普通最小二乘估计量b1的方差 var(b1)=(∑X^2/n∑x^2)*σ2公式怎么推导?

其中σ2为随机误差项ui的方差,随机误差项ui~(0,σ2)的正态分布

在我们研究两个变量(x,y)之间的相互关系时,通常可以得到一系列成对的数据(x1,y1.x2,y2... xm,ym);将这些数据描绘在x -y直角坐标系中,若发现这些点在一条直线附近,可以令这条直线方程如(式1-1)。   Y计= a0 + a1 X (式1-1)   其中:a0、a1 是任意实数   为建立这直线方程就要确定a0和a1,应用《最小二乘法原理》,将实测值Yi与利用(式1-1)计算值(Y计=a0+a1X)的离差(Yi-Y计)的平方和〔∑(Yi - Y计)2〕最小为“优化判据”。   令:φ = ∑(Yi - Y计)2 (式1-2)   把(式1-1)代入(式1-2)中得:   φ = ∑(Yi - a0 - a1 Xi)2 (式1-3)   当∑(Yi-Y计)平方最小时,可用函数 φ 对a0、a1求偏导数,令这两个偏导数等于零。   (式1-4)   (式1-5)   亦即:   m a0 + (∑Xi ) a1 = ∑Yi (式1-6)   (∑Xi ) a0 + (∑Xi2 ) a1 = ∑(Xi,Yi) (式1-7)   得到的两个关于a0、 a1为未知数的两个方程组,解这两个方程组得出:   a0 = (∑Yi) / m - a1(∑Xi) / m (式1-8)   a1 = [m∑Xi Yi - (∑Xi ∑Yi)] / [m∑Xi2 - (∑Xi)2 )] (式1-9)   这时把a0、a1代入(式1-1)中, 此时的(式1-1)就是我们回归的元线性方程即:数学模型。   在回归过程中,回归的关联式是不可能全部通过每个回归数据点(x1,y1. x2,y2...xm,ym),为了判断关联式的好坏,可借助相关系数“R”,统计量“F”,剩余标准偏差“S”进行判断;“R”越趋近于 1 越好;“F”的绝对值越大越好;“S”越趋近于 0 越好。   R = [∑XiYi - m (∑Xi / m)(∑Yi / m)]/ SQR{[∑Xi2 - m (∑Xi / m)2][∑Yi2 - m (∑Yi / m)2]} (式1-10) *   在(式1-1)中,m为样本容量,即实验次数;Xi、Yi分别任意一组实验X、Y的数值。
编辑本段最小二乘法公式
  最小二乘法公式    注:以下“平”是指某参数的算数平均值。如:X平——x的算术平均值。   1、∑(X--X平)(Y--Y平)=   ∑(XY--X平Y--XY平+X平Y平)=   ∑XY--X平∑Y--Y平∑X+nX平Y平=   ∑XY--nX平Y平--nX平Y平+nX平Y平=∑XY--nX平Y平;    2、∑(X --X平)^2=   ∑(X^2--2XX平+X平^2)=   ∑X^2--2nX平^2+nX平^2=∑X^2--nX平^2;   3、Y=kX+b   k=((XY)平--X平*Y平)/((X^2)平--(X平)^2),   b=Y平--kX平;   X平=1/n∑Xi,   (XY)平=1/n∑XiYi;追问

呵呵,我是问的上面公式怎么推导的?麻烦了

追答

均值和方差的公式如下:
E(cX)=cE(X)
Var(cX)=(c^2)Var(X)
E(X+Y)=E(X)+E(Y)
当X,Y是两个相互独立的随机变量,则Var(X+Y)=Var(X)+Var(Y)

∑Wi*Yi是一个加权的求和,∑Wi*Yi=W1*Y1+W2*Y2+……,其中Wi是常数,
E(∑Wi*Yi)=E(W1*Y1+W2*Y2+……)=W1*E(Y1)+W2*E(Y2)+……=∑Wi*E(Yi)
Var(∑Wi*Yi)=Var(W1*Y1+W2*Y2+……)
如果Y1、Y2……相互独立(否则不能得出证明结论)
Var(W1*Y1+W2*Y2+……)=W1^2*Var(Y1)+W2^2*Var(Y2)+……=∑Wi^2*Var(Yi)

追问

哎,这些我都懂的,但我就是不知道总体回归函数Y=B1+B2X+ui,样本回归函数y=b1+b2x+ei,已知ui~(0,σ2),如何推出样本回归函数中b1的方差呢

追答

我们记好公式就可以了,没要求推啊,真没必要,你们要推吗?
上面的都是我搜的,呵呵,你的问题真不太会,抱歉啦,耽误你时间了。
(如果最后还是没人答,采纳我好么,在刷采纳,任务,谢啊!!)

追问

好滴!1其实我是觉得记公式太形式了,所以就想知道怎样推,麻烦了

追答

祝你早日得到解答,(哪怕因此 没采纳我)!+++油!

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第1个回答  2022-03-15
首先这里需要用到几个OLS的假定:E(u)=0, cov(ui,uj)=0, var(u)=σ^2; 在这里用大写表示估计量, k=(x-X ̅)/∑((x-X ̅)^2)
B2=b2+∑ku, B1=Y ̅-B2*X ̅=Y ̅-(b2+∑ku)*X ̅=b1+(∑u)/n-X ̅*∑ku, E(B1)=b1
var(B1)=E[(B1-b1)^2]=E{[(∑u)/n-X ̅*∑ku]^2}
=E((∑u)^2)/n^2+X ̅^2*E((∑ku)^2)-2(X ̅/n)*E[(∑u)(∑ku)]
分开来证明 cov(ui,uj)=E(ui*uj)-E(ui)*E(uj)=0, so E(ui*uj) =0; E[(u)^2]=Du+E(u)^2=σ^2;
E((∑u)^2)=∑E(u^2)+2∑E(ui*uj)=n*σ^2
E((∑ku)^2)=∑(k^2)*E(u^2)=σ^2/(∑((x-X ̅)^2));
E[(∑u)(∑ku)]=∑k*E(u^2)+∑k*E(ui*uj)=σ^2*∑k=0;
汇总在一起 var(B1)=σ^2/n+(σ^2)(X ̅^2)/(∑((x-X ̅)^2)) 你最后合并一下就能得出这个公式
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