应用计量经济学 · 第九章: 异方差性 · 第二节: 加权最小二乘法 (WLS)

如题所述

第1个回答  2024-04-10

第九章:计量经济学中的异方差性:加权最小二乘法 (WLS)详解


OLS,即最小二乘法的基石,其全称蕴含了"普通"之意。然而,WLS则是它的进化版——加权最小二乘法,通过赋予观测值根据误差方差的权重,特别是当遇到异方差问题时,WLS成为我们的首选。实际上,它是OLS在等权重下的特殊扩展,而GLS(广义最小二乘法)是对异方差问题的全面解决方案,通过调整权重以抵消不均匀的误差分布。


WLS在特定假设下具有一致性,但错误地指定方差函数可能导致效率降低。伍德里奇的自学笔记,详尽探讨了计量经济学的应用,特别是章节分解和习题,持续更新以适应实践需求。当方差函数信息明确时,WLS的威力得以释放,它能产生更精确的t/F分布统计量,相对于OLS,效率显著提高。


为消除异方差性,我们通过变换来实现同方差:将hi转化为sqrt(hi),使其条件期望在xi上为零,方差保持σ²。这样,尽管Bj斜率参数可能不直观,但它们对于理解原始方程却至关重要。


在变换后,我们看到了WLS的调整作用,它通过权重1/hi来处理异方差,而GLS则利用ui|xi的条件方差的逆。对于估计的异方差函数,如FGLS(可行广义最小二乘法)和EGLS(估计的广义最小二乘法),它们分别基于估计的h^_i和特定假设h(x)的形式,如指数函数。


然而,线性模型有时会产生负预测值,这就需要WLS来确保结果的正性。在参数已知的情况下,直接使用WLS;数据驱动的权重估计则在参数未知时派上用场。而在假设独立性时,v的分布应为v ~ 1 | x。


FGLS在大样本中处理异方差表现出色,特别是在需求分析中,如探讨香烟需求的案例。尽管OLS可能揭示出收入和价格对需求的影响微弱,但在非理想情况下,WLS仍能提供有价值的线性模型洞察。


关键问题:如果误设了异方差函数,WLS的效果会如何呢?答案是,在多元线性回归(MLR)的假设下,即使方差函数设定有误,WLS估计量本身通常不会产生偏误或不一致性。然而,当权重误差与x相关时,WLS的标准误差和检验统计量将失效。解决策略是先用OLS估计,随后计算稳健标准误差,以保持与WLS等价的效率。


现代观点质疑,当方差函数估计错误时,WLS是否真的比OLS更有效率。在二元变量y的线性概率模型中,除非斜率参数为零,否则处理异方差尤为重要。尽管最直接的方法可能是使用OLS,但忽略异方差形式可能会带来效率损失。深入理解LPM的异方差性,以及如何计算稳健标准误差,是确保模型稳健性的关键所在。

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