在计量经济学中指定函数时,我们使用自然对数 (ln) 而不是以 10 为底的对数的原因是什么?
为什么我们在计量经济学中指定函数时使用自然对数 (ln) 而不是以 10 为底对数?
在社会科学线性回归的背景下,Gelman 和 Hill 写道[1]:
我们更喜欢自然对数(即以为底的对数),因为如上所述,自然对数尺度上的系数可以直接解释为近似的比例差异:系数为 0.06,中的差异 1对应于近似 6的百分比差异,依此类推。
[1] 安德鲁·格尔曼和詹妮弗·希尔 (2007)。使用回归和多级/分层模型的数据分析。剑桥大学出版社:剑桥;纽约,第 60-61 页。
没有很充分的理由偏爱自然对数。假设我们正在估计模型:
ln Y = a + b ln X
自然 (ln) 和以 10 为底的对数 (log) 之间的关系是 ln X = 2.303 log X (source)。因此该模型等价于:
2.303 log Y = a + 2.303b log X
或者,输入 a / 2.303 = a*:
log Y = a* + b log X
可以估计任何一种形式的模型,并得到相同的结果。
自然对数的一个轻微优势是它们的一阶微分更简单:d(ln X)/dX = 1/X,而 d(log X)/dX = 1 / ((ln 10)X) (source)。
有关计量经济学教科书中的资料表明可以使用任何一种形式的对数,请参阅古吉拉特语,计量经济学要点, 2006 年第 3 版,第 288 页。
我认为使用自然对数是因为在进行利息/增长计算时经常使用指数。
如果您处于连续时间并且您正在复利,您最终将获得一个等于的总和的未来值(其中 r 是利率,N 是名义金额总和)。
由于您最终在微积分中得到指数,因此摆脱它的最佳方法是使用自然对数,如果您进行逆运算,自然对数将为您提供达到一定增长所需的时间。
此外,对数的好处(无论是否自然)是您可以将乘法转换为加法。
至于为什么我们在复利时最终使用指数的数学解释,你可以在这里找到它:http ://en.wikipedia.org/wiki/Continuously_compounded_interest#Periodic_compounding
基本上,您需要采取限制才能获得无限数量的利率支付,这最终是指数的定义
甚至认为,连续时间在现实生活中并没有被广泛使用(您按月支付抵押贷款,而不是每秒钟......),这种计算经常被量化分析师使用。
经济学家喜欢使用对数函数形式的回归的另一个原因是经济原因:系数可以理解为 Cobb-Douglas 函数的弹性。这个函数可能是经济学家最常用的分析微观经济行为(消费者偏好、技术、生产函数)和宏观经济问题(经济增长)的函数。弹性术语用于描述一个变量的变化相对于另一个变量的响应程度。