IV-probit的似然函数的推导


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因此,我有一个二元模型,其中是潜在的不可观察变量,而y_1 \ in \ {0,1 \}在观察值中。y_2确定y_1,因此z_2是我的工具。简而言之,模型就是这样。 \ begin {eqnarray} y_1 ^ *&=&\ delta_1 z_1 + \ alpha_1 y_2 + u_1 \\ y_2&=&\ delta_ {21} z_1 + \ delta_ {22} z_2 + v_2 = \ textbf {z} \ delta + v_2 \\ y_1&=&\ text {1} [y ^ *> 0] \ end {eqnarray} 由于错误项不是独立的,所以 \ begin {eqnarray} \ begin {pmatrix} u_1 \\ v_2 \ end {pmatrix} \ sim \ mathcal {N} \ left(\ textbf {0} \;,\ begin {bmatrix} 1&\ eta \\ \ eta&\ tau ^ 2 \ end {bmatrix} \ right)。\ nonumber \ end {eqnarray} 我使用了IV-probit模型。y1y1{0,1}y2y1z2

y1=δ1z1+α1y2+u1y2=δ21z1+δ22z2+v2=zδ+v2y1=1[y>0]
(u1v2)N(0,[1ηητ2]).

我在推导似然函数时遇到麻烦。我知道我可以将其中一个误差项写为另一个误差项的线性函数,因此

u1=ητ2v2+ξ,whereξN(0,1η2).

并且应该使用ξ来施加正常的CDF。

我查看了Stata手册(http://www.stata.com/manuals13/rivprobit.pdf)中的IV-probit,他们建议使用条件密度

f(y1,y2z)=f(y1y2,z)f(y2z)

以得出似然函数,但我真的不知道使用它(是的,我最终得到了错误的结果...)。到目前为止,我的尝试是

大号ÿ1个=一世=1个ñÿ1个=0ÿ2ž1个-ÿ1个ÿ1个=1个ÿ2žÿ1个=一世=1个ñÿ1个01个-ÿ1个ÿ1个>0Fÿ2žÿ1个[标准化]=一世=1个ñξ1个-η2-δ1个ž1个+α1个ÿ2+ητ2ÿ2-ž1个-η21个-ÿ1个ξ1个-η2<δ1个ž1个+α1个ÿ2+ητ2ÿ2-ž1个-η2Fÿ2žÿ1个=[1个-Φw]1个-ÿ一世[ΦwFÿ2X]ÿ1个
正如我所说,我没有使用如上所述的关节密度函数的定义。此外,我最终还把Fÿ2ž提升到ÿ1个,这似乎是错误的。有人可以提示我如何得出正确的(对数)似然函数或我哪里出错了吗?

Answers:


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请记住,对于二元正态变量 的条件分布给出是

Xÿñ[μXμÿ][σX2ρσXσÿρσXσÿσÿ2]
ÿX
ÿXñμÿ+ρσÿX-μXσXσÿ[1个-ρ2]

在当前情况下,我们有 表示 其中(这是您的第一个错误)

ü1个v2ñ0+η1个τ1个v2-0τ1个[1个-η1个τ2]=ñητ2v21个-η2τ2
ü1个=ητ2v2+ξ
ξñ01个-η2τ2

因此,我们可以重写第一个方程

ÿ1个=δ1个ž1个+α1个ÿ2+ü1个=δ1个ž1个+α1个ÿ2+ητ2v2+ξ=δ1个ž1个+α1个ÿ2+ητ2ÿ2-žδ+ξ

现在,请记住,在给定的情况下,的条件概率密度函数X=Xÿ=ÿ

FXXÿ=FXÿXÿFÿÿ

在当前情况下,我们有 可以重新排列为表达式 f12y1y2z

F1个ÿ1个ÿ2ž=F12ÿ1个ÿ2žF2ÿ2ž
F12ÿ1个ÿ2ž=F1个ÿ1个ÿ2žF2ÿ2ž

然后,我们可以将似然度写为两个独立冲击的密度的函数: v1个ξ1个

L(y1,y2z)=inf1(y1iy2i,zi)f2(y2izi)=inPr(y1i=1)y1iPr(y1i=0)1y1if2(y2izi)=inPr(y1i>0)y1iPr(y1i0)1y1if2(y2izi)=inPr(δ1z1i+α1y2i+ητ2(y2iziδ)+ξi>0)y1iPr(δ1z1i+α1y2i+ητ2(y2iziδ)+ξi0)1y1if2(y2izi)=inPr(ξi>[δ1z1i+α1y2i+ητ2(y2iziδ)])y1iPr(ξi[δ1z1i+α1y2i+ητ2(y2iziδ)])1y1if2(y2izi)=inPr(ξi01η2τ2>δ1z1i+α1y2i+ητ2(y2iziδ)+01η2τ2)y1iPr(ξi01η2τ2δ1z1i+α1y2i+ητ2(y2iziδ)+01η2τ2)1y1if2(y2izi)=inPr(ξi1η2τ2>wi)y1iPr(ξi1η2τ2wi)1y1if2(y2izi)=in[1Pr(ξi1η2τ2wi)]y1iPr(ξi1η2τ2wi)1y1if2(y2izi)=i[1Φ(wi)]y1iΦ(wi)1y1iφ(y2iziδτ)=inΦ(wi)y1i[1Φ(wi)]1y1iφ(y2iziδτ)=Φ(w)y1[1Φ(w)]1y1φ(y2zδτ)
其中 和是标准正态分布的累积密度函数和概率密度函数。
wi=δ1z1i+α1y2i+ητ2(y2iziδ)1η2τ2.
Φ(z)φ(z)
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