Giáo trình kinh tế lượng - Mai Văn Nam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KINH TẾ - QUẢN TRỊ KINH DOANH -------- BIÊN SOẠN: TS. MAI VĂN NAM GIẢNG VIÊN PHỐI HỢP: ThS. PHẠM LÊ THÔNG ThS. LÊ TẤN NGHIÊM ThS. NGUYỄN VĂN NGÂN ii MỤC LỤC MỤC LỤC...................................................................................................................ii CHƯƠNG I .................................................................................................................1 GIỚI THIỆU ...............................................................................................................1 (The Nature of Econometrics)......................................................................................1 I. KINH TẾ LƯỢNG LÀ GÌ? ..................................................................................1 1. Định nghĩa kinh tế lượng .................................................................................1 2. Kinh tế lượng và toán kinh tế ...........................................................................3 3. Kinh tế lượng và thống kê................................................................................3 4. Mục tiêu của kinh tế lượng ..............................................................................4 4. 1. Phân tích, kiểm định nguyên lý kinh tế .....................................................5 4. 2. Dự đoán các giá trị tương lai của các đại lượng kinh tế.............................5 4.3. Làm chính sách, tìm ra các số ước lượng của các thông số về các mối liên hệ kinh tế giúp cho việc ra các chính sách ........................................................6 5. Các ngành của kinh tế lượng............................................................................6 II. PHƯƠNG PHÁP LUẬN CỦA KINH TẾ LƯỢNG.............................................7 1. Phân tích lý thuyết kinh tế (economic theory): nêu ra các giả thuyết về các mối quan hệ giữa các biến kinh tế ...............................................................................7 2. Thiết lập mô hình (modeling): thiết lập mô hình kinh tế lượng để mô tả mối quan hệ giữa các biến kinh tế ...............................................................................8 3. Ước lượng các tham số của mô hình kinh tế lượng (estimation of econometric model): nhằm xác định số đo về mức ảnh hưởng của các biến nhân tố .................8 4. Kiểm định giả thuyết (hypothesis testing): phân tích kết quả dựa trên lý thuyết kinh tế để phân tích và đánh giá kết quả nhận được..............................................8 5. Dự báo (forecasting, prediction).......................................................................8 6. Sử dụng mô hình để kiểm tra hoặc đề ra chính sách (for control, policy purposes) .............................................................................................................8 7. Ứng dụng phần mềm máy tính trong phân tích kinh tế lượng...........................9 Sơ đồ 1.1. Các bước phân tích kinh tế lượng (Gujarati, 2004)....................................10 CHƯƠNG II ..............................................................................................................11 PHÂN TÍCH MÔ HÌNH HỒI QUI ĐA BIẾN............................................................11 (Multiple Regression Analysis: Estimation)...............................................................11 iii I. GIỚI THIỆU MÔ HÌNH HỒI QUI ĐA BIẾN ....................................................11 II. CÁC GIẢ ĐỊNH CỦA MÔ HÌNH HỒI QUI ĐA BIẾN ....................................12 III. ƯỚC LƯỢNG BÌNH PHƯƠNG NHỎ NHẤT.................................................17 1. Ước lượng bình phương nhỏ nhất của  .........................................................17 2. Các đặc tính của ước lượng bình phương nhỏ nhất.........................................18 2. 1. Tham số b là ước lượng không chệch của phương sai nhỏ nhất ..............19 2. 2. Trung bình của sai số và hệ số tương quan mẫu giữa sai số và biến độc lập bằng zero. ......................................................................................................21 3. Ước lượng của 2...........................................................................................22 IV. PHÂN PHỐI XÁC SUẤT CỦA y, b và s2 .......................................................24 1. Phân phối xác suất của y ................................................................................24 3. Phân phối xác suất của (e'e) / 2.....................................................................25 4. b phân phối độc lập với e'e.............................................................................25 V. KIỂM ĐỊNH GIẢ THUYẾT MÔ HÌNH...........................................................26 1. Kiểm định giả thuyết về từng phần tử của  ...................................................26 2. Kiểm định về nhóm giả thuyết tuyến tính của phần tử của  ..........................27 2. 1. R = [0... 0 1 0... 0] và r = 0 ...............................................................27 2. 2. R = [0 1 - 1... 0] và r = 0 .....................................................................27 2. 3. R = [0 0 1 1 0... 0] và r = 1 .................................................................28 Xác định giả thuyết: .......................................................................................28 2. 4. Ma trận R và vector r như sau:................................................................28 2. 5. R = [0 Is] và r = 0 .................................................................................28 3. Phân tích phương sai......................................................................................33 VI. VÍ DỤ MÔ HÌNH HỒI QUI ĐA BIẾN............................................................37 CHƯƠNG III.............................................................................................................39 PHƯƠNG SAI SAI SỐ THAY ĐỔI ..........................................................................39 (Heteroscedasticity) ...................................................................................................39 I. BẢN CHẤT CỦA HIỆN TƯỢNG PHƯƠNG SAI CỦA SAI SỐ THAY ĐỔI ...39 II. HẬU QUẢ CỦA PHƯƠNG SAI SAI SỐ THAY ĐỔI......................................40 III. PHƯƠNG PHÁP PHÁT HIỆN PHƯƠNG SAI CỦA SAI SỐ THAY ĐỔI......41 1. Xem xét đồ thị của phần sai số.......................................................................41 2. Kiểm định Park..............................................................................................42 iv 3. Kiểm định Glejser..........................................................................................43 4. Kiểm định tương quan hạng của Spearman ....................................................44 5. Kiểm định Goldfeld - Quandt.........................................................................44 6. Kiểm định Breusch - Pagan............................................................................46 7. Kiểm định White ...........................................................................................47 IV. BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC PHƯƠNG SAI SAI SỐ THAY ĐỔI ....................48 1. Trường hợp đã biết i2 ...................................................................................48 2. Trường hợp chưa biết i2 ...............................................................................49 CHƯƠNG IV ............................................................................................................54 TỰ TƯƠNG QUAN ..................................................................................................54 (Autocorrelation) .......................................................................................................54 I. BẢN CHẤT VÀ NGUYÊN NHÂN CỦA HIỆN TƯỢNG TỰ TƯƠNG QUAN 54 1. Tự tương quan là gì?......................................................................................54 2. Nguyên nhân của sự tương quan ....................................................................55 2. 1 Nguyên nhân khách quan ........................................................................55 2. 2 Nguyên nhân chủ quan ............................................................................56 II. UỚC LƯỢNG BÌNH PHƯƠNG NHỎ NHẤT KHI CÓ TỰ TƯƠNG QUAN ...57 III. ƯỚC LƯỢNG TUYẾN TÍNH KHÔNG CHỆCH TỐT NHẤT KHI CÓ TỰ TƯƠNG QUAN ....................................................................................................59 IV. HẬU QUẢ CỦA VIỆC SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP OLS KHI CÓ TỰ TƯƠNG QUAN ....................................................................................................59 V. PHÁT HIỆN CÓ TỰ TƯƠNG QUAN..............................................................60 1. Phương pháp đồ thị:.......................................................................................60 2. Kiểm định d của Durbin – Watson .................................................................61 Bảng. 4.1: giá trị  và tự tương quan..................................................................62 Bảng. 4.2: quy tắc kiểm định .............................................................................62 3. Kiểm định 2 về tính độc lập của các phần dư:...............................................63 Bảng. 4.3: bảng tiếp liên ....................................................................................63 1. Trường hợp đã biết cấu trúc của tự tương quan: .............................................66 2. Trường hợp  chưa biết: ................................................................................67 2. 1 Phương pháp sai phân cấp 1: ...................................................................67 2. 2 Ước lượng  dựa trên thống kê d-Durbin-Watson: ..................................68 v2. 3 Thủ tục lặp Cochrance – Orcutt để ước lượng : ....................................69 2. 4 Phương pháp Durbin – Watson 2 bước để ước lượng  ..........................70 CHƯƠNG V..............................................................................................................72 ĐA CỘNG TUYẾN...................................................................................................72 (Multicollinearity) .....................................................................................................72 I. BẢN CHẤT CỦA ĐA CỘNG TUYẾN..............................................................72 II. ƯỚC LƯỢNG TRONG TRƯỜNG HỢP CÓ ĐA CỘNG TUYẾN....................73 1. Trường hợp có đa cộng tuyến hoàn hảo: ........................................................73 2. Ước lượng trong trường hợp đa cộng tuyến không hoàn hảo..........................75 III. HẬU QUẢ CỦA ĐA CỘNG TUYẾN .............................................................75 1. Phương sai và hiệp phương sai của các ước lượng OLS lớn...........................75 2. Khoảng tin cậy rộng hơn:...............................................................................76 3. Tỉ số t “không có ý nghĩa” : ...........................................................................76 4. R2 cao nhưng tỷ số ít có ý nghĩa:....................................................................76 5. Các ước lượng QLS và sai số chuẩn của chúng trở nên rất nhạy với những thay đổi nhỏ trong dữ liệu..........................................................................................77 6. Dấu của các ước lượng của các hệ số hồi qui có thể sai..................................77 7. Thêm vào hay bớt đi các biến cộng tuyến với các biến khác, mô hình sẽ thay đổi về dấu hoặc thay đổi về độ lớn của các ước lượng........................................77 IV. CÁCH PHÁT HIỆN ĐA CỘNG TUYẾN........................................................77 1. Hệ số R2 lớn nhưng tỷ số t nhỏ.......................................................................77 1. 1. Tương quan cặp giữa các biến giải thích cao ..........................................77 1. 2. Sử dụng mô hình hồi qui phụ..................................................................78 1. 3. Sử dụng yếu tố phóng đại phương sai (VIF) ...........................................79 1. Sử dụng thông tin tiên nghiệm .......................................................................80 2. Loại trừ một biến giải thích ra khỏi mô hình .................................................81 3. Thu thập thêm số liệu hoặc lấy mẫu mới ........................................................81 4. Sử dụng sai phân (độ lệch theo thời gian) cấp một .........................................82 5. Giảm tương quan trong hàm hồi qui đa thức. .................................................82 6. Một số biện pháp khắc phục khác ..................................................................83 CHƯƠNG VI ............................................................................................................84 KIỂM ĐỊNH VÀ LỰA CHỌN MÔ HÌNH ................................................................84 vi (Econometric modeling: model specification and diagnostic testing) .........................84 I. CÁC LOẠI SAI SÓT CỦA DẠNG MÔ HÌNH HỒI QUY .................................84 II. PHƯƠNG PHÁP PHÁT HIỆN CÁC SAI SÓT CỦA DẠNG MÔ HÌNH HỒI QUY......................................................................................................................87 1. Phát hiện sự hiện diện của các biến không liên quan ......................................87 2. Kiểm định biến bị bỏ sót và dạng hàm số không đúng ...................................88 2. 1. Kiểm tra phần dư....................................................................................88 2. 2. Kiểm định Durbin-Watson d..................................................................91 2. 3. Kiểm định RESET của Ramsey ..............................................................92 2. 4. Kiểm định hệ số Lagrange (LM) đối với biến thêm vào.........................94 3. Sai số của phép đo lường ...............................................................................95 3. 1. Sai số của phép đo lường trong biến phụ thuộc Y...................................95 3. 2. Sai số của phép đo lường trong biến giải thích X....................................96 4. Xác định dạng của phần sai số không đúng ..................................................100 III. TIÊU CHUẨN LỰA CHỌN MÔ HÌNH ........................................................100 1. Tiêu chuẩn R2 ..............................................................................................101 2. R2 điều chỉnh (=R2) ....................................................................................101 3. Thông tin Akaike (AIC)...............................................................................101 4. Thông tin Schwarz (SIC) .............................................................................102 5. Cp của Mallows............................................................................................102 6. Lưu ý về các tiêu chuẩn lựa chọn mô hình ...................................................103 7. Dự báo Chi bình phương (2).......................................................................104 CHƯƠNG VII .........................................................................................................105 MÔ HÌNH HỒI QUI VỚI BIẾN GIẢ VÀ BIẾN BỊ CHẶN.....................................105 (Qualitative response regression models: Binary or dummy variables) ....................105 I. BẢN CHẤT CỦA BIẾN GIẢ - BIẾN GIẢ CHO SỰ THAY ĐỔI TRONG HỆ SỐ CHẶN .................................................................................................................105 II. BIẾN GIẢ CHO SỰ THAY ĐỔI TRONG HỆ SỐ GÓC.................................110 III. SỬ DỤNG BIẾN GIẢ ĐỂ KIỂM TRA TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA CÁC THAM SỐ HỒI QUI..............................................................................................................112 IV. HỒI QUI TUYẾN TÍNH TỪNG KHÚC .......................................................114 V. BIẾN PHỤ THUỘC LÀ BIẾN GIẢ................................................................116 vii VI. MÔ HÌNH XÁC SUẤT TUYẾN TÍNH VÀ HÀM PHÂN BIỆT TUYẾN TÍNH ...................................................................................................................117 1. Mô hình xác suất tuyến tính (LPM) .............................................................117 2. Hàm phân biệt tuyến tính .............................................................................118 VII. MÔ HÌNH PROBIT VÀ LOGIT ..................................................................120 VIII. BIẾN BỊ CHẶN: MÔ HÌNH TOBIT...........................................................123 CHƯƠNG VIII........................................................................................................124 PHÂN TÍCH MÔ HÌNH HỒI QUI VỚI DÃY SỐ THỜI GIAN ..............................125 (Regression analysis with time series data) ..............................................................125 I. GIỚI THIỆU ....................................................................................................125 1. Dãy số thời gian là gì? .................................................................................126 2. Dự báo là gì? ...............................................................................................126 3. Các phương pháp dự báo dựa trên dãy số thời gian: .....................................126 II. CÁC MÔ HÌNH AR, MA VÀ ARIMA ...........................................................126 1. Quá trình tự hồi qui (AR).............................................................................126 2. Quá trình trung bình di động (MA) ..............................................................127 3. Quá trình tự hồi qui và trung bình di động (ARMA) ....................................128 4. Quá trình trung bình di động tổng hợp với tự hồi qui – mô hình (ARIMA) ..128 III. ĐẶC ĐIỂM DÃY SỐ THỜI GIAN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN DẠNG DÃY SỐ THỜI GIAN .............................................................................129 1. Tính dừng ....................................................................................................129 2. Tính thời vụ và tính không thời vụ:..............................................................130 3. Các phương pháp kiểm tra dãy số liệu .........................................................131 3. 1 Hàm số tự tương quan và tương quan riêng phần...................................131 3. 2 Tham số thống kê Box-Peirce và Ljung-Box .........................................133 4. Phương pháp sai phân và chuyển dạng dữ liệu:............................................133 IV. PHƯƠNG PHÁP BOX-JENKINS (BJ) .........................................................134 V. VÍ DỤ MINH HỌA PHƯƠNG PHÁP BOX-JENKINS ..................................137 CHƯƠNG IX ..........................................................................................................141 PHÂN TÍCH MÔ HÌNH HỒI QUI VỚI ..................................................................141 SỐ LIỆU THEO THỜI GIAN VÀ KHÔNG GIAN .................................................141 (Pooling cross sections across time: Panel data methods).........................................141 viii I. GIỚI THIỆU ....................................................................................................141 II. ƯỚC LƯỢNG CÁC MÔ HÌNH HỒI QUY VỚI DỮ LIỆU DẠNG BẢNG: NHỮNG TÁC ĐỘNG CỐ ĐỊNH ........................................................................144 1. 1, 2, 3 không thay đổi theo thời gian và không gian (các đối tượng khác nhau)................................................................................................................145 2. Các hệ số gốc 2 và 3 không thay đổi nhưng hệ số chặn 1 thay đổi theo các đối tượng nghiên cứu khác