Soru

Zorluk: ZorTersinirlik Kavramı ve Koşulları

Zaman serisi analizinde ϵt∼WN(0,σ2)\epsilon_t \sim WN(0, \sigma^2) beyaz gürültü sürecini temsil etmek üzere, ikinci dereceden bir hareketli ortalama modeli (MA(2)) aşağıdaki gibi tanımlanmıştır:

Xt=ϵt+2kϵt−1+kϵt−2X_t = \epsilon_t + 2k \epsilon_{t-1} + k \epsilon_{t-2}

Bu sürecin tersinir (invertible) bir süreç olabilmesi için kk parametresinin sağlaması gereken en geniş değer aralığı aşağıdakilerden hangisidir?

  1. −13<k<1-\frac{1}{3} < k < 1Cevap
  2. B
    −1<k<1-1 < k < 1
  3. C
    −1<k<13-1 < k < \frac{1}{3}
  4. D
    −13<k<13-\frac{1}{3} < k < \frac{1}{3}
  5. E
    −12<k<12-\frac{1}{2} < k < \frac{1}{2}

Cevap

Modelin tersinir olabilmesi için kk parametresinin −13<k<1-\frac{1}{3} < k < 1 aralığında olması gerekir.
Verilen ikinci dereceden hareketli ortalama modelinin (MA(2)) tersinir olabilmesi için, katsayıları olan θ1=2k\theta_1 = 2k ve θ2=k\theta_2 = k'nın tersinirlik üçgeni koşullarını eşanlı sağlaması gerekir. Bu koşullar θ1+θ2>−1\theta_1 + \theta_2 > -1, θ2−θ1>−1\theta_2 - \theta_1 > -1 ve −1<θ2<1-1 < \theta_2 < 1'dir. Katsayılar yerine konduğunda sırasıyla 3k>−13k > -1, −k>−1-k > -1 (k<1k < 1) ve −1<k<1-1 < k < 1 eşitsizlikleri elde edilir. Bu üç eşitsizliğin ortak sağlandığı tek aralık −13<k<1-\frac{1}{3} < k < 1'dir.

Adım Adım Çözüm

1
Verilen modelin standart MA(2) notasyonuyla ifade edilmesi ve katsayıların belirlenmesi.
Model Xt=ϵt+θ1ϵt−1+θ2ϵt−2X_t = \epsilon_t + \theta_1 \epsilon_{t-1} + \theta_2 \epsilon_{t-2} formatındadır. Buradan katsayılar θ1=2k\theta_1 = 2k ve θ2=k\theta_2 = k olarak belirlenir.
Tersinirlik koşullarını uygulayabilmek için katsayıların doğru bir şekilde tanımlanması gerekir.
2
MA(2) süreçleri için karakteristik denkleme bağlı gerekli ve yeterli tersinirlik koşullarının yazılması.
Tersinirlik (invertibility) üçgenini tanımlayan koşullar şunlardır: 1) θ1+θ2>−1\theta_1 + \theta_2 > -1, 2) θ2−θ1>−1\theta_2 - \theta_1 > -1, 3) −1<θ2<1-1 < \theta_2 < 1.
Bir MA sürecinin geçmiş gözlemler cinsinden sonsuz bir AR sürecine dönüştürülebilmesi için karakteristik denklemin köklerinin birim çemberin dışında yer alması matematiksel zorunluluktur.
3
Bulunan katsayıların birinci eşitsizlik koşuluna uygulanması.
θ1+θ2>−1⇒2k+k>−1⇒3k>−1⇒k>−13\theta_1 + \theta_2 > -1 \Rightarrow 2k + k > -1 \Rightarrow 3k > -1 \Rightarrow k > -\frac{1}{3}.
Tersinirlik bölgesinin ilk sınırını belirlemek.
4
Bulunan katsayıların ikinci ve üçüncü eşitsizlik koşullarına uygulanması.
İkinci koşul: θ2−θ1>−1⇒k−2k>−1⇒−k>−1⇒k<1\theta_2 - \theta_1 > -1 \Rightarrow k - 2k > -1 \Rightarrow -k > -1 \Rightarrow k < 1. Üçüncü koşul: −1<θ2<1⇒−1<k<1-1 < \theta_2 < 1 \Rightarrow -1 < k < 1.
Tersinirlik bölgesinin diğer sınırlarını belirlemek.
5
Tüm eşitsizliklerin kesişim kümesinin (ortak çözümünün) bulunması.
k>−13k > -\frac{1}{3}, k<1k < 1 ve −1<k<1-1 < k < 1 eşitsizliklerinin üçünü birden sağlayan en geniş aralık −13<k<1-\frac{1}{3} < k < 1 olarak bulunur.
Karakteristik denklemin tüm köklerinin birim çember dışında kalmasını garanti eden tek çözüm aralığı bu kesişim kümesidir.

Anahtar Kavram

MA(2) Modellerinde Tersinirlik (Invertibility) Koşulları
Bu soruyu puanla