Alışılmış tüm özelliklere sahip basit bir AR (1) modeli belirlediğimizi varsayalım,
yt= βyt - 1+ ut
Hata teriminin teorik kovaryansını şu şekilde belirtin:
γj≡ E( sentut - j)
Eğer biz hata terimini gözlemlemek olabilir, o zaman hata teriminin örneklem otokorelasyon olarak tanımlanır
ρ~j≡ γ~jγ~0
nerede
γ~j≡ 1nΣt = j + 1nutut - j,j = 0 , 1 , 2 ...
Ancak uygulamada, hata terimini gözlemlemiyoruz. Dolayısıyla, hata terimiyle ilgili örnek otokorelasyon, tahminlerdeki kalıntılar kullanılarak tahmin edilecektir.
γ^j≡ 1nΣt = j + 1nu^tu^t - j,j = 0 , 1 , 2 ...
Box-Pierce Q-istatistiği (Ljung-Box Q sadece asimptotik olarak nötr ölçekli bir versiyonudur)
SB P= n ∑j = 1pρ^2j= ∑j = 1p[ n--√ρ^j]2→d? ? ?χ2( p )
Bizim sorunumuz tam olarak bu modelde asemptotik olarak ki-kare dağılımına sahip olup olamayacağı (hata teriminde otokorelasyon yokluğunda sıfır) olup olmadığıdır.
Bu nedenle, her ve herkes gerçekleşmesi için √SB P
asimptotik standart Normal olmalıdır. Bunu kontrol etmenin bir yolu √n--√ρ^j aynı asimptotik dağılımına sahiptir √n--√ρ^ (gerçek hatalar kullanılarak oluşturulmuştur ve bu nedenle null altında istenen asimtotik davranışa sahiptir).n--√ρ~
Bizde var
u^t= yt- β^yt - 1= ut- ( β^- β) yt - 1
burada β tutarlı tahmin edicisi. Yaniβ^
γ^j≡ 1nΣt = j + 1n[ sent- ( β^- β) yt - 1] [ ut - j- ( β^- β) yt - j - 1]
= γ~j- 1nΣt=j+1n(β^−β)[utyt−j−1+ut−jyt−1]+1n∑t=j+1n(β^−β)2yt−1yt−j−1
Numunenin durağan ve ergodik olduğu varsayılır ve istenen sıraya kadar momentler olduğu varsayılır. Tahmincisi yana β tutarlıdır iki meblağlar sıfıra gitmek için, bu yeterlidir. Sonuç olarakβ^
γ^j→pγ~j
Bu,
ρ^j→pρ~j→pρj
Ama bu otomatikman garanti etmez için yakınsak √n--√ρ^jn--√ρ~j(dağılımda) (rasgele değişkenlere uygulanan dönüşümbağlı olduğu için burada sürekli eşleme teoreminin geçerli olmadığını düşünün). Bunun olabilmesi için ihtiyacımız varn
n--√γ^j→dn--√γ~j
(payda -tilde veya hat- her iki durumda da hata teriminin varyansına yakınlaşacaktır, bu yüzden sorunumuz için tarafsızdır).γ0
Sahibiz
n--√γ^j= n--√γ~j- 1nΣt = j + 1nn--√( β^- β) [ utyt - j - 1+ ut - jyt - 1]+ 1nΣt = j + 1nn--√( β^- β)2yt - 1yt - j - 1
Soru yani: tarafından şimdi çarpılır bu iki toplamları, do , olasılıkla sıfıra git, böylece √n--√asimptotik olarak?n--√γ^j= n--√γ~j
İkinci toplamda
1nΣt = j + 1nn--√( β^- β)2yt - 1yt - j - 1= 1nΣt = j + 1n[ n--√( β^- β) ] [ ( β^- β) yt - 1yt - j - 1]
Beri rastgele değişken yakınsak ve β tutarlıdır bu sıfıra gider.[ n--√( β^- β) ]β^
İlk toplam için burada da o sahip bir rastgele değişkenin yakınsar, ve böylece [ n--√( β^- β) ]
1nΣt = j + 1n[ sentyt - j - 1+ ut - jyt - 1] →pE[ sentyt - j - 1] + E[ sent - jyt - 1]
İlk beklenen değer olan standart AR (1) modelinin varsayımları ile sıfırdır. Ancak bağımlı değişken geçmiş hatalara bağlı olduğundan beklenen ikinci değer değildir .E[ sentyt - j - 1]
Yani aynı asimptotik dağılım olmaz √n--√ρ^j. Ancak, ikincisinin asimptotik dağılımı standart Normal'dir, bu da rv'yi karelerken ki-kare dağılımına yol açar.n--√ρ~j
Bu nedenle, saf zaman serisi modelinde Box-Pierce Q ve Ljung-Box Q istatistiğinin asimptotik ki-kare dağılımı olduğu söylenemez, bu nedenle test asimptotik gerekçesini kaybeder.
Bunun nedeni, tasarımın sağ tarafındaki değişkenin (burada bağımlı değişkenin gecikmesi) hata terimine kesinlikle dışsal olmaması ve BP / LB Q istatistiğinin sahip olması için böyle katı bir eksojenliğin gerekli olduğunu bulduk. varsayılan asimtotik dağılım.
Burada sağ taraftaki değişken sadece "önceden belirlenmiştir" ve Breusch-Pagan testi daha sonra geçerlidir. (asimptotik olarak geçerli bir test için gerekli koşulların tamamı için, bkz. Hayashi 2000, s. 146-149).