Métodos y fórmulas para Prueba de Dickey-Fuller aumentada

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Modelos de regresión

Los cálculos utilizan las siguientes definiciones:
TérminoDescription
los valores de las series temporales observadas en el tiempo = 1, ..., T
la diferencia de dos observaciones consecutivas en el tiempo t, , donde t = 2, ..., T
el término constante en un modelo de regresión
el coeficiente de una tendencia de tiempo lineal en un modelo de regresión
el coeficiente de una tendencia de tiempo cuadrática en un modelo de regresión
el orden de retraso del proceso autorregresivo
el término de error independiente en serie en el momento t para t = 2, ..., T
La prueba de raíz unitaria (ADF) aumentada de Dickey-Fuller utiliza estimaciones de regresión de mínimos cuadrados ordinarios. Las especificaciones para el análisis en Minitab Statistical Software establecen los coeficientes constantes, lineales y cuadráticos en 0.
Un modelo con sólo un coeficiente constante
Un modelo con un coeficiente constante y un coeficiente lineal
Un modelo con un coeficiente constante, un coeficiente lineal y un coeficiente cuadrático
Un modelo sin coeficientes de regresión

Hipótesis

Cada prueba de Augmented Dickey-Fuller utiliza las siguientes hipótesis:

Hipótesis nula, H0:

Hipótesis alternativa, H1:

La hipótesis nula dice que una raíz unitaria está en la muestra de la serie temporal, lo que significa que la media de los datos no es estacionaria. Rechazar la hipótesis nula indica que la media de los datos es estacionaria o estacionaria de tendencia, dependiendo del modelo para la prueba.

Estadístico de prueba

La estadística de prueba para el ADF tiene el siguiente formulario:

donde

TérminoDescription
la estimación del coeficiente mínimo cuadrado de la coeficiente
el error estándar de la estimación de mínimos cuadrados de la coeficiente del modelo de regresión

Valores p aproximados de MacKinnon

Bajo la hipótesis nula, la distribución asintótica de la estadística de prueba no sigue una distribución estándar. Fuller (1976)1 proporciona una tabla con percentiles comunes de la distribución asintótica. MacKinnon (19942, 20103) aplica aproximaciones de la superficie de respuesta a los datos simulados para proporcionar un valor p aproximado para cualquier valor de la estadística de prueba ADF.

Si las especificaciones para el análisis utilizan 0.01, 0.05 o 0.1 como nivel de significancia, entonces la evaluación de la hipótesis nula compara la estadística de prueba con el valor crítico para ese nivel de significación. Si la estadística de prueba es menor o igual que el valor crítico, rechace la hipótesis nula.

Si las especificaciones para el análisis dan un nivel de significancia diferente, entonces la evaluación de la hipótesis nula compara el valor p aproximado con el nivel de significación. Si el valor p es menor que el nivel de significancia, rechace la hipótesis nula.

Valores críticos para los niveles de significancia 0,01, 0,05 y 0,1

Mackinnon (2010) proporciona la siguiente fórmula general para el cálculo del valor crítico para tres niveles de significancia: 0,01, 0,05 y 0,1:

donde n es el número de observaciones que el análisis utiliza para ajustarse al modelo de regresión. Los valores de y provienen de mesas en MacKinnon (2010). Si la estadística de prueba es menor o igual que el valor crítico, rechace la hipótesis nula.

Valores p aproximados

El cálculo del valor p aproximado proviene de Mackinnon (1994). Compare el valor p con el nivel de significancia para tomar una decisión. Si el valor p es menor o igual que el nivel de significancia, rechace la hipótesis nula.

Determinación del orden de retraso

La conducción de un ADF requiere la especificación del orden de retraso para el modelo de regresión. Las especificaciones para el análisis proporcionan las órdenes de retraso a evaluar. El orden máximo predeterminado para evaluar tiene el siguiente formulario:

La selección del orden de retraso depende del criterio en las especificaciones del análisis. Si las especificaciones para el análisis no incluyen un criterio, entonces el modelo de regresión para la prueba es el orden máximo de p.

En los cálculos para determinar el orden de retraso, el número de observaciones depende del orden de retraso máximo tal que m = np – 1.

donde
TérminoDescription
nel número total de observaciones
pel orden de retraso máximo de los términos diferenciados que se encuentran en el modelo

El cálculo de cada criterio es el siguiente:

Criterio de información de Akaike (AIC)

El análisis evalúa un modelo de regresión para cada orden de retraso en las especificaciones del análisis. El orden de retraso para la prueba es el modelo de regresión con el valor mínimo del AIC.

donde

TérminoDescription
mel número de observaciones que depende del orden de retraso máximo
kel número de coeficientes del modelo, incluida la constante si el modelo de regresión tiene una constante distinta de cero
RSSla suma residual de cuadrados del modelo de regresión

Criterio de información Bayesiana (BIC)

El análisis evalúa un modelo de regresión para cada orden de retraso en las especificaciones del análisis. El orden de retraso para la prueba es el modelo de regresión con el valor mínimo del BIC.

donde

TérminoDescription
mel número de observaciones que depende del orden de retraso máximo
kel número de coeficientes del modelo, incluida la constante si el modelo de regresión tiene una constante distinta de cero
RSSla suma residual de cuadrados del modelo de regresión

estadístico t

Cuando el criterio es el estadístico t, el análisis comienza con el modelo de regresión con el orden de retraso máximo para el análisis. El análisis comienza con el modelo de regresión donde el orden de retraso es p y reduce el orden secuencialmente. El orden de retraso para la prueba es el primer modelo de regresión donde el término de retraso de orden más alto es significativo en el nivel de 0,05. La estadística t tiene la siguiente forma:

donde i = 1, ..., p

TérminoDescription
la estimación de mínimos cuadrados de la coeficiente en el modelo de regresión
el error estándar de la estimación de mínimos cuadrados de la coeficiente en el modelo de regresión
1 Fuller, W. A. (1976). Introduction to statistical time series. New York, Wiley.
2 MacKinnon, J. G. (1994). Approximate asymptotic distribution functions for unit-root and cointegration tests. Journal of Business and Economic Statistics, 12, 167-176.
3 MacKinnon, J. G. (2010). Critical values for cointegration tests: Working paper 1227. Queen's University, Department of Economics.