16
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
− x 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 . |
|
|||||||
где |
σ |
y |
= |
y 2 − y 2 ; σ |
x |
= |
x |
|
; |
|
σ |
x |
|
|
|
= |
|
|
x |
|
− x |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Совокупный коэффициент корреляции для модели (4.1) определяется из вы- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ражения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ryx x ...x |
|
|
= |
|
|
1 |
− |
|
|
|
r |
, |
|
|
|
(4.4) |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r11 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где r – определитель матрицы парных коэффициентов корреляции; |
r11 – оп- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ределитель матрицы межфакторной корреляции. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Для двухфакторной модели (4.2) выражение (4.4) примет |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ryx x = |
|
|
1 − |
|
|
|
|
r |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
(4.5) |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Матрица парных коэффициентов корреляции для модели (4.1) будет иметь |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
ryx |
|
|
ryx |
|
... |
|
|
ryx |
p |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ryx |
|
|
|
1 |
|
|
rx x |
|
... |
|
|
rx x |
p |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
r = |
|
|
|
ryx |
|
|
|
rx x |
|
|
1 |
|
|
... |
|
|
rx x |
p |
. |
|
(4.6) |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
... ... ... ... ... |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ryx |
p |
|
rx |
x |
|
|
rx |
p |
x ... |
1 |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Для двухфакторной модели (4.2) матрица (4.6) примет вид |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
ryx |
|
|
ryx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r = |
|
ryx |
|
|
|
1 |
|
|
rx x |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4.7) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ryx |
2 |
|
|
rx x |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Матрица межфакторной корреляции для общей модели (4.1) будет иметь |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
rx x |
|
|
... |
|
rx x |
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 2 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
r |
= |
|
|
rx x |
1 |
|
|
... |
|
rx x |
p |
. |
|
|
|
|
(4.8) |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
... ... ... ... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rx |
p |
x |
rx |
|
x |
|
|
... 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
p 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Для двухфакторной модели (4.2) матрица (4.8) примет вид
17
r = |
1 |
|
rx x |
. |
(4.9) |
|
|
1 2 |
|||
11 |
rx x |
1 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
2 |
1 |
|
|
|
Частные коэффициенты корреляции характеризуют тесноту связи между результатом и соответствующим фактором при устранении влияния других факторов, включенных в уравнение регрессии.
Коэффициент частной корреляции, измеряющий влияние на y вида (4.1) фактора xi , при неизменном уровне других факторов определяется из выражения
ryxi x1x2 ...xi−1xi+1...xm = |
1 − |
1 − Ryx2 |
x x ...x ...x |
, |
(4.10) |
||||
1 − Ryx2 |
x x ...x x |
...x |
|||||||
|
|
|
i |
1 2 |
i |
m |
|
|
|
|
|
i |
1 |
2 |
i−1 i+1 |
|
m |
|
|
где Ryx2 i x1x2 ...xi ...xm – множественный коэффициент детерминации всех m факторов
с результатом; Ryx2 i x1x2 ...xi−1xi+1...xm – тот же показатель детерминации, но без введения в модель фактора xi .
Для двухфакторной модели (4.2) выражение (4.10) примет вид
r |
= 1 |
− |
1 − Ry2x x |
|
r |
= 1 |
− |
1 − Ry2x x |
|
|
1 2 |
; |
1 2 |
. |
(4.11) |
||||||
1 − r2 |
|
|||||||||
yx1 |
x2 |
|
|
yx2 |
x1 |
|
1 − r2 |
|
||
|
|
|
yx |
|
|
|
|
yx |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
1 |
|
|
Значимость уравнения множественной регрессии в целом, так же как и в парной регрессии, оценивается с помощью F-критерия Фишера
|
|
|
F |
= |
|
Ryx2 1x2 ... xp |
|
|
n − m −1 |
, |
(4.12) |
||
|
|
|
|
− Ryx2 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
факт |
1 |
x ... x |
p |
m |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
||
где |
Ryx2 |
x ...x |
– совокупный коэффициент (индекс) множественной детермина- |
||||||||||
|
1 |
2 |
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ции; m – число параметров при переменных x (в линейной регрессии совпадает с числом включенных в модель факторов); n – число наблюдений.
Частный F-критерий в общем виде для фактора xi определяется из выражения
F = |
Ryx2 |
x x |
...x |
...x − Ryx2 |
x x |
...x x |
...x |
|
n − m −1 |
, |
(4.13) |
||
i |
1 2 |
i |
m |
i |
1 2 |
i−1 i+1 |
m |
|
|
||||
|
|
1 − Ryx2 |
|
|
|
|
|
|
|||||
xi |
|
|
x x ...x ...x |
|
|
1 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
i |
1 2 |
i |
m |
|
|
|
|
|
|
18
где Ryx2 i x1x2 ...xi ...xm – коэффициент множественной детерминации для модели с
полным набором факторов, Ryx2 i x1x2 ...xi−1xi+1...xm – тот же показатель, но без включения в модель фактора xi , n – число наблюдений, m – число параметров в модели (без свободного члена).
Задание к работе
1. Найти значения парных коэффициентов корреляции ryx1 , ryx2 , rx1x2 для
уравнения множественной регрессии, полученного в лабораторной работе № 3, используя выражения (4.3).
2. Рассчитать совокупный коэффициент корреляции Ryx1x2 из выражений
(4.5), (4.7) и (4.9).
3. Рассчитать частные коэффициенты корреляции ryx1 x2 , используя выражения (4.11).
4.Оценить значимость уравнения регрессии в целом с помощь F-критерия Фишера. Необходимо рассчитать фактическое значение F-критерия (4.12) и сравнить его с табличным значением (см. прил. 2).
5.Оценить целесообразность включения фактора x1 после фактора x2 и x2
после x1 с помощью частного F-критерия (4.13). При этом частные F-критерии Fx1 , Fx2 необходимо сравнить с их табличными значениями (см. прил. 2).
Содержание отчета
•Титульный лист, сделанный в стандартной форме.
•Расчёт, выполненный в соответствии с заданием к работе и вариантом исходных данных.
•Комментарии и пояснения к каждому выполненному пункту задания.
•Итоговый вывод об основных результатах, полученных в ходе выполнения работы.
19
Лабораторная работа № 5 Анализ автокорреляции уровней временных рядов
Цель работы: построить коррелограмму и проанализировать автокорреляцию уровней временного ряда.
Теоретические сведения
Временной ряд – это совокупность значений какого-либо показателя за несколько последовательных моментов или периодов времени.
Корреляционную зависимость между последовательными уровнями временного ряда называют автокорреляцией уровней ряда. Количественно ее можно измерить с помощью линейного коэффициента корреляции между уровнями исходного временного ряда и уровнями этого ряда, сдвинутыми на несколько шагов во времени.
Коэффициент автокорреляции уровней ряда первого порядка, измеряющий зависимость между соседними уровнями ряда yt и yt−1 вычисляется из выражения
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑(yt − y1 )(yt−1 − y2 ) |
|
|||
|
|
|
|
r = |
|
t=2 |
|
|
, |
(5.1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
1 |
|
|
n |
n |
− y2 )2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑(yt |
− y1 )2 ∑(yt−1 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
t=2 |
t=2 |
|
|
|
|
1 |
n |
|
1 |
|
|
n |
|
|
|
|
где y1 = |
∑yt , |
y2 = |
|
∑yt−1 . |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
n −1 t=2 |
|
n −1 t=2 |
|
|
|
|
||||
Аналогично определяются коэффициенты автокорреляции второго и более высоких порядков. Так, коэффициент автокорреляции второго порядка характеризует тесноту связи между уровнями yt и yt−2 определяется по следующей формуле
|
1 |
n |
|
где y3 = |
∑yt , y4 |
||
|
|||
|
n − 2 t=3 |
||
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑(yt − y3 )(yt−2 − y4 ) |
|
|||
|
r |
|
= |
|
t=3 |
|
|
, |
(5.2) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
2 |
|
|
n |
n |
− y4 )2 |
|
||
|
|
|
|
|
∑(yt − y3 )2 |
∑(yt−2 |
|
||
|
|
|
|
|
t=3 |
t=3 |
|
|
|
|
|
1 |
|
n |
|
|
|
|
|
= |
|
|
∑yt−2 . |
|
|
|
|
||
n |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
− 2 t=3 |
|
|
|
|
||||
20
Число периодов, по которым рассчитывается коэффициент автокорреляции, называют лагом. Последовательность коэффициентов автокорреляции уровней первого, второго и т.д. порядков называют автокорреляционной функцией временного ряда. График зависимости ее значений от величины лага (порядка коэффициента автокорреляции) называется коррелограммой.
Задание к работе
1. Найти значение коэффициента автокорреляции уровней ряда первого порядка r1 , используя выражение (5.1). Для его нахождения составить табл. 5.1 на основе исходных данных к работе (см. прил. 1).
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(yt − y1 )× |
2 |
2 |
t |
yt |
yt−1 |
yt − y1 |
yt−1 − y2 |
×(yt−1 − y2 ) |
(yt − y1 ) |
(yt−1 − y2 ) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1 |
|
– |
– |
– |
– |
– |
– |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
Сумма |
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
|
– |
– |
– |
– |
– |
значение |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: среднее значение получается путем деления не на 16, а на 15, так как теперь на одно наблюдение меньше.
2. Найти значение коэффициента автокорреляции уровней ряда второго порядка r2 , используя выражение (5.2). Для его нахождения составить табл. 5.2 на основе исходных данных к работе (см. прил. 1).
3.Аналогично п. 1 и п. 2 найти коэффициенты автокорреляции более высоких порядков (для заданных исходных данных рекомендуется использовать 12 порядков), а все полученные значения занести в сводную табл. 5.3.
4.Построить коррелограмму, как зависимость коэффициентов автокорреляции уровней от соответствующих им лагов.
5.Проанализировать построенную коррелограмму и сделать вывод о наличии сезонных колебаний.