系列の記憶 ラグ h h h の自己相関は、系列を h h h ステップずらした自分自身との相関で、ρ ( h ) = γ ( h ) / γ ( 0 ) \rho(h)=\gamma(h)/\gamma(0) ρ ( h ) = γ ( h ) / γ ( 0 ) です。標本版は平均からの偏差の積を足し、偏差の二乗の総和で割ります。観測数 T T T の純粋なノイズでは、標本自己相関はおよそ標準偏差 1 / T 1/\sqrt{T} 1/ T の正規分布に従うので、± 1.96 / T \pm1.96/\sqrt{T} ± 1.96/ T の外にある棒は5%水準で珍しいといえます。日次の株式リターンにはほとんど自己相関がなく、だから単純なリターン予測ルールは失敗します。ところがその二乗には自己相関があります。大きな動きの後には大きな動きが続き、これがボラティリティ・クラスタリングの特徴です。
ρ ^ ( h ) = ∑ t = 1 T − h ( x t − x ˉ ) ( x t + h − x ˉ ) ∑ t = 1 T ( x t − x ˉ ) 2 , ± 1.96 T , ρ ( h ) = φ h \hat\rho(h)=\frac{\sum_{t=1}^{T-h}(x_t-\bar x)(x_{t+h}-\bar x)}{\sum_{t=1}^{T}(x_t-\bar x)^{2}},\qquad \pm\frac{1.96}{\sqrt{T}},\qquad \rho(h)=\varphi^{h} ρ ^ ( h ) = ∑ t = 1 T ( x t − x ˉ ) 2 ∑ t = 1 T − h ( x t − x ˉ ) ( x t + h − x ˉ ) , ± T 1.96 , ρ ( h ) = φ h (1) ラグ h h h の偏自己相関は、間のラグの影響を取り除いた後の x t x_t x t と x t + h x_{t+h} x t + h の相関です。この2つの図でモデルを同定します。p p p 次の自己回帰では ACF が徐々に減衰し、PACF はラグ p p p の後でゼロになります。q q q 次の移動平均はその鏡像で、ACF がラグ q q q の後でゼロになり、PACF が減衰します。当てはめた後は、Ljung-Box 統計量 Q = T ( T + 2 ) ∑ k = 1 m ρ ^ ( k ) 2 / ( T − k ) Q=T(T+2)\sum_{k=1}^{m}\hat\rho(k)^{2}/(T-k) Q = T ( T + 2 ) ∑ k = 1 m ρ ^ ( k ) 2 / ( T − k ) が残差の最初の m m m 個の自己相関をまとめて検定します。有意でなければ、モデルは記憶を捉えています。
係数0.6のAR(1) x t = 0.6 x t − 1 + ε t x_t=0.6\,x_{t-1}+\varepsilon_t x t = 0.6 x t − 1 + ε t では自己相関は
ρ ( 1 ) = 0.6 \rho(1)=0.6 ρ ( 1 ) = 0.6 、
ρ ( 2 ) = 0.36 \rho(2)=0.36 ρ ( 2 ) = 0.36 、
ρ ( 3 ) = 0.216 \rho(3)=0.216 ρ ( 3 ) = 0.216 と等比的に減衰し、完全にはゼロになりません。偏自己相関はラグ1で
0.6 0.6 0.6 、それ以降は
0 0 0 です。ラグ1を考慮すると古いラグは何も加えないからです。
T = 400 T=400 T = 400 のとき帯は
± 1.96 / 400 = ± 0.098 \pm1.96/\sqrt{400}=\pm0.098 ± 1.96/ 400 = ± 0.098 なので、最初の4ラグは目立ち、それ以降は帯の中に入ります。
AR(p) :ACFは減衰し、PACFはラグ p p p の後でゼロになる。MA(q) :ACFはラグ q q q の後でゼロになり、PACFは減衰する。ホワイトノイズ :各自己相関は約95%の確率で ± 1.96 / T \pm1.96/\sqrt{T} ± 1.96/ T の内側に収まる。ラボ:採点される内容 95%帯 15点 標本自己相関 15点 AR(1)の自己相関 15点 図を読む 15点 用語を結び付ける 15点 モデルを同定する 10点 リターンとリターンの二乗 15点