知经百科 / F

Frisch-Waugh-Lovell定理

Frisch-Waugh-Lovell定理 (FWL)

FWL定理→计量/统计核→多元线性回归中任回归子集估可三分步回得→揭多元归"控他变后"净效含义→Frisch、Waugh、Lovell独立提出。

定理与证明

模Y=Xβ+εY=X\beta+\varepsilon→分X=[X1X2]X=[X_1 X_2]→Y=X1β1+X2β2+εY=X_1\beta_1+X_2\beta_2+\varepsilon。FWL三步:①YY对X2X_2OLS→得残差Y∗=M2YY^*=M_2Y(M2=I−X2(X2′X2)−1X2′M_2=I-X_2(X_2'X_2)^{-1}X_2'=残差生成矩阵/零化矩阵)。②X1X_1每列对X2X_2OLS→得残差阵X1∗=M2X1X_1^*=M_2X_1。③Y∗Y^*对X1∗X_1^*OLS→得β^1\hat{\beta}_1。核结:FWL估得β^1\hat{\beta}_1等于原多元归中β^1\hat{\beta}_1;残差亦等。

证:完整模→M=(X′X)−1X′M=(X'X)^{-1}X'→分块形X1′M2X1β^1=X1′M2YX_1'M_2X_1\hat{\beta}_1=X_1'M_2Y→故β^1=(X1′M2X1)−1(X1′M2Y)\hat{\beta}_1=(X_1'M_2X_1)^{-1}(X_1'M_2Y)。FWL第三步:β^1,FWL=((M2X1)′M2X1)−1((M2X1)′M2Y)\hat{\beta}_{1,FWL}=((M_2X_1)'M_2X_1)^{-1}((M_2X_1)'M_2Y)→利用M2M_2对称幂等→得同β^1\hat{\beta}_1。残差:ϵ^=Y−X1β^1−X2β^2=M2(Y−X1β^1)=ϵ^FWL\hat{\epsilon}=Y-X_1\hat{\beta}_1-X_2\hat{\beta}_2=M_2(Y-X_1\hat{\beta}_1)=\hat{\epsilon}_{FWL}。

直觉与应用

含:控X2X_2下X1X_1对YY影→实衡X1X_1无可被X2X_2解"新信"部对YY无可被X2X_2解"剩信"部→其他条件不变ceteris paribus→归析数现。

应:①去均值→X2X_2仅常项→先减均再无截回归→得斜率。②固定效应→面板数据→通"组内去均"消个异→等价加个拟变→合并OLS。③季节性调整→时间序列→季虚拟变=X2X_2→先季调得残→残归得除季系数。核→FWL=连多元归数解与统释桥→计量必握核心。

返回百科索引