第七章 随机解释变量问题资料
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第7章 随机解释变量单方程线性计量经济学模型假定解释变量是确定性变量,并且与随机误差项不相关,违背这一基本假设的问题被称为随机解释变量问题。
本章介绍了随机解释变量问题的概念、产生的原因和后果、检验方法以及解决方法。
随机解释变量问题的概念对于计量经济模型n 21i i k i k i 22i 110 ,,,ββββ=+++++=u X X X Y i (7.1.1)其中一个基本假设是解释变量k 21,,X X X 是确定性变量,即解释变量与随机扰动项不相关。
但是在现实经济生活中,这个假定不一定成立,这一方面是因为用于建模的经济变量的观测值一般会存在观测误差,另一方面是经济变量之间联系的普遍性使得解释变量可能在一定程度上依赖于应变量,即解释变量X 影响应变量Y ,而应变量Y 也会反过来影响解释变量X 。
模型中如果存在一个或多个随机变量作为解释变量,就称为模型出现了随机解释变量问题。
其中k x 可能与随机误差项u 不相关,就是说,解释变量121,,-k x x x 都是外生的,但k x 有可能在方程(4.4.1)中是内生的,则称原模型存在随机解释变量问题。
内生性可能源自于省略误差、测量误差,联立性等①。
为讨论方便,我们假设中2X 为随机解释变量。
在模型()中,根据解释变量2X 与随机误差项的关系,可以分为三种类型: 1)随机解释变量与随机干扰项独立)()(),(),(222===u E x E u x E u X Cov (7.1.2)2)随机解释变量与随机干扰项同期无关但异期相关n 21i 0),(),(i 2i 2 ,,,===u x E u X Cov i i (7.1.3)n 21i 0),(),(s -i 2s -i 2 ,,,=≠=u x E u X Cov i i (7.1.4)3)随机解释变量与随机干扰项同期相关n 21i 0),(),(i 2i 2 ,,,=≠=u x E u X Cov i i (7.1.5)实际经济问题中的随机解释变量在许多经济现象中,自变量的非随机性假定有时是不符合实际的。
第七章 随机解释变量一、填空题1.随机解释变量X 与随机误差项u 相关,可表示为__________。
2.工具变量法并没有改变原模型,只是在原模型的参数估计过程中用工具变量“替代” __________。
3.对于模型i ik i i i u X X X Y +++++=322110ββββ ,i=1,2,…,n ,若用工具变量Z 代替其中的随机解释变量2X ,则采用工具变量法所得新的正规方程组仅仅是将原正规方程组中的方程2221102)(i ik k i i i i X X b X b X b b Y X ++++=∑∑ 用方程______________代替,而其他方程则保持不变。
4.狭义工具变量法参数估计量的统计性质是小样本下__________,大样本下_________。
5.对于线性回归模型i ik i i i u X X X Y +++++=322110ββββ ,i=1,2,…,n ,其矩阵表示为u X Y +=β。
若用工具变量Z 代替其中的随机解释变量2X ,则采用工具变量法所得参数估计量的矩阵表示为__________,其中Z 被称为__________。
二、简答题1. 什么是工具变量?2. 选择作为工具变量的变量必须满足哪些条件?参考答案一、填空题1.Cov(X,u)≠0;2.解释变量;3. i ik k i i i i Z X b X b X b b Y Z )(22110++++=∑∑ ;4.有偏;无偏;5. Y Z X Z b ''=-1)(;工具变量二、简答题1. 答:在模型估计过程中被作为工具使用,以替代模型中与随机误差项相关的随机解释变量。
2. 答:(1)与所替代的随机解释变量高度相关;(2)与随机误差项不相关;(3)与模型中其他解释变量不相关,以避免出现多重共线性。
第七章 虚拟变量和随机解释变量本章将讨论两种不同的模型:虚拟变量模型和随机解释变量模型,以及模型设定的其它问题。
第一节 虚拟变量模型在我们以前考虑的模型中,解释变量都是定量变量(如成本、价格、收入、产出等),但在经济研究中,因变量经常受到一些定性变量的影响(如性别、种族、季节、不同历史时期等),我们把这类定性变量称为虚拟变量。
习惯上用D表示虚拟变量,虚拟变量的取值通常为0和1。
0表示变量具备某种属性,1表示变量不具备某种属性。
一、包含一个虚拟变量的模型如果我们要研究的问题中解释变量只分为两类。
则需引入一个模拟变量。
例9.1建立模型研究中国妇女在工作中是否受到歧视。
令Y=年薪,X=工作年限⎩⎨⎧=,女性,男性101D 可以建立如下模型:i i i i u D B X B B Y +++=210 )1.9( 与一般的回归模型一样,假定0)(=i u E 男性就业者的平均年薪:i i i i X B B D X Y E 10)0,(+== )2.9(女性就业者的平均年薪:210)1,(B X B B D X Y E i i i i ++== )3.9(如果B 2=0则说明不存在性别歧视,如果02<B ,则说明存在性别歧视。
图9.1表明男女就业者的平均年薪对工龄的函数具有相同斜率B 1,即随着工龄的增长男女工资的增长幅度相同;截距不同,说明男女的初始年薪不同。
我们称这种虚拟变量只影响截距不影响斜率的模型为加法模型。
图9.1不同性别就业者的收入(加法模型,B 2<0)如果随着工龄增加,男性与女性的年薪差距也发生变化,则模型(9.1)就变为i i i i i u X D B X B B Y +++=210 )4.9(图9.2描绘了男性年薪增加较快的情况。
我们称虚拟变量只影响斜率而不影响截距的模型为乘法模型如(9.4)如果男性与女性的初始年薪和年薪增加速度都有差异,我们可以将加法模型和乘法模型结合起来,得到如下模型i i i i i i u D B X D B X B B Y ++++=3210 )5.9(模型(9.5)可以用来表示截距和斜率都发生变化的模型。
第七章 随机性解释变量与工具变量估计Y X βε=+,古典假定中解释变量X 是非随机的。
如果存在一个或多个随机变量作为解释变量,则原模型出现随机性解释变量的问题。
产生随机性解释变量的情形: 1) 被解释变量的滞后项作为解释变量 1t t t t C Y C γαβε−=+++t2) 双向因果关系(联立方程) 12123t t t t t t Y X X Y Z ββμγγγ=++=+++ν,价格()与需求(t Y t X )互为因果,t Z 可以指收入。
解释变量的随机性在联立方程中不可避免。
3) 测量误差12Y X ββ=++ε,若解释变量X 存在测量误差:*X X ν=+,那么实际使用的解释变量是*X ,显然*X 随机。
一、随机性解释变量的导致的理论问题1ˆ(')'X X X ββε−=+, 1''ˆlim lim()lim()X X X p p p n nεββ−=+, 若X 非随机,有()ˆE ββ=,ˆlim p ββ=; 若X 随机,则?ˆ()E ββ=,?ˆlim p ββ= 注意:若(,)f X Y 是(,)X Y 的联合密度,是(,)h X Y (,)X Y 的函数,则:[(,)]{[(,)]}Y X E h X Y E E h X Y Y =若解释变量随机,则X 是随机矩阵(至少有一列是随机变量)。
设'lim()X Xp Q n=,有限,正定。
球形扰动即为:2(')n E X I εεσ=Case1: X 与ε独立(不相关):(,)0i i Cov X ε=。
则有()E X ε0=,于是11ˆ()[(')'][(')'()]XE E X X X E X X X E X ββεβε−−=+=+=β最小二乘估计仍为无偏估计,其方差阵为:11112ˆˆˆ()[()()'][(')''(')] [(')'(')(')](')X Var E E X X X X X X E X X X E X X X X E X X βββββεεεεσ−−−−=−−===1−如果ε为条件正态分布,则 21ˆ(,('))N E X X ββσ−∼大样本性质:ˆlim p ββ=。