本文为经典文献阅读系列。我会把一些经典 paper 的数学部分非常详细地推一遍,对于需要引用其他文章才能证明的坑,会在文末给出寻找的索引。
对于文本,非引用的地方一般是作者在 paper 中给出的公式,
希望大家批评指正!
对面板门槛模型: 也可以写成: 其实还可以写成: 其中:
要使用面板门槛模型,最关键的地方在于两个检验:
检验门槛效应是否显著的检验,即检验原假设: 这个原假设可以使用 统计量: 来检验,其中:
统计量并不服从任何标准的分布,==Hansen(1996)==证明了 Bootstrap 程序得到其一阶渐进分布,以此得到的 -value 也可以用于进行统计推断。
在门槛效应显著的情形下,我们要进行的下一步检验是: 其中, 是真实的门槛值。这个假设可以用 统计量检验: 本文证明了,在一定的假设条件下,如果原假设成立,那么: 其中, 时, 服从分布函数: 于是反分布函数为: 所以可以设置各置信水平的上分位值,比如:10% 的置信水平对应的分位值为;而 5% 的分位值是;最后,1% 的分位值时 。那么如果 的值超过了 ,那么我们就可以在 的置信水平上拒绝原假设 。
所以最难的地方在于如何找到 的理论分布 ,下面的数学推导摘录自文章的 Appendix。
对面板门槛模型: 也可以写成: 其实还可以写成: 其中:
令 表示模型中 的真实取值。并定义:
假设:
其中,假设 . 是固定效应面板模型和严格外生变量的基本假设。假设 6. 排除了在回归变量的边际分布和回归函数中同时出现的阈值效应。假设 7. 排除了连续化门槛模型,并要求门槛变量 在 处是连续且正的分布的。假设 8. 排除了对任意 , 的情况
最值得玩味的假设是 5. ,它假设 时, 这个假设减少样本中与门槛值值有关的信息,从而减慢阈值估计的收敛速度。 由于可以将 降至零的速率设置得很低(通过参数 的调节),因此不必将此假设视为限制性很强。 但是,这确实表明,相对于 大的情况,当 小时,渐近逼近更有可能提供良好的性质。
让 表示关于统一度量的弱收敛,记 。于是:
定理 在 下,对随机变量 ,有: 其中:
证明 令: 当 时,门槛模型成立。对任何 ,回归模型可以被写成:
公式 给出了当 时回归的精确误差(比正确的模型多了一个 的误差修正项)。由于组内估计量的转换是线性的,所以对公式 也同样适用,于是我们有:
此模型才是当 时应该使用的回归方程。Hasen(1999)表示, 的渐进分布并不受 的影响,这个结论在这里也成立(这是因为,门槛的存在与系数是独立的)。于是对一个固定的 来说,回归残差是:
有了公式 ,我们于是可以计算,对两个给定不同门槛值 和 ,模型的 MSE 之差为: 现在我们拥有了 的表达式,后面的目标是找到它服从什么分布。
现在我们证明,对于 ,当 ,对 (" uniformly over "),公式 的左项有: 我们会证明在 的情况下,公式 成立。== Hansen(1999)的定理 ==证明,它的充分条件是对于 ,公式 成立:
把公式 的平方展开,有: