Zadanie Kontrolne
z Ekonometrii
Specyfikacja modelu
1.1 Zapis hipotezy zerowej
Zyskt = α0 + α1produkcjat+α2produkcjat − 1 + α3materialyt + α4materialyt − 1 + α5placet + α6placet − 1 + α7reklamat + α8reklamat − 1 + α9sprzedazt + α10sprzedazt − 1 + α11zyskt − 1 + α12time + α13dq1 + α14dq2 + α15dq3 + α16dq4 + ξt
Estymacja modelu
2.1 Wklejenie wyników pierwszej estymacji parametrów modelu
Model 1: Estymacja KMNK, wykorzystane obserwacje 2003:2-2012:4 (N = 39)
Zmienna zależna (Y): zysk_bd23765
Współczynnik | Błąd stand. | t-Studenta | wartość p | ||
const | 102,786 | 22,955 | 4,4777 | 0,00016 | *** |
produkcja_bd23765 | 0,0575889 | 0,278075 | 0,2071 | 0,83768 | |
produkcja_bd23765_1 | 0,102386 | 0,246104 | 0,4160 | 0,68109 | |
materialy_bd23765 | -0,39818 | 0,0240567 | -16,5517 | <0,00001 | *** |
materialy_bd23765_1 | -0,0983045 | 0,0820426 | -1,1982 | 0,24253 | |
place_bd23765 | -0,349085 | 0,0920301 | -3,7932 | 0,00089 | *** |
place_bd23765_1 | -0,0592029 | 0,0932833 | -0,6347 | 0,53166 | |
reklama_bd23765 | 0,292 | 0,159595 | 1,8296 | 0,07975 | * |
reklama_bd23765_1 | 0,216569 | 0,289347 | 0,7485 | 0,46145 | |
sprzedaz_bd23765 | 0,303802 | 0,477182 | 0,6367 | 0,53037 | |
sprzedaz_bd23765_1 | 0,06137 | 0,260684 | 0,2354 | 0,81588 | |
dq1 | 40,0788 | 10,8572 | 3,6914 | 0,00114 | *** |
dq2 | -8,43331 | 15,7794 | -0,5344 | 0,59795 | |
dq3 | -43,7019 | 7,24144 | -6,0350 | <0,00001 | *** |
zysk_bd23765_1 | -0,180374 | 0,191095 | -0,9439 | 0,35463 |
Średn.aryt.zm.zależnej | 4,345129 | Odch.stand.zm.zależnej | 53,05256 | |
Suma kwadratów reszt | 1439,237 | Błąd standardowy reszt | 7,743913 | |
Wsp. determ. R-kwadrat | 0,986543 | Skorygowany R-kwadrat | 0,978694 | |
F(14, 24) | 125,6792 | Wartość p dla testu F | 6,07e-19 | |
Logarytm wiarygodności | -125,7006 | Kryt. inform. Akaike'a | 281,4012 | |
Kryt. bayes. Schwarza | 306,3546 | Kryt. Hannana-Quinna | 290,3542 | |
Autokorel.reszt - rho1 | -0,068450 | Stat. Durbina-Watsona | 2,134321 |
Eliminacja nieistotnych zmiennych objaśniających X . Test pominiętych zmiennych.
Analiza losowości reszt PACF
Funkcja autokorelacji (ACF) i autokorelacji cząstkowej (PACF), test autokorelacji Ljunga-Boxa (Q) dla procesu: produkcja_bd23765
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Występuje istotna autokorelacja rzędu 2 i 4, zatem należy wprowadzić dodatkowe opóźnienie dla zmiennej zależnej. |
2.2 Wklejenie wyników ostatniej estymacji parametrów modelu.
Model 2: Estymacja KMNK, wykorzystane obserwacje 2003:2-2012:4 (N = 39)
Zmienna zależna (Y): zysk_bd23765
Współczynnik | Błąd stand. | t-Studenta | wartość p | ||
const | 88,0106 | 11,928 | 7,3785 | <0,00001 | *** |
materialy_bd23765 | -0,41157 | 0,0175846 | -23,4052 | <0,00001 | *** |
place_bd23765 | -0,392817 | 0,0346082 | -11,3504 | <0,00001 | *** |
reklama_bd23765 | 0,311715 | 0,106589 | 2,9245 | 0,00640 | *** |
sprzedaz_bd23765 | 0,530745 | 0,137226 | 3,8677 | 0,00053 | *** |
dq1 | 29,941 | 4,04953 | 7,3937 | <0,00001 | *** |
dq2 | -21,477 | 4,05922 | -5,2909 | <0,00001 | *** |
dq3 | -47,292 | 3,33587 | -14,1768 | <0,00001 | *** |
Średn.aryt.zm.zależnej | 4,345129 | Odch.stand.zm.zależnej | 53,05256 | |
Suma kwadratów reszt | 1600,315 | Błąd standardowy reszt | 7,184919 | |
Wsp. determ. R-kwadrat | 0,985037 | Skorygowany R-kwadrat | 0,981659 | |
F(7, 31) | 291,5461 | Wartość p dla testu F | 1,85e-26 | |
Logarytm wiarygodności | -127,7693 | Kryt. inform. Akaike'a | 271,5386 | |
Kryt. bayes. Schwarza | 284,8471 | Kryt. Hannana-Quinna | 276,3135 | |
Autokorel.reszt - rho1 | -0,174834 | Stat. Durbina-Watsona | 2,314952 |
zyskt = 88, 0106 − 0, 411materialyt − 0, 392placet + 0, 311reklamat + 0, 530sprzedazt + 29, 941dq1 − 21, 477dq2 − 47, 292dq3 + et
H0 : αj = 0 ∖ nH1 : αj ≠ 0 ∖ n
H0 : ρ1 = 0 ∖ nH1 : ρ1 ≠ 0 ∖ n
Ponieważ $\left| {\hat{p}}_{1} \right| \approx$ -0,174834 < 0,314, to z maksymalnym prawdopodobieństwem popełnienia błędu wynoszącym α = 0,10 brak podstaw do odrzucenia H0 - składnik losowy nie ma istotnej autokorelacji rzędu 1.
H0 : ρs = 0 ∖ n
Opóźnienia ACF PACF Ljung-Box Q [wartość p]
1 -0,1709 -0,1709 1,2291 [0,268]
2 -0,2508 -0,2884 * 3,9475 [0,139]
3 0,1678 0,0710 5,1975 [0,158]
4 -0,2768 * -0,3383 ** 8,6973 [0,069]
5 -0,0283 -0,0926 8,7351 [0,120]
6 0,0568 -0,1925 8,8914 [0,180]
7 0,2217 0,2903 * 11,3477 [0,124]
Występuje istotna autokorelacja rzędu 4, zatem należy wprowadzić dodatkowe opóźnienie dla zmiennej zależnej.
Po dodaniu opóźnień.
Funkcja autokorelacji (ACF) i autokorelacji cząstkowej (PACF), test autokorelacji Ljunga-Boxa (Q) dla procesu resztowego
Opóźnienia ACF PACF Ljung-Box Q [wartość p]
1 0,0266 0,0266 0,0283 [0,866]
2 -0,2899 * -0,2908 * 3,4929 [0,174]
3 0,1916 0,2288 5,0508 [0,168]
4 -0,0483 -0,1848 5,1527 [0,272]
5 0,0007 0,1815 5,1527 [0,398]
6 0,0711 -0,0913 5,3879 [0,495]
7 0,0449 0,1930 5,4850 [0,601]
Ponieważ wartość PACF dla wszystkich rzędów nie przekroczył wartości krytycznej ±0, 314, to z maksymalnym prawdopodobieństwem popełnienia błędu wynoszącym α = 0,10 brak podstaw do odrzucenia H0 ,brak istotnej autokorelacji rezst rzędu s=1,2,...,8 – reszty są losowe
H0 : ρ1 > 0 ∖ nH1 : ρ1 > 0 ∖ n
1<d≤2
d*
2-d = 2-2,31495= - 0,31495
dL < d* < dU
Statystyka testu Durbina-Watsona dla 5% poziomu istotności, n = 39, k = 7;dL = 1,104;
dU = 1,9315
Ponieważ dL < d* < dU - Test DW nie rozstrzyga o losowości reszt, należy zastosować inny test.
3.4. Weryfikacja normalności rozkładu reszt (składnika losowego)
H0 : skladnik losowy ma rozlkad normalny
H1 : skladnik losowy nie ma rozlkadu normalnego
Rozkład częstości dla uhat7, obserwacje 4-40, liczba przedziałów = 7,
średnia = -1,52431e-015, odch.std. = 7,88791
Przedziały średnia liczba częstość skumlowana < -12,412 -14,972 1 2,70% 2,70% -12,412 - -7,2915 -9,8517 3 8,11% 10,81% ** -7,2915 - -2,1713 -4,7314 10 27,03% 37,84% ********* -2,1713 - 2,9490 0,38885 11 29,73% 67,57% ********** 2,9490 - 8,0692 5,5091 5 13,51% 81,08% **** 8,0692 - 13,189 10,629 6 16,22% 97,30% ***** >= 13,189 15,750 1 2,70% 100,00% |
Hipoteza zerowa: dystrybuanta empiryczna posiada rozkład normalny.Test Doornika-Hansena (1994)- transformowana skośność i kurtoza.:
Chi-kwadrat(2) = 0,176 z wartością p 0,91596
Ponieważ p ≈ 0, 91596 > α = 0, 05 to brak podstaw do odrzucenia hipotezy zerowej – składnik losowy ma rozkład normalny.
3.5. Weryfikacja jednorodności wariancji reszt (składnika losowego) - Test White'a na heteroskedastyczność reszt (zmienność wariancji resztowej)
H0 : heteroskedastycznosc reszt nie wystepuje
H1 : heteroskedastycznosc reszt wystepuje
Test White'a na heteroskedastyczność reszt (zmienność wariancji resztowej)
Estymacja KMNK, wykorzystane obserwacje 2003:4-2012:4 (N = 37)
Zmienna zależna (Y): uhat^2
współczynnik błąd standardowy t-Studenta wartość p ------------------------------------------------------------------------- const 80,5111 158,081 0,5093 0,6161 materialy_bd23765 0,451537 0,949840 0,4754 0,6397 materialy_bd23~_1 1,28612 1,13890 1,129 0,2721 place_bd23765 0,780208 0,866554 0,9004 0,3786 place_bd23765_1 0,560904 0,930311 0,6029 0,5533 reklama_bd23765 -3,81297 3,78737 -1,007 0,3261 reklama_bd23765_1 -8,32493 3,95782 -2,103 0,0483 ** dq1 20,6087 28,8934 0,7133 0,4839 dq3 26,1555 27,1614 0,9630 0,3471 zysk_bd23765_1 -0,412773 0,410326 -1,006 0,3265 sq_materialy_bd2~ -0,000914936 0,00180170 -0,5078 0,6171 sq_materialy_b~_1 -0,00301092 0,00236582 -1,273 0,2177 sq_place_bd23765 -0,00152894 0,00163200 -0,9369 0,3600 sq_place_bd237~_1 -0,00121308 0,00182280 -0,6655 0,5133 sq_reklama_bd237~ 0,0307322 0,0295805 1,039 0,3112 sq_reklama_bd2~_1 0,0574040 0,0319362 1,797 0,0874 * sq_zysk_bd23765_1 0,00276224 0,00489299 0,5645 0,5787 |
Wsp. determ. R-kwadrat = 0,478556
Statystyka testu: TR^2 = 17,706579,
z wartością p = P(Chi-kwadrat(16) > 17,706579) = 0,341357
Ponieważ p ≈ 0, 341357 > α = 0, 05, to brak podstaw do odrzucenia hipotezy zerowej, heteroskedastyczność reszt nie występuje.
3.6. Weryfikacja efektu ARCH
H0 : efekt ARCH nie wystepuje
H1 : efekt ARCH wystepuje
Test ARCH dla rzędu opóźnienia 4
|
Hipoteza zerowa: efekt ARCH nie występuje
Statystyka testu: LM = 1,27749
z wartością p = P(Chi-kwadrat(4) > 1,27749) = 0,865182
Ponieważ p ≈ 0, 865182 > α = 0, 05, to brak podstaw do odrzucenia hipotezy zerowej – efekt ARCH nie występuje.
3.7. Weryfikacja poprawności postaci modelu
3.7.1. test nieliniowości na kwadraty
H0 : zaleznosc jest liniowa
H1 : zaleznosc jest wielomianowa
Pomocnicze równanie regresji dla testu nieliniowści (kwadraty zmiennych)
Estymacja KMNK, wykorzystane obserwacje 2003:4-2012:4 (N = 37)
Zmienna zależna (Y): uhat
|
Wsp. determ. R-kwadrat = 0,309277
Statystyka testu: TR^2 = 11,4432,
z wartością p = P(Chi-kwadrat(7) > 11,4432) = 0,12042
Ponieważ p ≈ 0, 12042 > α = 0, 05, to brak podstaw do odrzucenia hipotezy zerowej – zależność jest liniowa.
3.7.2. test nieliniowości na logarytmy
H0 : zaleznosc jest liniowa
H1 : zaleznosc jest potegowa
Pomocnicze równanie regresji dla testu nieliniowści (logarytmy zmiennych)
Estymacja KMNK, wykorzystane obserwacje 2003:4-2012:4 (N = 37)
Zmienna zależna (Y): uhat
|
Wsp. determ. R-kwadrat = 0,223876
Statystyka testu: TR^2 = 8,28341, z wartością p = P(Chi-kwadrat(6) > 8,28341) = 0,218067
Ponieważ p ≈ 0, 218067 > α = 0, 05, to brak podstaw do odrzucenia hipotezy zerowej – zależność jest liniowa.
3.7.3. test specyfikacji RESET
H0 : specyfikacja jest poprawna
H1 : specyfikacja nie jest poprawna
Pomocnicze równanie regresji dla testu specyfikacji RESET
Estymacja KMNK, wykorzystane obserwacje 2003:4-2012:4 (N = 37)
Zmienna zależna (Y): zysk_bd23765
|
Statystyka testu: F = 3,240385,
z wartością p = P(F(2,25) > 3,24038) = 0,0561
Brak podstaw do odrzucenia hipotezy zerowej – specyfikacja jest poprawna
3.8. Weryfikacja stabilności ocen parametrów strukturalnych CUSUM
H0 : brak zmian w parametrach
H1 : wystepuja zmiany w parametrach
Test CUSUM (CUmulated SUM of residual) na stabilność parametrów modelu
średnia arytmetyczna dla przeskalowanych reszt = -0,803846
odchylenie standardowe dla przeskalowanych reszt = 7,99632
Skumulowana suma przeskalowanych reszt
('*' oznacza wartość przekraczającą 95%% przedział ufności)
|
Statystyka testu Harvey'a-Colliera t(26) = -0,522353 z wartością p = 0,6058
Ponieważ p ≈ 0, 6058 > α = 0, 05, to brak podstaw do odrzucenia hipotezy zerowej – brak zmian w parametrach
4. Interpretacje
4.1. Interpretacje ocen parametrów strukturalnych
-0,41157 * materialyt > 2olczynnika i iebiorstwie.nej : Wzrost kosztu zakupu materiałów w przedsiębiorstwie o 1000 zł, spowoduje spadek zysku w przedsiębiorstwie o średnio 0,411 tys. zł, przy pozostałych czynnikach niezmienionych.
-0,392817 * placet : Wzrost płac w przedsiębiorstwie o 1000 zł, spowoduje spadek zysku w przedsiębiorstwie o średnio 0,392 tys. zł, przy pozostałych czynnikach niezmienionych.
0,311715 * reklamat : Wzrost kosztu reklamy w przedsiębiorstwie o 1000zł, spowoduje wzrost zysku w przedsiębiorstwie o średnio 0,311 tys. zł, przy pozostałych czynnikach niezmienionych.
0,530745 * sprzedazt Wzrost sprzedaży w przedsiębiorstwie o 1000 zł, spowoduje wzrost zysku w przedsiębiorstwie o średnio 0,530 tys. zł, przy pozostałych czynnikach niezmienionych.
4.2. interpretacja ocen parametrów zmiennych sezonowych
$$\text{dq}_{4} = \frac{\text{dq}_{1} + \text{dq}_{2} + \text{dq}_{3}}{4} = \frac{29,941 - 21,477 - 47,292}{4} = - 38,828$$
dq1 = dq1 + dq4 = 29, 941 − 38, 828 = −8, 887
dq2 = dq2 + dq4 = −21, 477 − 38, 828 = −60, 305
dq3 = dq3 + dq4 = −47, 292 − 38, 828 = −86, 12
W pierwszym kwartale zysk w przedsiębiorstwie jest wyższy od średniego zysku przeciętnie o 8,887 tys. zł, w drugim kwartale jest niższy przeciętnie o 60,305 tys. zł od średniego zysku, w trzecim kwartale jest niższy od średniego zysku przeciętnie o 86,12 tys. zł, a w czwartym kwartale jest niższy przeciętnie o 38,828 tys. zł od średniego zysku w przedsiębiorstwie.
4.3. Współczynnik determinacji R2
R2=0,985037=98,50%
98,50% całkowitej zmienności zysku w przedsiębiorstwie została wyjaśniona zmiennością czynników uwzględnionych w modelu, natomiast 1,5% tej zmienności ma charakter losowy.
4.4. Błędu standardowego reszt Se oraz współczynnika zmienności losowej Ve
Rzeczywiste wartości zysku w przedsiębiorstwie różnią się od ich wartości teoretycznych wyznaczonych na podstawie modelu średnio o XX tys. zł, co stanowi XX% średniego poziomu zysku w przedsiębiorstwie.
Se = 7, 184919 ∖ n
$$V_{e} = \frac{S_{e}}{\overset{\overline{}}{Y}} = \frac{7,184919}{4,345129} = 1,653557121$$
Model nadaje się do praktycznego wykorzystania bo Ve = 1, 65%<10%
Rzeczywiste wartości zysku w przedsiębiorstwie różnią się od ich wartości teoretycznych wyznaczonych na podstawie modelu średnio o 7,18 tys. zł, co stanowi 1,65 % średniego poziomu zysku w przedsiębiorstwie.
5. Prognozy
Dla 95% przedziału ufności, t(27, 0,025) = 2,052
|
kwartał | Błąd ex ante względny | Błąd ex post bezwzględny | Błąd ex post względny |
---|---|---|---|
2013:1 | $$\frac{7,88791}{- 50,6629}*100 \approx - 15,57\%$$ |
−42, 6694 + 50, 6629 = 7, 9935 |
$$\frac{\left| 7,9935 \right|}{- 42,6694}*100 \approx - 18,73\%$$ |
2013:2 | $$\frac{8,00922}{- 118,667}*100 \approx - 6,75\%$$ |
−108, 749 + 118, 667 = 9,918 | $$\frac{\left| 9,918 \right|}{- 108,749}*100 \approx - 9,12\%$$ |
2013:3 | $$\frac{8,01295}{- 35,0810}*100 \approx - 22,84\%$$ |
−49, 4786 + 35, 0810 = - 14,3976 | $$\frac{\left| - \ 14,3976 \right|}{- 49,4786}*100 \approx 29,09\%$$ |
2013:4 | $$\frac{8,013107}{- 33,0456}*100 \approx - 24,25\%$$ |
−41, 9704 + 33, 0456 = −8, 9248 |
$$\frac{\left| - 8,9248 \right|}{- 41,9704}*100 \approx 21,26\%$$ |
Miary dokładności prognoz ex post
Średni błąd predykcji ME = -1,3525
Błąd średniokwadratowy MSE = 112,31
Pierwiastek błędu średniokwadr. RMSE = 10,597
Średni błąd absolutny MAE = 10,309
Średni błąd procentowy MPE = 5,6272
Średni absolutny błąd procentowy MAPE = 19,554
Współczynnik Theila (w procentach) I = 0,19569
Udział obciążoności predykc. I1^2/I^2 = 0,016289
Udział niedost.elastyczności I2^2/I^2 = 0,55572
Udział niezgodności kierunku I3^2/I^2 = 0,42799
Ponieważ względny błąd ex ante prognozy na pierwszy kwartał 2013 przekracza wartość graniczną V = 5%, to prognoza jest niedopuszczalna oraz prognozy na kolejne kwartały są niedopuszczalne.
Ponieważ błędy względne ex post we wszystkich kwartałach 2013 roku były większe niż wartość graniczna δ = 5%, to prognozy na te kwartały są nietrafione.