Valor esperado e variância da estimativa do parâmetro de inclinação


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Estou lendo um texto, "Probability and Statistics", de Devore. Estou analisando 2 itens na página 740: o valor esperado e a variância da estimativa de β1 , que é o parâmetro de inclinação na regressão linear Yi=β0+β1Xi+ϵEu . ϵEu é uma Gaussiana ( μ=0 0,vumarEuumance=σ2 ) variável aleatória e a ϵEu são independentes.

A estimativa de β1 pode ser expressa como: β1^=∑(xEu-x¯)(YEu-Y¯)∑(xEu-x¯)2=∑(xEu-x¯)YEuSxx , ondeSxx=∑(xEu-x¯)2. Então, minha pergunta é: como derivarE(β1^)eVumar(β1^)? O livro já forneceu os resultados:E(β1^)=β1eVumar(β1^)=σ2Sxx .

Meu trabalho na derivação: E(∑(xEu-x¯)YEuSxx)=E(∑(xEu-x¯)(β0 0+β1xEu+ϵ)Sxx)=E(∑(xEu-x¯)β1xEuSxx), uma vez que∑(xEu-x¯)c=0 0eE(cϵ)=0 0. Mas eu estou preso.

Além disso, Vumar(∑(xEu-x¯)YEuSxx)=Vumar(∑(xEu-x¯)(β0 0+β1xEu+ϵ)Sxx)=Vumar(∑(xEu-x¯)ϵSxx)=Vumar(∑(xEu-x¯)Sxx)σ2, mas estou preso.


Meu comentário em 22 de Junho de 2011, em resposta de whuber usuário deve incluir o índice na ε é, e deve fazer uso do fato de que os termos de erro £ i são independentes. EuϵϵEu
— jrand

Var(β1^)=Var(∑(xi−x¯)yiSxx)=Var(∑(xi−x¯)ϵiSxx)=Var((x1−x¯)ϵ1Sxx+(x2−x¯)ϵ2Sxx+…+(xn−x¯)ϵnSxx)=(x1−x¯)2σ2(Sxx)2+(x2−x¯)2σ2(Sxx)2+…+(xn−x¯)2σ2(Sxx)2=σ2[∑(xi−x¯)2(Sxx)2]=σ2Sxx
— jrand

A "resposta" padrão é uma subestimação, ignora a variação de S_ {xx}.
— precisa saber é o seguinte

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Na situação ser perguntado sobre, está sendo condicionada a, por isso é tratado como fixo em vez de aleatórioX
— Glen_b -Reinstate Monica

Respostas:


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  1. =∑(xi- ˉ x )β1xiE(∑(xi−x¯)β1xiSxx) porque tudo é constante. O resto é apenas álgebra. Evidentemente, você precisa mostrar∑(xi- ˉ x )xi=Sxx. Observar a definição deSxxe comparar os dois lados leva a suspeitar∑(xi- ˉ x ) ˉ x =0. Isso se segue facilmente da definição de ˉ x .∑(xi−x¯)β1xiSxx∑(xi−x¯)xi=SxxSxx∑(xi−x¯)x¯=0x¯

  2. =∑[(xi- ˉ x )2Vumar(∑(xEu-x¯)ϵSxx). Simplifica, usando a definição deSxx, para o resultado desejado.∑[(xEu-x¯)2Sxx2σ2]Sxx


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Para o segundo ponto, a variância, a equação deve ser: Var(∑(xEu-x¯)ϵSxx)=Vumar((x1-x¯)ϵ+(x2-x¯)ϵ+…+(xn-x¯)ϵSxx)=(∑Eun(xEu-x¯)2Sxx2)×σ2=SxxSxx2×σ2=σ2Sxx
— jrand

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@ jrand Sim, foi exatamente isso que escrevi (embora sua primeira igualdade não realize nada: é apenas uma maneira mais trabalhosa de escrever a soma). O ponto todo - e o que vale a pena lembrar - é que quando é uma variável aleatória com uma variação e λ é constante, V a r ( λ ε ) = λ 2 V a r ( ε ) . ελVumar(λε)λ2Vumar(ε)
— whuber

A menos que eu estou recebendo o errado notação, esta é uma afirmação falsa: . A quantidade no lado esquerdo é a soma dos quadrados e a outra é o quadrado da soma. ∑Eun(xEu)2=(∑EunxEu)2
— jrand

@ jrand Você está correto: há um erro tipográfico na minha resposta. Obrigado por apontar. Eu o reformatei para corrigir o erro e tornar a lógica mais clara.
— whuber
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