【计量经济学（八）】 含有定性信息的多元回归分析

定性信息

虚拟变量/哑变量

$wage=\beta_0+\delta_0 female+\beta_1 educ+u$

虚拟变量：$female$：

$female = \begin{cases} 1 , if \ the\ person\ is\ female \\ 0 , if \ the\ person\ is\ male \end{cases}$

$\delta_0$的含义：给定同等受教育程度，女性和男性在小时工资上的差异。

$\delta_0=E(wage|female=1)-E(wage|female=0)$

$\delta_0$排除了受教育年限的影响，比如有人辩解称男女薪资差异来源于受教育年限，但$\delta_0$表明即使控制了受教育年限，男女薪资依然存在差异。

虚拟变量陷阱（$Dummyvaribletrap$）

不能写成如下方程：

$wage=\beta_0+\delta_0 female+\lambda_0 male +\beta_1 educ+u$

因为在这种情况下：

$female+male=1$

而$\beta_0$对应的变量值为1，故具有严格的线性关系，此时回归方程误解。

一种少用但可行的改写方式：

$wage=\delta_0 female+\lambda_0 male +\beta_1 educ+u$

此时方程有解，但回归系数的含义不好解释，故很少使用。

多类别虚拟变量

$\hat{log(wage)}=0.321-0.110female+0.213married-0.301female*married+...$

其本质是多个虚拟变量的变形。

多个虚拟变量

四组人：已婚男性、已婚女性、单身男性和单身女性，如果以单身男性为基准组，则其余三个变量的系数都是衡量与单身男性相比的结果。

序数信息变量

数字的大小只起到排序的作用，其绝对差值没有实际意义。如信用评级、排名…

处理方法，对$n$个等级，设置$n-1$个虚拟变量。则$\delta_i$表示与等级为$i$的变量与基准组相比，在$y$上的差异。

例：

$MBR=\beta_0+\beta_1 CR+其他因素$

$MBR=\beta_0+\delta_1 CR_1+\delta_2 CR_2+\delta_3 CR_3+\delta_4 CR_4+其他因素$

虚拟变量的交互作用

$log(wage)=\beta_0+\delta_0 female+ \beta_1educ+\delta_1 female*educ+u$

代入女性$female=1$：

$log(wage)=\beta_0+\delta_0+(\beta_1+ \delta_1) educ+u$

代入男性$female=0$：

$log(wage)=\beta_0=\beta_1 educ +u$

所以：

$\beta_0 :男性截距项 \\\beta_1 :男性教育对工资的影响 \\\beta_0+\delta_0 :女性的截距项 \\\beta_1+\delta_1 :女性教育对工资的影响$

如何检验教育水平对男女工资影响相同？即检验 $\delta_1=0$

如何检验男女工资方程相同？即检验 $\delta_0=0,\delta_1=0$

检验不同组（如男女）之间回归模型的差别

假设有一个影响因素$X$，如何检验$X$对男女的影响是否一致？

在回归方程中加入：

$\beta_1 X+\delta_1 female*X$

则$X$对男性影响为$\beta_1$，对女性影响为$\beta_1+\delta_1$

注意，截距项也应改为$\beta_0+\delta_0 female$，因为截距项可以理解为恒为1的一个自变量，故也要考虑性别因素。

检验回归模型是否完全无差别需要检验：

$H_0: \delta_0=0,\delta_1=1,...,\delta_k=k,$

此时使用$F$检验。

二值因变量：线性概率模型

因变量$y$只能取0或1

$y=\beta_0+\beta_1x_1+...+\beta_k x_k +u$

$E(y|x)=\beta_0+\beta_1x_1+...+\beta_k x_k$

因为$y$是离散的，只能取0或1，故：

$E(y|X)=1*P(y=1|x)+0*P(y=0|x)=P(y=1|x)$

故称为线性概率模型（$LPM$）$(Linear\ probability\ model)$

$\beta_j=\frac{\partial P(y=1|x)}{\partial x_j}$

当$y$是一个二值变量时，其以$X$为条件的方差为：

$Var(y|X)=p(X)[1-p(X)]$

其中$p(X)$为成功的概率，即：

$p(X)=\beta_0+\beta_1x_1+...+\beta_k x_k$