Standard errors
OLS 的标准误差、稳健误差、HC0、HC1、HC2 推导及 Python 代码实现
同方差和异方差
Yi=α+β1xi+ei
- xi∈R
- Yi∈R
β1=V(xi)Cov(Yi,xi)
Yi=β0+β1x1i+⋯+βkxki+⋯+βKxKi+ei
-
xki∈R
-
Xi=[x1i,x2i,…,xKi]T∈RK
βk=V(x~ki)Cov(Yi,x~ki)
- x~ki∈RK
yi=xiTβ+εy=Xβ+ϵβ^=argβminS(β)S(β)=i=1∑n∣yi−xiTβ∣2=∣∣y−Xβ∣∣2
∂β∂S(β)=−XT2(y−Xβ)=0XTy=XTXβ↓β^=(XTX)−1XTy↓β^=(XTX)−1XT(Xβ+ϵ)=(XTX)−1(XTX)β+(XTX)−1XTϵ↓β^=β+(XTX)−1XTϵ
y^=Xβ^=X(XTX)−1XTy=Py↓ϵ^=y−y^=y−Xβ^=(I−P)y=My↓ϵ^=M(Xβ+ϵ)=MXβ+Mϵ=Mϵ
- PX=X→(I−P)X=MX=0
y=Xβ+ϵ
β^OLS=(XTX)−1XTy
V^[β^OLS]=s2(XTX)−1
V^[β^OLS]=E[(β^OLS−E[β^OLS])2]=E[(β^OLS−β)2]=E[((XTX)−1XTϵ)T((XTX)−1XTϵ)]=((XTX)−1XT)TE[ϵTϵ]((XTX)−1XT)=((XTX)−1XT)TV[ϵ]((XTX)−1XT)=(XTX)−1XTV[ϵ]X(XTX)−1
y=Xβ+ϵ
y^=Xβ^ϵ^=y^−y
argβminϵTϵ=∣∣y−Xβ∣∣2↓∂β∂ϵTϵ=2(−X)T(y−Xβ)=0↓XTXβ^=XTy↓β^=(XTX)−1XTy=(XTX)−1XT(Xβ+ϵ)↓β^=(XTX)−1XTXβ+(XTX)−1XTϵ↓β^=β+(XTX)−1XTϵ
V^[β^]=s2(XTX)−1s2=n−k∑iϵ^i2
V[β^]=E[(XTX)−1XTϵϵTX(XTX)−1]=(XTX)−1XTE[ϵϵT]X(XTX)−1=(XTX)−1XTV[ϵ]X(XTX)−1
上面这个算不出来,因为 V[ϵ] 不知道
V^HCE[β^]=(XTX)−1XTdiag(σ^1,…,σ^n)X(XTX)−1
ϵi 如果是独立的,则 V[ϵ]=diag(σ12,…,σn2)
V[ϵ^]=diag(ϵ^12,…,ϵ^n2)
如果 σ1=⋯=σn
那么 V[ϵ]=Iσ