Prévia do material em texto
Exercícios: soluções propostas
1. No Exercício 4.11 o R-quadrado da estimativa do modelo
log(𝑠𝑎𝑙á𝑟𝑖𝑜) = 𝛽0 + 𝛽1 log(𝑣𝑎𝑙𝑚𝑒𝑟𝑐) + 𝛽3𝑙𝑢𝑐𝑟𝑚𝑎𝑟𝑔 + 𝛽4𝑝𝑒𝑟𝑐𝑒𝑜 + 𝛽5𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑚𝑝 + 𝑢
era 𝑅2 = 0,353 n (=177). Quando 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑒𝑜2 e 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑚𝑝2 são adicionados, 𝑅2 = 0,375. Existe
evidência de má-especificação da forma funcional neste modelo?
Solução: Não uma má especificação da forma funcional 𝛽6 ≠ 0 e 𝛽7 ≠ 0 onde estes são os
parâmetros populacionais em 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑒𝑜2 e 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑚𝑝2, respectivamente. Por isso, testamos a
significância conjunta destas variáveis usando o 𝑅2 no teste F: F = [ (.375 − .353)/(1 −
.375)][(177 – 6)/2] =3.0096. Com 2 e ∞ gl o valor crítico de 10% é 2.30 o valor crítico de 5% é
3.00. Assim, o valor-p está ligeiramente acima .05, que é uma prova razoável de da má
especificação da forma funcional. (Claro, se isso tem um impacto prático sobre os efeitos parciais
estimadas para vários níveis das variáveis explicativas é uma questão diferente).
2. Seja mat10 a percentagem de aprovação em um teste padrão de matemática de estudantes de uma
escola secundária. Estamos interessados em estimar o efeito do gasto por estudante no
desempenho em matemática. Um modelo simples é:
𝑚𝑎𝑡10 = 𝛽0 + 𝛽1 log(𝑔𝑎𝑠𝑡𝑜) + 𝛽2 log(𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑐𝑙) + 𝛽3𝑝𝑜𝑏𝑟𝑒𝑧𝑎 + 𝑢
Onde: matricl=número de matriculados; pobreza=percentagem de estudantes vivendo em condições
de pobreza. A variável progme é a percentagem de estudantes qualificados para o programa de
merenda escolar financiado pelo governo federal. Ela é uma boa Proxy de pobreza? Por quê?
Solução: A elegibilidade para o programa de merenda escolar financiado pelo governo federal está
muito ligada a ser economicamente desfavorecido. Portanto, o percentual de estudantes elegíveis
para o programa de merenda é muito semelhante ao percentual de estudantes que vivem na pobreza.
3. A equação seguinte explica o número de horas por semana que uma criança passa assistindo
televisão, em termos da idade da criança, educação da mãe, educação do pai e número de irmãos:
𝑡𝑣ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠∗ = 𝛽0 + 𝛽1𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 + 𝛽2𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒
2 + 𝛽3𝑒𝑑𝑢𝑐𝑚 + 𝛽4𝑒𝑑𝑢𝑐𝑝 + 𝛽5𝑖𝑟𝑚𝑠 + 𝑢
Estamos preocupados com a possibilidade de que 𝑡𝑣ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠∗ tenha sido medida com erro em nossa
pesquisa. Seja 𝑡𝑣ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 o número de horas por semana que se gasta assistindo televisão. O que as
hipóteses do erro clássico nas variáveis (CEV) requerem nesta aplicação?
Solução: Pelas hipóteses do erro clássico nas variáveis, precisamos escrever:
𝑡𝑣ℎ𝑜𝑢𝑟𝑠 = 𝑡𝑣ℎ𝑜𝑢𝑟𝑠∗ + 𝑒0.
Em que: 𝑒0 é o erro de medida com 𝐸(𝑒0) = 0, ou seja, tem média zero e não está correlacionada
com 𝑡𝑣ℎ𝑜𝑢𝑟𝑠∗ e cada variável explicativa na equação.
4. Qual a motivação para o uso da estimação por variáveis instrumentais?
Solução: Abordagem diferente para o problema de endogeneidade: i) métodos da VI podem ser
usados para se obter estimadores consistentes na presença de variáveis omitidas. ii) métodos da VI
também podem ser usados para resolver erros de medida. A regressão de variáveis instrumentais
(VI) é uma forma geral de se obter um estimador consistente dos coeficientes desconhecidos da
regressão da população quando o regressor 𝑥, está correlacionado com o termo de erro.
5. Considere um modelo de regressão simples para estimar o efeito da propriedade de um computador
pessoal (PC) na nota média de graduação de formados de uma grande universidade pública:
𝑠𝑢𝑝𝐺𝑃𝐴 = 𝛽0 + 𝛽1𝑃𝐶 + 𝑢
Em que 𝑃𝐶 é uma variável binária que indica a propriedade de um 𝑃𝐶.
a) Por que a propriedade de um 𝑃𝐶 pode estar correlacionada com 𝑢?
Solução: Está bastante bem estabelecido que o status socioeconômico afeta o desempenho do aluno.
O termo de erro pode conter, entre outras coisas, a renda familiar, que tem um efeito positivo no
GPA e também é muito provável que seja correlacionado com a propriedade do PC.
b) Explique por que 𝑃𝐶 possivelmente está relacionado à renda anual dos pais. Isso significa que a renda
dos pais será uma boa VI de 𝑃𝐶? Por quê?
Solução: As famílias com rendimentos mais elevados podem comprar computadores para seus filhos.
Portanto, a renda familiar certamente satisfaz o requisito para uma variável instrumental: está
correlacionada com a variável explicativa endógena [𝐶𝑜𝑣(𝑧, 𝑥) ≠ 0]. Mas, como sugerimos na parte
(i), a renda da família tem um efeito positivo no GPA, então o requisito para uma boa IV
(exogeneidade do instrumento: 𝐶𝑜𝑣(𝑧, 𝑢) = 0), falha para renda. Se tivéssemos a renda anual dos
pais, nós a incluiríamos como uma variável explicativa na equação. Se for a única variável omitida
importante correlacionada com o PC, então podemos estimar a equação expandida pela MQO.
6. Suponha que você queria estimar o efeito da frequência às aulas sobre o desempenho dos alunos.
Um modelo básico é:
𝑟𝑒𝑠𝑝𝑎𝑑 = 𝛽0 + 𝛽1𝑡𝑎𝑥𝑎𝑓𝑟𝑒𝑞 + 𝛽2𝑝𝑟𝑠𝐺𝑃𝐴 + 𝛽3𝐴𝐶𝑇 + 𝑢
Em que 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑎𝑑 é o resultado padronizado do exame final, 𝑡𝑎𝑥𝑎𝑓𝑟𝑒𝑞 corresponde a taxa de
frequência escola, 𝑝𝑟𝑠𝐺𝑃𝐴 é a média geral das notas em curso superior e 𝐴𝐶𝑇 é a nota do teste de
avaliação de conhecimentos para ingresso em curso superior nos Estados Unidos.
a) Defina 𝑑𝑖𝑠𝑡 como a distância da residência do aluno até o local de estudos. Você considera que
𝑑𝑖𝑠𝑡 é não correlacionada com 𝑢?
Solução: Parece razoável assumir que distância e 𝑒𝑟𝑟𝑜 não estão correlacionados, pois as salas de
aula geralmente não são designadas com conveniência para estudantes específicos em mente.
b) Supondo que 𝑑𝑖𝑠𝑡 e 𝑢 sejam não correlacionados, que outra hipótese 𝑑𝑖𝑠𝑡 terá que satisfazer para
ser uma 𝑉𝐼 válida de 𝑡𝑎𝑥𝑎𝑓𝑟𝑒𝑞?
Solução: Relevância do instrumento: 𝐶𝑜𝑣(𝑧, 𝑥) ≠ 0, ou seja:
A variável dist deve estar parcialmente correlacionada com 𝑡𝑎𝑥𝑎𝑓𝑟𝑒𝑞. Mais precisamente, na
forma reduzida
𝑡𝑎𝑥𝑎𝑓𝑟𝑒𝑞 = 𝜋0 + 𝜋1𝑝𝑟𝑠𝐺𝑃𝐴 + 𝜋2𝐴𝐶𝑇 + 𝜋3𝑑𝑖𝑠𝑡 + 𝑢
Devemos ter 𝜇3 ≠ 0. 0. Dada uma amostra de dados, podemos testar 𝐻0: 𝜋3 = 0 contra 𝐻1: 𝜋3 ≠ 0
usando uma estatística 𝑡.
7. Considere a seguinte tabela com resultados de MQO, com e sem progme como variável
explicativa.
Variável Dependente: mat10
Variáveis independentes (1) (2)
Log(gasto) 11,13 (3,30) 7,75 (3,04)
Log(matricl) 0,022 (0,615) -1,26 (0,58)
Progme - -0,324 (0,036)
Intercepto -69,24 (26,72) -23,14 (24,99)
Observações
R2
428
0,0297
428
0,1893
Nota: Desvio-padrão entre parênteses.
a) Explique por que o efeito dos gastos sobre mat10 é menor na coluna 2 do que na coluna1. O efeito
na coluna 2 ainda é estatisticamente maior que zero?
Solução: Adicionar a variável progme na coluna (2) fez com que a variação em mat10 fosse
“distribuída” entre os demais determinantes do desempenho dos alunos em matemática, tendo em
vista que todas as variáveis {log(gasto), log(matricl), progme} são significativas ao nível de
significância de 5%. Os gastos continuam sendo estatisticamente diferentes de 0 (zero): a estatística
t referente a log(gasto) é 7,75/3,04 = 2,549; portanto, tcalculado = 2,549 > ttabelado = 1,96, rejeita H0.
Ou seja, rejeita-se a hipótese de que os gastos {log(gasto)} não tenham efeito sobre o desempenho
dos alunos em matemática (mat10).
b) O que se pode dizer sobre o efeito do tamanho das escolas (em no. de matriculados) sobre as taxas
de aprovação?
Solução: Na coluna (1), sem a inclusão de progme, o número de matriculados não tinha efeito
estatisticamente significativo sobre o desempenho dos alunos em matemática. Ademais, vale notar
que o coeficiente possui o sinal positivo, diferente do esperado. Já na coluna (2), após inclusão de
progme, o númerode matriculados tem efeito negativo sobre o desempenho dos alunos, significativo
a 5% (tcalculado = 2,172 > ttabelado = 1,96, rejeita H0: log(matricl) = 0). De outra forma, há 95% de
confiança de que quanto maior o número de matriculados na escola, menor o desempenho do aluno.
c) Interprete o coeficiente de progme na coluna 2.
Solução: Pode-se inferir que, ser “pobre” reduz o desempenho do aluno em matemática em 0,324,
ao nível de significância de 1% {tcalculado = 9 > ttabelado = 2,64 (α = 0,01), rejeita H0: progme = 0}.
d) O que você deduz sobre o substancial aumento de R2 da coluna 1 para a coluna 2?
Solução: O aumento do grau de ajustamento do modelo foi devido à inclusão da variável progme no
modelo: uma variável relevante que não havia sido considerada em (1). Dessa forma, percebe-se,
pelas estatísticas e pelo maior ajustamento, que o modelo (1) incorria em viés de variável omitida
resolvida pela proxy de pobreza. Diante de toda discussão, portanto, pode-se afirmar que a inclusão
de progme no modelo é importante e, por conseguinte, progme é uma boa proxy para pobreza.
8. Quando usamos modelos de equação simultâneas? O que é o viés de simultaneidade em MQO?
Como identificar e estimar a equação estrutural?
Solução: A utilização de um MES é devido à outra importante forma de endogeneidade de variáveis
explicativas, a saber, simultaneidade. Ela surge quando uma ou mais das variáveis explicativas são
determinadas conjuntamente com a variável explicativa, em geral por meio de um mecanismo de
equilíbrio.
Seja o modelo estrutural de um sistema de 2 equações e 2 incógnitas:
𝑦1 = 𝛼1𝑦2 + 𝛽1𝑧1 + 𝑢1 (1)
𝑦2 = 𝛼2𝑦1 + 𝛽2𝑧2 + 𝑢2
Suponha que se deseje estimar a equação (1). Então:
𝑦2 = 𝛼2(𝛼1𝑦2 + 𝛽1𝑧1 + 𝑢1) + 𝛽2𝑧2 + 𝑢2
(1 − 𝛼2𝛼1)𝑦2 = 𝛼2𝛽1𝑧1 + 𝛽2𝑧2 + 𝛼2𝑢1 + 𝑢2
Para solucionar para 𝑦2 temos:
𝛼2𝛼1 ≠ 1
Que pode ser reescrito como:
𝑦2 = 𝜋21𝑧1 + 𝜋22𝑧2 + 𝑣2
Parâmetros na forma reduzida (funções não lineares dos parâmetros estruturais):
𝜋21 =
𝛼2𝛽1
(1−𝛼2𝛼1)
, 𝜋22 =
𝛽2
(1−𝛼2𝛼1)
, 𝑣2 =
(𝛼2𝑢1+𝑢2)
(1−𝛼2𝛼1)
Para que o estimador de MQO da primeira equação seja consistente, é necessário que
𝐶𝑜𝑣 (𝑢1, 𝑦2) = 0. Ou seja, a covariância entre 𝑢1 e cada termo que compõe 𝑦2 (na forma reduzida)
deve ser nula. Mas a forma reduzida do modelo mostra explicitamente que y2 também depende de 𝑢1.
Logo, é evidente que, em geral, há correlação entre 𝑦2 e 𝑢1. Portanto, o estimador de MQO aplicado
à equação é viesado e inconsistente! Esse tipo de viés do estimador de MQO é denominado viés de
equações simultâneas ou simplesmente viés de simultaneidade. Portanto, dizemos que MQO sofre de
viés de simultaneidade quando𝑦2 for correlacionado com 𝑢1.
Identificação: Seja 𝑧1 todas as variáveis exógenas na 1ª equação, e 𝑧2 todas as variáveis exógenas
na 2ª equação. Para identificar a 1ª equação, é necessário que algumas variáveis em 𝑧2 não estejam
em 𝑧1. Já para identificar a 2ª equação, é necessário que algumas variáveis em 𝑧1 não estejam em
𝑧2. A identificação, portanto, requer a condição de posto (condição suficiente para identificação).
Note que a variável exógena excluída da 1ª equação tem que ter um coeficiente diferente de zero na
segunda equação para que a condição de posto se mantenha. A condição de ordem (condição
necessária para identificação) claramente se mantém se a condição de posto é mantida – existirá
uma variável exógena para a variável considerada endógena.
Estimação: Para estimar a equação estrutural é necessária que a equação seja identificada.
Garantida a identificação, pode-se estimar a equação por MQ2E utilizando como variáveis
instrumentais, as variáveis exógenas que aparecem em cada equação.
9. Desenvolva um modelo de equações simultâneas para a oferta e demanda de dentistas no Brasil.
Especifique as variáveis endógenas e exógenas do modelo.
Solução: Ver exemplos 16.3 e 16.4 do livro (páginas 519 e 520)
Referência:
WOOLDRIDGE, J.M. Introdução à Econometria: uma abordagem moderna. 4ª ed. São Paulo:
Pioneira Thomson Learning, 22015. (Capítulo 16).