Estadístico de Durbin-Watson

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En estadística, el estadístico de Durbin-Watson es una estadística de prueba que se utiliza para detectar la presencia de autocorrelación (una relación entre los valores separados el uno del otro por un intervalo de tiempo dado) en los residuos (errores de predicción) de un análisis de la regresión. Lleva el nombre de James Durbin y Geoffrey Watson. La pequeña muestra de la distribución de esta relación se deriva de John von Neumann (von Neumann, 1941). Durbin y Watson (1950, 1951) aplicaron esta estadística para los residuales de mínimos cuadrados, y desarrollaron pruebas para la hipótesis nula de que los errores están correlacionados en serie frente a la alternativa de que siguen un proceso de primer orden autorregresivo. Más tarde, John Denis Sargan y Alok Bhargava desarrollaron varias pruebas estadísticas del tipo Neumann-Durbin-Watson von para la hipótesis nula de que los errores en un modelo de regresión siguen un proceso con una raíz unitaria contra la hipótesis alternativa de que los errores siguen un proceso estacionario de primer orden autorregresivo (Sargan y Bhargava, 1983).

Cálculo e interpretación del estadístico de Durbin-Watson[editar]

Si e_t es el residual asociado a la observación en el tiempo t, entonces la prueba estadística es:

Donde T es el número de observaciones. Puesto que d es aproximadamente igual a 2(1 − r), donde r es la autocorrelación de la muestra de los residuos,^[1] d = 2 indica que no hay autocorrelación. El valor de d siempre está entre 0 y 4. Si la estadística de Durbin-Watson es sustancialmente menor que 2, hay evidencia de correlación serial positiva. Como regla general, si Durbin-Watson es inferior a 1,0, puede ser causa de alarma. Los valores pequeños de d indican los términos de error sucesivos son, en promedio, cerca del valor de los otros, o correlacionados positivamente. Si d> 2, los términos de error sucesivas son, en promedio, muy diferente en valor el uno del otro, es decir, correlacionada negativamente. En las regresiones, esto puede implicar una subestimación del nivel de significación estadística.
Para probar la autocorrelación positiva en importancia α, la estadística de prueba d se compara con los valores críticos inferiores y superiores (d_L,α and d_U,α):

• Si d < d_L,α, existe evidencia estadística de que los términos de error se autocorrelacionados positivamente.
• Si d > d_U,α, no hay evidencia estadística de que los términos de error se autocorrelacionados positivamente.
• Si d_L,α < d < d_U,α, la prueba no es concluyente.

Correlación serial positiva es la correlación en serie en la que un error positivo para una observación aumenta las posibilidades de un error positivo para otra observación.
Para probar la autocorrelación negativa en significación α, la estadística de prueba (4 - d) se compara a bajar y los valores críticos de nivel superior (d_L,α and d_U,α):

• Si (4 − d) < d_L,α, existe evidencia estadística de que los términos de error se autocorrelacionados negativamente.
• Si (4 − d) > d_U,α, no hay evidencia estadística de que los términos de error se autocorrelacionados negativamente.
• Si d_L,α < (4 − d) < d_U,α, la prueba no es concluyente.

Correlación serial negativa implica que un error positivo para una observación aumenta la probabilidad de un error negativo para otra observación y un error negativo para uno aumenta las posibilidades de un error positivo para otra observación.
Los valores críticos, d_L,α y d_U,α, variar según el nivel de significación (α), el número de observaciones, y el número de predictores en la ecuación de regresión. Su derivación es compleja-los estadísticos suelen obtener a partir de los apéndices de textos estadísticos