Множественный регрессионный (multiple regression) и корреляционный (correlation) анализ юридических процессов –
строим модели вида: y = f (x1, x2 ... xn ) . Они могут быть как линейными, так и нелинейными, что зависит от правила ( f ), связывающего левую и правую части уравнения.
Мультиколлинеарность (multicollinearity) –
коррелированность между независимыми переменными, которая может приводить к несостоятельным оценкам. Особенно ярко проблема мультиколлинеарности проявляет себя при построении регрессий на основе временных рядов, то есть когда зависимая и независимые переменные взяты во временном развитии, например, за ряд лет, кварталов, месяцев и т.д.
Нелинейность (nonlinearity) указывает, что зависимость не является строго пропорциональной: k¹const. Следовательно, здесь имеется ускорение: a ¹0, а ускорение согласно второму закону
|
Ньютона – показатель действия силы (сил): |
|
или |
|
F |
. |
|
F = ma |
a = |
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
Согласно первому закону Ньютона, если процесс не взаимодействует с другими процессами или, что то же самое на процесс не осуществляется силового воздействия, то он движется равномерно и прямолинейно. Напротив, действие силы приводит к колебаниям траектории линии процесса.
Нормированный R-квадрат (иногда обозначают R 2 или adjusted R2 ) приведенный в таблице «итоги регрессионной статистики» (в литературе называют также: скорректированный или исправленный R2 ) используется для уточнения коэффициента детерминации при включении в модель дополнительных независимых переменных (x). Это обусловлено тем, что добавление новой независимой переменной к уравнению регрессии повышает значение коэффициента детерминации R2.
Остатков автокорреляция (autocorrelation of the residual) – корреляция между остатками текущих (εi) и предыдущих значений
(εi-1): |
r = K (εi ,εi −1) . При построении регрессионных моделей с |
|
σεi |
×σεi 1 |
|
|
− |
использованием МНК (метод наименьших квадратов) весьма важным условием является отсутствие автокорреляции остатков.
Параметры уравнения (parameters of the equation) –
входящие в него константы, определяющие конкретный вид функции из многообразия возможных функций. Так параметрами линейного уравнения являются свободный член (сдвиг) и коэффициент наклона, в регрессионном анализе называемый
коэффициентом регрессии.
Рангово-бисериальный коэффициент корреляции (rank biserial correlation coefficient) используется в тех случаях, когда переменная игрек измерена по ранговой шкале. В данном случае расчет производится по формуле:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Y1 |
-Y0 ) ×2 |
|
|
|
|
|
|
Rбр = |
, где Y1 |
- |
средний ранг по элементам |
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
переменной Y, которым соответствуют значения единицы (признак единица) по переменной X, Y0 - средний ранг по элементам переменной Y, которым соответствуют значения нуль (признак нуль) по переменной X, N – число наблюдений по переменной X.
Ранговый коэффициент корреляции Кендалла (Kendall’s rank coefficient correlation) вычисляется по одной из равнозначных формул:
2
τx, y =1 - |
4 ×Q |
|
|
N ×(N -1) |
|
τx, y = |
|
4 × P |
-1 |
N ×(N -1) |
τx, y = (2S 1) , где S=P+Q.
N × N -
Ранговый коэффициент корреляции Спирмена (Spearman’s rank correlation coefficient) вычисляется по формуле:
|
N |
|
|
|
|
ρх, у = 1- |
6 × åd 2 |
, где d |
2 |
– квадрат разности рангов, |
N – число |
i =1 |
|
N × (N 2 -1) |
|
|
|
|
наблюдений.
Регрессионный анализ или просто регрессия (regression) –
подбор уравнения (линейного или нелинейного) для каких-то количественных эмпирических данных.
0
P-значение (p-value) – вероятность наступления гипотезы H ,
доверительная вероятность (один из совокупности диагностических
0
показателей) – результат проверки статистической гипотезы H ,
показывающий вероятность того, что данные соответствуют
нулевой гипотезе. Следовательно, чем меньше р-значение, тем
0
ниже вероятность гипотезы H и выше вероятность альтернативной
1
гипотезы H .
Свойства линейного коэффициента корреляции Пирсона:
3) |
r [−1;1]. |
4) |
|
r |
|
=1 - связь носит функциональный характер. |
|
|
|
|
r = 0 - линейная связь между переменными отсутствует.
Система независимых уравнений – в данном случае каждая зависимая переменная (у1, y2,..yn) рассматривается как следствие какого-либо набора факторов (x1, x2,..xm). Теоретически полный набор факторных переменных может либо входить в каждое уравнение или варьировать, различаться от уравнения к уравнению, образуя какие-то комбинации. В данном случае каждое отдельное уравнение самостоятельно и не связано с другими. Нахождение параметров таких уравнений проводится обычным методом наименьших квадратов.
Система рекурсивных последовательных уравнений – в данном случае между уравнениями появляется определенная связь
– зависимая переменная из предыдущего уравнения входит в качестве независимой в последующее.
Система совместных (одновременных) уравнений (equation joint system) – называется совместной или одновременной, поскольку зависимые переменные в одних уравнениях перекрестно входят как независимые в другие наряду с переменными x.
Случайная функция (random function) – это функция, которая в результате опыта может принять тот или иной вид, который до наступления результата мы не можем однозначно предсказать, как правило, в силу сложности изучаемого процесса.
Спецификация регрессионной модели (specification of the regression model) – это формулирование гипотезы о связи между конкретными переменными, выбор зависимой и независимых (независимой) переменных, подбор правила (параметров линейного или нелинейного уравнения), связывающего переменные.
Средняя ошибка аппроксимации (mean approximation error):
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
1 |
× å |
( yi - yi |
|
|
×100% |
|
|
|
100 |
|
å(yi - yi ) |
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
yi |
|
или A = |
× |
. |
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
i =1 |
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стандартная |
ошибка |
оценки |
(σy |
) (standard error) – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
приведена в таблице регрессионной статистики под нормированным R-квадратом и в данном случае названа: «стандартная ошибка». Может интерпретироваться как
стандартное отклонение оценки в предположении, что ошибки предсказания распределяются по закону Гаусса-Лапласа (закон нормального распределения). Стандартное отклонение оценки демонстрирует среднюю величину ошибки, которая допускается при замене эмпирических значений (уi) их оценками ( yi ).
Структурные уравнения (structural equations) – уравнения, составляющие исходную модель (делятся на две группы: 1) поведенческие уравнения, описывающие эмпирические
взаимосвязи между переменными; 2) уравнения тождества. Используются при оценивании систем одновременных уравнений.
Тест Гольдфельда-Квандта (Goldfeld-Quandt test for heteroscedasticity) – применяется для выявления гетероскедастичности при сравнительно небольшом числе наблюдений.
Фиктивная (искусственная) переменная (dummy variables) –
переменная, полученная в результате квантификации качественных данных (принимает значение нулей и единиц).
Функцией f (function f), заданной на некотором множестве Х, называется правило, по которому каждому элементу х Х ставится в соответствие один и только один элемент y Y. Множество Х называется областью определения функции, а Y – областью её значений. То есть функция это правило, связывающее две и более переменные: у=f(x1,x2,…xn), из которых одна является зависимой, а другая или другие – независимыми. Переменную в левой части уравнения называют зависимой, объясняемой, управляемой, эндогенной (внутренней) переменной или просто функцией, а переменную (переменные) в правой части – независимой, управляющей, объясняющей, экзогенной (внешней) переменной, предиктором или аргументом функции.
Эластичность (elasticity) переменной игрек по переменной икс – это показатель того, на сколько процентов изменяется игрек при изменении икс на 1%. Всегда измеряется в относительных величинах (процентах), что позволяет проводить сравнение вне зависимости от того, в каких единицах измеряются исходные переменные икс и игрек.
|
ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ: |
Гетероскедастичность |
|
(heteroscedasticity); |
гомоскедастичность |
(homoscedasticity); |
детерминации |
коэффициент |
(R2) |
(coefficient |
of |
determination); |
дифференциальное уравнение (differential equation); корреляция
(correlation); корреляционное отношение Пирсона (Pearson’s correlation ratio); коэффициент ассоциации (association’s coefficient); коэффициент контингенции (contingency coefficient);
коэффициент частной множественной корреляции (partial multiple correlation coefficient); коэффициент Фехнера (Fechner’s coefficient); лаговая переменная (lagged variable); лаговая структура (lagged structure); линейность (linearity);
мультиколлинеарность (multicollinearity); множественный
коэффициент ранговой корреляции (МКРК) или коэффициент конкордации (coefficient of concordance); множественный регрессионный (multiple regression) и корреляционный (correlation) анализ; нелинейность (nonlinearity); остатков автокорреляция
(autocorrelation of the residual); параметры уравнения (parameters of the equation); рангово-бисериальный коэффициент корреляции
(rank biserial correlation coefficient); ранговый коэффициент корреляции Кендалла (Kendall’s rank coefficient correlation);
Ранговый коэффициент корреляции Спирмена (Spearman’s rank correlation coefficient); регрессия (regression); система совместных (одновременных) уравнений (equation joint system);
случайная функция (random function); сдвиг (intersept) – то же что свободный член (constant term); спецификация регрессионной модели (specification of the regression model);
средняя ошибка аппроксимации (mean approximation error); стандартная ошибка оценки (standard error); структурные уравнения (structural equations); фиктивная (искусственная)
переменная (dummy variables); функция f (function f ); эластичность (elasticity).
Общая сумма квадратов (TSS – total sum of squares); объясненная сумма квадратов (ESS – explain sum of squares); необъясненная сумма квадратов (RSS-residual sum of squares).
ТИПОВАЯ ЗАДАЧА
Задача
Дано: по агентурным данным оперуполномоченному службы БЭП стала известна средняя функция выручки теневого предприятия, занимающегося незаконным изготовлением и сбытом продукции: AR=P=15-0,7∙Q, где AR (average revenue) – средний доход (совокупный доход, приведенный на единицу реализованной продукции), P (price) – цена за единицу товара. То есть средний доход равен цене за единицу реализуемой продукции. Q – величина спроса (количество проданной продукции).
Требуется: 1) найти функции предельной и совокупной выручки данного предприятия; 2) оценить сумму дохода, получаемого теневой фирмой при объеме продаж от 10 до 20 единиц продукции в день.
Решение:
1.Очевидно, что функция спроса на реализуемую продукцию теневого предприятия зависит от цены на единицу продаваемого товара (другие факторы, влияющие на спрос, здесь игнорируем).
2.Согласно данным экономической теории функция спроса обычно отрицательна (за исключением некоторых специфических товаров), то есть убывает по мере повышения цены товара, что мы
ивидим в нашем случае: AR=P=15-0,7Q.
362
3.TR (total revenue) – совокупная выручка представляет собой произведение цены единицы товара на количество единиц проданного товара: TR=P∙Q=(15-0,7∙Q)∙Q=15∙Q-0,7∙Q2.
4.MR (marginal revenue) – предельная выручка –
представляет собой первую производную от функции совокупной выручки. То есть показывает, насколько в абсолютном выражении изменяется количество продаваемого товара при изменении цены на единицу измерения (в нашем случае 1 рубль): MR=15-1,4∙Q.
Таблица к графику.
Q |
P |
|
MR |
TR |
|
1 |
14,3 |
13,6 |
14,3 |
|
2 |
13,6 |
12,2 |
27,2 |
3 |
12,9 |
10,8 |
38,7 |
4 |
12,2 |
9,4 |
48,8 |
5 |
11,5 |
8 |
57,5 |
6 |
10,8 |
6,6 |
64,8 |
7 |
10,1 |
5,2 |
70,7 |
8 |
9,4 |
3,8 |
75,2 |
9 |
8,7 |
2,4 |
78,3 |
10 |
8 |
1 |
80 |
11 |
7,3 |
-0,4 |
80,3 |
12 |
6,6 |
-1,8 |
79,2 |
13 |
5,9 |
-3,2 |
76,7 |
14 |
5,2 |
-4,6 |
72,8 |
15 |
4,5 |
-6 |
67,5 |
16 |
3,8 |
-7,4 |
60,8 |
17 |
3,1 |
-8,8 |
52,7 |
18 |
2,4 |
-10,2 |
43,2 |
19 |
1,7 |
-11,6 |
32,3 |
20 |
1 |
-13 |
20 |
Следует обратить внимание, что на графике независимая и зависимая переменные расположены иначе, чем это принято в математике. То есть независимая переменная (цена) пущена по ординате. Так принято в экономике (экономистам это представляется более удобным).
Наоборот, если бы мы знали функцию предельной выручки теневой фирмы, то должны были бы найти по ней первообразную, то есть неопределенный интеграл:
ò15 -1,4 ×QdQ =15Q -0,7 ×Q2 .
По условию задачи нам также необходимо оценить сумму дохода, получаемого теневой фирмой при объеме продаж от 10 до 20 единиц продукции в день. Для этого нам нужно найти определенный интеграл с пределами интегрирования от 10 до 20.
Чтобы ответить на данный вопрос нам нужно найти определенный интеграл с пределами интегрирования от 10 до 20. Для отыскания определенного интеграла нужно знать неопределенный интеграл искомой функции, и он нам известен.
Воспользуемся формулой Ньютона-Лейбница:
− F (a) , поскольку определенный интеграл
являет собой приращение первообразной функции при изменении переменной интегрирования x от a до b.
Алгоритм здесь таков:
I. Найти неопределенный интеграл от данной функции, положив произвольную постоянную С равной нулю. Неопределенный интеграл находим по таблице основных формул интегрирования или с помощью математической компьютерной программы. Для нашего случая неопределенный интеграл:
xα+1
òхαdx = α +1 .
II. Подставим в выражение первообразной вместо аргумента Q сначала верхний предел интегрирования (b=20), а затем нижний предел интегрирования (a=10), то есть найдем значения первообразных F(a) и F(b), а потом из первообразной F(b) вычтем первообразную F(a):
2 0 |
Q2 |
- 0,7× |
Q3 |
|
2 0 |
(1 5× |
2 02 |
- 0,7× |
2 03 |
)- |
|
ò1 5× |
|
|
|
= |
|
|
1 0 |
2 |
|
3 |
|
1 0 |
|
3 |
|
3 |
|
(1 5× 1202 - 0,7× 1303)= 6 1,6 7
ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ Задача №1
Дано: временные ряды различных структурных составляющих преступности в РФ с 1990 по 2010 годы (таблица №1).
Таблица №1.
t, годы |
1990 |
1991 |
1992 |
1993 |
1994 |
1995 |
Убийство и ПУ |
15566 |
16122 |
23006 |
29213 |
32286 |
31703 |
Угроза У или ПТВЗ |
|
|
9420 |
19342 |
45864 |
68695 |
УПТВЗ |
40962 |
41195 |
53873 |
66902 |
67706 |
61734 |
НПДДЭТСПНСЧ |
|
|
17472 |
16734 |
15781 |
14371 |
Похищение человека |
|
|
|
110 |
499 |
639 |
365