多元线性回归模型流程图
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多元线性回归
36
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§5.4 回归方程的显著性检验
2019/11/5
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37
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§5.4 回归方程的显著性检验
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§5.4 回归方程的显著性检验
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§5.2 多元回归参数的估计
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§5.2 多元回归参数的估计
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§5.4 回归方程的显著性检验
在一元线性回归中，回归系数显著性的t检验与回归方 程显著性的F检验是等价的，而在多元线性回归中，这 两种检验不同。
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43
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§5.4 回归方程的显著性检验
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§5.3 参数估计量的性质
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§5.3 参数估计量的性质
性质4 Gauss-Markov定理
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29
多元线性回归分析正式优秀课件
l1 b 1 1 l1 b 2 2 l1 m b m l1 Y l2b 1 1l2b 22 l2 m b m l2Y lm 1 b 1 lm 2 b 2 lm b m m lmY
b 0 Y （ b 1 X 1 b 2 X 2 b m X m ）
用最小二乘法解正规方程组， 使残差平方和Q最小。
11.2
2
3.79
1.64
7.32
6.9
8.8
3
6.02
3.56
6.95
10.8
12.3
27
3.84
1.20
6.45
9.6
10.4
66.010367.360-583.952331.368677.6962
67.3601872.364-89.492296.728869.8025
lij -53.952-39.4923950.31-5076.38-61342.434
多元线性回归分析 正式
讲课内容
第一节 多元线性回归(重点) 第二节 自变量选择方法(重点) 第三节 多元线性回归的应用及注
意事项
第一节 多元线性回归
一、多元线性回归模型
表 15-2 27 名糖尿病人的血糖及有关变量的测量结果
序号 i
总胆固醇 甘油三酯
(mmol/L) (mmol/L)
X1
X2
胰岛素 糖化血红蛋白 血糖
SS残 SS总 SS回
F
SS 残
SS回 /（ n
/m m
1）
MS MS
回 残
表 15-3 多元线性回归方差分析表
变异来源 自由度 SS
MS
FP
总变异 n－1 SS 总
回归
m
SS 回
b 0 Y （ b 1 X 1 b 2 X 2 b m X m ）
用最小二乘法解正规方程组， 使残差平方和Q最小。
11.2
2
3.79
1.64
7.32
6.9
8.8
3
6.02
3.56
6.95
10.8
12.3
27
3.84
1.20
6.45
9.6
10.4
66.010367.360-583.952331.368677.6962
67.3601872.364-89.492296.728869.8025
lij -53.952-39.4923950.31-5076.38-61342.434
多元线性回归分析 正式
讲课内容
第一节 多元线性回归(重点) 第二节 自变量选择方法(重点) 第三节 多元线性回归的应用及注
意事项
第一节 多元线性回归
一、多元线性回归模型
表 15-2 27 名糖尿病人的血糖及有关变量的测量结果
序号 i
总胆固醇 甘油三酯
(mmol/L) (mmol/L)
X1
X2
胰岛素 糖化血红蛋白 血糖
SS残 SS总 SS回
F
SS 残
SS回 /（ n
/m m
1）
MS MS
回 残
表 15-3 多元线性回归方差分析表
变异来源 自由度 SS
MS
FP
总变异 n－1 SS 总
回归
m
SS 回
第5章多元线性回归模型PPT课件
F ESS / df ESS /(k 1) RSS / df RSS /(n k)
在原假设H0成立的情况下，服从自由度为(k-1 , n-k)的F分布，并根据样本数据计算F值。
给定显著性水平，得到临界值F(k-1,n-k) 比较 F F(k-1,n-k) 或 FF(k-1,n-k) 来拒绝或接受原假设H0，以判定原模型总体上的 线性关系是否显著成立。
假定2 解释变量X是非随机变量，在重复抽样 中固定在给定水平。
假定3 随机误差项的条件期望为0 即： E(ui | X 2i , X 3i ) 0
第2页/共49页
假定4 随机误差项ui具有同方差性。
Var(ui X2i , X3i ) 2 假定5 随机误差项之间无自相关性/无序列 相关。
cov(ui ,uj ) o i j
第12页/共49页
总体方差的估计
ˆ 2 uˆi2 n3
• 残差平方和的自由度＝样本容量的大小－待估计的参数的个数
第13页/共49页
§5.3 多元线性回归模型的统计检验
一、拟合优度检验 （一）复判定系数R2的计算公式
R2 ESS TSS
yˆi2 ˆ2
yi2
yi x2i ˆ3
yi2
~
F(m, n
kUR
)
案例
第33页/共49页
案例分析
• 教材P250 1960-1982年美国子鸡需求的例子
• 思考问题：
1）如何根据经济理论预测回归系数的符号？
2）如何检验
？
H0 : 4 5 0
第34页/共49页
五、模型的参数稳定性检验－邹至庄检验
当利用时间序列数据进行回归时，因变量和 解释变量之间的关系可能会出现结构变动
在原假设H0成立的情况下，服从自由度为(k-1 , n-k)的F分布，并根据样本数据计算F值。
给定显著性水平，得到临界值F(k-1,n-k) 比较 F F(k-1,n-k) 或 FF(k-1,n-k) 来拒绝或接受原假设H0，以判定原模型总体上的 线性关系是否显著成立。
假定2 解释变量X是非随机变量，在重复抽样 中固定在给定水平。
假定3 随机误差项的条件期望为0 即： E(ui | X 2i , X 3i ) 0
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假定4 随机误差项ui具有同方差性。
Var(ui X2i , X3i ) 2 假定5 随机误差项之间无自相关性/无序列 相关。
cov(ui ,uj ) o i j
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总体方差的估计
ˆ 2 uˆi2 n3
• 残差平方和的自由度＝样本容量的大小－待估计的参数的个数
第13页/共49页
§5.3 多元线性回归模型的统计检验
一、拟合优度检验 （一）复判定系数R2的计算公式
R2 ESS TSS
yˆi2 ˆ2
yi2
yi x2i ˆ3
yi2
~
F(m, n
kUR
)
案例
第33页/共49页
案例分析
• 教材P250 1960-1982年美国子鸡需求的例子
• 思考问题：
1）如何根据经济理论预测回归系数的符号？
2）如何检验
？
H0 : 4 5 0
第34页/共49页
五、模型的参数稳定性检验－邹至庄检验
当利用时间序列数据进行回归时，因变量和 解释变量之间的关系可能会出现结构变动
第3章多元线性回归
E (β XX1Xε-β)(β XX1Xε-β)
E XX1Xεε XXX1 XX1XE(εε )XXX1
XX1XE( 2In )XXX1 2 XX1
3.3 参数估计量的性质
i 1
i 1
ˆ
2
n
1 p
1
SSE
n
1 p
(ee) 1
n
1 p
1
n i 1
ei2
是σ2的无偏估计
3.2 回归参数的估计
三 、回归参数的最大似然估计
y～N(Xβ ,σ 2In)
似然函数为
L
(2 )n
2
2
n
2
exp(
1
2
2
(y - Xβ)(y - Xβ))
βˆ (XX)-1 Xy
3.2 回归参数的估计
二、回归值与残差
称 yˆi ˆ0 ˆ1xi1 ˆ2xi2 ˆp xip 为回归值
yˆ Xβˆ X(XX)-1 Xy H X(X X)-1X
称为帽子矩阵，其主对角线元素记为hii ，则
3.2 回归参数的估计
二、回归值与残差
n
tr(H ) hii p 1 i 1
此式的证明只需根据迹的性质tr(AB)=tr(BA),因而
tr(H) tr(X(XX)-1X) tr(XX(XX)-1) tr(Ip1) p 1
3.2 回归参数的估计
二、回归值与残差
e y yˆ y Hy (I- H)y
x 2
Lxx
x 2
Lxx
2
L xx
3多元线性回归
28
数据，以国际旅游外汇收入为因变量 y ，建立
多元回归方程：
Coefficients(a)
Unstandardized Coefficients Standardized Coefficients
95% Confidence Interval for B
B
Std. Error
Beta
t Sig. Lower Bound Upper Bound
求上式的极大值，等价于对 (y X β )(y X β ) 求极小值，到此与OLSE完全相同，即
βˆ=(XX)-1Xy
26
误差项方差 2 的MLE为
ˆL2
1SSE1(ee) nn
这是 2 的有偏估计，但它满足一致性， 在大样本的情况下，是 2 的渐进无偏 估计量。
27
以上方程组经整理后，得到用矩阵形式表示的 正归方程组
X(y-Xβˆ)0
得
XXβˆ =Xy
当 (X X )-1 存在时，即得回归参数的最小二乘
估计为
βˆ=(XX)-1Xy
19
回归值与残差
称
y ˆiˆ0ˆ1 x i1ˆ2 x i2ˆp x ip
为观测值
y
的回归拟合值，简称回归值；
参数的最小二乘法(例题分析)
【例3.1】国际旅游外汇收入是国民经济发展的重要 组成部分，影响一个国家或地区旅游收入的因素包括 自然、文化、社会、经济、交通等多方面的因素，本 例研究第三产业对旅游外汇收入的影响。第三产业由
12个组成部分，分别是 x 1 农林牧渔服务业， x 2 地质 勘探水利管理业，x 3 交通运输仓储和邮电通信业， x 4 批发零售贸易和餐饮业， x 5 金融保险业， x 6 房地产业， x 7 社会服务业，x 8 卫生体育和社会福利业， x 9 教育文 化艺术和广播，x 1 0 科学研究和综合艺术， x 1 1 党政机关， x 1 2 其他行业。选取2019年我国31个省、市、自治区的
数据，以国际旅游外汇收入为因变量 y ，建立
多元回归方程：
Coefficients(a)
Unstandardized Coefficients Standardized Coefficients
95% Confidence Interval for B
B
Std. Error
Beta
t Sig. Lower Bound Upper Bound
求上式的极大值，等价于对 (y X β )(y X β ) 求极小值，到此与OLSE完全相同，即
βˆ=(XX)-1Xy
26
误差项方差 2 的MLE为
ˆL2
1SSE1(ee) nn
这是 2 的有偏估计，但它满足一致性， 在大样本的情况下，是 2 的渐进无偏 估计量。
27
以上方程组经整理后，得到用矩阵形式表示的 正归方程组
X(y-Xβˆ)0
得
XXβˆ =Xy
当 (X X )-1 存在时，即得回归参数的最小二乘
估计为
βˆ=(XX)-1Xy
19
回归值与残差
称
y ˆiˆ0ˆ1 x i1ˆ2 x i2ˆp x ip
为观测值
y
的回归拟合值，简称回归值；
参数的最小二乘法(例题分析)
【例3.1】国际旅游外汇收入是国民经济发展的重要 组成部分，影响一个国家或地区旅游收入的因素包括 自然、文化、社会、经济、交通等多方面的因素，本 例研究第三产业对旅游外汇收入的影响。第三产业由
12个组成部分，分别是 x 1 农林牧渔服务业， x 2 地质 勘探水利管理业，x 3 交通运输仓储和邮电通信业， x 4 批发零售贸易和餐饮业， x 5 金融保险业， x 6 房地产业， x 7 社会服务业，x 8 卫生体育和社会福利业， x 9 教育文 化艺术和广播，x 1 0 科学研究和综合艺术， x 1 1 党政机关， x 1 2 其他行业。选取2019年我国31个省、市、自治区的
第三章(1) 多元线性回归模型课件
分离差的大小
解释的那部分离差的大小。也
称剩余平方和。
第三章 多元线性回归模型
§ 3-3 多元线性回归模型的统计检验 一、 拟合优度检验 检验模型对样本观测值的拟合程度。用在总离差分解 基础上确定的可决系数R2 (调整的可决系数 ) 度量。 1、总离差平方和的分解
总离差平方和TSS 回归平方和ESS
3、随机误差项在不同 样本点之间是独立的，
Cov( i,
不存在序列相关
因为 i与 j相互独立，有：
j)=0 i≠j
无自相关假定表明：产生 误差(干扰)的因素是完 全随机的，此次干扰与彼 次干扰互不相关，互相独 立。由此应变量Yi的序列 值之间也互不相关。
第三章 多元线性回归模型
§ 3-1 多元线性回归模型及其基本假定
3、有效性(最小方差性)：
指在所有线性、无偏估计量中， OLS参数估计量的 方差最小。
4、 服从正态分布，即：
其中，
， G2是随机误差项的方差，
Cjj是矩阵(X’X)-1 中第j行第j列位置上的元素。
第三章 多元线性回归模型
§ 3-2 多元线性回归模型的参数估计
一、 参数的最小二乘估计
二、 OLS估计量的统计性质及其分布
三、随机误差项方差Q2的估 计
参数估计的另一项任务是： 求随机误差项 i 的分布参数
称作回归标准差 (standard error of regression)， 常作为对所估计回归线的拟
合优度的简单度量。
i~N(0, Q2)
随机误差项 i 的 方差的估计量为：
可以
证明：
说明 是QS 的无偏估计量。
t-Statistic 6.411848 22.00035 4.187969
第四章多元线性回归模型
2019/9/20
29
即：
E
βˆ βˆ 10 ...
E E
(βˆ 0 (βˆ 1
) )
......
β 0
β
1
...
βˆ k
E
(βˆ k
)
β
k
这表明，OLS估计量 ˆ 是无偏估计量。
第四章 多元线性回归模型
2019/9/20
1
内容提要
第一节 多元线性回归模型的建立及假定条件 第二节 最小二乘法 第三节 最小二乘估计量的特性 第四节 可决系数 第五节 显著性检验与置信区间 第六节 预测 第七节 案例分析
2019/9/20
2
第一节 多元线性回归模型的 建立及假定条件
2019/9/20
E (u nu1 )
E (u nu 2 ) ......
E
(u
2 n
)
0
0 ...... 2
2019/9/20
——方差-协方差矩阵
16
（4）解释变量X1，X2，…，Xk是确定性变 量，不是随机变量；并且解释变量与随 机误差项之间不相关。即:
Cov(Xij ，j)=0 i=1,2,┅,k; j= 1,2,┅,n
到参数估计量，不管其质量如何，所要求的样本容量的下 限。
n ≥ k+1
即样本容量必须不少于模型中解释变量的数 目（包括常数项）。这就是最小样本容量。
2.满足基本要求的样本容量
一般经验认为，当n ≥ 30或者至少n ≥ 3（k+1） 时，才能满足模型估计的基本要求。
11多元(重)线性回归精品PPT课件
编号
收缩压 年龄
(ID)
Y
X1
17
145
49
18
142
46
19
135
57
20
142
56
21
150
56
22
144
58
23
137
53
24
132
50
25
149
54
26
132
48
27
120
43
28
126
43
29
161
63
30
170
63
31
152
62
32
164
65
吸烟
X2
1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0
多元（重）线性回归
例子
人的体重与身高、胸围 血压值与年龄、性别、劳动强度、饮食习惯、
吸烟状况、家族史 糖尿病人的血糖与胰岛素、糖化血红蛋白、
血清总胆固醇、甘油三脂 射频治疗仪定向治疗脑肿瘤过程中，脑皮质
的毁损半径与辐射的温度、与照射的时间
32例40岁以上男性的年龄、吸烟、 体 重指数与收缩压
0.7967
Adj R-Sq （校正决定系数） 0.7749
Dependent Mean 应变量Y 的均值＝144.43750
剩余标准差（ Root MSE ）
S Y|12...p (YYˆ)2 /(np1)
SS残（np1） MS残 46.044886.78564
反映了回归方程的精度，其值越小说明回归效果越好
2. 逐步选择法
1. 前进法（forward selection） 2. 后退法（backward elimination） 3. 逐步回归法（stepwise regression）
计量经济学第3章-多元线性回归模型PPT课件
第2页/共63页
第三章 经典单方程计量经济学模型：多元线性回 归模型
• 多元线性回归模型 • 多元线性回归模型的参数估计 • 多元线性回归模型的统计检验 • 多元线性回归模型的预测
第3页/共63页
第一节 多元线性回归模型
一、多元线性回归模型 二、多元线性回归模型的基本假定
第4页/共63页
一、多元线性回归模型
因为n < 30时构造不出用于检验的服从标准正态分布的统计量；
t 检验在 n k 8 时才比较有效，因为 n k 8 时 t 分布才比较稳定。 一般经验认为，当 n 30或者至少 n （3 k 1）时，才能满足基本要求。
第27页/共63页
第三节 多元线性回归模型的统计检验
一、拟合优度检验 二、方程的显著性检验(F检验) 三、变量的显著性检验（t检验） 四、参数的置信区间
X X1i
X
ki
X
2 ki
ki
ˆ0 ˆ1
ˆ k
1 X 11
X k1
1 X 12
X k2
1 Y1 X 1n Y2 X kn Yn
即
(XX)βˆ XY
由于X’X满秩，故有 βˆ (XX)1 XY
第19页/共63页
⃟正规方程组 的另一种写法 对于正规方程组
多元线性回归模型:表现在线性回归模型中的 解释变量有多个。
一般表现形式：
Yi 0 1 X 1i 2 X 2i k X ki i i=1,2…,n 其中:k为解释变量的数目，j称为回归系数
（regression coefficient）。
第5页/共63页
习惯上：把常数项（或截距项）看成为 一虚变量的系数，该虚变量的样本观测值始 终取1。于是： 模型中解释变量的数目为（k+1）
第三章 经典单方程计量经济学模型：多元线性回 归模型
• 多元线性回归模型 • 多元线性回归模型的参数估计 • 多元线性回归模型的统计检验 • 多元线性回归模型的预测
第3页/共63页
第一节 多元线性回归模型
一、多元线性回归模型 二、多元线性回归模型的基本假定
第4页/共63页
一、多元线性回归模型
因为n < 30时构造不出用于检验的服从标准正态分布的统计量；
t 检验在 n k 8 时才比较有效，因为 n k 8 时 t 分布才比较稳定。 一般经验认为，当 n 30或者至少 n （3 k 1）时，才能满足基本要求。
第27页/共63页
第三节 多元线性回归模型的统计检验
一、拟合优度检验 二、方程的显著性检验(F检验) 三、变量的显著性检验（t检验） 四、参数的置信区间
X X1i
X
ki
X
2 ki
ki
ˆ0 ˆ1
ˆ k
1 X 11
X k1
1 X 12
X k2
1 Y1 X 1n Y2 X kn Yn
即
(XX)βˆ XY
由于X’X满秩，故有 βˆ (XX)1 XY
第19页/共63页
⃟正规方程组 的另一种写法 对于正规方程组
多元线性回归模型:表现在线性回归模型中的 解释变量有多个。
一般表现形式：
Yi 0 1 X 1i 2 X 2i k X ki i i=1,2…,n 其中:k为解释变量的数目，j称为回归系数
（regression coefficient）。
第5页/共63页
习惯上：把常数项（或截距项）看成为 一虚变量的系数，该虚变量的样本观测值始 终取1。于是： 模型中解释变量的数目为（k+1）
第三章-多元线性回归模型ppt课件
32
§3.5 最小二乘估计量的特征
上一章中谈到，经典一元线性回归模
型的OLS估计量满足线性、无偏及方差最
小性，即高斯——马尔可夫定理，对于经
典多元线性回归模型的普通最小二乘估计
量，这一性质仍然存在，换言之，对于满
足经典假设的多元线性回归模型，采用
OLS方法所得估计量 也满足线性、无偏
及方差最小性。 ppt精选版
ˆ 3
yi x3i
x
2 2i
x
2 2i
yi x2i
x2i x3i
x32i ( x2i x3i ) 2
ppt精选版
30
解方程时的系数行列式：
x22i
x2ix3i
x2ix3i
x32i
解 ˆ2 时的分子行列式：
yix2i
x2ix3i
yix3i
x32i
ppt精选版
31
第三章 第五节
ppt精选版
Y 01P2D P 3P I 2 U
ppt精选版
5
二、多元总体线性回归模型 总体模型： 1、分量式：
Y i 0 1 X 1 i 2 X 2 i k X k u ii
2、总量式
Y 01X 1 ppt精选版2X 2 kX k 6U
称 之 为 变 量 Y 关 于 变 量 X1, X2, …, Xk的k元总体线性回 归模型，Y称为被解释变量 ，X1, X2, …, Xk称为解释变 量，k 称为解释变量个数， U 称为随机扰动项，或随机 项，或扰动项。
一、多元总体线性回归模型的矩阵表示
YX βU Y1
Y
Y
2
Yn
1 X 21 X k1
X
1
X 22
第八章：多元线性回归模型-PPT精选文档
表示： 各变量 X值固定（即给定）时 Y的平均响 应（即均值）。
j也被称为偏回归系数，表示在其他解释变
量保持不变的情况下，X j每变化1个单位时，Y的 均值E(Y)的变化; 或者说j给出了X j的单位变化对Y均值的 “直接”或“净”（不含其他变量）影响。
用来估计总体回归函数的样本回归函数为：
§3.2 多元线性回归模型的估计
一、普通最小二乘估计
*二、最大或然估计(Maximum Likelihood) *三、矩估计（Moment Method)
四、参数估计量的性质
* 五样本容量问题
六、估计实例
说 明
（注：参数有两类：结构参数和分布参数，分布参数是 指随机误差项的均值和方差） 估计方法： 3大类方法：OLS、ML或者MM – – 在经典模型中多应用OLS 在非经典模型中多应用ML或者MM
ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ Y X X X i 0 1 1 i 2 2 i ki ki
ˆ ˆ ˆ ˆ X X X e 其随机表示式: Y i 0 1 1 i 2 2 i ki ki i
ei称为残差或剩余项(residuals)，可看成是 总体回归模型中随机扰动项i的近似替代。
n
Q
ˆ ˆ ˆ ˆ ( Y ( X X X )) i 0 1 1 i 2 2 i k k i
i 1
n
2
• 于是得到关于待估参数估计值的正规方程组：
ˆ ˆ X ˆ X ˆ X ) SY S( 0 1 1i 2 2i k ki i ˆ ˆ X ˆ X ˆ X ) X SY X S( 0 1 1i 2 2i k ki 1i i 1i ˆ ˆ X ˆ X ˆ X ) X SY X S( 0 1 1i 2i 2i k ki 2i i 2i ˆ ˆ X ˆ X ˆ X ) X SY X S( 0 1 1i 2 2i k ki ki i ki