Ekonometrija 5 a Ekonometrija Osnovne studije Predava Aleksandra

  • Slides: 59
Download presentation
Ekonometrija 5 a Ekonometrija, Osnovne studije Predavač: Aleksandra Nojković Napomena: U izradi prezentacija korišćena

Ekonometrija 5 a Ekonometrija, Osnovne studije Predavač: Aleksandra Nojković Napomena: U izradi prezentacija korišćena je literatura predviđena IP predmeta i materijali prof. Zorice Mladenović.

Struktura predavanja • Klasični dvostruki (višestruki) linearni regresioni model - matrična notacija • Pretpostavke

Struktura predavanja • Klasični dvostruki (višestruki) linearni regresioni model - matrična notacija • Pretpostavke višestrukog KLRM • Svojstva ocena dobijenih primenom metoda ONK • Zaključivanje u višestrukom lineranom regresionom modelu • Testiranje linearnih ograničenja na parametre modela

Višestruki linearni regresioni model (matrična notacija) ¡ U matričnoj notaciji (k=3): y=XB + e,

Višestruki linearni regresioni model (matrična notacija) ¡ U matričnoj notaciji (k=3): y=XB + e, gde je: y (nx 1) vektor kolona; X (nxk) matrica; B (kx 1) vektor kolona; e (nx 1) vektor kolona. ¡ Matrica X: svaki red predstavlja vrednost svih eksplanatornih prom. koje odgovaraju jednoj opservaciji, a svaka kolona predstavlja sve vrednosti jedne eksplanatorne prom. u uzorku.

Dvostruku linearni regresioni model (k=3): matrična notacija ¡ Model: Y=XB + e, gde je:

Dvostruku linearni regresioni model (k=3): matrična notacija ¡ Model: Y=XB + e, gde je:

Klasicni višestruki linearni regresioni model ¡ Analiticki oblik višestrukog linearnog regresionog modela: ¡ Parametri

Klasicni višestruki linearni regresioni model ¡ Analiticki oblik višestrukog linearnog regresionog modela: ¡ Parametri β 1, β 2, . . . , βk-1 su parcijalni koeficijenti nagiba. Npr: ako se X 1 i poveća za jednu jedinicu, očekivana promena Yi je β 1 jedinica, pod pretpostavkom da se ne menja uticaj ostalih objašnjavajućih promenljivih X 2, X 3, . . . , Xk-1.

Uopštena forma višestrukog linearnog regresionog modela ¡ ¡ Model sa (k-1) objašnjavajućom promenljivom (ukupno

Uopštena forma višestrukog linearnog regresionog modela ¡ ¡ Model sa (k-1) objašnjavajućom promenljivom (ukupno k parametra). Matrični zapis:

Metod ONK (matrična notacija) ¡ Primenom metoda ONK dobijamo sledeću ocenu modela: ¡ Vektor

Metod ONK (matrična notacija) ¡ Primenom metoda ONK dobijamo sledeću ocenu modela: ¡ Vektor B sadrži ocene parametara. ¡ Ocene b 1, b 2, …, bk-1 predstavljaju ocene parcijalnih koeficijenata nagiba.

Višestruki linearni regresioni model (matrična notacija, nastavak) ¡ Odgovarajuća regresiona uzoračka funkcija je: ¡

Višestruki linearni regresioni model (matrična notacija, nastavak) ¡ Odgovarajuća regresiona uzoračka funkcija je: ¡ Metodom ONK minimizira se Σei 2, koja se može predstaviti kao: ¡ Rezidulana suma kvadrata S je: ¡ Napomena: Kako su B’X’Y i Y’XB skalari, njihov zbir je dat u jednobraznoj formi 2 B’X’Y.

Metod ONK (nastavak) ¡ Ocene se dobijaju uz uslov minimiziranja rezidulane sume kvadrata. ¡

Metod ONK (nastavak) ¡ Ocene se dobijaju uz uslov minimiziranja rezidulane sume kvadrata. ¡ Izjednačavanjem prvog parcijalnog izvoda sa nulom dobijamo: ¡ Odatle dobijmo kompletan sistem jednačina: B=(X’X)-1 X’Y, pri čemu su za k=3 matrice X’X (dim. 3 x 3) i vektor X’Y (dim. 3 x 1):

Metod ONK (nastavak) ¡ Dakle, izraz za vektor ocena: B=(X’X)-1 X’Y. ¡ Matrica X’X

Metod ONK (nastavak) ¡ Dakle, izraz za vektor ocena: B=(X’X)-1 X’Y. ¡ Matrica X’X (dim. k x k) i vektor X’Y (dim. k x 1) u opštem slučaju definišu se na sledeći način:

Metod ONK (matrična notacija) ¡ Da bi rešenje bilo definisano potrebno je da postoji

Metod ONK (matrična notacija) ¡ Da bi rešenje bilo definisano potrebno je da postoji inverzna vrednost matrice (X’X). Rang matrice X treba da je k (očekivano je da je n>k) da bi rešenje postojalo. ¡ Dodatno, drugi parcijalni izvod: je pozitivno definitna matrica (bez dokaza). ¡ Pri tome, polazeći od sistema normalnih jednačina: (X’X)B=(X’ Y), gde je: (X’X)B=X’ (e+XB)=X’e + (X’X)B, proizilazi da je: X’ e = 0

Metod ONK (matrična notacija) ¡ Uslov X’ e = 0 možemo zapisati u razvijenom

Metod ONK (matrična notacija) ¡ Uslov X’ e = 0 možemo zapisati u razvijenom obliku kao: iz čega sledi: - Kako je zbir reziduala jednak nuli (element 1 x 1), to je i aritmetička sredina reziduala jednaka nuli. - Zbir proizvoda svake od objašnjavajućih promenljivih i reziduala je nula (pokazano za k=3).

Alternativna forma polaznog modela ¡ Matrična forma matričnog modela u centriranim podacima: y=xb +

Alternativna forma polaznog modela ¡ Matrična forma matričnog modela u centriranim podacima: y=xb + e, pri čemu je:

Alternativna forma polaznog modela (nastavak) ¡ Primenom metoda ONK na matrični model: y=xb +

Alternativna forma polaznog modela (nastavak) ¡ Primenom metoda ONK na matrični model: y=xb + e, dobijamo ocene sadržane u vektoru b:

Alternativna forma polaznog modela (nastavak) ¡ Pri tome su nova matrica x’x i vektor

Alternativna forma polaznog modela (nastavak) ¡ Pri tome su nova matrica x’x i vektor x’y:

Ocene metodom ONK (nastavak) ¡ Ukoliko su podaci izraženi u centriranim podacima (za k=3)

Ocene metodom ONK (nastavak) ¡ Ukoliko su podaci izraženi u centriranim podacima (za k=3) regresiona uzoračka funkcija je: ¡ Tada je vektor reziduala (ista forma kao polaznog modela): e=y-xb. ¡ Prema uslovu za dobijanje ocena ONK: b=(x’x)-1 x’y.

Ocene metodom ONK (za k=3) ¡ Izraz za ocene parcijalnih koeficijenata nagiba b=(x’x)1 x’y,

Ocene metodom ONK (za k=3) ¡ Izraz za ocene parcijalnih koeficijenata nagiba b=(x’x)1 x’y, možemo zapisati razvijeno kao: ¡ Kako je izraz na desnoj strani gornje jednakosti jednak: konačno dobijamo poznate ocene:

Pretpostavke višestrukog KLRM – I (svojstva sučajne greške modela) 1) E(e)=0, podrazumeva da je

Pretpostavke višestrukog KLRM – I (svojstva sučajne greške modela) 1) E(e)=0, podrazumeva da je očekivana vrednost svake od komponenti slučajne greške jednaka nuli, tj. E(εi)=0, za i=1, 2, . . . , n; E(Y)=XB. 2) E(ee’)=σ2 In, gde je In jedinična matrica dimenzija (nxn). U pitanju je simetrična kovarijaciona matrica:

Pretpostavke višestrukog KLRM (nastavak) Prema pretpostavci 2) sve komponente slučajne greške modela poseduju istu

Pretpostavke višestrukog KLRM (nastavak) Prema pretpostavci 2) sve komponente slučajne greške modela poseduju istu varijansu (σ2), dok je kovarijansa Između svake dve slučajne komponente jednaka nuli, E(εiεj)=0, za i≠j. - Ovim su definisane homoskedastične i neautokorelisane greške (sferične greške). 3) e: N(0, σ2 In), vektor slučajnih greški poseduje višedimenzionu normalnu raspodelu sa vektorom srednje vrednosti nula (prva pretpostavka) i kovarijacionom matricom σ2 In (druga pretpostavka). - Kako su komponente u slučajnom vektoru nekorelisane i svaka od njih normalno raspodeljena, sledi da je i Y slučajna prom. sa višedimenzionom N raspodelom (veza Y i e je linearna).

Pretpostavke višestrukog KLRM - II (svojstva objašnjavajućih promenljivih) 4) Elementi matrice X su nestohastički

Pretpostavke višestrukog KLRM - II (svojstva objašnjavajućih promenljivih) 4) Elementi matrice X su nestohastički sa fiksim vrednostima u ponovljenim uzorcima. - Objašnjavajuće promenljive sadžane u matrici X nisu slučajne promenljive. 5) Matrica X, dimenzija (n x k), k<n, je ranga k. - Isključuje se mogućnost da postoji tačna linearna kombinacija između objašnjavajućih promenljivih. - U tom slučaju bi se proizvoljna od k kolona mogla izraziti kao tačna linearna kombinacija preostalih kolona, odnosno rang matrice X bi bio manji od k. - Tada matrica (X’X) postaje singularna, tako da nije moguće odrediti njenu inverznu matricu, a time ni vektor ocena B.

Ocena varijanse slučajne greške modela ¡ Varijansa slučajne greške σ2 ocenjuje se na osnovu

Ocena varijanse slučajne greške modela ¡ Varijansa slučajne greške σ2 ocenjuje se na osnovu vektora reziduala: ¡ Na osnovu postavke matrice M sledi: Martrica M je simetrična dimenzija n x n (M=M’). Matrica M je idempotentna (M’M=MM’=M) MX=0. 1. 2. 3. ¡ Odatle, vektor reziduala je: e=M(XB+e)=Me. ¡ Rezidualna suma kvadrata je: e’e=e’Me.

Ocena varijanse slučajne greške modela (nastavak) ¡ Očekivana vrednost sume kvadrata reziduala je: E(e’e)=E

Ocena varijanse slučajne greške modela (nastavak) ¡ Očekivana vrednost sume kvadrata reziduala je: E(e’e)=E (e’Me)=E (tr(e’Me)), jer je e’Me skalar = E (tr(Mee’))=σ2 tr(M), usled neautokorelisanosti. ¡ Dalje, sledi: tr(M)=tr(In)-tr(X(X’X)-1 X’)= tr(In)-tr((X’X)-1 X’X)=n-k. E(e’e)=(n-k) σ2 , odnosno ¡ Dakle, nepristrasna ocena varijanse σ2 se dobija kao suma kvadrata reziduala podeljena sa brojem stepeni slobode (n-k).

Svojstva ocena dobijenih metodom ONK Lineranost Vektor ocena slobodnog člana i parcijalnih koef. nagiba

Svojstva ocena dobijenih metodom ONK Lineranost Vektor ocena slobodnog člana i parcijalnih koef. nagiba je: B=(X’X)-1 X’Y=CY, 1) gde C matrica dimenzija k x n, čiji su elemeti konstante (opšti član matrice cij, i=0, 1, . . . , k-1; j=1, 2, . . . , n). Pokazati za k=3. 2) Nepristrasnost Vektor ocena B može se predstaviti u funkciji od vektora slučajnih greški: B= (X’X)-1 X’Y= (X’X)-1 X’(XB+e)=(X’X)-1 X’XB+(X’X)-1 X’e= = B + Ce; Sledi: E(B) = B + C E(e) =B, dakle ocene su nepristrasne. Pokazati za k=3.

Svojstva ocena dobijenih metodom ONK (nastavak) 4) Najbolja ocena Ocene ONK su linearne i

Svojstva ocena dobijenih metodom ONK (nastavak) 4) Najbolja ocena Ocene ONK su linearne i nepristrasne, a da bi bile najbolje potrebno je da njihova varijansa bude najmanja moguća. Ispunjeno u slučaju sferičnih grešaka (bez dokaza). 5) Konzistentnost Vektor ocena B može se predstaviti kao: B= (X’X)-1 X’Y =B + (X’X)-1 X’e, pri čemu je granična vrednost drugog sabirka jednaka nuli (pokazati…).

Varijanse ocena bo, b 1, b 2, . . . , bk-1 ¡ Posmatramo

Varijanse ocena bo, b 1, b 2, . . . , bk-1 ¡ Posmatramo simetričnu matricu (k x k): E(B-B)’ = E(Ce)’ =C E(ee’)C ’ = σ2 CC ’ = (X’X)-1 X’ E (ee’)X (X’X)-1 = σ2 (X’X)-1 ¡ Reč je o matrici varijansi i kovarijansi ocena vektora B, V(B).

Varijanse ocena bo, b 1, b 2, . . . , bk-1 (nastavak) ¡

Varijanse ocena bo, b 1, b 2, . . . , bk-1 (nastavak) ¡ Odnosno, matrica varijansi i kovarijansi ocena vektora B, V(B):

Varijanse ocena bo, b 1, b 2, . . . , bk-1 (nastavak) ¡

Varijanse ocena bo, b 1, b 2, . . . , bk-1 (nastavak) ¡ Pojedinačne varijanse se često označavaju sa σ2 aii, i=0, 1, . . . , k-1, gde je sa aii označen i-ti dijagonalni element matrice (X’X)-1. ¡ Za model sa centriranim podacima: E(b-b)’ = V(b)= σ2 (x’x)-1

Varijanse ocena bo, b 1, b 2, . . . , bk-1 (nastavak) ¡

Varijanse ocena bo, b 1, b 2, . . . , bk-1 (nastavak) ¡ Odnosno, razvijeno za model sa centriranim podacima: ¡ Pokazati za k=3.

Varijanse i kovarijnsa ocena b 1 i b 2 (za k=3) ¡ Varijansa ocene

Varijanse i kovarijnsa ocena b 1 i b 2 (za k=3) ¡ Varijansa ocene b 1 je: pri čemu je sa r – koeficijent korelacije između X 1 i i X 2 i. Slično se izračunava i varijansa ocene b 2. ¡ Kovarijansa ocena između b 1 i b 2:

Raspodela relevantne test -statistike ¡ Kako je raspodela vektora slučajnih greški, e: N(0, σ2

Raspodela relevantne test -statistike ¡ Kako je raspodela vektora slučajnih greški, e: N(0, σ2 In), sledi da i vektor zavisne promenljive poseduje višedimenzionu N raspodelu, Y: N(XB, σ2 In). ¡ Vektor ocena parametara B je linerana funkcija vektora Y, te sledi: B: N(B, σ2(X’X)-1). ¡ Svaka od proizvoljnih ocena je normalno raspoređena sa parametrima: bj: N (βj, σ2 ajj), pri čemu je ajj j-ti dijagonlani element matrice (X’X)-1.

Raspodela relevantne test –statistike (nastavak) ¡ Kako e’e/σ2 poseduje χ2 n-k stepeni slobode, odakle

Raspodela relevantne test –statistike (nastavak) ¡ Kako e’e/σ2 poseduje χ2 n-k stepeni slobode, odakle imamo: pri čemu je sbj oznaka za standardnu grešku ocene patrametra bj. ¡ Uobičajen postupak testiranja.

Testiranje pojedinačne značajnosti parametara ¡ Pretpostavimo da je hipoteza od interesa: H 0: βj

Testiranje pojedinačne značajnosti parametara ¡ Pretpostavimo da je hipoteza od interesa: H 0: βj = 0, H 1: βj ≠ 0 j=1, 2, . . . , k-1. ¡ Diskriminacija između postavljenih hipoteza realizuje se primenom t - testa, primenom test-statistika : ¡ Odnosno, značajnost pojedinačnog uticaja svake od objašnjavajucih promenljivih na zavisnu promenljivu se proverava kao: ¡ Pokazati da ova test-statistika poseduje t-raspodelu sa (n-k) stepeni slobode. . .

Testiranje statističke značajnosti cele regresije ¡ Hipoteze od interesa: ¡ Nulta hipoteza: regresija nije

Testiranje statističke značajnosti cele regresije ¡ Hipoteze od interesa: ¡ Nulta hipoteza: regresija nije statistički značajna (zajednički uticaj objašnjavajućih promenljivih nije statistički značajan). ¡ Alternativna hipoteza: objašnjavajuće promenljive ostvaruju statistički značajan uticaj na kretanje zavisne promenljive (bar jedan od parametara je značajno različit od nule).

Ispitivanje kvaliteta regresije na osnovu koeficijenta determinacije ¡ Relevantna statistika je: ¡ Pravilo odlučivanja:

Ispitivanje kvaliteta regresije na osnovu koeficijenta determinacije ¡ Relevantna statistika je: ¡ Pravilo odlučivanja: l Ako je izračunata vrednost date statistike veća od kritične vrednosti F-raspodele sa k-1 i n-k stepeni slobode, tada se nulta hipoteza odbacuje uz izabrani nivo značajnosti (objasniti br. stepeni slobode tri relevantna varijabiliteta. . . ). ¡ Različite situacije sa stanovišta statističke značajnosti ocena koef. determinacije i pojedinačnih regresionih koeficijenata (objasniti!).

Parcijalni modeli ¡ ¡ ¡ U višestrukom KLRM parametar uz datu objašnjavajuću promenljivu (βj)

Parcijalni modeli ¡ ¡ ¡ U višestrukom KLRM parametar uz datu objašnjavajuću promenljivu (βj) označava reakciju Y na njenu jedničnu promenu, pod pretpostavkom da se fiksira uticaj preostalih objašnjavajućih promenljivih. Apriori se eliminiše dejstvo ostalih promenljivih u modelu prilikom interpretacije parcijalnog koeficijenta nagiba. Potvrda u konceptu parcijalnih modela: pri čemu je prva grupa promenljivih sadržana u matrici X 1, a preostale promenljive se nalaze u drugoj grupi, sadržanoj u matrici X 2.

Parcijalni modeli (nastavak) ¡ Za analizu uticaja samo promenljivih sadržanih u X 1, potrebno

Parcijalni modeli (nastavak) ¡ Za analizu uticaja samo promenljivih sadržanih u X 1, potrebno je izdvojiti efekat dejstva promenljivih X 2 iz modela, odnosno iz Y i X 1. Ocenjuju se parametri sledeće dve zavisnosti: 1) Model zavisnosti Y od X 2 (reziduali ovog modela M 2 Y) 2) Model zavisnosti X 1 od X 2 (reziduali ovog modela M 2 X 1), gde je M 2=In-X 2(X 2’X 2)-1 X 2 ’. ¡ Novi (parcijalni) model sačinjavaju promenljive iz kojih je odstranjen uticaj X 2: M 2 Y=M 2 X 1 B*+e*, gde je B* vektor novih parametara, dok je e* vektor novih slučajnih greški. ¡

Parcijalni modeli (nastavak) ¡ Vektor novih ocena parcijalnog modela B* je: ¡ Vektor novih

Parcijalni modeli (nastavak) ¡ Vektor novih ocena parcijalnog modela B* je: ¡ Vektor novih reziduala parcijalnog modela e* je: e*= M 2 Y-M 2 X 1 B*.

Frish-Waugh-Lovell-ova (Friš-Uo-Lovel-ova) teorema U tom slučaju važi: B 1=B* i e=e*. ¡ Dokaz: Sistem

Frish-Waugh-Lovell-ova (Friš-Uo-Lovel-ova) teorema U tom slučaju važi: B 1=B* i e=e*. ¡ Dokaz: Sistem normalnih jednačina: (X’X)B=X’Y možemo zapisati kao: ¡ pri čemu iz druge jednačine sledi da je: ¡ Nakon zamene B 2 u prvu jednačinu dobijamo da je B 1=B*:

Frish-Waugh-Lovell-ova teorema (nastavak) ¡ Slično tome, dokazujemo da je e=e*. Krećemo od vektora reziduala

Frish-Waugh-Lovell-ova teorema (nastavak) ¡ Slično tome, dokazujemo da je e=e*. Krećemo od vektora reziduala polaznog modela: ¡ Množenje sa leve strane sa M 2 daje: ¡ jer je M 2 X 2=0. ¡ Na levoj strani jednakosti imamo reziduale polaznog modela e, jer je M 2 e=e (posledica uslova metoda ONK: X 2’e=0, odnosno e=M(XB+e)=Me), odakle je e=e*.

Frish-Waugh-Lovell-ova teorema (nastavak) ¡ Vektoru ocena uz k-g promenljivih u modelu sa ukupno k

Frish-Waugh-Lovell-ova teorema (nastavak) ¡ Vektoru ocena uz k-g promenljivih u modelu sa ukupno k promenljivih odgovara vektor ocena iz modela sa samo k-g promenljivih, u kome su zavisna promenljiva i svaka od k-g objaš. prome. korigovane za uticaj g promenljivih. ¡ Alternativno rečeno, dodavanjem novog skupa objašnjavajućih promenljivih u model ne menja se ocena uticaja prvobitno uključenih promenljivih, koja je izvedena iz modela sa promenljivima iskazanim u funkciji odstupanja od tog dodatog skupa promenljivih.

Model sa podacima iz koga je izdvojena komponenta determinističkog rasta ¡ ¡ U AVS

Model sa podacima iz koga je izdvojena komponenta determinističkog rasta ¡ ¡ U AVS često se koristi model koji uključuje promenljivu linearnog trenda (t=1, 2, . . . , n). Polazni model je: ¡ Umesto ovog modela za ocene parcijalnih koeficijenata nagiba može se koristiti parcijalna verzija modela. ¡ Sve promenljive u parcijalnom modelu predstavljaju reziduale iz modela u kome se konkretna promenljiva ocenjuje u funkciji od slobodnog člana i linearnog trenda.

Postupak detrendiranja podataka ¡ Od ukupno k+1 parametra polaznog modela, parcijalni model sadrži k-1

Postupak detrendiranja podataka ¡ Od ukupno k+1 parametra polaznog modela, parcijalni model sadrži k-1 parametar: gde ydi, označava vrednost i-te opservacije zavisne promenljive, koja je korigovana za efekat slobodnog člana i trenda. Slično, xd 1 i predstavlja i-ti rezidual iz regresije X 1 i na konstantu i linearni trend. ¡ Da bi smo od početnog došli do parcijalnog modela definišemo matricu M 2 prema: M 2=In-X 2(X 2’X 2)-1 X 2 ’

Model sa centriranim podacima ¡ Model sa centriranim podacima: y=xb+e. ¡ Dobijaju se identične

Model sa centriranim podacima ¡ Model sa centriranim podacima: y=xb+e. ¡ Dobijaju se identične ocene parcijalnih koeficijenata nagiba. ¡ Može se tretirati kao parcijalni model: sve promenljive su prethodno ocenjene kao funkcija slobodnog člana (ta ocena parametra je aritmetička sredina date promenljive). ¡ Razlika polazne promenljive i aritm. sredine daje nove promenljive parcijalnog modela.

Testiranje statističke značajnosti podskupa parametara (test dodatih regresora) ¡ ¡ Ako je particija matrice

Testiranje statističke značajnosti podskupa parametara (test dodatih regresora) ¡ ¡ Ako je particija matrice objašnjavajućih promenljivih: X=(X 1 X 2). Prvu grupu čini (k-g), a drugu grupu preostalih g promenljivih. Ocenjujemo polazni model (model bez ograničenja): ¡ Model koji ne sadrži matricu X 2 zasniva se na pretpostavci B 2=0 (model sa ograničenjem): ¡ U modelu sa ograničenjem na parametre modela vektor ocena (k-g) parametra B 1 označen je sa Bo i dobija se kao: pri čemu je korespondirajući vektor reziduala iz ovog modela: e 0=Y-X 1 B(o).

Test statističke značajnosti podskupa parametara ¡ Test-statistika kojom se proverava validnost nulte hipoteze H

Test statističke značajnosti podskupa parametara ¡ Test-statistika kojom se proverava validnost nulte hipoteze H 0: B 2=0 je data u formi F-testa: gde se slovo o u indeksu odnosi na sumu kvadrata reziduala i koeficijent determinacije modela ocenjenog sa ograničenjem. ¡ Za specijalan slučaj hipoteze H 0: B 2=0 za g=1, test se svodi na testiranje značajnosti pojedinačnih parametara (F 1 n-k=t 2 n-k).

Testiranje opštih linearnih ograničenja na parametre ¡ ¡ 1) 2) Ekonomski kriterijumi često zahtevaju

Testiranje opštih linearnih ograničenja na parametre ¡ ¡ 1) 2) Ekonomski kriterijumi često zahtevaju da koeficijenti u ocenjenom modelu zadovoljavaju izvesna ograničenja (npr. konstantni prinosi u Cobb-Douglasovoj funkciji; odsustvo iluzije novca (zbir elastičnosti tražnje s obzirom na nominalni dohodak i cene je jednak nuli i sl. )). Dva alternativna postupka: Oceniti f-ju ne vodeći računa o ograničenjima, a zatim testirati da li ocenjeni koeficijenti zadovoljavaju zahtevane restrikcije. Oceniti model sa inkorporiranim ograničenjima, a zatim testirati značajnost razlike između ocena takvog modela (pod ograničenjem) i modelom bez ograničanje.

Testovi linearnih ograničenja na parametre ¡ ¡ Pri testiranju jednog ograničenja (jednostavna nulta hipoteza)

Testovi linearnih ograničenja na parametre ¡ ¡ Pri testiranju jednog ograničenja (jednostavna nulta hipoteza) koristi se t-test (ili alternativno, F-test). U slučaju testa više ograničenja (kad je nulta hipoteza složena) Fstatistika.

Prvi postupak testiranja: t-test Testiranje jednog linearnog ograničenja ¡ Posmatramo nultu hipotezu kojom se

Prvi postupak testiranja: t-test Testiranje jednog linearnog ograničenja ¡ Posmatramo nultu hipotezu kojom se tvrdi da je istinito linearno ograničenje oblika: ¡ Alternativna hipoteza je: pri čemu su parametri r 0, r 1, . . . , rk-1 poznati. ¡ Primenom metoda ONK na polazni model (model bez ograničenje) dobijaju se ocene b 0, b 1, . . . , bk-1 i obrazuje se ocena linearne kombinacije prema nultoj hipotezi (poseduje N raspodelu):

Testiranje jednog linearnog ograničenja (nastavak) ¡ Standardna greška linearne kombinacije dobija se kao: ¡

Testiranje jednog linearnog ograničenja (nastavak) ¡ Standardna greška linearne kombinacije dobija se kao: ¡ Skalarni oblik ove ocene varijanse je: ¡ Nulta hipoteza se testira na osnovu tn-k raspodele:

Prvi postupak testiranja: jedno ograničenje Jedno postavljeno ograničenje: H 0: RB=r ; H 1:

Prvi postupak testiranja: jedno ograničenje Jedno postavljeno ograničenje: H 0: RB=r ; H 1: RB≠r, gde je R’ vektor konstanti specifikovanih da odgovaraju ograničenju, a r poznata konstanta. ¡ ¡ Npr. Hipoteza o konstantnim prinosima (β 1+β 2=1) u Cobb-Douglasovoj f-ji Q=β 0 Kβ 1 Lβ 2 se definiše: R=[1 1], B’=[β 1 β 2], r =1.

Testiranje g=1 ograničenja ¡ Ukoliko je potrebno testirati samo jedno ograničenje na parametre modela

Testiranje g=1 ograničenja ¡ Ukoliko je potrebno testirati samo jedno ograničenje na parametre modela (g=1), kao alternativa t-testu, može se koristiti F 1 n-k raspodela. ¡ Uopštavanjem: F test statistika za proveru tačnosti više ograničenja H 0: RB=r (test Wald-ovog tipa): ¡ Nije uvek jednostavno da se izračuna, te se u praksi koristi varijanta (isto kao kod testiranja podskupa parametara):

Drugi postupak testiranja: složenija ograničenja (I) Za višestruki linearni model: Y=XB+e, može se govoriti

Drugi postupak testiranja: složenija ograničenja (I) Za višestruki linearni model: Y=XB+e, može se govoriti o opštim lineranim ograničenjima. ¡ Nulta i alternativna hipoteza se definišu na sledeći način: H 0: RB=r ; H 1: RB≠r, gde je R poznata matrica tipa (g x k) i ranga g (g je broj ograničenja), a r je vektor poznatih vrednosti dimenzije g x 1. ¡ Npr. ukoliko u je modelu sa tri objašnjavajuće promenljive g=2, odnosno testiramo dva ograničenja(β 1=β 2 i β 3=0), tada su u nultoj hipotezi:

Drugi postupak testiranja: složenija ograničenja (II) ¡ U glavi 9 udžbenika MP(2017) razmatran je

Drugi postupak testiranja: složenija ograničenja (II) ¡ U glavi 9 udžbenika MP(2017) razmatran je model zavisnosti tražnje za hranom (Yi) od: ukupnog raspoloživog dohotka (X 1 i), cene hrane (X 2 i) i stope inflacije (X 3 i). Očekuje se da i promenljive iz prethodnog perioda utiču na tražnju, pa je početni model dat na sledeći način: ¡ Formulisati tvrđenje nulte hipoteze, kojom se može proveriti sledeće: 1) Da li cena hrane uopšte utiče na sopstvenu tražnju, jer je reč o osnovnom dobru. Postoji visok stepen inercije u kretanju tražnje za hranom (parcijalni koef. nagiba uz tražnju iz prethodnog perioda je jednak jedan) i postoji identičan stepen uticaja dohotka iz prethodnog i iz tekućeg perioda na kretanje tražnje. 2)

Drugi postupak testiranja: F-test ¡ Distinkcija između nulte i alternativne hipoteze: H 0: RB=r

Drugi postupak testiranja: F-test ¡ Distinkcija između nulte i alternativne hipoteze: H 0: RB=r ; H 1: RB≠r, vrši se pomoću sledeće F statistike: gde se oznaka (O) odnosi na model sa ograničenjem, dok se za model bez ograničenja ponekad koristi oznaka (B), g je broj ograničenja. ¡ Na ovaj način se testira važenje većeg broj ograničenja (značajnost podskupa parametara modela predstavlja specijalan slučaj ovog testa).

Ocenjivanje parametara metodom ONK modela pod ograničenjem ¡ ¡ ¡ Vektor parametara takvog modela

Ocenjivanje parametara metodom ONK modela pod ograničenjem ¡ ¡ ¡ Vektor parametara takvog modela označen je sa (B*). Minimizira se rezidualna suma kvadrata, uz uslov postavljen nultom hipotezom: RB=r, tj. u centriranim podacima Rb=r. Formira se pomoćna funkcija Lagranžovih multiplikatora: gde je λ’ vektor od g elemenata Lagranžovih multiplikatora. ¡ Uslov za minimum: prvi izvodi funkcije Q po b* i λ se izjednačavaju sa nulom.

Ocene dobijene metodom ONK modela pod ograničenjem ¡ ¡ Metod ONK pod ograničenjem dobijaju

Ocene dobijene metodom ONK modela pod ograničenjem ¡ ¡ Metod ONK pod ograničenjem dobijaju se NLNO (bez dokaza)! E(b*)=β, odnosno ocene su nepristrasne ukoliko važi nulta hipoteza. Pri tome: Ocene dobijene metodom ONK modela pod ograničenjem daje manje varijanse ocenjenih parametara nego ocena bez ograničenja.

Primer ¡ ¡ Ako je Cobb-Douglasova proizvodna funkcija oblika Y=β 0 Kβ 1 Lβ

Primer ¡ ¡ Ako je Cobb-Douglasova proizvodna funkcija oblika Y=β 0 Kβ 1 Lβ 2 eu, gde je Y proizvodnja, K kapital i L rad, ocenjena na bazi podataka za SAD za period 1 Q 19601 Q 1991 (primer: Asteriou and Hall, 2015): T=125

Primer (nastavak) a) b) c) d) e) Testirati statističku značajnost pojedinačnog uticaja rada i

Primer (nastavak) a) b) c) d) e) Testirati statističku značajnost pojedinačnog uticaja rada i kapitala na proizvodnju, na nivou značajnosti α = 0, 05. Testirati statističku značajnost istovremenog uticaja objašnjavajućih promenljivih na zavisnu, na nivou značajnosti α = 0, 05. Testirati hipotezu da rad i kapital ostvaruju jednak efekat na kretanje proizvodnje. Testirati hipotezu da rad ostvaruje dvostruko veći efekat na kretanje proizvodnje u odnosu na kapital. Testirati hipotezu da su u datoj grani industrije prinosi konstantni (β 1+β 2=1). Predložiti pojednostavljenje funkcije ako se ocenjuje pod datim ograničenjem.

Primer: CD funkcija (nastavak) ¡ Model bez ograničenja: cov(b 1, b 2)=-0. 0003372; ¡

Primer: CD funkcija (nastavak) ¡ Model bez ograničenja: cov(b 1, b 2)=-0. 0003372; ¡ ¡ Model ocenjen pod ograničenjem (pod e)H 0: β 1+β 2=1): Rezultat Wald-ovog testa: t-statistic F-statistic 0. 082798 122 0. 006855 (1, 122) 0. 9341