Mínimos cuadrados generalizados
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En estadística, los mínimos cuadrados generalizados (en inglés, generalized least squares (GLS)) es una técnica para la estimación de los parámetros desconocidos en un modelo de regresión lineal. El GLS se aplica cuando las varianzas de las observaciones son desiguales, es decir, cuando se presenta heterocedasticidad, o cuando existe un cierto grado de correlación entre las observaciones.[1] En estos casos los mínimos cuadrados ordinarios pueden ser estadísticamente ineficaces o incluso dar inferencias engañosas.[2]
En un modelo típico de regresión lineal observamos los datos en n unidades estadísticas n. Los valores de respuesta se colocan en un vector Y = (y1, ..., yn)′, y los valores de los predictores se colocan en el diseño de la matriz X = [[xij]], donde xij es el valor de la j-ésima variable predictora de la unidad número i. El modelo asume que la media condicional de Y dado X es una función lineal de X, mientras que la varianza condicional del término de error dado X es una matriz conocida Ω. Esto se escribe como:
Aquí β es un vector de coeficientes de regresión "desconocidos" que deben ser estimados a partir de los datos.
Supongamos que b es un candidato para la estimación β. A continuación, el residual de vector para b será Y - Xb. El método de mínimos cuadrados generalizados estima β, reduciendo al mínimo el cuadrado de Mahalanobis longitud de este vector residual:
Dado que el objetivo es una forma cuadrática en b, el estimador tiene una fórmula explícita:
Propiedades
El estimador GLS es insesgado, consistente, eficiente y asintóticamente normal:
GLS es equivalente a la aplicación de mínimos cuadrados ordinarios a una versión linealmente transformada de los datos. Para ver esto, el factor Ω = BB′, por ejemplo utilizando el factor de descomposición de Cholesky. Entonces, si multiplicamos ambos lados de la ecuación Y = Xβ + ε por B−1, obtenemos un modelo lineal equivalente Y* = X*β + ε*, donde Y* = B−1Y, X* = B−1X, y ε* = B−1ε.