怀特检验 (White Test)

基本原理

怀特检验基于如下原理:如果误差项的方差确实是恒定的,那么将误差项的平方对回归模型的解释变量、解释变量的平方以及解释变量之间的交叉乘积进行回归,得到的辅助回归模型的各个系数应该不显著。如果这些系数显著,则表明存在异方差性。

检验步骤

怀特检验通常包括以下步骤:

  1. 首先,对原始的回归模型进行估计,并计算残差。
  2. 其次,计算残差的平方。
  3. 再次,建立辅助回归模型。辅助回归模型的因变量是残差的平方,自变量包括原始回归模型的解释变量、解释变量的平方(如果原始模型中存在多个解释变量,则包括交叉乘积项)。
  4. 最后,对辅助回归模型进行检验。常用的方法是计算辅助回归模型的 R2 值,然后计算检验统计量。怀特检验的统计量通常服从卡方分布。

检验统计量和解释

怀特检验的统计量通常基于辅助回归模型的 R2 值和样本容量。检验统计量可以表示为: n * R2 ,其中 n 是样本量。该统计量在零假设(即同方差性)下近似服从卡方分布,自由度等于辅助回归模型中自变量的个数(不包括常数项)。

如果检验统计量大于临界值,则拒绝零假设,表明存在异方差性。这意味着OLS估计量的标准误不再可靠,需要采取修正方法,例如使用加权最小二乘法 (WLS) 或异方差稳健标准误。

优缺点

怀特检验的优点是:

  • 它是一种通用检验,不需要对异方差性的形式做任何假设。
  • 易于计算和应用。

怀特检验的缺点是:

  • 当样本量较小时,其功效可能较低。
  • 如果自变量过多,辅助回归模型的构建会变得复杂。
  • 当模型中存在多重共线性时,怀特检验的结果可能不可靠。

结论

怀特检验是统计学中用于检测回归模型中异方差性的重要工具。通过检验误差项方差的恒定性,可以帮助研究者评估OLS估计量的有效性。虽然怀特检验具有一些局限性,但它仍然是统计分析中不可或缺的一部分。

参考资料