- •Экономико-математические методы и модели
- •Экономико-математические методы и модели
- •Содержание
- •Введение
- •Глава 1. Парная регрессия (однофакторная эконометрическая модель)
- •1.1. Проблема взаимосвязи экономических показателей
- •1.2. Построение зависимости между показателями
- •1.3. Парная регрессия и её виды
- •2.1. Процедура метода наименьших квадратов
- •Вычислим производные и выполним преобразования полученных выражений:
- •Глава 2. Метод наименьших квадратов
- •2.2. Предпосылки метода наименьших квадратов
- •Первая предпосылка мнк
- •Вторая предпосылка мнк
- •Третья предпосылка мнк
- •Четвертая предпосылка мнк
- •Пятая предпосылка мнк
- •Глава 3. Множественная регрессия (многофакторная эконометрическая модель)
- •3.1. Спецификация модели. Отбор факторов при построении уравнения множественной регрессии
- •3.2. Матричная форма мнк
- •Глава 4. Анализ адекватности эконометрической модели и показатели качества регрессии
- •4.1. Показатели тесноты связи
- •4.2. Оценка качества подбора вида функции
- •4.3. Оценка значимости уравнения регрессии в целом
- •4.4. Показатели качества отдельных параметров уравнения регрессии
- •Лабораторный практикум Лабораторная работа № 1. Построение и анализ однофакторной эконометрической модели Задание
- •Пример выполнения
- •Лабораторная работа № 2. Построение многофакторной эконометрической модели Задание
- •Пример выполнения
- •Рекомедованная литература
Пример выполнения
Пусть две последних цифры зачетной книжки N=82.
Будем считать, что между фактором (сумма расходов на продвижение товара) и результативной переменной (размер полученной прибыли) существует линейная зависимость. В таком случае имеем простейшую эконометрическую модель, а именно линейную однофакторную модель (модель парной регрессии) общего вида (см. § 1.3):
,
где
и
– неизвестные параметры модели
(коэффициенты, которые нам нужно
рассчитать или оценить).
Рассчитывать (оценивать) параметры нашей модели будем при помощи метода наименьших квадратов (см. § 2.1).
С этой целью выполним следующие шаги.
1. Все данные с таблицы 1.1 увеличиваем на 8,2 (82/10). Результаты заносим в программу Microsoft Excel. Получим следующую таблицу.
Таблица 1.2
№ п/п |
|
|
1 |
56,2 |
1598,2 |
2 |
63,2 |
1768,2 |
3 |
69,2 |
1983,2 |
4 |
75,2 |
2213,2 |
5 |
86,2 |
2468,2 |
6 |
96,2 |
2733,2 |
7 |
99,2 |
3043,2 |
8 |
122,2 |
3328,2 |
9 |
130,2 |
3493,2 |
10 |
155,2 |
3583,2 |
11 |
171,2 |
3793,2 |
12 |
208,2 |
4033,2 |
13 |
248,2 |
4158,2 |
14 |
283,2 |
4283,2 |
15 |
308,2 |
4548,2 |
16 |
338,2 |
4738,2 |
2.
Находим столбцы значений
и
,
а также суммы по всем столбцам (для этого
пользуемся функцией Excel
СУММ либо значком автосуммы
Σ). Получим
следующую таблицу.
Таблица 1.3
№ п/п |
|
|
|
|
1 |
56,2 |
1598,2 |
3158,44 |
89818,84 |
2 |
63,2 |
1768,2 |
3994,24 |
111750,24 |
3 |
69,2 |
1983,2 |
4788,64 |
137237,44 |
4 |
75,2 |
2213,2 |
5655,04 |
166432,64 |
5 |
86,2 |
2468,2 |
7430,44 |
212758,84 |
6 |
96,2 |
2733,2 |
9254,44 |
262933,84 |
7 |
99,2 |
3043,2 |
9840,64 |
301885,44 |
8 |
122,2 |
3328,2 |
14932,84 |
406706,04 |
9 |
130,2 |
3493,2 |
16952,04 |
454814,64 |
10 |
155,2 |
3583,2 |
24087,04 |
556112,64 |
11 |
171,2 |
3793,2 |
29309,44 |
649395,84 |
12 |
208,2 |
4033,2 |
43347,24 |
839712,24 |
13 |
248,2 |
4158,2 |
61603,24 |
1032065,24 |
14 |
283,2 |
4283,2 |
80202,24 |
1213002,24 |
15 |
308,2 |
4548,2 |
94987,24 |
1401755,24 |
16 |
338,2 |
4738,2 |
114379,24 |
1602459,24 |
Сума |
2510,2 |
51766,2 |
523922,44 |
9438840,64 |
2. Полученные значения сумм подставляем в систему нормальных уравнений, которая поможет нам найти неизвестные коэффициенты и .
В нашем случае:
3. Решаем систему уравнений одним из общеизвестных методов (методом Крамера, методом Гаусса либо матричным методом).
Примечание. Все вычисления рекомендуется выполнять строго в программе Microsoft Excel, что позволит уменьшить количество округлений и технических ошибок!
Например, согласно методу Гаусса разделим первое уравнение на 16, а второе – на 2510,2.
Получим следующую систему:
.
Далее отнимем от второго уравнения первое (можно и наоборот – от первого уравнения второе, на итоговой результат это не повлияет).
Неизвестный параметр b сокращается, получим:
;
.
Таким
образом, первый
неизвестный параметр мы нашли:
.
Для того, чтобы найти второй параметр нужно подставить уже известное нам значение коэффициента a в любое из уравнений предыдущей системы, например в первое. Получим:
.
Таким
образом, и
второй неизвестный параметр мы тоже
нашли:
.
4. Записываем уравнение модели, подставив найденные значения параметров a и b в линейную форму .
Аналитическая форма однофакторной эконометрической модели будет иметь следующий вид:
.
Данная модель показывает зависимость между фактором (х, сумма расходов на продвижение товара) и результативной переменной (у, размер полученной прибыли)
5.
Находим колонку значений
(используем формулу
и значения фактора х
со второй колонки) и
добавляем её к таблице 1.3. Получим
следующую таблицу.
Таблица 1.4
№ п/п |
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
56,2 |
1598,2 |
3158,44 |
89818,84 |
2215,93 |
2 |
63,2 |
1768,2 |
3994,24 |
111750,24 |
2286,80 |
3 |
69,2 |
1983,2 |
4788,64 |
137237,44 |
2347,55 |
4 |
75,2 |
2213,2 |
5655,04 |
166432,64 |
2408,30 |
5 |
86,2 |
2468,2 |
7430,44 |
212758,84 |
2519,68 |
6 |
96,2 |
2733,2 |
9254,44 |
262933,84 |
2620,93 |
7 |
99,2 |
3043,2 |
9840,64 |
301885,44 |
2651,30 |
8 |
122,2 |
3328,2 |
14932,84 |
406706,04 |
2884,18 |
9 |
130,2 |
3493,2 |
16952,04 |
454814,64 |
2965,18 |
10 |
155,2 |
3583,2 |
24087,04 |
556112,64 |
3218,30 |
11 |
171,2 |
3793,2 |
29309,44 |
649395,84 |
3380,30 |
12 |
208,2 |
4033,2 |
43347,24 |
839712,24 |
3754,93 |
13 |
248,2 |
4158,2 |
61603,24 |
1032065,24 |
4159,93 |
14 |
283,2 |
4283,2 |
80202,24 |
1213002,24 |
4514,30 |
15 |
308,2 |
4548,2 |
94987,24 |
1401755,24 |
4767,43 |
16 |
338,2 |
4738,2 |
114379,24 |
1602459,24 |
5071,18 |
Сума |
2510,2 |
51766,2 |
523922,44 |
9438840,64 |
51766,21 |
6. Чтобы получить графическую интерпретацию модели, построим в системе координат x0y прямую, которая соответствует полученному уравнению модели. Это будут теоретические (расчетные, модельные) значения зависимой переменной .
Нанесем также на той же координатной плоскости точки, которые соответствуют исходным, т.е. фактическим данным переменной y.
С
этой целью используем Мастер диаграмм
Microsoft
Excel
(пункт меню Вставка→Диаграмма
либо пиктограмма
):
Выбираем тип диаграммы – точечная, вид можно оставить по умолчанию, т.е. первый.
Нажимаем на кнопку "Далее", переключаемся на вкладку "Ряд" (вкладки расположены вверху окна).
В случае, если в поля "Ряд" мастером уже занесены какие-либо данные –очищаем их нажимая на кнопку "Удалить" до тех пор пока она станет неактивной.
Нажимаем на кнопку "Добавить" чтобы создать первый ряд данных.
В поле "Имя:" вводим с клавиатуры текст фактические значения.
В поле "Значения Х:" указываем столбец со значениями х со второй колонки таблицы 1.4 (выделяем диапазон значений мышкой, номер колонки и значение суммы в диапазон не входит!).
В поле "Значения Y:" указываем столбец со значениями y с третьей колонки таблицы 1.4 (выделяем диапазон значений мышкой, номер колонки и значение суммы в диапазон не входит!).
Нажимаем на кнопку "Добавить" чтобы создать второй ряд данных.
В поле "Имя:" вводим с клавиатуры текст модельные значения.
В поле "Значения Х:" указываем столбец со значениями х со второй колонки таблицы 1.4 (выделяем диапазон значений мышкой, номер колонки и значение суммы в диапазон не входит!).
В поле "Значения Y:" указываем столбец со значениями с шестой колонки таблицы 1.4 (выделяем диапазон значений мышкой, номер колонки и значение суммы в диапазон не входит!).
Нажимаем на кнопку "Далее", вводим с клавиатуры названия для осей Х (затраты на продвижение товара, тыс. дол. США) и Y (размер полученной прибыли, тыс. дол. США).
Нажимаем на кнопку "Далее", потом на кнопку "Готово".
Форматируем график: нажимаем мишкой на ряд данных с модельными значениями, заходим в меню Формат → Выделенный ряд, в появившемся окне в поле "Линия" ставим переключатель в положение "обычная", а в поле "Маркер" – в положение "отсутствует".
Меняем цвета рядов данных, шрифты, заливку области построения, внешний вид линий сетки и осей по собственному усмотрению.
Результат представлен на рисунке ниже.
Как видно с рисунка теоретическая линия в целом достаточно хорошо отражает основные тенденции взаимосвязи между переменными х и у.
7.
Находим столбец
отклонений
и добавляем его в таблицу.
Таблица 1.5
№ п/п |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1 |
56,2 |
1598,2 |
3158,44 |
89818,84 |
2215,93 |
-617,73 |
2 |
63,2 |
1768,2 |
3994,24 |
111750,24 |
2286,80 |
-518,6 |
3 |
69,2 |
1983,2 |
4788,64 |
137237,44 |
2347,55 |
-364,35 |
4 |
75,2 |
2213,2 |
5655,04 |
166432,64 |
2408,30 |
-195,1 |
5 |
86,2 |
2468,2 |
7430,44 |
212758,84 |
2519,68 |
-51,48 |
6 |
96,2 |
2733,2 |
9254,44 |
262933,84 |
2620,93 |
112,27 |
7 |
99,2 |
3043,2 |
9840,64 |
301885,44 |
2651,30 |
391,9 |
8 |
122,2 |
3328,2 |
14932,84 |
406706,04 |
2884,18 |
444,02 |
9 |
130,2 |
3493,2 |
16952,04 |
454814,64 |
2965,18 |
528,02 |
10 |
155,2 |
3583,2 |
24087,04 |
556112,64 |
3218,30 |
364,9 |
11 |
171,2 |
3793,2 |
29309,44 |
649395,84 |
3380,30 |
412,9 |
12 |
208,2 |
4033,2 |
43347,24 |
839712,24 |
3754,93 |
278,27 |
13 |
248,2 |
4158,2 |
61603,24 |
1032065,24 |
4159,93 |
-1,73 |
14 |
283,2 |
4283,2 |
80202,24 |
1213002,24 |
4514,30 |
-231,1 |
15 |
308,2 |
4548,2 |
94987,24 |
1401755,24 |
4767,43 |
-219,23 |
16 |
338,2 |
4738,2 |
114379,24 |
1602459,24 |
5071,18 |
-332,98 |
Сума |
2510,2 |
51766,2 |
523922,44 |
9438840,64 |
51766,21 |
-0,02 |
Примечание. Значение суммы по столбцу должно быть как можно ближе к нулю и свидетельствует о правильности выполненных расчетов. По умолчанию программа Microsoft Excel очень маленькие числа записывает в экспоненциальном формате.
Например, запись -8,37E-12 в обычном формате (–0,00000000000837) будет занимать очень много места, поэтому можно оставить это число в экспоненциальной форме. В тоже время запись 4,368E-05 уже не такая длинная, поэтому её формат можно изменить на обычный (0,00004368).
Замена формата числа производится через пункт меню Формат → Ячейки во вкладке "Число". Предварительно требуемая ячейка (диапазон ячеек) должна быть выделена мышкой.
8. Находим дисперсии отклонений и результативного признака. При этом пользуемся функцией ДИСП категории "Статистические".
Дисперсия
результативного признака рассчитывается
по третьей колонке таблицы 1.5 (выделяем
диапазон значений мышкой, номер колонки
и значение суммы в диапазон не входит!)
и в нашем случае равна
.
Дисперсия
отклонений рассчитывается по седьмой
колонке таблицы 1.5 (выделяем диапазон
значений мышкой, номер колонки и значение
суммы в диапазон не входит!) и в нашем
случае равна
.
9. Рассчитываем коэффициент детерминации за формулой:
.
В нашем случае:
.
Полученное значение коэффициента детерминации является достаточно большим и характеризует правильность подбора линейной функции для построения эконометрической модели.
В 86,6% случаев изменения х приводят к изменению y. Остальные 13,4% изменения y объясняются факторами, неучтенными в модели.
10. Находим множественный коэффициент корреляции как квадратный корень с коэффициента детерминации. Для этого используем функцию КОРЕНЬ категории "Математические".
В
нашем случае, поскольку модель
однофакторная, то множественный
коэффициент корреляции совпадает с
обычным линейным коэффициентом
корреляции, который равен
или 93,1%.
На основании шкалы Чеддока можно сделать вывод, что связь между х (затраты на продвижение товара) и у (размер полученной прибыли) является очень высокой.
