Test for strukturelle ændringer i investeringsadfærden

Relaterede dokumenter
Uddybende beregninger til Produktivitetskommissionen

Analysestrategi. Lektion 7 slides kompileret 27. oktober :24 p.1/17

Tema. Model og modelkontrol ( Fx. en normalfordelt obs. række m. kendt varians) Estimation af parametre. Fordeling. Hypotese og test. Teststørrelse.

Tema. Dagens tema: Indfør centrale statistiske begreber.

Hypotesetest. Altså vores formodning eller påstand om tingens tilstand. Alternativ hypotese (hvis vores påstand er forkert) H a : 0

3.600 kg og den gennemsnitlige fødselsvægt kg i stikprøven.

KAPITEL IV INVESTERINGSKRISE I DANMARK?

Nanostatistik: Opgavebesvarelser

Program: 1. Repetition: p-værdi 2. Simpel lineær regression. 1/19

Ralph Bøge Jensen 20. december Lønligningen. Resumé:

Konfidensintervaller og Hypotesetest

Økonometri: Lektion 2 Multipel Lineær Regression 1/27

MLR antagelserne. Antagelse MLR.1:(Lineære parametre) Den statistiske model for populationen kan skrives som

Dagens program. Praktisk information: Husk evalueringer af kurset

To samhørende variable

Løsninger til kapitel 14

Reminder: Hypotesetest for én parameter. Økonometri: Lektion 4. F -test Justeret R 2 Aymptotiske resultater. En god model

Tænk på a og b som to n 1 matricer. a 1 a 2 a n. For hvert i = 1,..., n har vi y i = x i β + u i.

Anvendt Statistik Lektion 4. Hypotesetest generelt Test for middelværdi Test for andele

Kvantitative Metoder 1 - Efterår Dagens program

I dag. Statistisk analyse af en enkelt stikprøve med kendt varians Sandsynlighedsregning og Statistik (SaSt) Eksempel: kobbertråd

Fokus på Forsyning. Datagrundlag og metode

Oversigt. 1 Gennemgående eksempel: Højde og vægt. 2 Korrelation. 3 Regressionsanalyse (kap 11) 4 Mindste kvadraters metode

Program. 1. Repetition 2. Fordeling af empirisk middelværdi og varians, t-fordeling, begreber vedr. estimation. 1/18

men nu er Z N((µ 1 µ 0 ) n/σ, 1)!! Forkaster hvis X 191 eller X 209 eller

Supplerende dokumentation af boligligningerne

Out-of-sample forecast samt reestimation af ADAMs lønligning

Simpel Lineær Regression: Model

Anvendt Statistik Lektion 8. Multipel Lineær Regression

PhD-kursus i Basal Biostatistik, efterår 2006 Dag 2, onsdag den 13. september 2006

2 -test. Fordelingen er særdeles kompleks at beskrive med matematiske formler. 2 -test blev opfundet af Pearson omkring år 1900.

Forelæsning 11: Kapitel 11: Regressionsanalyse

Økonometri: Lektion 4. Multipel Lineær Regression: F -test, justeret R 2 og aymptotiske resultater

Uge 43 I Teoretisk Statistik, 21. oktober Forudsigelser

Økonometri 1. Inferens i den lineære regressionsmodel 2. oktober Økonometri 1: F8 1

Anvendt Statistik Lektion 7. Simpel Lineær Regression

Økonometri 1. Den simple regressionsmodel 11. september Økonometri 1: F2

Kvantitative metoder 2

Anvendt Statistik Lektion 9. Variansanalyse (ANOVA)

Om hypoteseprøvning (1)

Program: 1. Repetition: fordeling af observatorer X, S 2 og t. 2. Konfidens-intervaller, hypotese test, type I og type II fejl, styrke.

Referencelaboratoriet for måling af emissioner til luften

Estimation af bilkøbsrelationen med nye indkomst- og formueudtryk

Den personlige skattepligtige indkomst

Anvendt Statistik Lektion 9. Variansanalyse (ANOVA)

Vejledende besvarelser til opgaver i kapitel 14

1 Ensidet variansanalyse(kvantitativt outcome) - sammenligning af flere grupper(kvalitativ

Estimation og konfidensintervaller

Normalfordelingen og Stikprøvefordelinger

Økonometri 1. Dagens program. Den simple regressionsmodel 15. september 2006

Center for Statistik. Multipel regression med laggede responser som forklarende variable

grupper(kvalitativ exposure) Variation indenfor og mellem grupper F-test for ingen effekt AnovaTabel Beregning af p-værdi i F-fordelingen

Dagens program. Praktisk information:

Den samlede model til estimation af lønpræmien er da givet ved:

Økonometri: Lektion 2 Multipel Lineær Regression 1/33

Rettevejledning til eksamen i Kvantitative metoder 1, 2. årsprøve 2. januar 2007

1 Hb SS Hb Sβ Hb SC = , (s = )

Hvad er danskernes gennemsnitshøjde? N = 10. X 1 = 169 cm. X 2 = 183 cm. X 3 = 171 cm. X 4 = 113 cm. X 5 = 174 cm

Susanne Ditlevsen Institut for Matematiske Fag susanne

Kapitel 12 Variansanalyse

Produktivitetsudviklingen Baggrundsnotat til kapitel II i Produktivitet 2017

Multipel Linear Regression. Repetition Partiel F-test Modelsøgning Logistisk Regression

Kvantitative metoder 2

a) Har måleresultaterne for de 2 laboranter samme varians? b) Tyder resultaterne på, at nogen af laboranterne måler med en systematisk fejl?

Kapitel 12 Variansanalyse

Kapitel 7 Forskelle mellem centraltendenser

02402 Løsning til testquiz02402f (Test VI)

Ovenstående figur viser et (lidt formindsket billede) af 25 svampekolonier på en petriskål i et afgrænset felt på 10x10 cm.

Simpel Lineær Regression

Regneregler for middelværdier M(X+Y) = M X +M Y. Spredning varians og standardafvigelse. 1 n VAR(X) Y = a + bx VAR(Y) = VAR(a+bX) = b²var(x)

Eksempel på logistisk vækst med TI-Nspire CAS

Kapitel 11 Lineær regression

Projekt 6.1 Rygtespredning - modellering af logistisk vækst

Normalfordelingen. Det centrale er gentagne målinger/observationer (en stikprøve), der kan beskrives ved den normale fordeling: 1 2πσ

Kvantitative Metoder 1 - Forår Dagens program

Vejledende besvarelse af eksamen i Statistik for biokemikere, blok

Produktivitetsudviklingen og arbejdsmarkedet

Økonometri: Lektion 7 Emne: Prædiktionsintervaller, RESET teset, proxy variable og manglende data.

Effekten af indvandring på indfødte danskeres løn og beskæftigelse

Module 4: Ensidig variansanalyse

Opgave 10.1, side 282 (for 6. og 7. ed. af lærerbogen se/løs opgave 9.1)

Økonometri Lektion 1 Simpel Lineær Regression 1/31

Module 12: Mere om variansanalyse

Appendiks Økonometrisk teori... II

Lineære normale modeller (4) udkast

Kursus Introduktion til Statistik. Forelæsning 7: Kapitel 7 og 8: Statistik for to gennemsnit, ( , ) Per Bruun Brockhoff

Afsnit E1 Konfidensinterval for middelværdi i normalfordeling med kendt standardafvigelse

Opgave 6. Opgave 7. Peter Harremoës Mat A eksamen med hjælpemidler 25. maj (x + a) 1 /2. dx = 42 løses ved hjælp af GeoGebra CAS: Ligningen 15

t-fordeling Boxplot af stikprøve (n=20) fra t(2)-fordeling Program ( ): 1. repetition: fordeling af observatorer X, S 2 og t.

Variabel indkomstelasticitet i boligefterspørgslen II

Normalfordelingen. Statistik og Sandsynlighedsregning 2

Kvantitative metoder 2

1 α K = A t, (SS1) n + g + δ eller: ln yt =lna t +

Kursusindhold: Produkt og marked - matematiske og statistiske metoder. Monte Carlo

Forelæsning 9: Inferens for andele (kapitel 10)

Modul 12: Regression og korrelation

Personlig stemmeafgivning

Reestimation af importrelationer

Vi kalder nu antal prøverør blandt de 20, hvor der ikke ses vækst for X.

1 Regressionsproblemet 2

Transkript:

d. 6.10.2016 De Økonomiske Råds Sekretariat Test for strukturelle ændringer i investeringsadfærden Dette notat redegør for de stabilitetstest af forskellige tidsserier vedrørende investeringsadfærden i fremstillings- og servicesektoren, der henvises til i afsnit IV.4 i Dansk Økonomi, efterår 2016. 1 Indledning I afsnit IV.4 i Dansk Økonomi, efterår 2016 er der undersøgt for strukturelle brud i forskellige tidsserier, der beskriver udviklingen i investeringer og kapitalapparat. I dette notat forklares den anvendte metode yderligere, og resultatet af de forskellige test uddybes. 2 Metoder til at teste for strukturelle brud Der findes forskellige måder at teste for strukturelle brud i en tidsserie på. I dette notat undersøges med formelle tidsseriemetoder, om der er statistisk belæg for at konkludere, at der har fundet strukturelle brud sted, og i så fald hvornår bruddene er sket. I alle tilfælde er det lagt til grund for testene, at den pågældende tidsserie, x t (der eksempelvis kan angive en investeringskvote eller væksten i K/L-forholdet), er bestemt ud fra en AR(1)-proces, dvs. at: (1) x t = δ + θ x t 1 + ε t hvor t = 1,2,, T angiver den betragtede periode. Parameteren θ bestemmer graden af tidspersistens i x t. For at x t skal være en stationær tidsserie, kræver det at 1 < θ < 1. Både θ og δ er med til at bestemme det niveau, x t bevæger sig omkring. Der gælder således, at den forventede værdi af x t på lang sigt er givet ved: (2) x = δ 1 θ Endelig angiver ε t et stokastisk fejlled, der antages at være normalfordelt. Strukturelleændringer.docx

I Bai og Perron (1998, 2003) er der præsenteret forskellige test til at bestemme, om der har forekommet et eller flere strukturelle brud i en given tidsserie, og i så fald hvornår dette er sket. Med testene undersøges, om parametrene δ og θ kan siges at være konstante over en given periode. Metoderne er implementeret i R-pakken strucchange. 1 Sekventielt F-test Med et sekventielt F-test kan det potentielt afgøres, hvor mange brud der er indtruffet over en periode, ligesom dette test kan give en indikation af, hvornår bruddet er indtruffet. Som start udføres et F-test, hvor nulhypotesen er ingen strukturelle brud, og alternativhypotesen er netop ét strukturelt brud. For ethvert år, T ', beregnes således en F-teststørrelse givet ved: (3) F= S samlet (S 1 +S 2 ) (S 1 +S 2 )/(T 4) hvor S samlet, S 1 og S 2 angiver summen af kvadrerede residualer for henholdsvis den samlede estimation og de to delestimationer (dvs. hvor ligning (1) estimeres separat for perioden t=1,2,,t henholdsvis t=t +1,T +2,,T. Når der divideres med T 4 skyldes det, at dette angiver antallet af frihedsgrader. Der er således i alt T observationer, og der estimeres to parametre for hver af de to delperioder. Jo højere værdien af F-testet er, desto mere sandsynligt er det, at der har fundet et brud sted i det givne år. Den højeste værdi af F-teststørrelserne angiver teststørrelsen for den samlede test. Denne skal holdes op mod en kritisk værdi. Såfremt testværdien overstiger denne kritiske værdi, kan nulhypotesen om ingen strukturelle brud forkastes. Såfremt dette sker, kan året hvor F-teststørrelserne når den højeste værdi, i det følgende benævnt T, tolkes som det mest sandsynlige brudtidspunkt. Dernæst kan metoden, i tilfældet hvor F-testet peger på et strukturelt brud, anvendes sekventielt til at teste, om der ser ud til at være flere brud. Det kan således på samme måde undersøges, om der lader til at være et brud over perioden t=1,2,,t og om der ser ud til at være et brud over perioden t=t +1,T +2,,T. Hvis nulhypotesen igen kan afvises, gentages proceduren med de nu fundne brud indtil nulhypotesen ikke længere kan afvises. På denne måde kan der sekventielt ledes efter brud, og metoden giver således både et bud på, hvor mange brud der har fundet sted, og hvornår disse i så fald har fundet sted. 1 Jf. dokumentationen der er tilgængelig på: https://cran.r-project.org/package=strucchange - 2 -

BIC-kriterie til at bestemme antallet af brud En alternativ metode til at bestemme antallet af strukturelle brud er at minimere den såkaldte BIC-kriteriefunktionen (Bayesian Information Criterion), givet ved: (4) BIC= 2 L +k ln(t) idet L angiver log-likelihood værdien (der er et mål for, hvor godt estimationen beskriver variationerne i de observerede tidsserier givet antagelsen om normalfordelte fejlled), og k angiver antallet af frihedsgrader. Denne er givet ved: k=2 (m+1)+m+1 idet m angiver antallet af brud. Med m brud estimeres således 2 (m+1) parametre, og hertil lægges m + 1. At m lægges til, skyldes at tidspunktet for bruddet er ukendt på forhånd, mens ettallet lægges til fordi fejlledenes varians også estimeres. Ligning (4) indeholder således en afvejning mellem hvor godt estimationen fitter data, og hvor mange brud der tillades. Bestemmelse af brudtidspunkter når antallet af brud kendes Såfremt antallet af brud kendes (eksempelvis som resultatet af at minimere BICkriteriet), kan brudtidspunkterne findes ved at minimere summen af kvadrerede residualer. Dette kan potentielt lede til andre brudtidspunkter, end det sekventielle F-test peger på. 3 Resultater For at illustrere resultatet af F-testet, er for vækstraten i K/L-forholdet illustreret F- testværdierne i de enkelte år i figur 1. For fremstillingssektoren er der ikke nogen tegn på et strukturelt brud. F-testværdierne er således for alle år under den kritiske værdi (angivet ved den røde linje). For servicesektoren er billedet et noget andet. For flere år omkring slutningen af 1980 erne og frem mod slutningen af 1990 erne er testværdien over den kritiske værdi, som det også er tilfældet et enkelt år i begyndelsen af 1980 erne. Dermed er der indikation af i hvert fald ét brud, og muligvis også flere. Teststørrelsen når den højeste værdi i 1994, som dermed kan tolkes som det mest sandsynlige tidspunkt for et brud. - 3 -

Figur 1 F-test, K/L-vækst: fremstilling (venstre) og tjenester (højre) NB: x-aksen angiver året for et brud, mens y-aksen angiver F-testværdien, jf. ligning (3). Den røde linje angiver den kritiske værdi for teststørrelsen Resultaterne af de sekventielle F-test samt resultatet af at minimere BIC-kriteriet er for nettoinvesteringer, væksten i K/L-forholdet og for K/Y-forholdet vist i tabel 1. For K/Yforholdet er kun vist resultatet for servicesektoren (da K/Y-forholdet i fremstillingssektoren har udvist en positiv tidstrend over den betragtede periode). Tabel 1 Nettoinvesteringskvote Vækst i K/L-forhold K/Y-forhold Fremstilling Service Fremstilling Service Service F-test, ét brud Intet brud Brud Intet brud Brud Intet brud F-test, - 1 brud - 1 brud - sekventielt BIC-kriterie Intet brud 1 brud Intet brud 1 brud Intet brud Såvel et sekventielt F-test som minimering af BIC-kriteriet peger altså på, at der har fundet et brud sted i tidsserien for nettoinvesteringskvoten og for væksten i K/Lforholdet i servicesektoren, mens der ikke er indikationer af brud for fremstillingssektoren eller for udviklingen i K/Y-forholdet i servicesektoren. I de fem tilfælde giver det sekventielle F-test og minimering af BIC-kriteriet altså det samme bud på antallet af strukturelle brud. Givet at der findes ét brud i hver af de to tidsserier for servicesektoren, kan tidspunkterne for bruddene som nævnt findes ved at minimere de kvadrerede residualer. R-pakken strucchange indeholder en metode til dette, der samtidig giver mulighed for at danne et konfidensinterval for brudtidspunktet. Resultatet er vist i tabel 2. Tabel 2 Nedre grænse Brudtidspunkt Øvre grænse Nettoinvesteringer 2007 2008 2009 Vækst i K/L 1990 1994 1998-4 -

For at illustrere betydningen af de brud, som tabel 2 peger på, er for servicesektoren estimeret ligning (1) for nettoinvesteringerne dels over perioden 1970-2008 og dels for perioden 2009-15. Tilsvarende er ligning (1) estimeret for delperioderne 1970-94 og 1995-2015 for væksten i K/L-forholdet. De resulterende parameterestimater er vist i tabel 3 i appendiks. De resulterende gennemsnitlige værdier er vist i figur 2. Denne peger på, at bruddet omkring henholdsvis 2008 og 1994 er karakteriseret ved lavere gennemsnitlige værdier i den senere periode. Figur 2 Nettoinvesteringer Vækst i K/L-forhold Pct. 12 10 8 6 4 2 0-2 Faktisk Estimeret gennemsnit 1970 1980 1990 2000 2010 NB: Figurerne viser de faktiske tidsserier sammen med de estimerede gennemsnitsværdier, der kan Pct. 8 beregnes på baggrund af ligning (2) og tabel 3 i appendiks. 6 4 2 0-2 -4 Faktisk Estimeret gennemsnit 1970 1980 1990 2000 2010 4 Opsummering I notatet er vist resultaterne af forskellige test for strukturelle brud i udviklingen i nettoinvesteringer og væksten i K/L-forholdet i fremstillings- og servicesektoren såvel som for udviklingen i K/Y-forholdet i servicesektoren. Testene peger på et strukturelt brud i nettoinvesteringskvoten omkring 2008, og et brud i væksten i K/L-forholdet i midten af 1990 erne. Litteratur: Bai, J. og P. Perron (1998): Estimating and Testing Linear Models with Multiple Structural Changes, Econometrica Vol 66, No. 1. Bai, J. og P. Perron (2003): Computation and Analysis of Multiple Structural Change Models, Journal of Applied Econometrics Vol 18-5 -

Appendiks: Estimationsresultater omkring brudår Tabel 3 Nettoinvesteringer, 1970-2008 Nettoinvesteringer, 2009-15 Vækst i K/L-forhold, 1970-1994 Vækst i K/L-forhold, 1995-2015 Estimat for δ Estimat for θ 1,682 0,702-0,382 0,060 2,881 0,215 0,171 0,053-6 -