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研究生: 洪崇軒
Chong Xuan Hong
論文名稱: 變化係數模型的變異數分析及其檢定
Analysis of Variance and Hypothesis Testing for Varying Coefficient Models
指導教授: 黃禮珊
Li-Shan Huang
口試委員: 徐南蓉
Nan-Jung Hsu
洪志真
Jyh-Jen Horng
黃禮珊
Li-Shan Huang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 統計學研究所
Institute of Statistics
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 131
中文關鍵詞: 變化係數模型投影矩陣變異數分析無母數局部變化係數模型
外文關鍵詞: varying coefficient model, projection matrix, analysis of variance, nonparamatric, parital varying coefficient model
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  • 這篇研究我們想提供一個變化係數迴歸模型(varying coefficient regression model)上對係數函數的檢定方法,以決定係數函數是否可以以更簡單的形式去描述之,因此我們建立了變化係數回歸模型的變異數分析表(analysis of variance table)。這個構想起源於Huang及Chen在2008年的論文,此篇論文描述如何建構局部多項式回歸(local polynomial regression)之變異數分析表,且文中有提到變化係數迴歸模型是可建構出變異數分解(anova decomposition),只不過沒有提供相關的檢定方式,因此我們覺得可以繼續把變化係數迴歸模型的變異數分析表給建構出來並做出一些檢定。我們證明有關變化係數模型(varying coefficient model)的變異數分解的數學理論後,提供了三種變異數分析表來檢定變化係數迴歸模型的單一係數函數是否為零(zero)、常數(constant)以及線性(linearity)。

    而為了明瞭我們提出的假設檢定方法的可行性,於是我們針對簡單變化係數模型(simple varying coefficient model),使用模擬(simulation)數據來探討我們提出方法的拒絕率(rejection rate),並與Fan及Huang在2005年的方法做比較。實際資料分析(real data analysis)採用台灣房價的資料,以這三個檢定來探討變化係數與反應變數之間的關係。最後我們會提供變化係數迴歸模型這三個檢定的R的程式,為了考慮使用者的便利性,參考線性模型(linear model)的寫法以及字串的處理來建構,這邊會用到平常統計用不到的內建程式來建立變異數分析表的程式。除此之外,我們也會提供估計出來的係數函數來方便分析者使用。


    Analysis of Variance (ANOVA) for varying coefficient models was investigated in Huang and Chen (2008). In this thesis, we extend their work to construct ANOVA tables and hypothesis tests to examine whether a coefficient function is zero, nonzero constant, and linearity. Based on local polynomial regression, we show that the ANOVA test statistics have asymptotically F-distributions. We compare our ANOVA tests with the GLR tests (Fan and Huang (2005)) by simulations. The numerical results show that the power of the tests are comparable, while the empirical type-I errors are generally smaller than 0.05 for the ANOVA tests, and bigger than 0.05 for the GLR tests. Finally, the proposed tests are used to analyze housing price data in Songshan and Xinyi districts in Taipei city, which leads to some interesting interpretations. The R-code of the proposed ANOVA tests are provided for convenience of applications.

    第1章 簡介 第2章 背景介紹 2.1 局部多項式回歸 2.1.1 Nadaraya-Watson估計 2.1.2 局部線性估計 2.1.3 局部變異數分解 2.1.4 總體變異數分解 2.1.5 近似投影矩陣H^* 2.2 變化係數模型 2.2.1 模型表示 2.2.2 有關變化係數a(U)及其估計 2.2.3 變化係數模型變異數分解 2.3 有關Fan和Huang (2005)的文章 2.3.1 輪廓最小平方估計法 2.3.2 GLR檢定 第3章 建立變化係數模型變異數分析表 3.1 有關近似投影矩陣Hu^* 3.2 變化係數模型變異數分析表及F檢定 3.3 係數函數為零的常數檢定 3.4 係數函數非零的常數檢定 3.4.1 部分變化係數模型估計 3.4.2 非零常數檢定之部分變化係數模型總體變異數分解 3.4.3 建立係數函數是否為非零常數的變異數分析表 3.5 係數函數為零的常數檢定 3.5.1 線性檢定之部分變化係數模型總體變異數分解 3.5.2 建立係數函數是否為線性的變異數分析表 第4章 模擬 4.1 模擬一 4.1.1 檢定係數函數是否為零的模擬結果 4.1.2 檢定係數函數是否為非零常數的模擬結果 4.1.3 檢定係數函數是否為線性的模擬結果 4.2 模擬二 4.2.1 檢定係數函數是否為零的模擬結果 4.2.2 檢定係數函數是否為非零常數的模擬結果 4.2.3 檢定係數函數是否為線性的模擬結果 第5章 實際資料分析 5.1 台北松山信義房價分析 5.2 台北松山信義公寓房價分析 第6章 相關議題以及結論 6.1 嘗試檢定變化係數函數之截距項 6.1.1 重新定義變化係數模型 6.1.2 截距項之假設檢定 6.1.3 虛無假設下模型估計 6.1.4 總體變異數分解 6.1.5 檢定截距項失敗的原因 6.2 結論以及其他議題 附錄 證明 模擬結果 R程式 表目錄 圖目錄

    [1] Nadaraya, E. A. (1964). On Estimating Regression. Theory of Probability and its Applications 9 (1): 141–2
    [2] Watson, G. S. (1964). Smooth regression analysis. Sankhyā: The Indian Journal of Statistics, Series A 26 (4): 359–372
    [3] Huang, L.-S. and Chen, J. (2008). Analysis of variance, coefficient of determination and F-test for local polynomial regression. Ann. Statist.Vol. 36, No. 5, 2085-2109.
    [4] Huang, L.-S. and Su, H. (2009). Nonparametric F-tests for nested global and local polynomial models. Journal of Statistical Planning and Inference, 1372-1380.
    [5] Fan, J. and Huang, T. (2005). Profile likelihood inferences on semiparametric varying-coefficient partially linear models, 1034-1040.
    [6] Fan, J. and Gijbels, I. (1996). Local polynomial modelling and its applications. London: Chapman & Hall.
    [7] Hastie, T.J. and Tibshirani, R. (1993). Varying-coefficient models. J. Roy. Statist. Soc. Ser. B, 55, 757-796.
    [8] GS. (Gaston Sanchez) (2013). Handling & processing string in R. www.gastonsanchez.com
    [9] 內政部不動產交易時價查詢服務網 http://lvr.land.moi.gov.tw/N11/login.action

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