1 CHƯƠNG II. MÔ HÌNH HỒI QUY HAI BIẾN TS. Đinh Thị Thanh Bình Khoa Kinh Tế Quốc Tế- Đại học Ngoại Thƣơng CuuDuongThanCong.com https://fb. Giới thiệu mô hình hồi qui 1.
Khái niệm về phân tích hồi qui 1. Sự khác nhau giữa các dạng quan hệ CuuDuongThanCong.com https://fb. Khái niệm về phân tích hồi qui • Thuật ngữ hồi qui là «regression to mediocrity» nghĩa là « quy về giá trị trung bình » • Thuật ngữ này ra đời khi Galton (1886) nghiên cứu sự phụ thuộc chiều cao của các con trai vào chiều cao của các ông bố. • Ông đã xây dựng được đồ thị chỉ ra phân bố chiều cao của các con trai ứng với chiều cao của người cha.com https://fb.
Khái niệm về phân tích hồi qui Hình 2. Đồ thị phân bố chiều cao của các cháu trai ứng với chiều cao của người cha Giá trị trung bình 75 Chiều cao của con trai (inches) 70 65 60 60 65 70 75 Chiều cao của bố (inches) CuuDuongThanCong.com https://fb. Khái niệm về phân tích hồi qui Qua đồ thị phân bố, có thể thấy: • Với chiều cao của người cha cho trước, thì chiều cao của con trai sẽ là một khoảng dao động quanh một giá trị trung bình. • Chiều cao của cha tăng thì chiều cao của con trai cũng tăng.
• Các vòng tròn trên đồ thị chỉ ra giá trị TB của chiều cao con trai so với chiều cao của những ông bố. • Nếu nối các điểm giá trị TB này, ta sẽ nhận được một đường thẳng như trong hình vẽ. • Đường thẳng này được gọi là đƣờng hồi quy- mô tả trung bình sự gia tăng chiều cao các con trai so với bố.com https://fb. Khái niệm về phân tích hồi qui • Như vậy, nghiên cứu giúp giải thích được câu hỏi: mặc dù có xu hướng bố cao đẻ con cao, bố thấp đẻ con thấp nhưng chiều cao trung bình của những người con có xu hướng tiến tới (hồi quy) về chiều cao trung bình của toàn bộ dân số, và xu hướng đó gọi là hồi quy.
• Từ đó, nghiên cứu giúp dự báo chiều cao trung bình của các con trai thông qua chiều cao cho trước của cha chúng.com https://fb. Khái niệm về phân tích hồi qui Bản chất của phân tích hồi quy là nghiên cứu mối liên hệ phụ thuộc của một biến (gọi là biến phụ thuộc hay biến được giải thích) với một hay nhiều biến khác (gọi là biến độc lập hay biến giải thích). Phân tích hồi quy tập trung giải quyết các vấn đề sau : • Ước lượng giá trị trung bình của biến phụ thuộc với các giá trị đã cho của các biến độc lập. • Kiểm định giả thuyết về bản chất của sự phụ thuộc đó.com https://fb.
Sự khác nhau giữa các dạng quan hệ 1. Hồi quy và quan hệ nhân quả 1. Hồi quy và tương quan CuuDuongThanCong.com https://fb. Hồi quy và quan hệ nhân quả • Phân tích hồi quy nghiên cứu quan hệ giữa một biến phụ thuộc với một hoặc nhiều biến độc lập khác.
Điều này không đòi hỏi giữa biến độc lập và các biến phụ thuộc có mối quan hệ nhân quả.com https://fb. Hồi quy và quan hệ nhân quả • Ví dụ: chúng ta có thể dự đoán sản lượng dựa vào lượng mưa và các biến khác nhưng không thể chấp nhận được việc dự báo lượng mưa dựa vào sự thay đổi của sản lượng. Vì vậy, trước khi phân tích hồi quy, chúng ta phải nhận định chính xác mối quan hệ nhân quả.com https://fb. Hồi quy và quan hệ nhân quả • Một sai lầm phổ biến nữa trong phân tích KTL là quy kết mối quan hệ nhân quả giữa hai biến số trong khi thực tế chúng đều là hệ quả của một nguyên nhân khác.
• Ví dụ: ta phân tích hồi quy số giáo viên với số phòng học trong toàn ngành giáo dục. Sự thực là cả số giáo viên và số phòng học đều phụ thuộc vào số học sinh.com https://fb. Hồi quy và tương quan • Hồi quy và tương quan khác nhau về : mục đích và kỹ thuật. • Về mục đích, phân tích tương quan đo mức độ kết hợp tuyến tính giữa hai biến.
Ví dụ mức độ quan hệ giữa nghiện thuốc lá và ung thư phổi, giữa kết quả thi môn thống kê và môn toán. Nhưng phân tích hồi quy lại ước lượng hoặc dự báo một biến trên cơ sở giá trị đã cho của các biến khác.com https://fb. Hồi quy và tương quan • Về kỹ thuật trong phân tích hồi quy, các biến không có tính chất đối xứng. Biến phụ thuộc là đại lượng ngẫu nhiên còn giá trị của các biến giải thích đã được xác định.
Trong phân tích tương quan, không có sự phân biệt giữa các biến, chúng có tính chất đối xứng.com https://fb. Hàm hồi quy tổng thể và hàm hồi quy mẫu 2. Khái niệm về hàm hồi quy tổng thể (PRF) 2. Sai số ngẫu nhiên và bản chất của nó 2.
Hàm hồi quy mẫu (SRF) CuuDuongThanCong.com https://fb. Khái niệm về hàm hồi quy tổng thể (PRF) • Hàm hồi quy tổng thể là hàm hồi quy được xây dựng dựa trên kết quả nghiên cứu khảo sát tổng thể. • Ví dụ: Giả sử ở một địa phương chỉ có cả thảy 60 gia đình, 60 gia đình này được chia thành 10 nhóm, chênh lệch về thu nhập của các nhóm gia đình từ nhóm này sang nhóm tiếp theo đều bằng nhau.com https://fb. Khái niệm về hàm hồi quy tổng thể (PRF) Bảng 2.
Số liệu về thu nhập và chi tiêu của 60 hộ gia đình X 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 Y 55 65 79 80 102 110 120 135 137 150 Y 60 70 84 93 107 115 136 137 145 152 Y 65 74 90 95 110 120 140 140 155 175 Y 70 80 94 103 116 130 144 152 165 178 Y 75 85 98 108 118 135 145 157 175 180 Y - 88 - 113 125 140 - 160 189 185 Y - - - 115 - - - 162 - 191 Tổng 325 462 445 707 678 750 685 1043 966 1211 • X= thu nhập sau thuế/hộ gia đình (USD) • Y= Chi tiêu/hộ gia đình/tuần (USD) 16 CuuDuongThanCong.com https://fb. Khái niệm về hàm hồi quy tổng thể (PRF) • Các số ở bảng trên có nghĩa là : với thu nhập trong một tuần chẳng hạn là X= 100$ thì có 6 gia đình mà chi tiêu trong tuần nằm giữa 65 và 88. • Hay nói khác đi, ở mỗi cột của bảng cho ta phân bố xác suất của số chi tiêu trong tuần Y với mức thu nhập đã cho X, đó chính là phân bố xác suất có điều kiện của Y với giá trị X đã cho.01 là tổng thể nên ta dễ dàng tìm P(Y/X). Ta có bảng xác suất có điều kiện sau đây : CuuDuongThanCong.com https://fb.
Khái niệm về hàm hồi quy tổng thể (PRF) Bảng 2.02 Xác suất có điều kiện của chi tiêu/thu nhập của 60 hộ gia đình X 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 P(Y/X) 1/5 1/6 1/5 1/7 1/6 1/6 1/5 1/7 1/6 1/7 P(Y/X) 1/5 1/6 1/5 1/7 1/6 1/6 1/5 1/7 1/6 1/7 P(Y/X) 1/5 1/6 1/5 1/7 1/6 1/6 1/5 1/7 1/6 1/7 P(Y/X) 1/5 1/6 1/5 1/7 1/6 1/6 1/5 1/7 1/6 1/7 P(Y/X) 1/5 1/6 1/5 1/7 1/6 1/6 1/5 1/7 1/6 1/7 P(Y/X) - 1/6 - 1/7 1/6 1/6 - 1/7 1/6 1/7 P(Y/X) - - - 1/7 - - - 1/7 - 1/7 E(Y/Xi) 65 77 89 101 113 125 137 149 161 173 E(Y / X i ) Y j P(Y Y j / X X i ) j 18 CuuDuongThanCong.com https://fb. Khái niệm về hàm hồi quy tổng thể (PRF) • Chẳng hạn : E(Y /100) Yj P(Y Yj / X 100) j = 65*1/6+ 70*1/6+ 74*1/6+ 80*1/6+ 85*1/6+ 88*1/6= 77 Biểu diễn các điểm của bảng 2.01 và các trung bình E(Y/Xi) với i = 1,…,10 lên hệ tọa độ, ta được đồ thị sau đây : CuuDuongThanCong.com https://fb. Khái niệm về hàm hồi quy tổng thể (PRF) Hình 2. Biểu đồ phân tán Y theo X và giá trị trung bình của Y theo X 200 Y (chi tiêu) 150 100 X (thu nhập) 50 80 100 120 140 160 180 200 220 20 240 260 CuuDuongThanCong.com https://fb.
Khái niệm về hàm hồi quy tổng thể (PRF) Biểu đồ 2 cho thấy: • Mỗi »chấm » trên biểu đồ minh họa cho 1 quan sát thực tế, chính là tọa độ của cặp giá trị (Xi, Yi) • Nếu xét riêng từng hộ GĐ không thấy rõ xu hướng thay đổi của chi tiêu theo thu nhập. • Nếu xét theo nhóm hộ gia đình, ta thấy: • ứng với cùng một mức thu nhập, có nhiều mức chi tiêu khác nhau • nếu chỉ quan tâm đến chi tiêu trung bình (E(Y/Xi) thì thấy xu hướng tăng theo thu nhập.com https://fb. Khái niệm về hàm hồi quy tổng thể (PRF) Vậy có thể xem E(Y/Xi) là một hàm nào đó của biến giải thích Xi và biểu diễn như sau: E(Y/Xi)= f(Xi) [1] • Phương trình [1] gọi là hàm hồi quy tổng thể- Population regression function (PRF). • PRF cho biết giá trị trung bình của Y sẽ thay đổi như thế nào khi X nhận các giá trị khác nhau.
• Nếu PRF có một biến độc lập thì gọi là hồi quy đơn (hồi quy hai biến), PRF có từ hai biến độc lập trở lên thì gọi là hồi quy bội (hồi quy nhiều biến).com https://fb. Khái niệm về hàm hồi quy tổng thể (PRF) • Giả sử PRF E(Y/Xi) là hàm tuyến tính thì : E(Y/Xi)= β0+ β1Xi [2] β0, β1= hệ số hồi quy β0= hệ số chặn β1= hệ số góc • Phương trình [2] được gọi là phƣơng trình hồi quy tuyến tính đơn.com https://fb. Khái niệm về hàm hồi quy tổng thể (PRF) • Thuật ngữ “tuyến tính” được hiểu theo hai nghĩa: • Tuyến tính đối với tham số. Ví dụ: E(Y/Xi)= β0+ β1Xi2 là hàm tuyến tính đối với tham số nhưng phi tuyến đối với biến.
• Tuyến tính đối với biến. Ví dụ: E(Y/Xi)= β0+ Xi là hàm tuyến tính đối với 1 biến nhưng phi tuyến với tham số. Trong phạm vi của môn học, hàm hồi quy tuyến tính được hiểu là hồi quy tuyến tính đối với các tham số CuuDuongThanCong.com https://fb. Sai số ngẫu nhiên và bản chất của nó • Giả sử ta có hàm hồi quy tổng thể E(Y/Xi), vì E(Y/Xi) là giá trị trung bình của biến Y với giá trị Xi đã biết, cho nên các giá trị cá biệt Yi không phải bao giờ cũng trùng với E(Y/Xi), mà chúng xoay quanh E(Y/Xi).
• Kí hiệu ui là chênh lệch giữa giá trị cá biệt Yi và E(Y/Xi), ta có : ui= Yi- E(Y/Xi) [3] • Hay : Yi= E(Y/Xi)+ ui [4] ui được gọi là biến ngẫu nhiên hay yếu tố ngẫu nhiên (hoặc nhiễu).com https://fb.