σμimplied vol · KKmax(S−K,0)udβρᵢⱼfat tailsPnL · drawdownyield · TdSₜ = μSₜ dt + σSₜ dWₜC = S·N(d₁) − K·e⁻ʳᵀ·N(d₂)σₚ² = wᵀΣwd₁ = [ln(S/K) + (r + σ²⁄2)T] ⁄ σ√T∂V/∂t + ½σ²S²·∂²V/∂S² + rS·∂V/∂S − rV = 0Sharpe = (Rₚ − R_f) ⁄ σₚVaR₉₉ = μ − 2.33σρ = Cov(X,Y) ⁄ σₓσᵧE[Rₚ] = Σ wᵢ·E[Rᵢ]φ(x) = e^(−x²/2) ⁄ √2πE[Rᵢ] = R_f + βᵢ(E[Rₘ] − R_f)dXₜ = θ(μ − Xₜ)dt + σ dWₜσ²ₜ = ω + α·ε²ₜ₋₁ + β·σ²ₜ₋₁C − P = S − K·e⁻ʳᵀΔ = ∂V/∂S Γ = ∂²V/∂S²p = (e^(rΔt) − d) ⁄ (u − d)rₜ = ln(Pₜ ⁄ Pₜ₋₁)E[Xₜ₊₁ | ℱₜ] = Xₜf* = (bp − q) ⁄ bz = (x − μ) ⁄ σP(N=k) = λᵏe^(−λ) ⁄ k!Θ = −∂V/∂Tν = S·φ(d₁)·√Tmin wᵀΣw s.t. wᵀμ = μ*∫Σ∂∞λ
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σμimplied vol · KKmax(S−K,0)udβρᵢⱼfat tailsPnL · drawdownyield · TdSₜ = μSₜ dt + σSₜ dWₜC = S·N(d₁) − K·e⁻ʳᵀ·N(d₂)σₚ² = wᵀΣwd₁ = [ln(S/K) + (r + σ²⁄2)T] ⁄ σ√T∂V/∂t + ½σ²S²·∂²V/∂S² + rS·∂V/∂S − rV = 0Sharpe = (Rₚ − R_f) ⁄ σₚVaR₉₉ = μ − 2.33σρ = Cov(X,Y) ⁄ σₓσᵧE[Rₚ] = Σ wᵢ·E[Rᵢ]φ(x) = e^(−x²/2) ⁄ √2πE[Rᵢ] = R_f + βᵢ(E[Rₘ] − R_f)dXₜ = θ(μ − Xₜ)dt + σ dWₜσ²ₜ = ω + α·ε²ₜ₋₁ + β·σ²ₜ₋₁C − P = S − K·e⁻ʳᵀΔ = ∂V/∂S Γ = ∂²V/∂S²p = (e^(rΔt) − d) ⁄ (u − d)rₜ = ln(Pₜ ⁄ Pₜ₋₁)E[Xₜ₊₁ | ℱₜ] = Xₜf* = (bp − q) ⁄ bz = (x − μ) ⁄ σP(N=k) = λᵏe^(−λ) ⁄ k!Θ = −∂V/∂Tν = S·φ(d₁)·√Tmin wᵀΣw s.t. wᵀμ = μ*∫Σ∂∞λ
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statsmodels 学习路线›模块 1 · 回归及其检验›主题 1.4·~50分钟中级

残差诊断与 VIF 和德宾–沃森

路线进度模块 1/3 · 主题 4/8
1.4 残差诊断与 VIF 和德宾–沃森
—实验得分— / 100总 XP—连续天数—

在相信星号之前先检查假设

回归汇总表里的标准误只有在三件事成立时才对:残差之间不相关,其波动不随时间变化,自变量之间不是几乎彼此的复制品。statsmodels 为每一项都提供了检验。德宾–沃森统计量看相邻的残差。方差膨胀因子 VIF 看每个自变量能被其余自变量重建到什么程度。布罗施–帕甘检验问残差的波动是否取决于自变量,雅克–贝拉检验问偏度和厚尾是否大到需要在意。结果不好并不意味着系数没用,而是告诉你该怀疑哪些标准误。

DW=∑t=2n(et−et−1)2∑t=1net2≈2(1−ρ^1),VIFj=11−Rj2,sej∝VIFj\mathrm{DW}=\frac{\sum_{t=2}^{n}(e_t-e_{t-1})^{2}}{\sum_{t=1}^{n}e_t^{2}}\approx2(1-\hat\rho_1),\qquad \mathrm{VIF}_j=\frac{1}{1-R_j^{2}},\qquad \mathrm{se}_j\propto\sqrt{\mathrm{VIF}_j}DW=∑t=1n​et2​∑t=2n​(et​−et−1​)2​≈2(1−ρ^​1​),VIFj​=1−Rj2​1​,sej​∝VIFj​​(1)
残差与两个相关的自变量取五个月拟合的残差 −0.4,0.8,0,−0.8,0.4-0.4,0.8,0,-0.8,0.4−0.4,0.8,0,−0.8,0.4。相邻差为 1.2,−0.8,−0.8,1.21.2,-0.8,-0.8,1.21.2,−0.8,−0.8,1.2,平方和为 4.164.164.16,而 ∑et2=1.6\sum e_t^2=1.6∑et2​=1.6,所以 DW=2.6\mathrm{DW}=2.6DW=2.6,ρ^1≈1−2.6/2=−0.3\hat\rho_1\approx1-2.6/2=-0.3ρ^​1​≈1−2.6/2=−0.3:残差倾向于交替变号。取值接近 222 表示没有一阶相关,接近 000 表示正相关,接近 444 表示负相关。若两个自变量相关系数为 0.90.90.9,则彼此可解释 Rj2=0.81R_j^2=0.81Rj2​=0.81,VIF=1/0.19=5.26\mathrm{VIF}=1/0.19=5.26VIF=1/0.19=5.26。相关系数 0.990.990.99 时 VIF 约为 505050,而 Rj2=0.99R_j^2=0.99Rj2​=0.99 时为 100100100,标准误被拉大 100=10\sqrt{100}=10100​=10 倍。看真实数据:苹果的三因子回归(2005 年 3 月起 258258258 个月)DW=1.94\mathrm{DW}=1.94DW=1.94,布罗施–帕甘 p 值 0.210.210.21,问题不大,不过雅克–贝拉拒绝正态(p=0.015p=0.015p=0.015,峰度 3.83.83.8)。现在在市场因子旁加入 SPY 基金的超额收益:二者相关 0.9940.9940.994,两个 VIF 都跳到 82.982.982.9,市场载荷的标准误从 0.100.100.10 升到 0.910.910.91,估计值翻转为 −0.23-0.23−0.23,而 R2R^2R2 几乎不变(0.3470.3470.347)。最后把 log HD 对 log LOW 回归,共 6,6966{,}6966,696 天:R2=0.93R^2=0.93R2=0.93,但 DW=0.002\mathrm{DW}=0.002DW=0.002。DW 远低于 R2R^2R2 是一个警告:两条带趋势的价格被偶然配上了。
警告不是判决每种诊断都指向一个假设。对症处理:残差相关或不均匀时用稳健标准误(下一个主题),共线的自变量删除或合并,带趋势的序列取差分。
  • 德宾–沃森接近 2 为正常,接近 0 或 4 表示相邻残差相关。
  • VIF 超过约 10 说明自变量纠缠在一起,单个 t 统计量不可信。
  • R2R^2R2 高而 DW 极小是在带趋势的序列之间做回归的典型信号。

实验:评分内容

  • 德宾–沃森统计量20 分
  • 暗示的自相关10 分
  • 方差膨胀因子20 分
  • 标准误被拉长多少20 分
  • 配对诊断方法10 分
  • 共线的自变量20 分
0/ 已答 6 题
任务
1数值作答20 分未作答

残差为 −0.4,0.8,0,−0.8,0.4-0.4,0.8,0,-0.8,0.4−0.4,0.8,0,−0.8,0.4。相邻差的平方和为 4.164.164.16,∑et2=1.6\sum e_t^2=1.6∑et2​=1.6。求 DW\mathrm{DW}DW,保留一位小数。

dw=dw =dw=允许误差:± 0.05
2数值作答10 分未作答

用 ρ^1≈1−DW/2\hat\rho_1\approx1-\mathrm{DW}/2ρ^​1​≈1−DW/2,其中 DW=2.6\mathrm{DW}=2.6DW=2.6。求 ρ^1\hat\rho_1ρ^​1​。

rho=rho =rho=允许误差:± 0.01
3数值作答20 分未作答

两个自变量相关系数为 0.90.90.9,把其中一个对另一个回归得 Rj2=0.81R_j^2=0.81Rj2​=0.81。求 VIF=1/(1−Rj2)\mathrm{VIF}=1/(1-R_j^2)VIF=1/(1−Rj2​),保留两位小数。

v=v =v=允许误差:± 0.03
4数值作答20 分未作答

两个 VIF 都是 82.982.982.9。与自变量不相关时相比,每个标准误放大了多少倍(VIF\sqrt{\mathrm{VIF}}VIF​)?保留一位小数。

s=s =s=允许误差:± 0.1
5配对10 分未作答

把每种诊断与它要查找的问题配对。

为左侧每一项选择配对项。

德宾–沃森
VIF
布罗施–帕甘
雅克–贝拉
6用文字解释20 分未作答

在市场因子旁加入 SPY 基金的收益后,R2R^2R2 仍为 0.3470.3470.347,但市场载荷的标准误变成了九倍。请用一两句话解释原因。

数学模式键盘或 LaTeX 输入第 1/6 题 · Ctrl ⏎ 检查

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