Materialy pomocnicze do zajec z ekonometrii PG WZiE

Krzysztof Swietlik

1

Oszacowac parametry numeryczne i stochastyczne modelu potegowego o postaci: b

b

b

u

0

1

2

t

y = e ⋅ x

1

⋅ x 2 ⋅ e

t

t

t

dla danych przedstawionych w tabeli, gdzie: yt – roczne wydatki na kino [zl/osobe], x1t – sredni roczny dochód netto [tys. zl/osobe], x2t – jednopodstawowy wskaznik srednich cen biletów [rok pierwszy =100].

rok

yt

x1t

x2t

1

70

6

100,0

2

95

8

103,0

3

110

10

107,0

4

125

12

109,0

5

145

14

111,0

Przedstawiony model jest nieliniowy wzgledem zmiennych i parametrów, ale sprowadzalny do liniowego wzgledem parametrów. Jezeli zlogarytmujemy go obustronnie to otrzymamy: ln y = ln e 0 ⋅ x 1

1

⋅ x 22 ⋅ e

t

( b b b ut

t

t

)

b

b

b

u

0

1

2

t

ln y = ln e + ln x + ln x + ln e t

t

1

2 t

ln y = b

ln

ln

0 + b 1 ⋅

x 1 + b 2 ⋅

x 2 + u

t

t

t

t

Ostatnia forma modelu jest liniowa wzgledem parametrów i daje sie latwo oszacowac KMNK.

Widzimy, ze zamiast obserwacji na zmiennych w pierwotnej postaci trzeba sie tu posluzyc logarytmami tych obserwacji. Mozemy zatem symbolicznie zapisac estymator KMNK dla naszego przykladu:

−

bˆ = (ln X 'ln X ) 1 ⋅ ln X 'ln y Macierz lnX’lnX bedzie okreslona nastepujaco:



n

ln x

ln x



∑ 1 t

∑



2 t

ln X ' ln X = 

∑ln x

ln x

ln x

ln x

1 t

∑( 1 t )2



∑ 1 t ⋅ 2 t

 ∑ln x

ln x

ln x

ln x

2 t

∑ 1 t ⋅ 2 t ∑( 2 t )2 





Wektor lnX’lny bedzie okreslony nastepujaco:



ln y



∑



t



ln X ' ln y = ∑ln y ln x t ⋅

t

1 

∑ln y ln x

t ⋅





2 t 

Do dalszych obliczen bedzie przydatna tabela.

Materialy pomocnicze do zajec z ekonometrii PG WZiE

Krzysztof Swietlik

1

Materialy pomocnicze do zajec z ekonometrii PG WZiE

Krzysztof Swietlik

2

rok

ln x

ln x

ln x ln x (ln x (ln x

ln y

ln y ln x ln y ⋅ ln x 2 t )2

t

2 t

1 t )2

1

2

1

2

t

t

t

1

1

1,79176 4,60517

8,25136

3,21040 21,20759 4,24850 7,61228 19,56504

2

2,07944 4,63473

9,63765

4,32408 21,48071 4,55388 9,46952 21,10599

3

2,30259 4,67283 10,75959

5,30190 21,83533 4,70048 10,82326 21,96454

4

2,48491 4,69135 11,65756

6,17476 22,00874 4,82831 11,99791 22,65130

5

2,63906 4,70953 12,42872

6,96462 22,17967 4,97673 13,13389 23,43808

suma 11,29775 23,31361 52,73487 25,97576 108,7120 23,30790 53,03685 108,7249

5

5

Na podstawie powyzszych danych mozemy wyznaczyc macierz lnX’lnX:



5

11,29775

23,31361 





ln X 'ln X =  11,29775 25,97576 52,73487 

 23,31361 52,73487







108,71205

Wyznacznik ln X 'ln X = 0,00012

 361761

10440,5

- 82645,18

−1





Macierz (ln X 'ln X ) =  10440,5

303,848

- 2386,386

 - 82645,2

- 2386,39

18881,11 





 23,30790 





Wektor ln X 'ln y =  53,03685 









108,72495

Wektor ocen parametrów modelu:

 23,0997 

bˆ = (ln X 'ln X )−1





ln X 'ln y =  1,41585 

-







4,64048

Mozemy zapisac postac analityczna rozwazanego modelu: 23,099

,

1 416

−4,640

uˆ t

y = e

⋅ x

⋅ x

⋅ e

t

t

1

2 t

Poniewaz mamy do czynienia z modelem potegowym to szacunki parametrów b1 i b2 sa elastycznosciami zmiennej y wzgledem zmiennych x1 i x2. Elastycznosc jest miara, która pokazuje o ile procent zmieni sie wartosc zmiennej y, jezeli wartosc zmiennej x zmieni sie o 1 procent, a wszystkie inne czynniki pozostana bez zmian.

Powiemy zatem, ze w badanych latach wzrost rocznych dochodów x1 o 1 % powodowal wzrost rocznych wydatków na kino y srednio o 1,42 %, przy stalosci cen biletów x2. Wzrost w badanych Materialy pomocnicze do zajec z ekonometrii PG WZiE

Krzysztof Swietlik

2

Materialy pomocnicze do zajec z ekonometrii PG WZiE

Krzysztof Swietlik

3

latach indeksu cen biletów x2 o 1% powodowal spadek rocznych wydatków na kino y srednio o 4,64

%, przy stalosci dochodów x1.

Estymator wariancji skladnika losowego modelu wyrazi sie wzorem:

∑(

′

ln yt )2 −

X

y ⋅ b

2

(ln ' ) ˆ

ln

ˆ

σ

u =

n − ( k + )

1

Stad

2

ˆ

σ

.

u = 0,00082

Sredni blad reszt jest zatem równy σˆ

.

u = 0,02867

Interpretujac sredni blad reszt powiemy, ze udzial róznic miedzy wartosciami empirycznymi yt a teoretycznymi yˆ w teoretycznej wartosci wydatków yˆ wynosi srednio ( 0,029

e

− )

1 ⋅100 =

%

94

,

2

.

t

t

Wspólczynnik zbieznosci ϕ2 obliczymy na podstawie wzoru:

∑(ln y

X

y

b

t )2

ˆ

ln

' ln

2

(

)′

−

⋅

ϕ =

.

∑(ln y

y

t − ln

t )2

Zatem ϕ2 = 0,00529.

Oznacza to, ze okolo 0,52% calkowitej zmiennosci zmiennej wydatków ln y nie zostalo objasnione przez model.

Wspólczynnik determinacji

2

R = 1 − 2

ϕ = 0,99471 co oznacza, ze okolo 99,5% zmiennosci zmiennej ln y zostalo wyjasnione przez model. Widzimy zatem, iz bardzo duza czesc zmiennosci ln y znalazla objasnienie w zmiennosci zmiennych objasniajacych ln x1 i ln x2.

Ponizszy wykres obrazuje dopasowanie wartosci teoretycznych wydatków yˆ do wartosci t

empirycznych y .

t

160

y rzeczyw.

140

y teor.

120

100

80

wydatki na kino

60

40

20

0

1

2

3

4

5

rok

Materialy pomocnicze do zajec z ekonometrii PG WZiE

Krzysztof Swietlik

3

Materialy pomocnicze do zajec z ekonometrii PG WZiE

Krzysztof Swietlik

4

Na podstawie znajomosci macierzy wariancji kowariancji ocen parametrów wyznaczymy srednie bledy tych ocen.

2

D (ˆ b)

297,253

8,579

-



67,908

= 2

ˆ

σ

u ⋅ ( X ' X )−1





=  8,579

0,250

-1,961 

- 67,908 -1,961

15,514 





Srednie bledy ocen parametrów modelu: ˆ

σ b = 297,253 = 17,241

0

ˆ

σ

b

=

,

0 250 = 500

,

0

1

ˆ

σ b =

514

,

15

= 3,939

2

Pelniejszy zapis postaci analitycznej rozwazanego modelu mozemy przedstawic nastepujaco: 23,0997

1,41585

-4,64048

(±17,241)

(±0,500)

( 3,939 )

ˆ

±

y

e

x

x

t =

⋅ t

⋅

1

2 t

Materialy pomocnicze do zajec z ekonometrii PG WZiE

Krzysztof Swietlik

4