本节将对在某种程度上相互局部接近的非线性模型进行讨论,同时,也对这个概念在线性检验时的含义加以分析。使我们能够这样做的定义是局部等价中的一个,参阅Godfrey(1988)或Gouriéroux和Monfort(1990)的相关研究。令
y t = β ′ z t +G 1 ( z t ; α )+ε 1t ,{ε 1t }~iid(0,σ 2 )
(5-9)
且
y t = β ′ z t +G 2 ( z t ; γ )+ε 2t ,{ε 2t }~iid(0,σ 2 )
(5-10)
二者均为可加非线性模型,以使G 1 和G 2 在线性邻域至少存在两阶连续可微,并且假设,当 α = 0 时,式(5-9)是线性的,当 γ = 0 时,式(5-10)是线性的。这些模型的局部等价定义如下(Gouriéroux和Monfort,1990)。
如果满足以下两个条件,则式(5-9)和式(5-10)在H 01 : α = 0 和H 02 : γ = 0 的邻域内是局部等价的:
(1)G 1 ( z t ; 0 )=G 2 ( z t ; 0 )。
(2)∂G 1 ( z t ; α )/∂ α | α = 0 = A ∂G 2 ( z t ; γ )/∂ γ | γ= 0 ,其中, A 是满秩的。
第一个条件意味着两个备择假设都有相同的原模型。第二个条件表明出现在(伪)得分向量中的偏导数的两个向量是线性相关的。这也说明了 α 和 γ 有相同的维数。根据第二个条件,源自检验H 01 和H 02 的LM检验是完全相同的。在给定的显著性水平下,如果检验拒绝式(5-9),那么它也拒绝式(5-10),且该针对线性的证据不偏向于任何模型。
从遵循的定义来看,如果已知式(5-9),那么,找到另一个产生相同LM线性检验的模型是可能的。把G 1 (z t ; α )展开为在 α = 0 处的泰勒级数序列。一阶展开为
y t = β ′ z t +{∂G 1 ( z t ; α )/∂ α | α = 0 }′ α +R 1 ( z t ; α )
其中,R 1 ( z t ; α )是余项。令式(5-10)中的G 2 ( z t ; γ )={∂G 1 ( z t ; α )/∂ α | α = 0 }′ α ,此时产生的模型满足定义的两个条件:值得注意的是 γ = α 。因此,这两个模型是局部等价的。事实上,式(5-2)和式(5-4)是局部等价的,并且正如已经看到的那样,确实生成了相同的LM线性检验。
然而,在正则性条件下,即使可从以前的模型中推导出一个局部等价的模型,但这并不代表在数据生成过程中,两个模型总是等价的。如果式(5-9)是平稳的数据生成过程,而式(5-10)则可能是非平稳的。例如,可考虑如下一阶平稳LSTAR过程
y t =Φy t-1 +[(1+exp{-γy t-1 }) -1 -1/2]y t-1 +ε t
(5-11)
其中,|Φ|<1/2。线性假设是γ=0。从在γ=0处的一阶泰勒展开式中得到的一个局部等价模型的形式为
它通常是发散的。可把式(5-12)作为实用的辅助自回归方程,用于衍生式(5-11)的线性检验,但不能作为数据的生成过程。