是实数、复数或矩阵等不同类型的数学对象。
联立方程组模型可以用来描述许多实际问题,例如经济学、物理学、工程学等领域中的问题。
在联立方程组模型中,我们可以使用不同的解法来求解未知数的值。
其中最常见的解法是高斯消元法。
这种方法可以将联立方程组转化为一个简单的三角形方程组,从而求出所有的未知数。
除此之外,我们还可以使用矩阵方法、行列式方法等多种不同的解法来求解联立方程组。
联立方程组模型在实际应用中有着广泛的应用。
例如,在经济学中,我们可以使用联立方程组模型来研究不同的经济现象之间的关系。
在物理学中,我们可以使用联立方程组模型来描述物体的运动状态。
在工程学中,我们可以使用联立方程组模型来优化工程设计,提高工程效率。
除了使用联立方程组模型来求解未知数的值,我们还可以使用联立方程组模型来进行分类。
例如,在机器学习中,我们可以使用联立
方程组模型来对不同的数据进行分类。
在数据挖掘中,我们可以使用联立方程组模型来识别数据中的异常值。
联立方程组模型是一种非常重要的数学模型,它在许多实际问题中都有着广泛的应用。
我们可以使用不同的解法来求解未知数的值,或者使用联立方程组模型来进行分类。
无论在哪个领域中,联立方程组模型都是一种非常有用的数学工具,它可以帮助我们更好地理解和解决实际问题。
联立方程模型是一种数学方法,通过联立多个方程来描述和解决复杂的问题。
这种模型在经济学、物理学、工程学等领域中得到了广泛的应用,能够帮助研究人员理解和预测各种变量之间的关系。
本文将介绍联立方程模型的基本概念和应用,以及如何构建和求解联立方程模型。
一、联立方程模型的基本概念联立方程模型是一种描述多个变量之间关系的数学模型。
我们可以用一组方程组来表示这些变量之间的相互影响。
一般来说,联立方程模型可以写成如下形式:1. 假设我们有n个变量和m个方程,我们可以用矩阵和向量的形式来表示联立方程模型:其中,Y是一个n维向量,代表因变量;X是一个n×k维矩阵,代表自变量;β是一个k维向量,代表自变量的系数;ε是一个n维向量,代表误差项。
2. 联立方程模型的基本假设包括:(1)线性关系假设:假设因变量和自变量之间的关系是线性的;(2)随机抽样:样本必须是随机抽样的,以保证估计结果的一致性;(3)独立同分布假设:误差项之间是相互独立的,并且服从相同的分布;(4)方差齐性假设:误差项的方差是相同的。
二、构建联立方程模型构建联立方程模型的基本步骤包括:1. 确定研究的目标和问题:首先需要明确研究的目的,确定需要研究的变量和它们之间的关系。
2. 收集数据:根据研究目标,需要收集相关的数据样本。
3. 设定模型:选择合适的自变量和因变量,并设计出联立方程模型的形式。
4. 估计参数:通过最小二乘法或其他方法,估计模型的参数。
5. 检验模型:对模型的拟合度和估计结果进行检验,检验模型是否符合现实情况。
6. 修正模型:根据检验结果对模型进行修正,直至得到较为合理的模型。
三、求解联立方程模型求解联立方程模型的常用方法有:1. 最小二乘法:通过最小化因变量的观测值和模型估计值之间的差异来估计参数。
2. 极大似然估计:通过最大化样本数据出现的概率来估计参数。
3. 广义最小二乘法:当误差项不满足方差齐性和独立同分布假设时,可以使用广义最小二乘法进行参数估计。
联立方程组
联立方程组是指两个或多个方程构成的一组方程,它们之间存在一种联系,即所有的方程都必须同时成立。
联立方程组有助于解决更复杂的数学问题,因为它可以将复杂的问题分解为一组更容易求解的方程。
一般来说,联立方程组由一组未知量(变量)和一组方程构成,这些方程中的未知量相互联系。
举个例子,假设你有两个方程: y=2x+1 和 x=3y-2 。
这就构成了一个联立方程组,其中变量 x 和 y 相互联系。
要求解这组方程,就必须同时求出 x 和 y 的值。
联立方程组可以用来求解复杂的数学问题,比如投影、空间平面上的几何图形、物理学中的力学问题等。
在计算机科学中,联立方程组也可以用来求解更复杂的算法问题。
联立方程组的最基本的求解方法是通过判断的方法,也就是说,一旦知道了方程组的未知量,就可以判断各方程是否成立。
这种方法虽然简单,但是随着方程组数量的增加,求解起来就会变得非常复杂。
因此,引入了更高效的数值解法,比如解析法、迭代法、牛顿法等。
解析法是利用知识表达式将联立方程组转换成可以求解的简单式,从而求解出未知量的值。
迭代法则是通过迭
代过程不断逼近未知量的值,从而求解出未知量的值。
牛顿法则是利用牛顿迭代公式求解联立方程组,从而求出未知量的值。
总之,联立方程组是一种把复杂问题分解为一组更容易求解的方程,从而求得未知量的值的数学工具。
它可以用来求解更复杂的数学问题,也可以用于计算机科学中的算法问题,具有广泛的应用前景。
第一讲联立方程(上)内生外生变量联立方程概念案例分析案例:金融与经济的关系分析鸡生蛋or蛋生鸡?经济影响金融?or金融影响经济?联立方程?本案例几个关键问题内生变量如何确定?外生变量有哪些?联立方程如何估计?该案例以我国金融与经济的关系进行分析(一)联立方程模型概念1.联立方程模型——描述经济变量间联立依存性的方程体系。
一个经济变量在某方程中可能是被解释变量,在另一方程中却是解释变量,如Y 、I 。
2、内生变量——由模型本身所决定的变量。
3、外生变量——由模型外因素决定的变量。
4、先决变量——包括外生变量、外生滞后变量、内生滞后变量。
⎪⎩⎪⎨⎧++=+++=++=-ttt ttt t t t t t G I C Y u Y Y I u Y C 21210110βββαα内生变量先决变量(二)联立方程的分类1.结构模型。
把内生变量表达为其他内生变量、先决变量与随机误差项的联立方程模型。
2.简化型模型。
把内生变量只表示为先决变量与随机误差项函数的的联立方程模型。
◆消费方程,行为方程⎪⎩⎪⎨⎧++=+++=++=-t t t t t t t t t tt G I C Y u Y Y I u Y C 21210110βββαα◆投资方程,行为方程◆定义方程,平衡方程⎪⎩⎪⎨⎧++=++=++=---ttt tt t t t t t t t v G Y Y v G Y I v G Y C 332131222121112111ππππππ先决变量简化式模型看不出方程中的结构关系,如消费结构、投资结构。
案例:金融与经济的关系分析案例分析思路第一步:选择变量第四步:研究结果第三步:建立模型第二步:采集数据经济影响金融?or 金融影响经济?经济影响因素?经济=f(金融,投资,进出口,…)金融影响因素?金融=f(经济,利率,投资,…)内生变量: 模型重点研究的变量前定变量: 不由模型决定但又影响模型的变量slr :金融效率社会贷款总额/存款总额rgdp :经济增长水平人均GDP fin :金融发展水平M2供应量/ GDPinv :全社会固定资产投资xm :进出口总额rgdp-1:滞后一期的人均GDP fin-1:滞后一期的M2供应量/ GDP可能方程经济增长函数:lnrgdp 金融发展函数:fin{}{}11ln ,,ln ,ln ,ln ,ln ,t t t t t t t t t t rgdp f slr fin inv xm rgdp fin f slr rgdp fin --==第二步采集数据变量rgdp inv xm slr fin变量rgdp inv xm slr fin 19976374 24941 26967 0.909 1.155 200720498 137324 166924 0.672 1.490 19986718 28406 26850 0.904 1.247 200824209 172828 179921 0.651 1.478 19997105 29855 29896 0.862 1.342 200926115 224599 150648 0.669 1.751 20007816 32918 39273 0.803 1.359 201030671 251684 201722 0.667 1.765 20018562 37213 42184 0.782 1.449 201135978 311485 236402 0.677 1.757 20029379 43500 51378 0.768 1.536 201239815 374695 244160 0.687 1.807 200310569 55567 70483 0.764 1.620 201343390 446294 258169 0.689 1.874 200412418 70477 95539 0.738 1.574 201447140 512021 264242 0.717 1.905 200514225 88774 116922 0.678 1.606 201549937 562000 245503 0.692 2.028 200616663 109998 140975 0.672 1.578 201653561 606466 243386 0.708 2.093用两阶段最小二乘法估计经济增长方程经济模型:lnrgdp=c(1)+c(2)*slr+c(3)*fin+c(4)*lninv+c(5)*lnxm+c(6)*log(rgdp(-1))前定变量:inst slr lninv lnxm log(rgdp(-1))fin经济方程估计结果经济方程用两阶段最小二乘法估计经济增长方程031425ˆˆ-0.795 -0.120ˆˆ0.126 0.198ˆˆ-0.072 1.004αααααα======Stag1:用先决变量估计具有内生性的变量fin ;stag2:用fin 的估计值finf 代替原经济方程中fin ,再应用OLS 估计lnrgdp 。
(完整word 版)联立方程模型simultaneous-equationsmodel联立方程模型(simultaneous —equations model)13。
1 联立方程模型的概念有时由于两个变量之间存在双向因果关系,用单一方程模型就不能完整的描述这两个变量之间的关系.有时为全面描述一项经济活动只用单一方程模型是不够的。
这时应该用多个方程的组合来描述整个经济活动。
从而引出联立方程模型的概念.联立方程模型:对于实际经济问题,描述变量间联立依存性的方程体系。
联立方程模型的最大问题是E (X ’u ) 0,当用OLS 法估计模型中的方程参数时会产生联立方程偏倚,即所得参数的OLS 估计量βˆ是有偏的、不一致的。
给出三个定义:内生变量(endogenous variable):由模型内变量所决定的变量。
外生变量(exogenous variable ):由模型外变量所决定的变量。
前定变量(predetermined variable ):包括外生变量、外生滞后变量、内生滞后变量. 例如:y t = 0 + 1 y t -1 + 0 x t + 1 x t -1 + u ty t 为内生变量;x t 为外生变量;y t —1, x t , x t -1为前定变量。
联立方程模型必须是完整的。
所谓完整即“方程个数 内生变量个数”。
否则联立方程模型是无法估计的。
13。
2 联立方程模型的分类(结构模型,简化型模型,递归模型) ⑴结构模型(structural model ):把内生变量表述为其他内生变量、前定变量与随机误差项的方程体系。
例:如下凯恩斯模型(为简化问题,对数据进行中心化处理,从而不出现截距项) c t = 1 y t+ u t 1 消费函数, 行为方程(behavior equation ) I t =1 y t+2 y t-1+ u t 2 投资函数, 行为方程y t = c t + I t + G t 国民收入等式,定义方程(definitional equation) (1)其中,c t 消费;y t 国民收入;I t 投资;G t 政府支出. 1, 1, 2称为结构参数。
第十二章 联立方程模型§12.1 联立方程模型的概念 一. 变量之间的双向关系:1. 单向因果关系:在单方程模型中,一个因变量总是表示成其他几个变量(自变量)的函数,即 12(,,,)k y f x x x =⋅⋅⋅⋅⋅⋅,称为单向因果关系。
2. 双向因果关系:变量之间相互依赖相互交错的因果关系,称为双向因果关系。
双向关系不能由单一方程来描述,而要由若干个相互有联系的方程构成方程组模型,称为联立方程模型。
如果方程组(模型)中的方程都是线性的,称为线性联立方程模型。
例如,在讨论消费与收入的关系时,静止地看,显然是收入决定消费,但从社会再生产的动态过程看问题,消费水平和消费结构的变化会导致生产规模和行业结构的调整变化,进而影响到国民收入。
因此,消费又决定收入。
由于经济问题中,各种构成因素之间错综复杂,单一方程很难真实反映复杂经济系统的特征,甚至使模型存在严重缺陷(多重共线),所以应采用联立方程模型。
例 供求模型01210122D t t t tS t t t t D S t t tQ P Y u Q P W u Q Q Q αααβββ=+++=+++=={D t Q 、S t Q 、t P 、t Y 、t W 分别表示需求量、供给量、价格、消费者收入、气候。
这是某种农产品的供求平衡模型,描述了该农产品的交易系统。
二. 变量分类:由于不同的经济变量在一个经济系统中的地位作用特征有所不同,可分为(一)内生变量:由模型本身决定的变量。
若把模型视为系统,内生变量即为由系统内部决定的变量。
如,D t Q 、S t Q 、t P 。
它们不仅影响着系统,决定着系统的状态,同时也受到系统内的其它(非主要)因素的影响,因此都呈现为随机变量。
若用t Y 表示内生变量,则()0t t E Yu ≠。
(二)外生变量:模型外部决定的变量。
如,t Y 、t W 。
若把模型视为系统,外生变量的影响可视为环境对系统影响,但不受系统的影响。