Métodos e fórmulas para Teste de Dickey-Fuller aumentado

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Modelos de regressão

Os cálculos utilizam as seguintes definiçãos:
TermoDescrição
os valores da série temporal observada no tempo = 1, ..., T
a diferença de duas observações consecutivas no momento t, , onde t = 2, ..., T
o termo constante em um modelo de regressão
o coeficiente de uma tendência de tempo linear em um modelo de regressão
o coeficiente de uma tendência de tempo quadrático em um modelo de regressão
a ordem de atraso do processo autoregressivo
o termo de erro independente em série no tempo t para t = 2, ..., T
O Teste Raiz da Unidade Dickey-Fuller Aumentado (ADF) usa estimativas ordinárias de regressão de quadrados. As especificações para a análise em Minitab Statistical Software definem os coeficientes constantes, lineares e quadráticos para 0.
Um modelo com apenas um coeficiente constante
Um modelo com um coeficiente constante e um coeficiente linear
Um modelo com coeficiente constante, coeficiente linear e coeficiente quadrático
Um modelo sem coeficientes de regressão

Hipóteses

Cada teste de Dickey-Fuller aumentado usa as seguintes hipóteses:

Hipótese nula, H0:

Hipótese alternativa, H1:

A hipótese nula diz que uma raiz unitária está na amostra da série temporal, o que significa que a média dos dados não está estacionária. Rejeitar a hipótese nula indica que a média dos dados está estacionária ou estacionária, dependendo do modelo para o teste.

Estatística de teste

A estatística de teste para o ADF tem a seguinte forma:

em que

TermoDescrição
a menor estimativa de coeficiente quadrado do coeficiente
o erro padrão da estimativa de menos quadrados do coeficiente do modelo de regressão

Valores p aproximados de MacKinnon

Sob a hipótese nula, a distribuição assintótica da estatística do teste não segue uma distribuição padrão. Fuller (1976)1 fornece uma tabela com percentis comuns da distribuição assintomática. MacKinnon (19942, 20103) aplica aproximações de superfície de resposta a dados simulados para fornecer um valor p aproximado para qualquer valor da estatística de teste ADF.

Se as especificações para a análise utilizam 0,01, 0,05 ou 0,1 como nível de significância, então a avaliação da hipótese nula compara a estatística do teste ao valor crítico para esse nível de significância. Se a estatística de teste for menor ou igual ao valor crítico, rejeite a hipótese nula.

Se as especificações para a análise dão um nível de significância diferente, então a avaliação da hipótese nula compara o valor p aproximado ao nível de significância. Se o valor p for inferior ao nível de significância, rejeite a hipótese nula.

Valores críticos para os níveis de significância 0,01, 0,05 e 0,1

Mackinnon (2010) fornece a seguinte fórmula geral para o cálculo do valor crítico para três níveis de significância: 0,01, 0,05 e 0,1:

onde n é o número de observações que a análise usa para se encaixar no modelo de regressão. Os valores para e vêm de mesas em MacKinnon (2010). Se a estatística de teste for menor ou igual ao valor crítico, rejeite a hipótese nula.

Valores p aproximados

O cálculo do valor p aproximado vem de Mackinnon (1994). Compare o valor p com o nível de significância para tomar uma decisão. Se o valor de p for menor ou igual ao nível de significância, rejeite a hipótese nula.

Determinação da ordem de lag

A condução de um ADF requer especificação da ordem de defasagem para o modelo de regressão. As especificações para a análise fornecem as ordens de defasagem para avaliar. A ordem máxima padrão para avaliar tem o seguinte formulário:

A seleção da ordem de defasagem depende do critério nas especificações da análise. Se as especificações para a análise não incluem um critério, então o modelo de regressão para o teste é a ordem máxima de p.

Nos cálculos para determinar a ordem de defasagem, o número de observações depende da ordem máxima de lag, de tal forma que m = np – 1.

em que
TermoDescrição
no número de observações total
pa ordem máxima de atraso dos termos diferenciados que estão no modelo

O cálculo de cada critério segue:

Critério de Informação de Akaike (AIC)

A análise avalia um modelo de regressão para cada ordem de defasagem nas especificações da análise. A ordem de defasagem para o teste é o modelo de regressão com o valor mínimo da AIC.

em que

TermoDescrição
mo número de observações que depende da ordem máxima de atraso
ko número de coeficientes no modelo, incluindo a constante se o modelo de regressão tiver uma constante não-zero
rssa soma residual dos quadrados do modelo de regressão

Critério de Informação bayesiana (BIC)

A análise avalia um modelo de regressão para cada ordem de defasagem nas especificações da análise. A ordem de defasagem para o teste é o modelo de regressão com o valor mínimo da BIC.

em que

TermoDescrição
mo número de observações que depende da ordem máxima de atraso
ko número de coeficientes no modelo, incluindo a constante se o modelo de regressão tiver uma constante não-zero
rssa soma residual dos quadrados do modelo de regressão

estatística t

Quando o critério é a t-estatística, a análise começa com o modelo de regressão com a ordem máxima de lag para a análise. A análise começa com o modelo de regressão onde a ordem de defasagem é p e reduz a ordem sequencialmente. A ordem de defasagem para o teste é o primeiro modelo de regressão onde o termo de defasagem de maior ordem é significativo no nível de 0,05. A t-estatística tem a seguinte forma:

onde i = 1, ..., p

TermoDescrição
a estimativa menos quadrados do coeficiente no modelo de regressão
o erro padrão da estimativa de menos quadrados do coeficiente no modelo de regressão
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.