МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
Інститут прикладної математики та фундаментальних наук
Кафедра прикладної математики
Лабораторна робота №2
з дисципліни «Прикладна економетрика»
на тему:
«Множинна лінійна регресія»
Варіант 10
Мета роботи: навчитися будувати регресійні моделі з більш ніж однією незалежною змінною, перевіряти незалежні змінні на наявність мультиколінеарності та оцінювати невідомі параметри моделі.
Завдання до роботи
Економічний показник y залежить від трьох факторів (табл.1). Вибір показників здійснити відповідно до варіанту.
На основі статистичних даних за 16 періодів побудувати кореляційну матрицю.
Використовуючи критерій з надійністю P=0,95 оцінити наявність загальної мультиколінеарності.
Якщо існує загальна мультиколінеарність, то, використовуючи t-статистику з надійністю P=0,95, виявити пари факторів, між якими існує мультиколінеарність. Якщо такі пари існують, то один із факторів цієї пари виключити із розгляду.
Використовуючи МНК в матричній формі знайти параметри множинної регресії.
Використовуючи критерій Фішера, з надійністю P=0,95 оцінити адекватність прийнятої математичної моделі статистичним даним.
Якщо модель адекватна статистичним даним, то, використовуючи t-статистику з надійністю P=0,95, оцінити значущість параметрів регресії.
Знайти значення прогнозу показника для заданих значень факторів.
Зробити висновок.
ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
Вхідні дані містяться у табл. 1.
Таблиця 1
Вхідні дані
Внески на соціальне забезпечення, тис. грн
Середньоспискова кількість працівників, чол.
Оборотність дебіторської заборгованості, тис. грн.
Фінансовий результат, тис.грн
Х1
Х2
Х3
Y
3,18
10,95
6,94
8,50
5,76
12,66
8,20
11,67
7,26
14,35
9,03
12,11
8,95
15,04
9,87
14,09
11,44
16,26
10,65
18,01
14,59
18,13
10,57
19,21
16,91
19,73
12,18
21,33
18,40
21,09
14,02
23,54
21,84
22,47
13,77
27,72
23,88
22,58
15,01
27,18
25,98
22,68
14,51
30,26
26,85
25,76
17,62
33,09
28,71
25,63
15,59
32,22
30,38
25,00
16,23
35,42
32,66
26,36
16,63
37,21
33,88
28,54
17,28
39,64
Завдання 1. Знайдемо кореляційну матрицю, яка визначає зв’язок між трьома факторами.
.
Для знаходження коефіцієнтів кореляції використовують статистичну функцію CORREL(КОРРЕЛ)(блок1;блок2).
1
0,12769148
0,9714
K
0,12769148
1
0,16555
0,971399698
0,16554977
1
Завдання 2. Для дослідження загальної мультиколінеарності між факторами використовується - критерій, розрахункове значення якого знаходять за формулою:
розр,
де n – кількість значень факторів; m – число факторів.
n =16, m=3
Для обчислення визначника матриці скористатися формулою MDETERM(МОПРЕД). detK = 0,053740195
X2розр = -[16-1-(2*3+5)/6]*ln(0,053740195) = 38,49398819
Табличне значення -критерію знаходять для заданої ймовірності =0,05 і числа ступенів вільності k за допомогою статистичної функції CHISQ.INV(ХИ2ОБР)(;k).
X2табл = 7,814727903
роз >табл, а саме 38,49398819> 7,814727903, то з надійністю Р=0,95 можна вважати, що між факторами існує загальна мультиколінеарність.
Завдання 3. Для з’ясування питання, між якими факторами існує мультиколінеарність, використовується t-критерій.
Необхідно визначити для трьох пар факторів три розрахункових значення статистик t12 ,t13 , t23 за формулами
.
Для знаходження t-статистики між двома факторами спочатку знаходиться матриця, обернена до кореляційноїматриціПісля чого знаходяться частинні коефіцієнти кореляції, де , , — елементиматриці [Z].
Для знаходження оберненої матриці скористатися функцією MINVERSE(МОБР).
18,09806
0,616364
-17,6825
Z
0,616364
1,04917
-0,77243
-17,6825
-0,77243
18,30464
Звідси,
-1
-0,14145
0,971509
rij*
-0,14145
-1
0,17626
0,971509
0,17626
-1
t12 = -0,49496
t13 = 14,19984
t23 = 0,62029
Для визначення табличного значення t-критерію для ймовірності=0,05 і числа ступенів вільності k скористатись формулою TINV(СТЬЮДРАСПОБР).
tтабл = 2,178813
Після цього кожне з розрахункових значень t12 ,t13 , t23 порівнюють з табличним tтабл. t13>tтабл, тоді між факторами Х1 та Х3 існує мультиколінеарність і виключають з розгляду один з пари факторів. В даному випадку виключають фактор Х1 – Внески на соціальне забезпечення, тис. грн.
Завдання 4. Тепер показник y залежить від двох факторів х2 і . Припустимо, що між y та х2 ііснує лінійна залежність.
Знайдемо параметри регресії b0, b1, b2 , використовуючи МНК в матричнійформі за формулою:
При формуванні матриці Х перший стовбчик буде одиничним, у наступні стовбці заносимо відповідні значення фактора. Для знаходження транспонованої матриці використати формулу TRANSPOSE(ТРАНСП), для обчисленнядобуткуматриць формулу MMULT( МУМНОЖ).
Після виключення фактора Х2 матриця матиме вигляд:
Х2
Х3
Y
1
10,95
6,94
8,5
1
12,66
8,2
11,67
1
14,35
9,03
12,11
1
15,04
9,87
14,09
1
16,26
10,65
18,01
1
18,13
10,57
19,21
1
19,73
12,18
21,33
1
21,09
14,02
23,54
1
22,47
13,77
27,72
1
2258
15,01
27,18
1
22,68
14,51
30,26
1
25,76
17,62
33,09
1
25,63
15,59
32,22
1
25
16,23
35,42
1
26,36
16,63
37,21
1
28,54
17,28
39,64
сума
391.2
сер.зн.
24.45
Транспонована матриця:
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
ХТ
10,95
12,66
14,35
15,04
16,26
18,13
19,73
21,09
22,47
2258
22,68
25,76
25,63
25
26,36
28,54
6,94
8,2
9,03
9,87
10,65
10,57
12,18
14,02
13,77
15,01
14,51
17,62
15,59
16,23
16,63
17,28
391,2
ХТ*Y
69542,41
5580,545
Перемноживши матриці, отримаємо:
16
2562,65
208,1
ХТ*Х
2562,65
5105178
38080,46
208,1
38080,46
2881,955
1,035273
4,21E-05
-0,07531
(ХТ*Х)-1
4,21E-05
2,19E-07
-5,9E-06
-0,07531
-5,9E-06
0,005863
Обернемо матрицю ХТ*Х:
Параметрирегресії,використовуючи МНК в матричній формі матимуть вигляд:
b0 = -12,3508528
b1 = -0,001413724
b3 = 2,846883822
Знайшовши параметри регресії, можна підставити їх в рівняння регресії і знайти розрахункові значення показника y (позначимо їх yт )
Yт= -12,3508528+-0,001413724*Х1+2,846883822*Х3
Значення представлені у табл. 2.
Таблиця 2
Теоретичні та допоміжні значення
Yт
Yт-Yс
(Yт-Yc)2
Y-Yт
(Y-Yт)2
7,391040653
-17,05895935
291,008094
1,108959
1,229791
10,9756968
-13,4743032
181,556847
0,694303
0,482057
13,33622118
-11,11377882
123,51608
-1,22622
1,503618
15,72662812
-8,723371877
76,0972169
-1,63663
2,678552
17,94547276
-6,504527238
42,3088746
0,064527
0,004164
17,71507839
-6,734921607
45,3591691
1,494922
2,234791
22,29629939
-2,153700611
4,63842632
-0,9663
0,933735
27,53264296
3,082642958
9,50268761
-3,99264
15,9412
26,81897106
2,368971064
5,6120239
0,901029
0,811853
27,18868564
2,738685645
7,50039906
-0,00869
7,54E-05
28,92536821
4,475368211
20,0289206
1,334632
1,781242
37,77482263
13,32482263
177,550898
-4,68482
21,94756
31,99583225
7,545832254
56,9395844
0,224168
0,050251
33,81872855
9,368728546
87,7730746
1,601271
2,56407
34,95555941
10,50555941
110,366779
2,254441
5,082502
36,80295198
12,35295198
152,595423
2,837048
8,048841
391,2
366,75
1392,3545
65,2943
Завдання 5. Оцінимо модель на адекватність, використовуючи критерій Фішера:
.