Мерой для оценки включения фактора в модель

служит частный F-критерий, т.е. . Так, если оцениваем значимость влияния фактора после включения в модель факторов , то формула частного F-критерия примет вид:

. (6.20)

Если фактическое значение критерия с и степенями свободы больше табличного при заданном уровне значимости, то дополнительное включение фактора в модель статистически оправдано и коэффициент регрессии при данном факторе статистически значим.

Оценка значимости коэффициентов «чистой» регрессии

Для каждого фактора используется формула

, (6.22)

где – коэффициент «чистой» регрессии при факторе ; – средняя квадратическая ошибка коэффициента регрессии ,

, (6.23)

где – среднее квадратическое отклонение для признака y;

– коэффициент детерминации для уравнения множественной регрессии;

– среднее квадратическое отклонение для признака ;

– коэффициент детерминации для зависимости фактора со всеми другими факторами уравнения множественной регрессии.

Практические рекомендации по выполнению расчетов

с помощью табличного редактора MS Excel

Исследуется зависимость производительности труда y (т/ч) от уровня механизации работ (%), среднего возраста работников (лет) и энерговооруженности (кВт/100 работающих) по данным 14 промышленных предприятий.

y

По исходным статистическим данным необходимо:

1. Рассчитать параметры линейного уравнения множественной регрессии с полным перечнем факторов.

2. Оценить значимость уравнения в целом, используя значение множественного коэффициента корреляции и общего F-критерия Фишера.

3. Оценить статистическую значимость параметров регрессионной модели с помощью t-критерия.

4. Исследовать коллинеарность между факторами. При наличии мультиколлинеарности исключить какой-либо фактор из уравнения регрессии.

5. Построить новое уравнение множественной регрессии, провести все необходимые исследования, аналогичные проведенным выше.

6. На основании результатов п. 5 найти

а) средние коэффициенты эластичности фактора y от независимых факторов;

б) прогнозное значение результата при значении важнейшей объясняющей переменной, равном максимальному наблюденному значению, увеличенному на 10 %, и при значении второй объясняющей переменной, равном минимальному наблюденному значению, уменьшенному на 15%.

в) Интервальное предсказание значения y с надежностью 0,95.

Решение.

1. Получение протокола расчета. Операция проводится с помощью инструмента Анализ данных/Регрессия. Она аналогична расчету параметров парной линейной регрессии, рассмотренной выше, только в отличие от парной регрессии при заполнении строки входной интервал X в диалоговом окне следует указать сразу все столбцы значений факторных переменных.

Результаты анализа имеют вид:

2. Оцениваем статистическую значимость в целом. Изучив результаты, отмечаем, что в целом полученное уравнение линейной множественной регрессии

является статистически значимым. Действительно, . Сравним это число с табличным значением критерия Фишера, полученным при числе степеней свободы и , где n – число наблюдений, m – число параметров при переменной x. В нашем случае , . Табличное значение даст функция FРАСПОБР. , что существенно меньше расчетного значения.

О доле вариации результативного признака y, объясненной построенным уравнением множественной регрессии лучше всего судить по значению нормированного коэффициента корреляции, в данном случае он равен 0,9363. То есть построенное уравнение объясняет почти 94% всей вариации признака y.

3. Оцениваем статистическую значимость по отдельным параметрам. Чтобы оценить статистическую значимость параметров регрессионной модели с помощью t-критерия, найдем соответствующее нашим параметрам табличное значение с помощью функции СТЪЮДРАСПОБРпри заданном уровне значимости 0,05 и числе степеней свободы . Коэффициент признается значимым, если выполняется неравенство .

Имеем

	0,44	0,4	1,12
	2,2281

Таким образом, ни один из факторов не имеет статистически значимого коэффициента регрессии, и построенное уравнение для прогнозирования непригодно.

4. Исследуем коллинеарность между факторами. Матрицу парных коэффициентов корреляции можно получить, используя инструмент Анализ данных/Корреляция. Заполнив диалоговое окно,

получим следующий результат:

Для оценки мультиколлинеарности факторов вычислим определитель матрицы парных коэффициентов корреляции факторов.

.

Поскольку определитель матрицы межфакторной корреляции близок к нулю, имеем мультиколлинеарность факторов и вытекающую отсюда ненадежность результатов множественной регрессии.

Оценка значимости мультиколлинеарности факторов может быть проведена методом испытания гипотезы о независимости переменных, т.е. . Доказано, что величина имеет приближенное распределение с числом степеней свободы . Если фактическое значение превосходит табличное (критическое), то гипотеза отклоняется, и мультиколлинеарность считается доказанной.

Имеем .

Критическое значение можно найти через статистическую функцию ХИ2ОБР( ), где – уровень значимости (по условию 0,05), а n – число степеней свободы. В нашем случае степеней свободы . Получаем . . Мультиколлинеарностью факторов пренебречь нельзя.

Особенно высока коллинеарность факторов и , . Один из этих факторов следует исключить из уравнения регрессии. Логично исключить тот, который имеет меньший коэффициент парной корреляции. Поскольку , а , исключаем фактор .

5. Построим регрессию на факторах и .

Получили результаты:

, , , что много больше, чем .

	0,22
	2,2281

Таким образом, при весьма удовлетворительной значимости уравнения регрессии в целом, мы добились значимости коэффициента регрессии при переменной .

6.

а) Найдем коэффициенты эластичности:

, (6.18)

где – коэффициент «чистой» регрессии при факторе ;

– среднее значение результативного признака;

– среднее значение признака .

Имеем

	y
Среднее	35,14285714		508,5714286
Эластичность

Таким образом, при изменении фактора (среднего возраста работников)на 1%, производительность возрастает незначительно, на 0,03%; при изменении фактора (энерговооруженности)на 1%, производительность труда увеличивается на 0,72%.

б) Выполним прогнозирование. Максимальное наблюденное значение фактора – 750. Минимальное значение фактора –31. Прогнозные значения факторов:

; .

Тогда .

в) Доверительный интервал для данного прогнозного значения y можно найти, зная предельную ошибку прогноза , где – соответствующее табличное значение критерия Стъюдента, а – ошибка прогнозного значения. В нашем случае .

Ошибку прогнозного значения функции регрессии получим по формуле

.

1. Параметр S – стандартная ошибка регрессии приведен в последней регрессионной статистике .

2. Матрица состоит из чисел: . То есть ,

.

3. Матрица X состоит из чисел .

Составляем вспомогательную таблицу:

	…..	…..	….	…..	…..
Сумма

В данном случае, .

4. Транспонируем матрицу X. Поскольку она симметрическая, то

.

5. Найдем произведение матриц . В Exсel это можно сделать с помощью функции МУМНОЖ.

	58537523,04
		1,10572E+12
	1,10572E+12	1,53641E+13

6. Найдем обратную матрицу к матрице произведения . В Exсel это можно сделать с помощью функции МОБР.

	0,281568563	-0,007773123	9,81695E-06
-0,007773123	0,000215175	-3,13231E-07
9,81695E-06	-3,13231E-07	3,38079E-09

7. Найдем произведение матриц (размерность матрицы произведения ).

0,083373216

-0,002314683

3,84533E-06

8. Найдем произведение матриц (размерность матрицы произведения , то есть только одно число).

.

9. .

10. .

11. Таким образом, прогнозное значение результата будет с вероятностью 95% находиться в интервале .

Задания.

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Вариант 4

Вариант 5

Вариант 6

Вариант 7

Вариант 8

Вариант 9

Вариант 10

Лабораторная работа №4