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线性模型中数据扰动对模型参数的影响

2014-08-21程鹏鹏曹连英

哈尔滨商业大学学报(自然科学版) 2014年5期
关键词:模型设计

程鹏鹏,曹连英

(东北林业大学,哈尔滨150040)

线性模型是一类统计模型的总称,它包括线性回归模型、方差分析模型、协方差分析模型和线性混合效应模型等.线性模型在许多生物、医学、经济、管理、地质、气象、农业、工业、工程技术等领域都普遍使用.因此线性模型成为现代统计学中应用最为广泛的模型之一[1].

经典最小二乘方法假设自变量的观测是精确的,仅仅因变量存在测量误差.事实上,这种假设是不现实的,自变量在取样、人为、仪器误差的影响下同样存在误差扰动.因此需要含误差变量的线性模型,我们把自变量带有误差的模型简称EIV模型.近几年EIV模型以及关于模型的深入探索Fekri and Ruiz - Gazen[2]和 He Xuming and Liang Hua[3]等都对这一模型进行了进一步的研究.

本文基于矩阵扰动分析理论,给出线性模型在扰动下仍然可估的充分条件,并进一步讨论了线性模型数据扰动对模型参数的影响,给出参数的扰动估计式.

1 预备知识

设线性模型

其中y为n×1观测向量,X为n×p的设计矩阵,β为p×1未知参数向量,e为随机误差,σ2为误差方差 σ2>0.

若 rank(Xn×p)=p,则 X'X 可逆,这时=X'X-1X'y,且有),即是β的无偏估计,这时我们称=X'X-1X'y为β的最小二乘估计.

若 rank(Xn×p)< p,则不是β的无偏估计,表明β没有线性无偏估计,此时我们称 β 是不可估的[4].

引理1[5]A是Hermite阵并且是满秩矩阵,其特征值为λ1≥λ2≥…≥λn;A+E为Hermite阵其特征值为1≥2≥ … ≥n,如果 η = ‖A-1/2EA-1/2‖2≤1,其中 A1/2为 A 的 Hermite平方根,那么有

2 线性模型参数的可估性

实验中得到的数据与实际数据之间会有误差,这就会出现数据的扰动问题,进而会影响线性模型的参数……

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