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计量经济学(大二下)期末复习资料

整理来源:课堂课件(第1/2/3/4/5/6/8/11/12章)、备忘录笔记、学习通作业、课堂录音转写(W15最后理论课)、爵士瓜速通笔记、课本目录
教材:庞皓《计量经济学》 | 考试性质:闭卷笔试 · 可带计算器 · 120分钟 · 卷面分≥50

计量经济学(大二下)期末复习资料

整理来源:课堂课件(第1/2/3/4/5/6/8/11/12章)、备忘录笔记、学习通作业汇总、课堂录音转写(W15最后理论课)、爵士瓜速通笔记、课本目录 教材:庞皓《计量经济学》(教材章节与课件对应) 授课重点:以课件与老师 W15 划重点为准

考试性质:闭卷笔试,可带计算器,考试时间 120 分钟(1 小时后可交卷),使用答题纸作答;卷面分须 ≥ 50 分


一、考试题型与分值

题型 题量 分值 备注
名词解释 5题 10分(5×2) 概念类,答准定义要点
单选题 15题 15分(15×1)
多选题 10题 20分(10×2) 至少 2 个正确选项;少选得 1 分,多选/错选不得分
判断题 10题 10分(10×1)
简答题 4题 20分(4×5) 答要点,分条作答
计算分析题 3题 25分(合计) 需写完整过程:公式 + 中间步骤 + 结论;可带计算器

成绩构成:平时成绩 20%(含课堂表现、作业等)+ 课程论文 30% + 期末 50%

计算器使用说明:考试允许携带计算器,用于计算题中的均值、平方和、标准差、t 值、F 值、DW 值等数值运算;计算过程仍需书面展示。


二、目录(按教材章节,共 9 章在考范围)

章节名称 教材页码 考点类型侧重
第一章 导论 p1-14 名词解释、选择、判断、简答
第二章 简单线性回归模型 p15-63 名词解释、选择、判断、简答、计算
第三章 多元线性回归模型 p64-92 选择、判断、简答、计算(F检验)
第四章 多重共线性 p93-114 名词解释、选择、判断、简答
第五章 异方差性 p115-136 名词解释、选择、判断、简答
第六章 自相关 p137-167 名词解释、选择、判断、简答、计算(DW/C-O)
第八章 虚拟变量回归 p193-220 名词解释、选择、判断、简答
第十一章 联立方程组模型 p264-292 名词解释、选择、判断、简答
第十二章 实证项目的计量经济研究 p293-305 了解为主(课程论文相关)

不在考试范围:第七章(分布滞后模型与自回归模型)、第九章(设定误差与测量误差)、第十章(时间序列计量经济模型)——按教学进度未讲授。


三、各章考点总表(知识要点速览)

先按章节快速过一遍要点(红色标注为 W15 老师划重点),详细推导与例题见「第二部分 正文」。

第一章 导论

  • 考点1.1 计量经济学的定义与学科性质(★p3,名解/简答)
  • 计量经济学 = 经济理论 + 统计学 + 数学 三者的交叉学科,是实证经济学的核心
  • 它以经济理论为前提,用数学和统计方法,根据实际观测数据研究经济现象的数量关系。
  • 考点1.2 计量经济学的研究步骤(★p5,简答高频) 1. 确定模型所包含的变量(依据经济理论) 2. 确定模型的数学形式(函数形式) 3. 收集样本数据并估计模型参数 4. 模型的检验(经济意义检验、统计检验、计量经济学检验、模型预测检验) 5. 模型的应用(结构分析、经济预测、政策评价、检验与发展经济理论)
  • 考点1.3 计量经济模型的应用(p8)
  • 结构分析(弹性、乘数等)、经济预测、政策评价、检验与发展经济理论。
  • 考点1.4 变量与参数(★p10)
  • 解释变量(自变量)被解释变量(因变量)
  • 内生变量与外生变量;
  • 参数:模型中表示变量之间数量关系的常数(如回归系数)。
  • 考点1.5 数据的四种类型(★p11,名解) 1. 截面数据:同一时点不同主体的数据(如某年各省 GDP); 2. 时间序列数据:同一主体不同时点的数据(如某国历年 GDP); 3. 面板数据(平行数据):截面数据 + 时间序列数据的结合; 4. 虚拟变量数据:取 0/1 的定性数据。
  • 题型:名词解释、单选、判断、简答

第二章 简单线性回归模型

  • 考点2.1 回归分析的含义:研究一个变量(被解释变量)对另一个或多个变量(解释变量)的统计依赖关系的方法,侧重因果关系。
  • 考点2.2 总体回归函数 PRF(★p21,名解)
  • $E(Y|X_i) = \beta_1 + \beta_2 X_i$,即给定 X 条件下 Y 的条件期望
  • 总体回归线 = 各 X 对应 Y 条件均值点的连线。
  • 考点2.3 样本回归函数 SRF(★p23)
  • $\hat Y_i = \hat\beta_1 + \hat\beta_2 X_i$,由样本估计得到的回归直线。
  • 考点2.4 PRF 与 SRF 的区别(★p25,简答高频) 1. PRF 是未知的总体关系,SRF 是可估的样本关系; 2. PRF 反映总体条件均值,SRF 是它的估计; 3. 样本不同 SRF 不同,PRF 唯一; 4. SRF 随样本变化,是 PRF 的近似;残差 e 是总体扰动项 u 的估计。
  • 考点2.5 随机扰动项(误差项)u:除 X 以外影响 Y 的所有因素的综合;引入后模型为 $Y_i = \beta_1 + \beta_2 X_i + u_i$。
  • 考点2.6 普通最小二乘法 OLS(★p27,名解)
  • 使残差平方和最小:$\min \sum e_i^2 = \sum (Y_i - \hat\beta_1 - \hat\beta_2 X_i)^2$;
  • 求解得到 $\hat\beta_1、\hat\beta_2$(公式见正文)。
  • 考点2.7 OLS 估计量的统计性质线性、无偏性、有效性(最小方差)——BLUE,由高斯—马尔可夫定理保证(在古典假定下)。
  • 考点2.8 拟合优度——可决系数 R²(★p36,计算题)
  • $TSS = ESS + RSS$;$R^2 = ESS/TSS = 1 - RSS/TSS$,取值 [0,1];
  • 相关系数 r 关系:$r = \pm \sqrt{R^2}$。
  • 考点2.9 回归系数显著性检验——t 检验(★p40,计算题)
  • 原假设 $H_0: \beta_2 = 0$;$t = \hat\beta_2 / SE(\hat\beta_2)$;
  • $|t| > t_{\alpha/2}(n-2)$ 拒绝原假设,X 对 Y 影响显著。
  • 考点2.10 回归模型的预测:点预测($\hat Y_0$)与区间预测(均值/个值预测的置信区间)。
  • 考点2.11 参数的经济意义:$\hat\beta_2$ 表示 X 每变动 1 个单位,Y 平均变动 $\hat\beta_2$ 个单位(会分析结果的经济含义)。
  • 题型:名词解释、单选、判断、简答、计算分析

第三章 多元线性回归模型

  • 考点3.1 多元回归模型的一般形式:$Y_i = \beta_1 + \beta_2 X_{2i} + \beta_3 X_{3i} + \cdots + \beta_k X_{ki} + u_i$。
  • 考点3.2 偏回归系数:$\beta_j$ 表示在其他解释变量保持不变时,$X_j$ 每变动 1 个单位对 Y 平均变动的影响(控制变量思想)。
  • 考点3.3 古典假定(多元)(★p66,简答高频)
  • 在一元 5 条假定基础上增加第 6 条:解释变量之间不存在多重共线性
  • 即:各解释变量的观测值之间不存在严格的线性关系。
  • 考点3.4 多元 OLS 估计:同样使 $\sum e_i^2$ 最小,得参数估计(矩阵形式 $Y = X\beta + U$)。
  • 考点3.5 多重可决系数 R² 与调整的 R²(自由度修正)
  • $\bar R^2 = 1 - (1-R^2)\dfrac{n-1}{n-k}$;调整 R² 可比较含不同解释变量个数的模型。
  • 考点3.6 方程总体显著性检验——F 检验(★p74,计算题)
  • $H_0: \beta_2 = \beta_3 = \cdots = \beta_k = 0$;
  • $F = \dfrac{ESS/(k-1)}{RSS/(n-k)} = \dfrac{R^2/(k-1)}{(1-R^2)/(n-k)}$;
  • $F > F_\alpha(k-1, n-k)$ 拒绝原假设,方程总体显著。
  • 考点3.7 F 检验与 t 检验的区别与联系(★p75,简答)
  • F 检验是整体(联合)显著性检验,检验所有解释变量对被解释变量的共同影响;
  • t 检验是单个参数显著性检验;
  • 一元回归中二者等价:$t^2 = F$。
  • 考点3.8 自由度(老师强调口径):总 TSS 自由度 n-1;回归 ESS 自由度 k-1;残差 RSS 自由度 n-k
  • 考点3.9 σ² 的无偏估计:$\hat\sigma^2 = \dfrac{\sum e_i^2}{n-k}$。
  • 题型:选择、判断、简答、计算分析

第四章 多重共线性

  • 考点4.1 多重共线性的定义(★p94,名解)
  • 解释变量之间存在线性相关关系(完全/不完全)。
  • 完全多重共线性:某个解释变量是其余解释变量的精确线性组合,则 OLS 无法估计(无唯一解)。
  • 不完全多重共线性:近似线性关系,OLS 仍可估计但性质变差。
  • 考点4.2 多重共线性产生的后果(★p95-97,简答)
  • 完全多重共线性:参数无法估计(矩阵不可逆),无法得到唯一估计量。
  • 不完全多重共线性
    1. 参数估计量仍无偏、一致,但方差增大
    2. t 检验失效(可能不显著);
    3. 参数估计值不稳定、对样本变化敏感;
    4. 可决系数 R² 与 F 值可能很高,但个别参数 t 检验不显著(经典症状);
    5. 参数估计量符号可能与经济意义不符。
  • 考点4.3 多重共线性的检验(★p99)
  • 简单相关系数检验法:|r| 接近 1(经验上 >0.8)→ 严重多重共线性;
  • 方差膨胀因子 VIF:$VIF_j = \dfrac{1}{1 - R_j^2}$,VIF ≥ 10 → 严重多重共线性;
  • 经验判断:R²、F 高但 t 不显著;符号与预期相反;轻微改变数据估计结果变化大。
  • 考点4.4 多重共线性的补救措施(★p100,简答) 1. 剔除变量(删去引起共线性的变量); 2. 增大样本容量; 3. 对模型进行对数变换(降低变量相关程度); 4. 截面数据与时间序列数据并用; 5. 逐步回归法(逐个引入变量,保留显著的); 6. 利用先验信息、差分法等。
  • 题型:名词解释、单选、判断、简答

第五章 异方差性

  • 考点5.1 异方差性的定义(★p116,名解)
  • 随机误差项 u 的方差不再是一个常数,而是随解释变量 X 的变化而变化:$Var(u_i) = \sigma_i^2$。
  • 同方差:$Var(u_i) = \sigma^2$(常数)。
  • 考点5.2 异方差产生的原因:模型设定误差(遗漏重要变量、函数形式错误)、样本数据的观测误差、截面数据中个体规模差异大(如不同规模企业的利润)等。
  • 考点5.3 异方差的后果(★p117,简答) 1. 参数估计量仍无偏、一致,但不再有效(方差不是最小); 2. 参数估计量方差估计有偏(通常被低估),使 t 检验、F 检验失效; 3. 预测精度下降,置信区间不可靠。
  • 考点5.4 异方差的检验(★p118)
  • 图示检验法:残差散点图(随 X 增大离散程度变化)。
  • GQ 检验(戈德菲尔德—匡特检验):基本思想——把样本按 X 排序后分成两段,比较两段残差平方和构造 F 统计量;原假设为同方差。
  • White 检验:基本思想——用残差平方对解释变量、解释变量的平方及交叉项作辅助回归,构造 $nR^2$,服从卡方分布,$nR^2$ 大则存在异方差。
  • (补充了解:Glejser 检验、ARCH 检验)
  • 考点5.5 异方差的补救(★p125)
  • 加权最小二乘法 WLS:基本思路——对方差小的观测赋予较大权重,对方差大的观测赋予较小权重,消除异方差影响。权重取 $1/\sigma_i$,即把模型各项除以标准差后再做 OLS。
  • 模型变换法(已知异方差形式时)、对数变换法(减弱异方差)。
  • 题型:名词解释、单选、判断、简答

第六章 自相关

  • 考点6.1 自相关的定义(★p138,名解)
  • 随机误差项 u 的各期取值之间存在相关(不同期扰动项相关),最常见为一阶自回归 $u_t = \rho u_{t-1} + v_t$。
  • 考点6.2 自相关产生的原因:经济变量本身的惯性(如 GDP)、模型设定遗漏了滞后变量、数据处理(插值/平滑)等。
  • 考点6.3 自相关的后果(★p140,简答) 1. 参数估计量仍无偏、一致,但不再有效; 2. 严重低估参数估计量的方差(低估真实方差); 3. t 检验、F 检验失效,R² 检验不可靠; 4. 预测精度下降、置信区间不可靠。
  • 考点6.4 自相关的检验(★p143-144)
  • 图示检验法(e_t 与 t 散点图、e_t 与 e_{t-1} 散点图);
  • DW 检验(德宾—沃森检验)(★重点):
    • 统计量 $DW = \dfrac{\sum_{t=2}^n (e_t - e_{t-1})^2}{\sum_{t=1}^n e_t^2} \approx 2(1-\rho)$,取值范围 [0,4];
    • 决策准则:查表得 $d_L$、$d_U$(样本量 n 与解释变量个数 k')
    • $0 \le DW \le d_L$:存在正自相关
    • $4-d_L \le DW \le 4$:存在负自相关
    • $d_U \le DW \le 4-d_U$:无自相关
    • $d_L < DW < d_U$ 或 $4-d_U < DW < 4-d_L$:不能确定
  • LM 检验(拉格朗日乘数检验,了解)。
  • 考点6.5 自相关的补救(★p148)
  • 广义差分法:$Y_t - \rho Y_{t-1} = \beta_1(1-\rho) + \beta_2(X_t - \rho X_{t-1}) + v_t$;
  • 科克伦—奥克特(C-O)迭代法:先用 OLS 得残差 → 估计 $\rho$ → 广义差分 → 反复迭代直至收敛。
  • 题型:名词解释、单选、判断、简答、计算分析

第八章 虚拟变量回归

  • 考点8.1 虚拟变量的含义与作用(★p194,名解/简答)
  • 用 0/1 表示定性因素(性别、季节、地区、政策实施前后等)的变量;
  • 作用:把定性因素引入回归模型,反映其对被解释变量的影响。
  • 考点8.2 虚拟变量陷阱(★p195,重点)
  • 有 m 个类别,只引入 m-1 个虚拟变量;若引入 m 个,会与截距项产生完全多重共线性,模型无法估计(这就是"虚拟变量陷阱")。
  • 考点8.3 虚拟变量的引入方式
  • 加法方式:改变截距(模型上下平移),用于区分不同类别截距不同。
  • 乘法方式(★p199):改变斜率;主要作用(简答):
    1. 对两个回归模型进行比较(重合/平行/共点/完全不同回归);
    2. 分析交互效应(因素间的相互影响);
    3. 进行分段线性回归(分 k 段引入 k-1 个虚拟变量)。
  • 考点8.4 二项选择模型(LPM 线性概率模型):Y 取 0/1,$Y_i = \beta_1 + \beta_2 X_i + u_i$,$E(Y|X) = P(Y=1|X)$ 为概率,需用 WLS 处理异方差。
  • 题型:名词解释、单选、判断、简答

第十一章 联立方程组模型

  • 考点11.1 联立方程组模型的特点(★p265,名解/判断)
  • 模型中出现互为因果:某变量在一个方程中是被解释变量,在另一方程中是解释变量。
  • 变量分类
    • 内生变量:由模型系统内决定(求解结果);
    • 外生变量:由模型外部给定(非随机、先决);
    • 前定变量 = 外生变量 + 滞后内生变量。
  • 解释变量既可以是内生变量,也可以是外生变量(★重点)。
  • 考点11.2 三种结构形式
  • 结构型模型:每个方程含内生变量与前定变量,含参数的经济意义,$BY + \Gamma X = U$;
  • 简化型模型:把每个内生变量表示为前定变量与随机项的函数,$Y = \Pi X + V$;
  • 递归型模型:变量按顺序单向决定,可逐方程用 OLS 估计。
  • 考点11.3 模型的识别
  • 不可识别 / 恰好识别 / 过度识别;
  • 阶条件(必要条件):$(M+K) - (m+k) = M-1$ 恰好识别;$>$ 过度识别;$<$ 不可识别;
  • 秩条件(充分条件,了解)。
  • 考点11.4 估计方法
  • 递归型:OLS
  • 恰好识别:间接最小二乘法 ILS
  • 过度识别:二阶段最小二乘法 TSLS/2SLS(用工具变量替代内生解释变量)。
  • 题型:名词解释、单选、判断、简答

第十二章 实证项目的计量经济研究(课程论文)

  • 考点12.1 实证研究的一般步骤: 1. 选题(研究问题、理论依据、数据可得性); 2. 模型设定与数据处理(变量选择、数据收集、指标口径); 3. 计量经济分析(估计、检验、诊断、修正); 4. 结论与经济解释
  • 考点12.2 与课程论文相关:期末 30% 为课程论文,需按"选题—数据—模型—分析—结论"完整流程完成一篇实证研究。
  • 题型:了解为主(一般不单独出题)

第二部分 正文:知识点详解(含公式、图表、例题)

本部分按教材章节顺序,将全部考点展开讲解:先给定义与公式,再给关键图表与例题,最后给"高频提醒"。公式中的变量含义统一见各章小节。


第一章 导论

1.1 什么是计量经济学(★p3)

计量经济学(Econometrics)是经济理论、统计学与数学相结合的交叉学科,用数学和统计方法,根据实际观测数据来研究经济现象的数量关系,验证与发展经济理论。

  • 三要素:经济理论(前提)+ 统计方法(工具)+ 实际数据(依据)
  • 与数理经济学的区别:数理经济学用数学形式表述经济理论(给定参数),计量经济学侧重于根据数据估计和检验这些参数。
  • 与统计学(数理统计)的区别:数理统计以一般变量为对象,计量经济学以经济变量为对象,强调经济意义。

1.2 计量经济学的研究步骤(★p5,简答高频)

  1. 确定模型所包含的变量:依据经济理论,确定被解释变量与解释变量;
  2. 确定模型的数学形式:确定变量之间的函数关系(线性或非线性);
  3. 收集样本数据并估计参数:收集合适的样本,用 OLS 等方法估计模型参数;
  4. 模型的检验: - 经济意义检验:参数符号与大小是否符合经济理论; - 统计检验:拟合优度 R²、t 检验、F 检验; - 计量经济学检验:多重共线性、异方差性、自相关等; - 模型预测检验:用样本外数据检验模型预测能力;
  5. 模型的应用:结构分析、经济预测、政策评价、检验与发展经济理论。

1.3 变量的分类(★p10)

分类方式 类型 含义 举例
因果关系 被解释变量(因变量 Y) 被研究、被解释的变量 消费支出
解释变量(自变量 X) 用于解释 Y 的变量 收入、价格
模型内/外 内生变量 由模型系统内决定 均衡价格、均衡产量
外生变量 由模型外部给定 政策变量、天气

1.4 数据的四种类型(★p11,名词解释)

  1. 截面数据(Cross-section Data):同一时点上,不同总体单位的观测值所组成的数据。例:某年各省(市)的 GDP、消费。
  2. 时间序列数据(Time Series Data):同一总体单位在不同时点上的观测值所组成的数据。例:中国 1990—2020 年历年 GDP。
  3. 面板数据 / 平行数据(Panel Data):截面数据与时间序列数据结合的数据(多个个体 × 多个时期)。例:30 个省 × 20 年 GDP。
  4. 虚拟变量数据(Dummy Variable Data):取 0 或 1 的定性数据。例:性别(男=1,女=0)、季节、是否实施某政策。

高频判断:截面数据反映"同时点不同主体"的差异;时间序列反映"同主体不同时点"的变动;二者不要混淆。

1.5 本章小结

  • 本章为概念章,重点记住:定义三要素、研究步骤五步、变量四分类、数据四类型。
  • 老师 W15 明确:p3 定义、p5 研究步骤(简答)、p10 变量、p11 数据为考点。

第二章 简单线性回归模型

2.1 回归分析的基本概念

回归分析:研究一个被解释变量 Y 对一个或多个解释变量 X 的统计依赖关系的方法。

  • 相关分析 vs 回归分析:相关分析只测度变量间关系的方向和强度(对称、不分因果);回归分析则假定因果关系(X 影响 Y),测度 X 变动对 Y 的影响程度。

总体回归函数(PRF,Population Regression Function)(★p21,名词解释)

$$E(Y|X_i) = \beta_1 + \beta_2 X_i$$

回归线示意图(观测点围绕总体回归线波动)

Y │  ·     ·     ·     ·     ← 观测点(Y实际值围绕回归线上下波动)
  │    ·   ·    ·
  │      ·    ·
  │    ╱  E(Y|X) = β₁ + β₂X   ← 总体回归线(条件均值连线)
  │  ╱ ·   ·
  │· ·    ·
  └───────────────→ X
  • 观测点 Y 分布在总体回归线两侧,其偏离程度即随机扰动项 $u_i$;
  • 含义:给定 X_i 条件下 Y 的条件期望(条件均值)
  • 总体回归线:各 X 值对应的 Y 条件均值的连线;
  • $\beta_1$(截距)、$\beta_2$(斜率,回归系数)为总体参数(未知常数)。

样本回归函数(SRF,Sample Regression Function)(★p23)

$$\hat Y_i = \hat\beta_1 + \hat\beta_2 X_i$$

  • 由样本数据估计得到,$\hat\beta_1、\hat\beta_2$ 是 $\beta_1、\beta_2$ 的估计量;
  • 残差 $e_i = Y_i - \hat Y_i$,是总体随机扰动项 $u_i$ 的估计。

PRF 与 SRF 的区别(★p25,简答)

比较项 总体回归函数 PRF 样本回归函数 SRF
是否已知 未知(理论存在) 可由样本估计得到
形式 $E(Y\mid X_i)=\beta_1+\beta_2 X_i$ $\hat Y_i=\hat\beta_1+\hat\beta_2 X_i$
个数 唯一 随样本不同而不同
扰动项 随机扰动项 $u_i$ 残差 $e_i$
关系 SRF 是 PRF 的估计/近似 样本无限增大时趋于 PRF

2.2 随机扰动项 u 及其古典假定

随机扰动项 $u_i$:除解释变量 X 之外,影响被解释变量 Y 的所有其他因素的综合反映。引入后:

$$Y_i = \beta_1 + \beta_2 X_i + u_i$$

古典(经典)假定条件(一元回归)

  1. 零均值假定:$E(u_i) = 0$;
  2. 同方差假定:$Var(u_i) = E(u_i^2) = \sigma^2$(常数);
  3. 无自相关假定:$Cov(u_i, u_j) = 0,\ (i \ne j)$;
  4. 随机扰动项与解释变量不相关:$Cov(X_i, u_i) = 0$;
  5. 正态性假定:$u_i \sim N(0, \sigma^2)$。

速记口诀:随机扰动项最好"没有",有也给我 iid(独立同分布)——零均值、同方差、互不相关、与 X 不相关,且服从正态分布。

2.3 普通最小二乘法(OLS)(★p27,名词解释)

普通最小二乘法:选择参数 $\hat\beta_1、\hat\beta_2$,使残差平方和达到最小的参数估计方法。

$$\min_{\hat\beta_1,\hat\beta_2} \sum e_i^2 = \min \sum (Y_i - \hat\beta_1 - \hat\beta_2 X_i)^2$$

求解结果(OLS 估计量公式,必背)

$$\hat\beta_2 = \frac{\sum (X_i - \bar X)(Y_i - \bar Y)}{\sum (X_i - \bar X)^2} = \frac{\sum x_i y_i}{\sum x_i^2}$$

$$\hat\beta_1 = \bar Y - \hat\beta_2 \bar X$$

其中 $x_i = X_i - \bar X$,$y_i = Y_i - \bar Y$ 为离差形式。

OLS 估计量的性质: - 线性:$\hat\beta$ 是被解释变量 Y 的线性组合; - 无偏性:$E(\hat\beta) = \beta$; - 有效性(最小方差):在所有线性无偏估计量中方差最小。 - 三者合称 BLUE(最佳线性无偏估计量),由高斯—马尔可夫定理保证(在古典假定下成立)。

2.4 拟合优度检验——可决系数 R²(★p36,计算题)

总离差平方和分解

$$TSS = ESS + RSS$$

  • TSS(总离差平方和) $= \sum (Y_i - \bar Y)^2$,反映 Y 的总变动;
  • ESS(回归/解释平方和) $= \sum (\hat Y_i - \bar Y)^2$,反映回归线解释的变动;
  • RSS(残差平方和) $= \sum e_i^2 = \sum (Y_i - \hat Y_i)^2$,反映未被解释的变动。

可决系数

$$R^2 = \frac{ESS}{TSS} = 1 - \frac{RSS}{TSS}$$

  • 取值 $0 \le R^2 \le 1$;$R^2$ 越接近 1,模型拟合越好;
  • $R^2 = 1$:完全拟合(残差为 0);$R^2 = 0$:完全不能解释。

与相关系数 r 的关系:$r = \pm \sqrt{R^2}$,r 的符号与斜率 $\hat\beta_2$ 一致。

计算题套路:给 TSS、RSS(或 ESS),直接代入 $R^2 = 1 - RSS/TSS$ 即可;若给相关系数 r,则 $R^2 = r^2$。

2.5 回归系数的显著性检验——t 检验(★p40,计算题)

目的:检验解释变量 X 对被解释变量 Y 的影响是否显著($\beta_2$ 是否显著不为 0)。

检验步骤: 1. 提出假设:$H_0: \beta_2 = 0$;$H_1: \beta_2 \ne 0$; 2. 构造 t 统计量:$t = \dfrac{\hat\beta_2}{SE(\hat\beta_2)} \sim t(n-2)$; 3. 查临界值 $t_{\alpha/2}(n-2)$(α 通常取 0.05); 4. 判断:若 $|t| > t_{\alpha/2}(n-2)$,拒绝 H0,X 对 Y 影响显著;否则不显著。

注意: - 也可用 P 值法:P < α → 拒绝 H0(显著); - 一元回归中 t 检验自由度 $n-2$(估计了 2 个参数); - $\hat\sigma^2 = \dfrac{\sum e_i^2}{n-2}$,$SE(\hat\beta_2) = \sqrt{\dfrac{\hat\sigma^2}{\sum x_i^2}}$。

计算题套路:给 $\hat\beta_2$ 与标准差 → 算 $|t|$ → 与临界值比较 → 下结论。

2.6 回归系数的区间估计(了解)

在 $(1-\alpha)$ 置信水平下,$\beta_2$ 的置信区间:

$$\hat\beta_2 \pm t_{\alpha/2}(n-2) \cdot SE(\hat\beta_2)$$

2.7 回归模型的预测(★了解)

  • 点预测:$\hat Y_0 = \hat\beta_1 + \hat\beta_2 X_0$;
  • 区间预测:均值预测 $E(Y|X_0)$ 与个值预测 $Y_0$ 的置信区间;个值预测区间比均值预测区间更宽。
  • 预测区间宽度随 $X_0$ 远离 $\bar X$ 而增大。

2.8 参数经济意义的分析(★会写)

  • $\hat\beta_2$ 的经济含义:在其他条件不变时,X 每增加 1 个单位,Y 平均增加(或减少)$\hat\beta_2$ 个单位
  • 例:$\hat C = 300 + 0.8\, Y$(C 消费,Y 收入)→ 收入每增加 1 元,消费平均增加 0.8 元(边际消费倾向 MPC = 0.8)。

2.9 本章小结

  • 核心公式:$\hat\beta_2 = \dfrac{\sum x_i y_i}{\sum x_i^2}$;$R^2 = 1 - RSS/TSS$;$t = \hat\beta_2/SE(\hat\beta_2)$。
  • W15 明确:p21 PRF(名解)、p23 SRF、p25 区别(简答)、p27 OLS 定义(名解)、p36 可决系数(计算)、p40 t 检验(计算)

第三章 多元线性回归模型

3.1 多元线性回归模型的一般形式(★)

$$Y_i = \beta_1 + \beta_2 X_{2i} + \beta_3 X_{3i} + \cdots + \beta_k X_{ki} + u_i,\quad i = 1,2,\dots,n$$

  • 矩阵形式:$Y = X\beta + U$;
  • 其中 X 矩阵每一行对应一个观测 i(第 1 列为常数 1 表示截距项),β 为 $k\times1$ 参数向量。

偏回归系数(★概念):$\beta_j$ 表示在其他解释变量保持不变(控制变量)时,$X_j$ 每变动 1 个单位对被解释变量 Y 平均变动的影响。这是多元回归区别于一元回归的关键概念。

3.2 多元线性回归模型的古典假定(★p66,简答)

在一元回归五条假定的基础上,增加第六条:

  1. 零均值:$E(u_i)=0$;
  2. 同方差:$Var(u_i)=\sigma^2$;
  3. 无自相关:$Cov(u_i,u_j)=0$;
  4. 随机扰动项与解释变量不相关;
  5. 正态性:$u_i \sim N(0,\sigma^2)$;
  6. 解释变量之间不存在多重共线性:各解释变量的观测值之间不存在严格的线性关系(无完全共线性)。

记忆:多元 = 一元五条 + "无多重共线性"。

3.3 多元回归的参数估计(OLS)

  • 同样使残差平方和 $\sum e_i^2$ 最小,得到参数估计量 $\hat\beta = (X'X)^{-1}X'Y$;
  • 在古典假定下,OLS 估计量仍为 BLUE
  • 随机扰动项方差的估计:$\hat\sigma^2 = \dfrac{\sum e_i^2}{n-k}$(自由度 $n-k$)。

3.4 拟合优度:多重可决系数 R² 与调整的 R²(★)

多重可决系数(仍定义不变):

$$R^2 = \frac{ESS}{TSS} = 1 - \frac{RSS}{TSS}$$

问题:解释变量个数越多,$R^2$ 只增不减(至少不降),无法用于比较含不同解释变量个数的模型 → 引入调整的可决系数

$$\bar R^2 = 1 - \frac{RSS/(n-k)}{TSS/(n-1)} = 1 - (1-R^2)\frac{n-1}{n-k}$$

  • $\bar R^2$ 对解释变量个数作了"惩罚",可正可负(可小于 0);
  • 比较不同模型(变量个数不同)时用 $\bar R^2$。

自由度(老师强调口径,必记)

平方和 自由度
TSS 总离差平方和 $n-1$
ESS 回归平方和 $k-1$
RSS 残差平方和 $n-k$

3.5 方程总体显著性检验——F 检验(★p74,计算题)

目的:检验所有解释变量对被解释变量的联合影响是否显著(整体是否显著)。

  1. 提出假设:$H_0: \beta_2 = \beta_3 = \cdots = \beta_k = 0$;$H_1:$ 至少有一个 $\beta_j \ne 0$;
  2. 构造 F 统计量:

$$F = \frac{ESS/(k-1)}{RSS/(n-k)} = \frac{R^2/(k-1)}{(1-R^2)/(n-k)} \sim F(k-1, n-k)$$

  1. 查临界值 $F_\alpha(k-1, n-k)$;
  2. 判断:若 $F > F_\alpha$,拒绝 H0,方程总体显著(所有解释变量联合对 Y 有显著影响);否则不显著。

计算题套路:给 ESS、RSS、n、k → 算 F → 与 $F_\alpha$ 比较 → 结论。若给 R² 也可直接用第二个公式。

3.6 F 检验与 t 检验的区别与联系(★p75,简答)

比较项 F 检验 t 检验
检验对象 所有解释变量的整体(联合)显著性 单个解释变量系数的显著性
原假设 所有 $\beta_j=0$($j\ge2$) 单个 $\beta_j=0$
统计量 $F \sim F(k-1,n-k)$ $t \sim t(n-k)$
结论 拒绝→方程整体显著 拒绝→该变量显著

联系: - 一元回归($k=2$)时二者等价:$t^2 = F$; - 多元回归中 F 显著不代表每个 t 都显著(可能个别变量不显著,此时可能存在多重共线性等问题,需进一步检验)。

3.7 回归系数的 t 检验(多元)

  • 对单个系数 $H_0: \beta_j = 0$;$t = \dfrac{\hat\beta_j}{SE(\hat\beta_j)} \sim t(n-k)$;
  • $|t| > t_{\alpha/2}(n-k)$ → 拒绝 H0,该解释变量影响显著。

3.8 本章小结

  • 核心:多元 OLS、偏回归系数、调整 R²、F 检验、t 检验、自由度口径。
  • W15 明确:p66 古典假定(简答)、p74 F 检验(计算)、p75 F 与 t 关系(简答)

第四章 多重共线性

4.1 什么是多重共线性(★p94,名词解释)

多重共线性(Multicollinearity):在多元线性回归模型中,解释变量之间存在较强的线性相关关系的现象。

  • 完全多重共线性:某解释变量是其他解释变量的精确线性组合(如 $X_2 = 2X_3$)。此时 $X'X$ 不可逆,OLS 无法估计出唯一的参数
  • 不完全(近似)多重共线性:解释变量之间高度相关但非精确线性。此时 OLS 仍可估计,但估计性质变差。

4.2 多重共线性产生的后果(★p95-97,简答)

完全多重共线性: - 参数估计量不存在($X'X$ 奇异,无法求逆),无法估计。

不完全多重共线性(常见情形): 1. 参数估计量仍无偏且一致,但方差(标准差)增大; 2. t 检验失效:方差变大→t 值变小→原本显著的变量可能变得不显著(该显著的却不显著); 3. 参数估计值不稳定:对样本数据的变化非常敏感,增删观测值估计结果变化大; 4. 出现"R²、F 很高,但个别参数的 t 检验不显著"的经典症状; 5. 参数估计量的符号可能与经济理论不符(正号变负号等)。

一句话总结后果:无偏一致但方差大、t 检验失效、R²高而 t 不显著、估计不稳定

4.3 多重共线性的检验(★p99)

  1. 简单相关系数检验法:计算解释变量两两之间的相关系数,若 |r| 接近 1(经验上 >0.8)→ 存在严重多重共线性。
  2. 方差膨胀因子法(VIF)

$$VIF_j = \frac{1}{1 - R_j^2}$$

其中 $R_j^2$ 是 $X_j$ 对其余解释变量回归的可决系数。$VIF_j \ge 10$ → 存在严重多重共线性

  1. 经验判断法: - 重要解释变量的 t 检验不显著(但 R²、F 很高); - 参数符号与经济意义相反; - 轻微改变变量或观测值,估计结果变化很大; - 简单相关系数高。

4.4 多重共线性的补救措施(★p100,简答)

  1. 剔除引起共线性的变量(最常用);
  2. 增大样本容量(降低估计方差);
  3. 对模型作对数变换(降低变量之间的相关程度);
  4. 截面数据与时间序列数据并用
  5. 逐步回归法:逐个引入变量,观察其对 R²、F、t 的影响,只保留显著且不引起共线性的变量;
  6. 其他:利用先验信息(已知参数关系)、差分法、主成分法等。

补充(逐步回归判断规则): - 引入新变量后 R²、F 改善,且该变量 t 显著 → 可保留; - 引入后 R²、F 无明显改善,t 也不受影响 → 该变量多余,剔除; - 引入后 R²、F 未改善且原变量 t 不再显著 → 出现多重共线性,需处理。

4.5 本章小结

  • 定义(完全/不完全)、后果(5条)、检验(相关系数、VIF≥10、经验)、补救(剔除变量、增大样本、对数变换、并用数据、逐步回归)。
  • W15 明确:p94/95/97 定义与后果、p99 检验 VIF、p100 补救

第五章 异方差性

5.1 什么是异方差性(★p116,名词解释)

异方差性(Heteroscedasticity):随机误差项 $u_i$ 的方差不是常数,而是随解释变量(或观测个体)的变化而变化:

$$Var(u_i) = E(u_i^2) = \sigma_i^2 \ (\text{随 i 变化})$$

  • 同方差:$Var(u_i) = \sigma^2$(常数);
  • 异方差常见于截面数据(如不同规模企业、不同收入家庭的观测值离散程度不同)。

5.2 异方差产生的原因

  1. 模型设定误差:遗漏重要变量、函数形式错误;
  2. 样本数据的观测误差:测量误差随规模增大而增大;
  3. 截面数据中个体规模差异大(大企业与小企业的利润波动幅度差异大)等。

5.3 异方差的后果(★p117,简答)

  1. 参数估计量仍无偏且一致(不影响无偏性),但不再具有有效性(方差不是最小);
  2. 参数估计量的方差估计有偏(通常低估真实方差),导致: - t 检验失效(高估显著性); - F 检验失效; - 区间估计、假设检验结果不可靠;
  3. 预测精度下降,置信区间不可靠。

一句话:无偏一致、但方差估计有偏、检验失效、预测精度下降

5.4 异方差的检验(★p118)

(1)图示检验法

  • 绘制 $X$ 与 $Y$ 的散点图:随 X 增大,Y 的离散程度明显增大/减小 → 存在异方差;
  • 绘制残差 $e$ 与 $X$(或 $\hat Y$)的散点图:残差"喇叭形"展开 → 异方差。

同方差 vs 异方差残差形态对比

同方差(方差恒定)            异方差(方差随X增大而增大)
e│ ·  ·   ·                 e│      ·    ·
 │  · ·  ·  ·                │    ·  ·  ·
 │   ·  · ·                  │  ·  ·
 │  · ·   ·  ·               │ ·  ·
 └─────────────→ X           └─────────────→ X
   带状宽度基本不变             喇叭形张开(e的离散程度变大)

(2)GQ 检验(戈德菲尔德—匡特检验,★基本思想)

  • 前提:大样本,除同方差外其他古典假定满足;
  • 基本思想:把样本按解释变量 X 的大小排序,去掉中间 c 个观测(约 n/4~n/3),分为前段(小 X)与后段(大 X)两个子样本,分别做回归,得两段残差平方和 $RSS_1$、$RSS_2$,构造 F 统计量:

$$F = \frac{RSS_2/(n_2-k)}{RSS_1/(n_1-k)}$$

  • 原假设:同方差;若 $F > F_\alpha$ → 拒绝 H0,存在异方差

(3)White 检验(★基本思想)

  • 前提:大样本,通常针对时间序列;
  • 基本思想:用 OLS 求出残差 $e_i$,将 $e_i^2$ 作为被解释变量,对所有解释变量 X、X²、交叉项辅助回归,得到辅助回归可决系数 $R^2$,构造统计量 $nR^2$($n$ 为样本容量),$nR^2 \sim \chi^2(自由度)$;若 $nR^2$ 大于临界值 → 拒绝同方差假设,存在异方差。
  • 优点:不仅能判断有无异方差,还能大致判断哪个变量引起异方差。

(4)补充了解

  • Glejser 检验:残差绝对值(或平方)对某个解释变量作回归;
  • ARCH 检验:针对时间序列的条件异方差(残差平方对滞后残差平方回归)。

5.5 异方差的补救(★p125)

(1)加权最小二乘法(WLS,★基本思路)

  • 核心思想:对方差小的观测赋予较大权重、方差大的观测赋予较小权重,使加权后的模型满足同方差,再作 OLS。
  • 做法:把原模型各项除以标准差 $\sigma_i$(等价于权重 $w_i = 1/\sigma_i$):

$$\frac{Y_i}{\sigma_i} = \beta_1\frac{1}{\sigma_i} + \beta_2\frac{X_i}{\sigma_i} + \frac{u_i}{\sigma_i}$$

  • 由于离散程度小的观测(方差小)在除以 $\sigma_i$ 后数值相对更大,从而"更受重视"。
  • WLS 估计量去掉权数后即还原为原模型的最小二乘估计量。

(2)模型变换法

  • 已知异方差形式 $\sigma_i^2 = \sigma^2 f(X_i)$ 时,将模型各项除以 $\sqrt{f(X_i)}$ 再回归。

(3)对数变换法

  • 对变量取对数($\ln Y$、$\ln X$),可在一定程度上减弱异方差,但此时解释的是"弹性/增长率"关系而非原变量线性关系。

5.6 本章小结

  • 定义、原因、后果、检验(图示/GQ/White)、补救(WLS 思路/变换/对数)。
  • W15 明确:p116 定义原因、p117 后果、p118 检验(GQ、White 基本思想)、p125 WLS 基本思路

第六章 自相关

6.1 什么是自相关(★p138,名词解释)

自相关(Autocorrelation):随机误差项 $u_t$ 的各期取值之间存在相关关系(当期扰动项受前期扰动项的影响),即 $Cov(u_t, u_s) \ne 0\ (t \ne s)$。

  • 最常见形式——一阶自回归 AR(1)

$$u_t = \rho u_{t-1} + v_t$$

其中 $v_t$ 满足全部经典假定(零均值、同方差、无自相关),$\rho$ 为一阶自相关系数,$-1 \le \rho \le 1$: - $\rho = 0$:无自相关;$\rho > 0$:正自相关;$\rho < 0$:负自相关。 - 自相关常见于时间序列数据(经济变量的惯性:今年 GDP 受去年影响)。

6.2 自相关产生的原因

  1. 经济变量的惯性(如消费、GDP 的前后期关联);
  2. 模型设定误差:遗漏了重要的滞后变量;
  3. 数据处理(插值、平滑、季节调整)造成序列相关;
  4. 蛛网现象(供给对价格的滞后反应)等。

6.3 自相关的后果(★p140,简答)

  1. 参数估计量仍无偏且一致,但不再有效(方差不是最小);
  2. 严重低估参数估计量的方差(低估真实方差),使标准差偏小
  3. 导致 t 检验失效(高估显著性)、F 检验与 R² 检验不可靠
  4. 预测的置信区间不可靠、预测精度下降

与异方差的后果对比记忆:都是"无偏一致但不有效、检验失效、预测精度下降";自相关还特别强调"严重低估方差"。

6.4 自相关的检验(★p143-144)

(1)图示检验法

  • 绘制残差 $e_t$ 与时间 t 的散点图:连续几个正残差后连续几个负残差 → 正自相关;正负交替频繁 → 负自相关;
  • 绘制 $e_t$ 与 $e_{t-1}$ 的散点图:点集中在第一、三象限 → 正自相关;第二、四象限 → 负自相关。

(2)DW 检验(德宾—沃森检验,★重点,考计算判断)

DW 统计量

$$DW = \frac{\sum_{t=2}^{n}(e_t - e_{t-1})^2}{\sum_{t=1}^{n} e_t^2} \approx 2(1 - \rho)$$

  • $DW$ 取值范围 $[0,4]$;$DW=2$ 时 $\rho=0$(无自相关);$DW<2$ 偏正自相关;$DW>2$ 偏负自相关。

DW 检验的前提条件: 1. $n > 15$; 2. 解释变量为非随机变量; 3. 随机误差项为一阶自回归形式; 4. 解释变量中不含被解释变量的滞后项 $Y_{t-1}$; 5. 模型含有截距项; 6. 样本数据无缺失。

判断准则:给定显著水平 α,按样本容量 n 与解释变量个数 k'(不含截距)查 DW 表得 $d_L$ 与 $d_U$:

条件 结论
$0 \le DW \le d_L$ 存在正自相关
$d_L < DW < d_U$ 不能确定
$d_U \le DW \le 4 - d_U$ 无自相关
$4 - d_U < DW < 4 - d_L$ 不能确定
$4 - d_L \le DW \le 4$ 存在负自相关

记忆口诀:和 d 沾 L → 正负自相关;只和 U 沾 → 无自相关;L、U 都沾 → 不确定。 即:$DW < d_L$ 正自相关;$DW > 4-d_L$ 负自相关;$d_U < DW < 4-d_U$ 无自相关;夹在 $d_L\sim d_U$ 或 $4-d_U\sim 4-d_L$ 之间不确定。

DW 检验决策区域示意图

  正自相关   不确定    无自相关      不确定    负自相关
|←──────→|←────→|←──────────→|←────→|←──────→|
0   d_L   d_U    2        4-d_U  4-d_L     4    DW

(d_L、d_U 由样本容量 n 与解释变量个数 k' 查 DW 表获得)

(3)LM 检验(拉格朗日乘数检验,了解)

  • 用残差 $e_t$ 对解释变量与 $u_t$ 的 p 阶滞后项作辅助回归,构造 $TR^2 \sim \chi^2(p)$,大则存在自相关。

6.5 自相关的补救(★p148)

(1)广义差分法

  • 对 AR(1) 扰动 $u_t = \rho u_{t-1} + v_t$,作差分变换:

$$Y_t - \rho Y_{t-1} = \beta_1(1-\rho) + \beta_2(X_t - \rho X_{t-1}) + v_t$$

  • 变换后扰动项 $v_t$ 满足经典假定,可用 OLS 估计。

(2)科克伦—奥克特(C-O)迭代法(★可能考计算/思路)

基本思路: 1. 用 OLS 估计原模型,得到残差 $e_t$; 2. 用残差对 $e_{t-1}$ 作回归(无截距),得到 $\rho$ 的估计 $\hat\rho = \dfrac{\sum e_t e_{t-1}}{\sum e_{t-1}^2}$; 3. 用 $\hat\rho$ 作广义差分,估计变换后的模型; 4. 用新模型再得残差,再估计 $\hat\rho$,反复迭代,直到 $\hat\rho$ 收敛(前后两次相差很小); 5. 还原原模型参数:$\beta_1 = \dfrac{b_1}{1-\hat\rho}$(b₁ 为差分方程截距)。

6.6 本章小结

  • 定义(AR(1))、原因、后果(低估方差)、检验(图示/DW/LM)、补救(广义差分/C-O)。
  • W15 明确:p138 定义原因后果、p144 DW 检验概念与判断准则、p148 C-O 迭代法

第八章 虚拟变量回归

8.1 虚拟变量的含义与作用(★p194,名词解释/简答)

虚拟变量(Dummy Variable):取值为 0 或 1 的人工变量,用来表示定性因素(性别、季节、地区、学历、政策实施前后等)对被解释变量的影响。

$$D = \begin{cases} 1 & \text{具备某种属性/某时期} \\ 0 & \text{不具备某种属性/其他时期} \end{cases}$$

作用:把不能直接用数值度量的定性因素引入回归模型,使其对 Y 的影响得到定量估计。

8.2 虚拟变量陷阱(★p195,重点)

  • 规则:一个定性变量若有 m 个类别(分类),只引入 m-1 个虚拟变量(选一个类别作为基准组/参照组,其虚拟变量全取 0)。
  • 例:性别 2 类 → 只设 1 个 D(D=1 男,D=0 女);
  • 例:一年四季 → 只设 3 个 D(春天、夏天、秋天,三个都取 0 即冬天)。
  • 陷阱:若引入 m 个虚拟变量,则这些虚拟变量之和恒等于 1,与截距项(可视为恒为 1 的变量)产生完全多重共线性,导致模型无法估计。此即"虚拟变量陷阱"。

8.3 虚拟变量的引入方式

(1)加法方式引入(改变截距)

在模型中加入虚拟变量作为解释变量,只改变截距,使回归线整体上下平移

例(比较男、女消费):

$$Y_i = \beta_1 + \beta_2 X_i + \beta_3 D_i + u_i,\quad D=\begin{cases}1 & 男\\0 & 女\end{cases}$$

  • 女性(基准组):$E(Y) = \beta_1 + \beta_2 X$;
  • 男性:$E(Y) = (\beta_1 + \beta_3) + \beta_2 X$;
  • 检验 $\beta_3$ 是否显著 ≠0 → 判断男女截距是否有显著差异(若 $\beta_3$ 显著,男女平均消费水平有显著差异)。

(2)乘法方式引入(改变斜率,★p199)

将虚拟变量与某解释变量相乘引入,改变斜率,使回归线更陡或更缓。主要作用(简答)

  1. 比较两个回归模型(重合回归、平行回归、共点回归、完全不同回归);
  2. 分析交互效应:两定性变量(或定性×定量)之间的相互影响;
  3. 分段线性回归:变量在不同区间有不同的斜率,分 k 段引入 k-1 个虚拟变量。

若同时用加法与乘法引入,则可同时区分截距与斜率的差异(完整比较两个模型)。

8.4 二项选择模型(线性概率模型 LPM,了解)

  • 被解释变量为 0/1 虚拟变量:$Y_i = \beta_1 + \beta_2 X_i + u_i$;
  • $E(Y|X) = P(Y=1|X)$,即条件概率;
  • 问题:LPM 存在异方差性(扰动项方差随 X 变化),需用 WLS(加权最小二乘法) 估计。

8.5 本章小结

  • 含义作用、陷阱(m-1 规则)、加法(截距)、乘法(斜率,三作用)、LPM。
  • W15 明确:p194 作用、p195 陷阱、p199 乘法引入的作用

第十一章 联立方程组模型

11.1 联立方程组模型的基本概念(★p265)

联立方程组模型:由多个方程组成,模型中变量之间存在互为因果关系(某变量在一方程中是被解释变量,在另一方程中是解释变量)的模型。

变量分类(★重点): - 内生变量(Endogenous):由模型系统内部决定的变量(模型求解的结果); - 外生变量(Exogenous):由模型外部给定的变量(非随机、先决给定); - 前定变量(Predetermined) = 外生变量 + 滞后内生变量

★ 关键结论:联立方程组中,解释变量既可以是内生变量,也可以是外生变量(老师 W15 明确考点)。

  • 内生变量个数 = 方程个数 → 完备方程组

11.2 联立方程组的三种结构形式

类型 特点 估计方法
结构型模型 每个方程都含内生变量与前定变量,参数有经济意义;$BY+\Gamma X=U$
简化型模型 把每个内生变量表示为前定变量与随机项的函数;$Y=\Pi X+V$ OLS(对每个简化方程)
递归型模型 变量按顺序单向决定(第1个 Y 只由 X 决定,第2个 Y 由第1个 Y 与 X 决定……),无互为因果 OLS(逐方程)

结构型参数与简化型参数的关系:$\Pi = -B^{-1}\Gamma$。

11.3 模型的识别(★)

问题:能否从简化型参数唯一地反解出结构型参数?

  • 不可识别:结构参数无法由简化参数确定(信息不足);
  • 恰好识别:结构参数可由简化参数唯一确定;
  • 过度识别:结构参数可由简化参数确定,但有不止一种方式(约束过多)。

阶条件(必要条件): $$(M+K) - (m+k) = M-1 \Rightarrow \text{恰好识别}$$ $$(M+K) - (m+k) > M-1 \Rightarrow \text{过度识别}$$ $$(M+K) - (m+k) < M-1 \Rightarrow \text{不可识别}$$

其中 M、K 为整个方程组的内生变量数、前定变量数;m、k 为所考察方程含有的内生变量数、前定变量数。

秩条件(充分条件):从系数矩阵划去被考察方程的行后,其余方程中被排除变量的系数矩阵的秩 = M-1 → 可识别。

实际判断顺序:先用阶条件排除"不可识别";不是不可识别再用秩条件判断是否可识别;最后用阶条件确认"恰好"还是"过度"。

11.4 联立方程组的估计方法(★)

模型类型 估计方法 说明
递归型 OLS 逐方程直接用 OLS
恰好识别 间接最小二乘法(ILS) 先估简化型参数 $\Pi$,再由关系式反解结构参数
过度识别 二阶段最小二乘法(TSLS/2SLS) 用工具变量替代内生解释变量,分两阶段估计
  • 偏倚性:内生变量作解释变量时与随机误差项相关,直接 OLS 估计有偏且不一致,故一般不用 OLS 估计联立方程组中的内生解释变量(递归型除外)。

2SLS 思路: 1. 将结构型模型转化为简化型,用 OLS 估计出内生解释变量的拟合值 $\hat Y$; 2. 用 $\hat Y$ 替换原方程中的内生解释变量,再作 OLS。

11.5 本章小结

  • 变量分类(内生/外生/前定)、三种形式、识别(阶/秩)、三种估计法。
  • W15 明确:p265 联立方程中解释变量(内生、外生都可以)为重点。

第十二章 实证项目的计量经济研究(课程论文)

12.1 实证研究的步骤(了解)

  1. 选题:确定研究问题与经济理论依据,评估数据可得性;
  2. 模型设定:确定变量、函数形式(对数、线性等);
  3. 数据处理:收集、清洗、处理缺失值、单位与口径统一;
  4. 计量经济分析: - 参数估计(OLS); - 统计检验(R²、t、F); - 计量经济学检验:多重共线性、异方差、自相关诊断与修正;
  5. 结论与经济解释:参数的经济意义、政策建议、局限性。

12.2 与课程论文的对应

  • 期末 30% 为课程论文,需按上述完整流程完成;
  • 常见套路:建立一元/多元线性回归 → 报告回归结果(系数、R²、t/F 值)→ 诊断(VIF、DW、White/GQ)→ 修正(WLS、广义差分)→ 结论。

12.3 本章小结

  • 本章偏"过程与方法",结合前面各章工具使用;W16 答疑课主要围绕课程论文展开。

第三部分 公式汇总表(必背)

一、简单线性回归(第二章)

名称 公式
总体回归函数 PRF $E(Y\mid X_i)=\beta_1+\beta_2 X_i$
样本回归函数 SRF $\hat Y_i=\hat\beta_1+\hat\beta_2 X_i$
OLS 斜率估计量 $\hat\beta_2=\dfrac{\sum x_i y_i}{\sum x_i^2}=\dfrac{\sum(X_i-\bar X)(Y_i-\bar Y)}{\sum(X_i-\bar X)^2}$
OLS 截距估计量 $\hat\beta_1=\bar Y-\hat\beta_2\bar X$
随机扰动项方差估计 $\hat\sigma^2=\dfrac{\sum e_i^2}{n-2}$
总离差平方和分解 $TSS=ESS+RSS$
可决系数 $R^2=\dfrac{ESS}{TSS}=1-\dfrac{RSS}{TSS}$
相关系数与 R² $r=\pm\sqrt{R^2}$
t 统计量 $t=\dfrac{\hat\beta_2}{SE(\hat\beta_2)}\sim t(n-2)$

二、多元线性回归(第三章)

名称 公式
多元模型 $Y_i=\beta_1+\beta_2 X_{2i}+\cdots+\beta_k X_{ki}+u_i$
矩阵形式 $Y=X\beta+U$,OLS:$\hat\beta=(X'X)^{-1}X'Y$
随机扰动项方差估计 $\hat\sigma^2=\dfrac{\sum e_i^2}{n-k}$
多重可决系数 $R^2=1-\dfrac{RSS}{TSS}$
调整的可决系数 $\bar R^2=1-(1-R^2)\dfrac{n-1}{n-k}$
F 统计量 $F=\dfrac{ESS/(k-1)}{RSS/(n-k)}=\dfrac{R^2/(k-1)}{(1-R^2)/(n-k)}\sim F(k-1,n-k)$
自由度 TSS:$n-1$;ESS:$k-1$;RSS:$n-k$
t 统计量 $t=\dfrac{\hat\beta_j}{SE(\hat\beta_j)}\sim t(n-k)$

三、多重共线性(第四章)

名称 公式
方差膨胀因子 $VIF_j=\dfrac{1}{1-R_j^2}$,$VIF_j\ge10$ 严重共线性
简单相关系数 $\lvert r\rvert>0.8$(经验)→ 严重共线性

四、异方差性(第五章)

名称 公式
异方差定义 $Var(u_i)=\sigma_i^2$(随 i 变化)
GQ 检验 F 统计量 $F=\dfrac{RSS_2/(n_2-k)}{RSS_1/(n_1-k)}$,$F>F_\alpha$ 有异方差
White 检验统计量 $nR^2\sim\chi^2(\text{辅助回归斜率个数})$,$nR^2>$ 临界值有异方差
加权最小二乘法 权重 $w_i=1/\sigma_i$,各项除以 $\sigma_i$ 后 OLS

五、自相关(第六章)

名称 公式
一阶自回归 AR(1) $u_t=\rho u_{t-1}+v_t$
DW 统计量 $DW=\dfrac{\sum_{t=2}^n(e_t-e_{t-1})^2}{\sum_{t=1}^n e_t^2}\approx2(1-\rho)$
ρ 的估计(C-O 法) $\hat\rho=\dfrac{\sum e_t e_{t-1}}{\sum e_{t-1}^2}$
广义差分模型 $Y_t-\rho Y_{t-1}=\beta_1(1-\rho)+\beta_2(X_t-\rho X_{t-1})+v_t$

六、虚拟变量(第八章)

名称 公式
加法引入(截距) $Y_i=\beta_1+\beta_2 X_i+\beta_3 D_i+u_i$
乘法引入(斜率) $Y_i=\beta_1+\beta_2 X_i+\beta_3(D_i X_i)+u_i$
虚拟变量规则 m 个类别只设 m-1 个虚拟变量(防陷阱)

七、联立方程组(第十一章)

名称 公式
结构型 $BY+\Gamma X=U$
简化型 $Y=\Pi X+V$,$\Pi=-B^{-1}\Gamma$
阶条件 $(M+K)-(m+k)=M-1$ 恰好;$>$ 过度;$<$ 不可识别
估计方法 递归→OLS;恰好→ILS;过度→TSLS

第四部分 简答题高频考点汇总(重点背诵)

  1. 计量经济学的研究步骤(第一章 p5)
  2. 总体回归函数与样本回归函数的区别(第二章 p25)
  3. 随机扰动项的含义与古典假定(第二章 p27)
  4. 多元线性回归模型的古典假定(含"无多重共线性",第三章 p66)
  5. F 检验与 t 检验的区别与联系(第三章 p75)
  6. 多重共线性产生的后果(第四章 p95-97)
  7. 多重共线性的检验与补救措施(第四章 p99-100)
  8. 异方差性的后果(第五章 p117)
  9. 异方差性的检验方法(GQ、White 的基本思想)(第五章 p118)
  10. 加权最小二乘法的基本思路(第五章 p125)
  11. 自相关的后果(第六章 p140)
  12. DW 检验的概念与判断准则(第六章 p144)
  13. 自相关的补救方法(广义差分法、C-O 迭代法思路)(第六章 p148)
  14. 虚拟变量的作用(第八章 p194)
  15. 什么是虚拟变量陷阱,如何避免(第八章 p195)
  16. 乘法方式引入虚拟变量的主要作用(第八章 p199)
  17. 内生变量、外生变量、前定变量的含义(第十一章 p265)
  18. 联立方程组模型的三种结构形式及识别(第十一章 p271)

第五部分 计算分析题模板(考场可直接套用)

模板1:可决系数 R² 的计算(第二章 p36)

题干常给:$n$、$k$、$TSS$、$RSS$(或 $ESS$、或相关系数 r)

① 写出分解关系:TSS = ESS + RSS
② 代入:R² = ESS/TSS = 1 - RSS/TSS
③ 若给 r:R² = r²
④ 结论:R² = ___,越接近1拟合越好

模板2:回归系数 t 检验(第二章 p40)

题干常给:$\hat\beta_2$、$SE(\hat\beta_2)$、$n$、显著性水平 α

① H0: β2=0,H1: β2≠0
② t = β̂2 / SE(β̂2) = ___
③ 查临界值 t(α/2, n-2) = ___
④ 比较:|t| ___ t(α/2),拒绝/不拒绝 H0
⑤ 结论:X 对 Y 的影响显著/不显著

模板3:方程总体 F 检验(第三章 p74)

题干常给:$ESS$、$RSS$、$n$、$k$(或直接给 $R^2$、$n$、$k$)

① H0: β2=β3=…=βk=0
② F = [ESS/(k-1)] / [RSS/(n-k)] = ___  (或用 R² 公式)
③ 查临界值 Fα(k-1, n-k) = ___
④ 比较:F ___ Fα,拒绝/不拒绝 H0
⑤ 结论:方程总体显著/不显著

模板4:DW 检验判断自相关(第六章 p144)

题干常给:$DW$ 值、$n$、解释变量个数 k',并给 $d_L$、$d_U$(查表)

① 计算/给出 DW = ___
② 查表得 dL=___,dU=___
③ 对照区间:
   0≤DW≤dL → 正自相关
   dL<DW<dU → 不确定
   dU≤DW≤4-dU → 无自相关
   4-dU<DW<4-dL → 不确定
   4-dL≤DW≤4 → 负自相关
④ 结论:___

模板5:C-O 迭代法求 ρ 与广义差分(第六章 p148)

① OLS 原模型得残差 e_t
② ρ̂ = Σe_t·e_{t-1} / Σe_{t-1}² = ___
③ 广义差分:Yt-ρ̂Yt-1 = β1(1-ρ̂) + β2(Xt-ρ̂Xt-1) + vt,OLS 估计
④ 反复迭代至 ρ̂ 收敛
⑤ 还原:β1 = b1/(1-ρ̂),β2 = b2

模板6:多重共线性 VIF 检验(第四章 p99)

① 对 Xj 关于其余解释变量回归,得 Rj²
② VIFj = 1/(1-Rj²) = ___
③ 判断:VIFj≥10 → 严重多重共线性
④ 结论 + 补救建议(剔除变量/增大样本/对数变换/逐步回归)

计算例题实战(含数值,考场照抄步骤)

例题1:可决系数 R² 计算(第二章) 已知:n=20,TSS=1000,RSS=120。 - ① TSS = ESS + RSS → ESS = 1000 - 120 = 880 - ② $R^2 = ESS/TSS = 880/1000 = 0.88$ - ③ 结论:R²=0.88,模型解释了 Y 变动的 88%,拟合较好。

例题2:回归系数 t 检验(第二章) 已知:$\hat\beta_2 = 0.5$,$SE(\hat\beta_2)=0.1$,n=20,α=0.05,临界值 $t_{0.025}(18)=2.101$。 - ① H0: β₂=0;H1: β₂≠0 - ② $t = 0.5/0.1 = 5.0$ - ③ $|t|=5.0 > t_{0.025}(18)=2.101$ → 拒绝 H0 - ④ 结论:X 对 Y 有显著影响。

例题3:方程总体 F 检验(第三章) 已知:n=20,k=3(1 截距 + 2 解释变量),ESS=800,RSS=200,α=0.05,$F_{0.05}(2,17)=3.59$。 - ① H0: β₂=β₃=0 - ② $F = \dfrac{ESS/(k-1)}{RSS/(n-k)} = \dfrac{800/2}{200/17} = 400/11.76 ≈ 34.0$ - ③ $F=34.0 > F_{0.05}(2,17)=3.59$ → 拒绝 H0 - ④ 结论:方程总体显著,两解释变量联合对 Y 有显著影响。

例题4:DW 检验判断自相关(第六章) 已知:n=20,解释变量个数 k'=1,查表得 dL=1.10,dU=1.54,算出 DW=0.80。 - ① 0 ≤ DW(=0.80) ≤ dL(=1.10) → 存在正自相关 - ② 处理建议:用广义差分法 / C-O 迭代法补救。 (若 DW=2.30,则 4-dU=2.46,dU=1.54 ≤ 2.30 ≤ 2.46 → 无自相关)

例题5:VIF 检验多重共线性(第四章) 已知:$X_2$ 对 $X_3$ 回归得 $R_2^2 = 0.85$。 - ① $VIF_2 = 1/(1-0.85) = 1/0.15 ≈ 6.67$ - ② 6.67 < 10 → 虽有较强共线性,但未达"严重"标准; 若 $R_2^2=0.92$,则 $VIF_2 = 12.5 ≥ 10$ → 严重多重共线性,需补救。


第六部分 重要缩写对照表

缩写 全称 含义
PRF Population Regression Function 总体回归函数
SRF Sample Regression Function 样本回归函数
OLS Ordinary Least Squares 普通最小二乘法
BLUE Best Linear Unbiased Estimator 最佳线性无偏估计量
TSS Total Sum of Squares 总离差平方和
ESS Explained Sum of Squares 回归(解释)平方和
RSS Residual Sum of Squares 残差平方和
R-squared 可决系数
VIF Variance Inflation Factor 方差膨胀因子
GQ Goldfeld-Quandt 戈德菲尔德—匡特检验
WLS Weighted Least Squares 加权最小二乘法
DW Durbin-Watson 德宾—沃森检验
LM Lagrange Multiplier 拉格朗日乘数检验
AR(1) First-order Autoregression 一阶自回归
C-O Cochrane-Orcutt 科克伦—奥克特迭代法
ILS Indirect Least Squares 间接最小二乘法
TSLS/2SLS Two-Stage Least Squares 二阶段最小二乘法
LPM Linear Probability Model 线性概率模型
AIC Akaike Info Criterion 赤池信息准则
SIC/BIC Schwarz/Bayesian Info Criterion 施瓦茨/贝叶斯信息准则
iid independent and identically distributed 独立同分布

第七部分 复习策略与建议

  1. 先背概念:把各章名词解释、简答高频题先背熟(第四部分清单);
  2. 再练计算:套用第五部分模板,重点练 R²、t 检验、F 检验、DW 判断、VIF、C-O;
  3. 理解图表:回归线图、残差图(异方差/自相关诊断)、虚拟变量分段回归图;
  4. 回归软件结果解读:会看 OLS 输出表(系数、标准差、t 值、p 值、R²、F、DW),判断显著性与模型质量;
  5. 利用计算器:计算题中均值、平方和、t/F 值用计算器快速求,过程仍要写公式与代入步骤;
  6. 参数经济意义必写:计算分析题最后一步通常要求解释参数含义,别漏。

本复习资料基于课堂课件(第1/2/3/4/5/6/8/11/12章)、备忘录笔记、学习通作业、课堂录音转写(W15划重点)及课本目录综合整理。 建议复习顺序:先通读"考点总表"快速过框架 → 精读"正文"理解公式与检验步骤 → 背诵"简答高频" → 套用"计算模板"练题 → 考前过一遍"公式汇总表"与"缩写对照表"