Главная Тесты Условная дисперсия формула. Смотреть страницы где упоминается термин условные дисперсии. Математические ожидания и дисперсия

Условная дисперсия формула. Смотреть страницы где упоминается термин условные дисперсии. Математические ожидания и дисперсия

Распределение одной сл\в, входящей в систему, найденное при условии, что другая сл\в приняла определенное значение, называется условным законом распределения .

Усл закон распр можно задавать как функцией распределения так и плотностью распределения.

Усл плотность распределения вычисляется по формулам:

; . Усл плотность распр обладает всеми св-ми плотности распределения одной сл\в.

Условным м\о искретной сл\в Y при X = x (х – определенное возможное значение Х) называется произведение всех возможных значений Y на их условные вероятности.

Для непрерывных сл\в: , где f(y/x) – усл плотность сл\в Y при X=x.

Усл м\о M(Y/x)=f(x) является функцией от х и называется функцией регрессии Х на Y.

Пример . Найти условное математическое ожидание составляющей Y при X= x1=1 для дискретной двумерной сл\в, заданной таблицей:

Y	X
x1=1	x2=3	x3=4	x4=8
y1=3	0,15	0,06	0,25	0,04
y2=6	0,30	0,10	0,03	0,07

Аналогично определяются усл дисперсия и условные моменты системы сл\в.

28. Неравенство Маркова (лемма Чебышева) с док-вом для дискретной сл\величины. Пример.

Теорема. Если сл\в Х принимет только неотриц знач и имеет мат\о, то для любого положительного числа А верно неравенство: . Доказательство для дискретной сл\в Х: Расположим значения дискр сл\в Х в порядке возрастания, из кот часть значений будет не больше числаА, а др часть будут больше А, т.е

Запишем выражение для м\о M(X): , где

- в-ти т\ч сл\в Х примет значения . Отбрасывая первые k неотрицательных слагаемых получим: . Заменяя в этом неравенстве значения меньшим числом, получим неравенство: или . Сумма в-тей в левой части представляет сумму в-ей событий , т.е в-ть соб Х>А. Поэтому . Т.к события и противоположные, то заменяя выражением , придём к др форме неравенства Маркова: . Неравенство Маркова применимо к любым неотрицательным сл\в.

29. Неравенство Чебышева для средней арифметической сл\в. Теорема Чебышева с док-м и её значение и пример.

Теорема Чебышева(ср.арифм). Если дисперсии n независимых сл\в ограничены 1 и той же постоянной, то при неограниченном увеличении числа n ср арифметическая сл\величин сходится по в-ти к средней арифм их м\ожиданий , т.е или *(над стрелкой Ро- R)

Докажем ф-лу и выясним смысл формулировки «сходимость по в-ти». По условию , , где С - постоянное число. Получим неравенство Чебышева в форме () для ср арифм сл\в, те для . Найдём м\о M(X) и оценку дисперсии D(X) : ;

(здесь использованы свойства м\о и дисперсии и т\ч сл\в независимы, а след-но, дисперсия их суммы = сумме дисперсий)

Запишем неравенство для сл\в :

30. Теорема Чебышева с выводом и его частные случаи для сл\в, распределённой по биномиальному закону, и для частности события.

Неравенство Чебышева. Теорема . Для люб сл\в имеющей м\о и дисперсию, справедливо неравенство Чебышева: , где .

Применим неравенство Маркова в форме к сл\в , взяв в кач + числа . Получим: . Т.к неравенство равносильно неравенству , а есть дисперсия сл\в Х, то из неравенства получаем доказываемое . Учитывая, что события и противоположны, неравенство Чебышева можно записать и в форме: . Неравенство Чебышева применимо для любых сл\в. В форме оно устанавливает верхнюю границу, а в форме - нижнюю границу в-ти рассм-го события.

Запишем неравенство Чебышева в форме для некоторых сл\в:

А) для сл\в Х=m , имеющей биноминальный закон распр с м\о a=M(X)=np и дисперсией D(X)=npq.

;

Б) для частности m\n события в n независимых испытаниях, в каждом из кот оно может произойти с 1 и той же в-тью ; и имеющей дисперсию : .

31. Закон больших чисел. Теорема Бернулли с док-м и её значение. Пример.

К законам больших чисел относятся т Чебышева (наиболее общий случай) и т Бернулли (простейший случай)

Теорема Бернулли Пусть производится n независимых испытаний, в каждом из которых в-ть появления события А равно р. Возможно определить примерно относительную частоту появления события А.

Теорема . Если в каждом из n независимых испытаний в-ть р появления события А постоянно, то сколь угодно близка к 1 в-ть т\ч отклонение относительной частоты от в-ти р по абсолютной величине будет сколь угодно малым, если число испытаний р достаточно велико.

m – число появлений события А . Из всего сказанного выше не следует, что с увеличением число испытаний относительная частота неуклонно стремится к в-ти р , т.е. . В теореме имеется в виду только в-ть приближения относительной частоты к в-ти появления события А в каждом испытании.

В случае, если вероятности появления события А в каждом опыте различны, то справедлива следующая теорема, известная как теорема Пуассона. Теорема . Если производится п независимых опытов и вероятность появления события А в каждом опыте равна рi, то при увеличении п частота события А сходится по вероятности к среднему арифметическому вероятностей рi.

32. Вариационный ряд, его разновидности. Средняя арифметическая и дисперсия ряда. Упрощённый способ их расчёта.

Генеральная и выборочные совокупности. Принцип образования выборки. Собственно-случайная выборка с повторным и бесповторным отбором членов. Репрезентативная выборка. Основная задача выборочного ряда.

34. Понятие об оценке параметров генеральной совокупности. Свойства оценок: несмещенность, состоятельность, эффективность.

35. Оценка генеральной доли по собственно – случайной выборке. Несмещённость и состоятельность выборочной доли.

36. Оценка генеральной средней по собственно – случайной выборке. Несмещённость и состоятельность выборочной средней.

37. Оценка генеральной дисперсии по собственно – случайной выборке. Смещённость выборочной дисперсии (без вывода).

- (ARCH AutoRegressive Conditional Heteroskedastiсity) применяемая в эконометрике модель для анализа временных рядов (в первую очередь финансовых) у которых условная (по прошлым значениям ряда) дисперсия ряда зависит от прошлых значений … Википедия

Корреляция в математической статистике, вероятностная или статистическая зависимость, не имеющая, вообще говоря, строго функционального характера. В отличие от функциональной, корреляционная зависимость возникает тогда, когда один из признаков… …

I Корреляция (от позднелат. correlatio соотношение) термин, применяемый в различных областях науки и техники для обозначения взаимозависимости, взаимного соответствия, соотношения понятий, предприятий, предметов, функций. См. также… … Большая советская энциклопедия

Характеристика зависимости между случайными величинами. . Именно, К. о. случайной величины Yпо случайной величине Xназывается выражение где дисперсия условная дисперсия У при данном X, характеризующая рассеяние Y около условного математич.… … Математическая энциклопедия

Зависимость между случайными величинами, не имеющая, вообще говоря, строго функционального характера. В отличие от функциональной зависимости К., как правило, рассматривается тогда, когда одна из величин зависит не только от данной другой, но и… … Математическая энциклопедия

Метод статистических испытаний, численный метод, основанный на моделировании случайных величин и построении статистич. оценок для искомых величин. Принято считать, что М. К. м. возник в 1949 (см. ), когда в связи с работами по созданию атомных … Математическая энциклопедия

ГОСТ 15895-77: Статистические методы управления качеством продукции. Термины и определения - Терминология ГОСТ 15895 77: Статистические методы управления качеством продукции. Термины и определения оригинал документа: 2.30. k я порядковая статистика x(k) Определения термина из разных документов: k я порядковая статистика 2.44.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Раздел математики, в к ром строят и изучают матем. модели случайных явлении. Случайность присуща в той или иной степени подавляющему большинству протекающих в природе процессов. Обычно она присутствует там, где существ. влияние на ход процесса… … Физическая энциклопедия

Распределение вероятностей случайной величины Х п, принимающей целые неотрицательные значения k, в соответствии с формулой где целые параметры, или эквивалентной формулой где целое n>0, действительные 0<р<1, q=1 р,g>0 параметры.… … Математическая энциклопедия

- (R квадрат) это доля дисперсии зависимой переменной, объясняемая рассматриваемой моделью зависимости, то есть объясняющими переменными. Более точно это единица минус доля необъяснённой дисперсии (дисперсии случайной ошибки модели, или условной… … Википедия

Математическая наука, позволяющая по вероятностям одних случайных событий находить вероятности других случайных событий, связанных каким либо образом с первыми. Утверждение о том, что какое либо событие наступает с Вероятностью,… … Большая советская энциклопедия

Книги

Вероятность. Примеры и задачи , А. Шень. На примерах излагаются первые понятия теории вероятностей (вероятность события, правила подсчёта вероятностей, условная вероятность, независимость событий, случайная величина, математическое…

ARCH-модель Определение 1: Условной дисперсией называется дисперсия случайной переменной, обусловленная информацией о других случайных переменных, то есть дисперсия, найденная при условии наличия знаний о дисперсии в предыдущие моменты времени σt 2= D(εt |εt-1, εt-2…). Определение 2: ARCH-модель первого порядка имеет вид: , (1) где - остатки, полученные после предварительной оценки какой-либо модели. Здесь дисперсия в момент времени t зависит от квадрата ошибок в момент (t-1), то есть условная дисперсия σt 2 является AR-процессом квадрата ошибок модели. ARCH-модель (q) (порядок авторегрессии дисперсии – q) имеет вид: (2) здесь условная дисперсия представлена как линейная функция квадратов прошлых ошибок в моменты времени t-1, t-2, …, t-q ARпроцесс временных рядов – процесс авторегрессии, когда текущие значения ряда линейно зависят от предыдущих значений. 1

Моделировать дисперсию можно лишь после того, как из данных убрали среднюю величину, поэтому полная модель ARCH(q) имеет вид: (3) Здесь первое уравнение является AR-процессом р-ого порядка, а во втором уравнении моделируется условная дисперсия как линейная функция от q квадратов прошлых значений ошибок (εt-q), полученных после оценки первого уравнения. Условие «положительности» дисперсии: β 0>0, β 1≥ 0, β 2≥ 0, …, βq≥ 0. Смысл ARCH-модели: если абсолютная величина остатков модели εt первого уравнения (3) является большой, то это приведет к повышению условной дисперсии в последующие периоды (второе уравнение (3)), наоборот если остатки близки к нулю, то это приведет к снижению условной дисперсии. Это проявляется свойство, называемое кластеризацией волатильности, которую как раз и позволяет измерить ARCH-модель. Эффект кластеризации волатильности 2 впервые было отмечено Манделбротом (1963 г.)

Алгоритм определения наличия ARCH-эффектов. 1. необходимо построить AR-модель ряда xt с ошибкой εt согласно первому уравнению из (3); 2. определить остатки как оценки εt ; 3. построить линейную регрессию квадрата ошибок в момент времени t на квадрат остатков модели после моделирования АР: ; 4. протестировать коэффициент λ на отсутствие значимости с помощью теста Стьюдента, теста Фишера, χ2 теста, принимая за нулевую гипотезу: H 0: λ 1=0. Соответственно за альтернативную гипотезу H 1: λ 1≠ 0. 5. Если λ 1 значимо отличается от 0, то модель можно специфицировать как ARCH-модель первого порядка (ARCH (1)). 3

Общая схема тестирования модели на ARCH-эффекты: 1. 2. Проводится оценка модели (например, AR-модели, СС-модели, АРССмодели или простой регрессии по времени); на основе знания ошибок модели (– расчётное значение модели, построенной в пункте 1)), оценивается модель: Здесь модель тестируется на ARCH-эффекты p-го порядка. 3. для оценённой модели рассчитывается коэффициент детерминации R 2, отвечающий за качество подгонки модели; 4. формируются гипотезы (нулевая и альтернативная): , ; 5. определяется значение статистики χ2 расч =TR 2, где Т – объём выборки ряда, R 2 – коэффициент детерминации; 6. сравнивается χ2 расч с χ2 табл, определённым для степеней свободы p (p – число временных лагов в модели ARCH(p)) 7. если χ2 расч > χ2 табл, то H 0 отклоняется, и считается, что ARCH-модель существенна на заданном уровне значимости и её порядок равен p. 4

GARCH-модель Определение 3: GARCH-модель – модель с обобщённой авторегрессией условной гетероскедастичности. GARCH (p, q) имеет в отличие от ARCH-модели два порядка и в общем виде записывается: (4) где αi и βj >0 (i=1, 2, …, p; j=1, 2, …, q) иначе дисперсия была бы меньше нуля. GARCH- модель показывает, что текущее значение условной дисперсии является функцией от константы – p-го значения квадратов остатков из уравнения условной средней (или любого другого уравнения) и q-го значения предыдущей условной дисперсии (то есть АR-процесс q-го порядка от условной дисперсии). Наиболее популярной для предсказания изменчивости доходности финансовых активов является модель GARCH(1, 1): (5). 5

Волатильность GARCH Волатильность (изменчивость) не является постоянным процессом, и может изменяться во времени. Если известна точная модель описания процесса, изменяющегося во времени, то для нахождения годовой волатильности этого процесса нужно определить квадратный корень из условной дисперсии и умножить модель на, где N – количество наблюдений в год. Полученная мера волатильности будет изменяться во времени, т. е. текущая волатильность будет определяться как функция от прошлой волатильности. Для предсказания волатильности при помощи GARCH-модели, можно использовать следующую рекурсивную модель: (6) (7) Здесь εt 2 - величина, неизвестная в будущем, которая при выполнении прогноза заменяется условной оценкой дисперсии σt. Таким образом, формула (7) позволяет предсказывать σt 2 в момент времени (t+1), затем σt 2 в момент времени (t+2) и т. д. При этом, например, σt+2 рассчитывается как условная дисперсия при условии известности значений y 1, y 2, …, yt и прогноза yt+1. Результат каждого расчёта является предсказанием условной дисперсии на j периодов вперёд. 6

Оценка моделей ARCH и GARCH процессы имеют, как правило, островершинное безусловное распределение. Так эксцессы (момент четвертого порядка) для модели ARCH (1), представленной уравнением (1), и GARCH (1; 1), представленной уравнением (5), соответственно равны и. Коэффициенты асимметрии (моменты третьего порядка) для моделей волатильности равны нулю. Несмотря на это стандартным методом оценки моделей является метод максимального правдоподобия, основывающийся на нормальном распределении. При этом оценки моделей будут состоятельными, но асимптотически неэффективными (неэффективные в пределе при увеличении числа степеней свободы). Отметим, что наличие высоких куртозисов ARCH-процессов хорошо согласуется с поведением многих финансовых показателей, имеющих толстые хвосты в распределении. 7

Оценка моделей ARCH и GARCH Рассмотрим условное математическое ожидание в момент времени t: , Отсюда ошибка определяется как: . Предположим, что, где - условная дисперсия, а z – распределена по стандартизированному нормальному закону, то есть z ~ N(0, 1). Тогда εt ~ N(0,), где для ARCH-модели: ; а для GARCH-модели: + В итоге для ARCH-модели мы имеем m+1+p+1 неизвестных параметров, а для GARCH-модели m+1+p+1+q параметров, подлежащих оцениванию. Оценка параметров производится методом максимального правдоподобия. 8

Проверка адекватности GARCH/ARCH моделей. Качество подгонки GARCH/ARCH модели под исходные данные можно контролировать на основе близости к единице индекса детерминации (R 2) или скорректированного на число степеней свободы индекса детерминации (R 2 Adjusted). или, здесь n – общее число наблюдений временного ряда, k – число степеней свободы модели (для GARCH k=p+q, для ARCH k=p), – остаточная или объясненная моделью дисперсия, – общая дисперсия. Для проверки достоверности оценок модели необходимо проанализировать стандартизованные остатки έ/σ, где σ – условное среднеквадратическое отклонение, рассчитанное по модели GARCH/ARCH, а έ - остатки в уравнении условного математического ожидания (первоначального уравнения). Если модель GARCH/ARCH достаточно хорошо описана, то стандартизованные остатки являются независимыми одинаково распределенными случайными величинами с нулевым математическим ожиданием и единичным средним квадратичным отклонением. 9

Идентификация модели GARCH I этап: Расчет критерия Люнга-Бокса (LB). Рассчитывается LB статистика на основе предварительного расчета k коэффициентов автокорреляции по Т наблюдениям (ρk), с последующим возведением их в квадрат: (8) где m – максимальный лаг коэффициентов автокорреляции, Т – длина временного ряда. Выдвигается гипотеза о незначимости m лагов в исходной модели авторегрессии. Сравнивают расчетное значение LB с критическим значением χ2, определенным для степени свободы v=т. Если LBрасчетное > χ2 , то гипотезу о незначимости m лагов в исходной модели авторегрессии отклоняют на заданном уровне значимости α. II этап: Расчет критерия Люнга-Бокса по стандартизованным остаткам. Рассчитывают коэффициенты автокорреляции по стандартизованным остаткам с последующим возведением их в квадрат: (9) где m – максимальный лаг автокорреляции стандартизованных остатков. Выдвигается гипотеза о несущественности порядков p и q GARCH модели. LBрассчетное сравнивают с χ2 табл, определенным для степени свободы v 1=m-p-q, где т – общее число наблюдений, p и q – порядки GARCH модели. Если LBрассчетное

Идентификация модели GARCH на основе анализа коррелограмм 1. После оценивания математического ожидания ряда данных (на основе АРПСС моделей, выделения компонент временного ряда или обычной регрессии) получают остаточную компоненту. 2. Стандартизируют полученные остатки. 3. Строят коррелограммы АКФ и ЧАКФ на стандартизированных остатках. 4. Определяют количество лагов для коэффициентов АКФ и ЧАКФ, выходящих за границы белого шума. Полученное число является порядком ARCH-модели. Селекцию моделей ARCH и GARCH проводят исходв из минимума информационных критериев Акайке, Шварца и Ханена-Квина. 11

Поскольку h 2t – условная дисперсия, ее значение в любой момент времени должно быть сугубо положительно. Отрицательная дисперсия бессмысленна. Для того чтобы быть уверенными, что результат получен при положительной условной дисперсии, обычно вводят условие неотрицательности коэффициентов регрессии. Например, для модели ARCH (х) все коэффициенты должны быть неотрицательными: аi > 0 для любых і = 0,1, 2, ..., q. Можно показать, что это достаточное, но не необходимое условие неотрицательности условной дисперсии.

Модели ARCH оказали серьезное влияние на развитие аппарата анализа временных рядов. Однако модель ARCH в первоначальном виде редко используется в последнее время. Это связано с тем, что при применении этих моделей возникает ряд проблем.

Некоторых из этих проблем можно избежать при помощи модели GARCH, которая представляет собой естественную модификацию модели ARCH. В отличие от модели ARCH модели GARCH широко используются на практике.

Для того чтобы определить, являются ли ошибки в модели условно гетероскедастичными, можно провести следующую процедуру.

Модель GARCH

Модель GARCH была предложена T. Боллерслевом [Bollerslev (1986)]. В этой модели предполагается, что условная дисперсия будет зависеть также от собственных лагов. Простейшая форма модели GARCH выглядит следующим образом:

Это модель вида GARCH (1, 1) (поскольку используют первые лаги и 2 и Of). Заметим, что модель GARCH может быть представлена в виде модели ARMA для условной дисперсии. Для того чтобы убедиться в этом, проведем следующие математические преобразования:

Последнее уравнение есть не что иное, как процесс ARMA (1,1) для квадрата ошибок.

В чем именно состоит преимущество моделей GARCH перед моделями ARCH? Основное преимущество моделей GARCH заключается в том, что для спецификации моделей GARCH требуется меньше параметров. Следовательно, модель в большей степени будет удовлетворять условиям неотрицательности.

Рассмотрим условную дисперсию модели GARCH (1, 1):

Для τ = 1 условной дисперсии будет выполняться уравнение

Перепишем условную дисперсию в виде

Для τ = 2 соответственно будет выполняться уравнение

Следовательно, условную дисперсию можно представить в виде

Она в свою очередь равна

В итоге получим уравнение

Первая скобка в этом уравнении – концстанта, причем при бесконечно большой выборке β“ будет стремиться к нулю. Следовательно, модель GARCH (1, 1) может быть представлена в виде

Последнее уравнение есть не что иное, как модель ARMA. Таким образом, модель GARCH (1,1), содержащая только три параметра в уравнении условной дисперсии, учитывает влияние на условную дисперсию бесконечно большого количества квадратов ошибок.

Модель GARCH (1, 1) может быть расширена до модели GARCH (р, q):

(8.17)

Необходимо отметить, что на практике возможностей модели GARCH (1,1), как правило, хватает, и не всегда целесообразно пользоваться моделями GARCH более высоких порядков.

Несмотря на то, что условная дисперсия модели GARCH изменяется со временем, безусловная дисперсия будет постоянной при a1 + β < 1:

В случае если a1 + β > 1, безусловная дисперсия не будет определена. Этот случай называется "нестационарностью дисперсии". В случае если "j +β = 1, модель будет называтьсяIGARCH. Нестационарность дисперсии не имеет строгой мотивации существования. Более того, модели GARCH, которых коэффициенты привели к нестационарности дисперсии, могут иметь некоторые более нежелательные свойства. Одним из них является невозможность сделать прогноз дисперсии исходя из модели. Для стационарных моделей GARCH прогнозы условной дисперсии сходились в долгосрочное среднее значение дисперсий. Для процесса IGARCH такой сходимости не будет. Прогноз условной дисперсии равняется бесконечности.

More meanings of this word and English-Russian, Russian-English translations for the word «УСЛОВНАЯ ДИСПЕРСИЯ» in dictionaries.

Copyright © 2010-2020 сайт, AllDic.ru. Англо-русский словарь Онлайн. Бесплатные русско-английские словари и энциклопедия, транскрипция и переводы английских слов и текста на русский.
Free online English dictionaries and words translations with transcription, electronic English-Russian vocabularies, encyclopedia, Russian-English handbooks and translation, thesaurus.