Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
Samenvatting

Summary Linear Models in Statistics | All Theory from Slides

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
62
Geüpload op
08-02-2023
Geschreven in
2022/2023

All theory from slides in the course Linear Models in Statistics, provided by dr. M. Kesina. Covers all topics discussed in this course.

Voorbeeld van de inhoud

Linear Models in Statistics
Theory
EBB072A05
Semester I B


Wouter Voskuilen
S4916344
Slides by dr. M. Kesina




1

,Wouter Voskuilen Linear Models in Statistics


Contents
1 Chapter 1: Matrix Algebra 3
1.1 Vectors and Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Rank, Determinant, and Inverse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3 Eigenvalues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4 Positive (semi) Definite Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.5 Projection Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6 Partitioned Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.7 Differentiation Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2 Chapter 2: Random Vectors 17
2.1 Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2 Operations and Transformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.3 Expected Value . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.4 Variance-covariance matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.5 Correlation matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.6 General Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3 Chapter 3: Multivariate Normal and Related Distributions 23
3.1 Univariate Normal Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.2 Multivariate Normal Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.3 Related Distributions: χ2 , F , and t distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.4 Results on Quadratic Forms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.5 Distribution Check . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

4 Chapter 4: Linear Model 28
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.2 OLS Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.2.1 Bivariate Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.2.2 Multivariate Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.3 Goodness of Fit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.4 Properties of the OLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.5 Hypothesis Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.6 Maximum Likelihood Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.7 Frisch-Waugh-Lovell Theorem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.8 Wrong Specification of the Regressor Matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.9 Violation of the OLS Assumptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.9.1 Violation of Assumption A.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.9.2 Violation of Assumption A.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60




2

,Wouter Voskuilen Linear Models in Statistics


1 Chapter 1: Matrix Algebra
1.1 Vectors and Matrices
Let  
a1
 a2 
a= . 
 
 .. 
an
a is called a vector (column vector).
The elements ai for i = 1, ..., n are called elements or components of a. n is the order of the
vector.

Let a and b be two vectors, which have the same order n.
Summation of two vectors:
     
a1 b1 a1 + b1
 a2   b2   a2 + b2 
a+b= . + . = . 
     
 ..   ..   .. 
an bn an + bn

Vector summation is:

− Commutative: a + b = b + a

− Associative: (a + b) + c = a + (b + c), where c is a vector of the same order as a and
b.

Multiplication of a vector with a scalar λ
 
a1
 a2 
λa = λ  . 
 
 .. 
an

Inner or scalar product of two vectors a and b of the same order n
n
X
⟨a, b⟩ = a′ b = ai bi .
i=1

The length (or norm) of a vector

∥a∥ = ⟨a, a⟩1/2 = a′ a.


3

, Wouter Voskuilen Linear Models in Statistics


Any nonzero vector can be normalized by
1
ao = a.
∥a∥
A normalized vector has norm 1.

Collinearity of two vectors a and b
a = λb
for some scalar λ.

Two vectors a and b with ⟨a, b⟩ = 0 are called orthogonal.
If ⟨a, b⟩ = 0 and ∥a∥ = ∥b∥ = 1, then a and b are called orthonormal.

Outer product of two vectors a and b of the same order
 
a1 b1 · · · a1 bn
ab′ =  ... .. .. 

. . 
an b1 · · · an bn

Unit vectors or Elementary vectors ej :
ej consists of zeros and a single one on the jth position.
Unit vectors are orthonormal.

Vector of ones ιn :
ιn consists of ones only. The index indicates the size.
ιn is also called the sum vector
n
X n
X
ι′n a = ιi a i = ai .
i=1 i=1


Let  
a11 · · · a1m
 .. .. .. 
A= . . . 
a1n · · · anm
The matrix A is of order/size/dimension n × m.
We also write A = {aij } and Aij = aij .

Let A be a n × m matrix.
− A is square if n = m.

− A is symmetric if n = m and aij = aji , i, j = 1, ..., n.

4

Documentinformatie

Geüpload op
8 februari 2023
Aantal pagina's
62
Geschreven in
2022/2023
Type
SAMENVATTING
€13,99
Krijg toegang tot het volledige document:

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Maak kennis met de verkoper
Seller avatar
woutervoskuilen

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
woutervoskuilen Rijksuniversiteit Groningen
Bekijk profiel
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
3
Lid sinds
3 jaar
Aantal volgers
2
Documenten
8
Laatst verkocht
2 maanden geleden

0,0

0 beoordelingen

5
0
4
0
3
0
2
0
1
0

Populaire documenten

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Veelgestelde vragen