13 Pruebas de independencia de los errores

En este capítulo se presentan varias pruebas para explorar si se cumple el supuesto de independencia de los errores en regresión lineal.

En las prueba mostradas a continuación se estudian las siguientes hipótesis.

\[\begin{align*} H_0 &: \text{los errores son independientes.} \\ H_1 &: \text{los errores no son independientes.} \end{align*}\]

Durbin-Watson test

La función dwtest del paquete lmtest (Hothorn et al. 2022) implementa esta prueba.

En esta publicación de StackOverFlow hay una excelente discusión sobre la prueba, se invita al lector a explorar la publicación.

Ejemplo

El siguiente ejemplo fue tomado de la documentación de la función dwtest.

## generate regressor
x <- rep(c(-1, 1), 50)

## generate the AR(1) error terms with parameter rho = 0 (white noise)
err1 <- rnorm(100)
## generate dependent variable
y1 <- 1 + x + err1
library(lmtest)
mod1 <- lm(y1 ~ x)
dwtest(mod1) ## perform Durbin-Watson test
## 
##  Durbin-Watson test
## 
## data:  mod1
## DW = 2.0407, p-value = 0.6204
## alternative hypothesis: true autocorrelation is greater than 0
plot(residuals(mod1), pch=19, col="deepskyblue1")

## generate the AR(1) error terms with parameter rho = 0.9 respectively
err2 <- stats::filter(x=err1, filter=0.9, method="recursive")
## generate dependent variable
y2 <- 1 + x + err2

mod2 <- lm(y2 ~ x)
dwtest(mod2) ## perform Durbin-Watson test
## 
##  Durbin-Watson test
## 
## data:  mod2
## DW = 0.27804, p-value < 2.2e-16
## alternative hypothesis: true autocorrelation is greater than 0
plot(residuals(mod2), pch=19, col="tomato")

Breusch-Godfrey Test

La función bgtest del paquete lmtest Hothorn et al. (2022) implementa esta prueba.

Ejemplo

Usando los datos el ejemplo anterior aplicar la prueba Breusch-Godfrey.

library(lmtest)
mod1 <- lm(y1 ~ x)
bgtest(mod1) ## perform Durbin-Watson test
## 
##  Breusch-Godfrey test for serial correlation of order up to 1
## 
## data:  mod1
## LM test = 0.051656, df = 1, p-value = 0.8202
mod2 <- lm(y2 ~ x)
bgtest(mod2) ## perform Durbin-Watson test
## 
##  Breusch-Godfrey test for serial correlation of order up to 1
## 
## data:  mod2
## LM test = 73.866, df = 1, p-value < 2.2e-16

References

Hothorn, Torsten, Achim Zeileis, Richard W. Farebrother, and Clint Cummins. 2022. Lmtest: Testing Linear Regression Models. https://CRAN.R-project.org/package=lmtest.