ECONOMETRIA BÁSICA 5° edição Gujarati PDF

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Quinta edição

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Econometria Básica Quinta Edição

Damodar N. Gujarati Professor Emérito de Economia, United States Military Academy, West Point

Dawn C. Porter University of Southern California

Tradução Denise Durante Mônica Rosemberg Maria Lúcia G. L. Rosa Revisão Técnica Claudio D. Shikida Doutor em Economia pelo PPGE-UFRGS, professor do IBMEC-MG

Ari Francisco de Araújo Júnior Mestre em Economia pela UFMG, professor do IBMEC-MG

Márcio Antônio Salvato Doutor em Economia pela FGV-RJ, professor do IBMEC-MG

Versão impressa desta obra: 2011

2011

Obra originalmente publicada sob o título Basic Econometrics, 5th edition ISBN 0-07-337577-2/978-0-07-337577-9 © 2008, The McGraw-Hill Companies, Inc., New York, NY, EUA Editora sênior: Luciana Salgado Guimarães Moreira Editora assistente: Luciana Cruz Assistente editorial: César Crivelaro Preparação do original: Mônica de Aguiar Rocha Capa: Triall Composição Editorial Ltda., arte sobre capa original Diagramação: Triall Composição Editorial Ltda

Reservados todos os direitos de publicação, em língua portuguesa, à AMGH Editora Ltda. (AMGH Editora é uma parceria entre Artmed® Editora S.A. e McGraw-Hill Education) Av. Jerônimo de Ornelas, 670 – Santana 90040-340 Porto Alegre RS Fone (51) 3027-7000 Fax (51) 3027-7070 É proibida a duplicação ou reprodução deste volume, no todo ou em parte, sob quaisquer formas ou por quaisquer meios (eletrônico, mecânico, gravação, fotocópia, distribuição na Web e outros) sem permissão expressa da Editora. SÃO PAULO Av. Embaixador Macedo Soares, 10.735 – Pavilhão 5 – Cond. Espace Center Vila Anastácio 05095-035 São Paulo SP Fone (11) 3665-1100 Fax (11) 3667-1333 SAC 0800 703-3444 IMPRESSO NO BRASIL PRINTED IN BRAZIL

Para Joan Gujarati, Diane Gujarati-Chesnut, Charles Chesnut e meus netos, Tommy e Laura Chesnut. —DNG

Para Judy, Lee, Brett, Bryan, Amy e Autumn Porter. Especialmente para meu amado pai, Terry. —DCP

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Sobre os autores Damodar N. Gujarati Após lecionar por mais de 25 anos na Universidade da Cidade de Nova York e 17 no Departamento de Ciências Sociais da Academia Militar de West Point, Nova York, Gujarati atualmente é professor emérito de economia na Academia. Graduou-se na Universidade de Bombaim em 1960, concluiu o MBA na Universidade de Chicago em 1963 e o doutorado na Universidade de Chicago em 1965. Gujarati tem um extenso número de publicações em periódicos renomados nos Estados Unidos e internacionalmente, como Review of Economics and Statistics, Economic Journal, Journal of Financial and Quantitative Analysis e Journal of Business. Foi membro do Conselho de Editores do Journal of Quantitative Economics, veículo oficial da Journal of the Indian Econometric Society. Também é autor dos títulos Pensions and the New York City fiscal crisis (American Enterprise Institute, 1978), Government and business (McGraw-Hill, 1984) e Essentials of econometrics (McGraw-Hill, 3. ed., 2006). Seus livros sobre econometria foram traduzidos para vários idiomas. Gujarati foi professor visitante na Universidade de Sheffield, Reino Unido (1970-1971), em Fulbright, Índia (1981-1982), na Escola de Administração da Universidade Nacional de Cingapura (1985-1986) e professor visitante de Econometria na Universidade de New South Wales, Austrália (verão de 1988). Lecionou extensivamente tópicos sobre micro e macroeconomia em países como Austrália, China, Bangladesh, Alemanha, Índia, Israel, Ilhas Mauricio e Coreia do Sul.

Dawn C. Porter Dawn Porter é professora assistente do Departamento de Gestão de Informação e Operações da Marshall School of Business na University of Southern California desde 2006. É professora de estatística tanto no curso de graduação quanto no curso de MBA na escola de administração. Antes de juntar-se ao corpo docente da USC, de 2001-2006, foi professora assistente da McDonough School of Business na Universidade de Georgetown e anteriormente foi professora visitante do Departamento de Psicologia da Graduate School of Arts and Sciences da Universidade de Nova York (NYU). Na NYU, lecionou diversos cursos sobre métodos estatísticos avançados e foi professora da Stern School of Business, onde obteve o doutorado em Estatística. Suas áreas de interesse em pesquisa incluem análise categórica, medidas de acordo, modelagem multivariada e aplicações no campo da psicologia. Sua pesquisa atual ex­amina modelos de leilão on-line sob uma perspectiva estatística. Apresentou sua pesquisa na Joint Statistical Meetings, no Decision Sciences Institute, no International Conference on Information Systems, em diversas universidades incluindo a London School of Economics e a NYU, assim como em vários seminários de e-commerce e estatística. É também coautora do livro Essentials of business statistics, 2. ed., McGraw-Hill Irwin, 2008. Fora do mundo acadêmico, Dawn trabalha como consultora estatística para a KPMG, Inc. Atuou ainda como consultora para muitas outras grandes empresas como Ginnie Mae, Inc., Toys R Us Corporation, IBM, Cosmaire, Inc. e para o Centro Médico da NYU.

Agradecimentos Desde a publicação da primeira edição deste livro, em 1978, recebemos valiosos conselhos, comentários, críticas e sugestões de diversas pessoas. Gostaríamos de agradecer em especial a ajuda recebida de Michael McAleer, da University of Western Australia, Peter Kennedy, da Simon Frazer University, Canadá, de Kenneth White, da University of British Columbia, George K. Zestos, da Christopher Newport University, Virginia, e de Paul Offner, da Georgetown University, Washington, D.C. Também somos gratos àqueles que nos influenciaram por sua erudição. Gostaríamos de agradecer especialmente a Arthur Goldberger, da University of Wisconsin, William Greene, da New York University e ao falecido G. S. Maddala. Continuamos gratos aos seguintes revisores que ofereceram suas inestimáveis percepções, críticas e sugestões nas edições anteriores deste texto: Michael A. Grove, da University of Oregon, Harumi Ito, da Brown University, Ham Kim, da South Dakota University, Phanindra V. Wunnava, do Middlebury College, e Andrew Paizis, da City University of New York. Vários autores influenciaram a redação deste texto. Em particular, somos gratos aos seguintes: Chandan Mukherjee, diretor do Centro de Estudos do Desenvolvimento, Trivandrum, Índia; Howard White e Marc Wuyts, do Institute of Social Studies, na Holanda; Badi H. Baltagi, da Texas A&M University; B. Bhaskara Rao, da University of New South Wales, Austrália; R. Carter Hill, da Louisiana University; William E. Griffiths, da University of New England; George G. Judge, University of California, Berkeley; Mamo Verbeek, do Centro de Estudos Econômicos da KU Leuven; Jeffrey Wooldridge, da Michigan State University; Kerry Patterson, da University of Reading, Reino Unido; Francis X. Diebold, da Wharton School, University of Pennsylvania; Wojciech W. Charemza e Derek F. Deadman, da University of Leicester, Reino Unido; Gary Koop, da University of Glasgow. Diversos comentários e sugestões proporcionados pelos revisores da quarta edição trouxeram substanciais melhorias a esta edição. Gostaríamos de agradecer a: Valerie Bencivenga University of Texas — Austin Andrew Economopoulos Ursinus College Eric Eide Brigham Young University Gary Ferrier University of Arkansas — Fayetteville David Garman Tufts University David Harris Benedictine College Don Holley Boise State University George Jakubson Cornell University Bruce Johnson Centre College of Kentucky Duke Kao Syracuse University

Gary Krueger Macalester College Subal Kumbhakar Binghamton University Tae-Hwy Lee University of California - Riverside Solaiman Miah West Virginia State University Fabio Milani University of California - Irvine Helen Naughton University of Oregon Solomon Smith Langston University Kay Strong Bowling Green State University Derek Tittle Georgia Institute of Technology Tiemen Woutersen Johns Hopkins University vii

viii  Agradecimentos

Gostaríamos de agradecer ainda aos estudantes e professores de todo o mundo que não apenas utilizaram o livro, mas entraram em contato conosco sobre vários aspectos de seu conteúdo. Pelo seu apoio nos bastidores da McGraw-Hill, agradecemos a Douglas Reiner, Noelle Fox e a Anne Hilbert. George F. Watson, o editor do texto que fez maravilhoso trabalho com um manuscrito longo e exigente. Devo muito a ele. Por fim, mas não menos importante, o dr. Gujarati gostaria de agradecer a suas filhas Joan e Diane, por seu constante apoio e incentivo na preparação desta e das edições anteriores. Damodar N. Gujarati Dawn C. Porter

Prefácio Objetivos do livro A primeira edição de Econometria básica foi publicada há 30 anos. Ao longo desse período, ocorreram avanços na teoria e na prática da econometria. Em cada uma das edições subsequentes, procurei incorporar os principais avanços nesta disciplina. A quinta edição manteve essa tradição. No entanto, o que não mudou no decorrer desses anos foi minha firme convicção de que é possível ensinar econometria de maneira intuitiva e informativa sem recorrer à álgebra matricial, ao cálculo ou à estatística em níveis além do elementar. Alguns itens são inerentemente técnicos. Nesses casos, os incluí no apêndice apropriado ou indiquei fontes de referência. Mesmo assim, procurei simplificar a parte técnica para que o leitor possa desenvolver um entendimento intuitivo. É uma surpresa agradável a longevidade deste livro, bem como o fato de que é utilizado não apenas por estudantes de economia e administração mas por alunos e pesquisadores de várias outras disciplinas, como ciências políticas, relações internacionais, agronomia e ciências da saúde. Os estudan­tes dessas áreas verão que o estudo expandido de vários tópicos e aplicações concretas é muito útil. Nesta nova edição dei ainda mais atenção para a relevância e a propriedade dos dados reais usados no texto. Na verdade, acrescentei cerca de 15 exemplos ilustrativos e mais de 30 exercícios de final de capítulo. Além disso, atualizei os dados de mais de 20 exemplos da edição anterior e de mais de 20 exercícios. Embora esteja na oitava década de minha vida, não perdi o amor pela econometria e continuo empenhando esforços para me manter atualizado nos avanços desta disciplina. Para me auxiliar nesta empreitada é um prazer ter como coautor o dr. Dawn Porter, professor assistente de Estatística da Escola de Administração Marshall da University of Southern California em Los Angeles. Ambos nos envolvemos profundamente na elaboração da quinta edição de Econometria básica.

Principais características da quinta edição Antes de discutir mudanças específicas nos diversos capítulos, é importante ressaltar as seguintes características da nova edição. 1. Praticamente todos os dados usados nos exemplos ilustrativos foram atualizados. 2. Foram acrescentados diversos exemplos. 3. Em vários capítulos, incluímos exemplos finais estendidos que ilustram os diversos argumentos no texto. 4. Incluíram-se telas de computador de vários exemplos. A maioria desses resultados baseiam-se nos pacotes estatísticos EViews (versão 6) e STATA (versão 10), assim como MINITAB (versão 15). 5. Diversos diagramas e gráficos foram incluídos nos vários capítulos. 6. Diversos exercícios de bancos de dados foram introduzidos nos vários capítulos. 7. Dados de tamanho reduzido foram incluídos. 8. Em alguns capítulos, inserimos exercícios de classe em que os estudantes são encorajados a obter seus próprios dados e a implementar as várias técnicas discutidas no livro. Algumas simulações Monte Carlo também foram incluídas.

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x  Prefácio

Mudanças específicas da quinta edição Algumas mudanças específicas desta edição:   1. As hipóteses que embasam o modelo clássico de regressão linear (MCRL) apresentadas no Capítulo 3 agora fazem uma distinção cuidadosa entre regressores fixos (variáveis explanatórias) e regressores aleatórios. Discutiremos a importância dessa distinção.   2. O Apêndice do Capítulo 6 discute as propriedades dos logaritmos, as transformações Box-Cox e várias fórmulas de crescimento.   3. O Capítulo 7 agora discute não só o impacto marginal de um regressor único sobre a variável dependente, como também os impactos de mudanças simultâneas de todas as variáveis explanatórias sobre a variável dependente. Este capítulo também foi reorganizado utilizando-se a mesma estrutura das hipóteses do Capítulo 3.   4. O Capítulo 11 apresenta uma comparação entre os vários testes de heterocedasticidade.   5. Há uma nova discussão do impacto de estruturas sobre a autocorrelação no Capítulo 12.   6. Novos tópicos foram incluídos no Capítulo 13: dados ausentes, termo de erro não normal e regressores estocásticos ou aleatórios.   7. Um modelo de regressão não linear discutido no Capítulo 14 apresenta uma aplicação concreta da transformação Box-Cox.   8. O Capítulo 15 contém muitos exemplos novos que ilustram o uso dos modelos logit e probit em vários campos.   9. O Capítulo 16 sobre modelos de regressão com dados em painel foi substancialmente revisto e ilustrado com várias aplicações. 10. O Capítulo 17 agora examina extensamente o teste de causalidade de Sims e Granger. 11. Séries temporais estacionárias e não estacionárias, bem como alguns dos problemas associados aos testes de estacionariedade, agora são extensamente abordadas no Capítulo 21 12. O capítulo 22 inclui uma discussão sobre por que eliminar as primeiras diferenças de uma série temporal com a finalidade de torná-la estacionária pode não ser uma estratégia apropriada em algumas situações. Além das mudanças específicas, erros de conteúdo e ortografia das edições anteriores foram corrigidos e a discussão sobre diversos tópicos em vários capítulos foi aprimorada.

Organização e opções A extensa cobertura desta edição propicia ao professor grande flexibilidade na escolha dos tópicos mais adequados aos alunos. A seguir, algumas sugestões para o uso do livro. Curso de um semestre para não especialistas: Apêndice A, Capítulos de l a 9 e uma visão geral dos Capítulos 10, 11 e 12 (omitindo todas as demonstrações). Curso de um semestre para estudantes de economia: Apêndice A, Capítulos l a 13. Curso de dois semestres para estudantes de economia: Apêndices A, B, C, Capítulos l a 22. Os Capítulos 14 e 16 podem ser opcionais. Alguns dos apêndices técnicos podem ser omitidos. Estudantes de mestrado e doutorado e pesquisadores: Este livro é um manual de referência para os principais tópicos da econometria.

Sumário resumido Parte 1

Modelos de regressão com equação única

37

1  A natureza da análise de regressão

39

2  A  nálise de regressão com duas variáveis: algumas ideias básicas

59

3  M  odelo de regressão de duas variáveis: o problema da estimação

78

4  M  odelo clássico de regressão linear normal (MCRLN)

118

5  A  regressão de duas variáveis: estimação de intervalo e teste de hipóteses

128

6  E  xtensões do modelo de regressão linear de duas variáveis

165

7  A  nálise de regressão múltipla: o problema da estimação

205

8  A  nálise da regressão múltipla: o problema da inferência 246 9  M  odelos de regressão com variáveis binárias (dummies) 288

10  M  ulticolinearidade: o que acontece se os regressores estiverem correlacionados? 11  H  eterocedasticidade: o que acontece se a variância do erro não é constante?

Tópicos em econometria

521

14  Modelos de regressão não linear

523

15  M  odelos de regressão de resposta qualitativa

538

16  M  odelos de regressão com dados em painel

587

17  M  odelos econométricos dinâmicos: modelos autorregressivos e com defasagens distribuídas

614

Parte 4 Modelos de equações simultâneas e econometria de séries temporais

665

18  Modelos de equações simultâneas

667

19  O problema da identificação

683

20  Métodos de equações simultâneas

705

21  E  conometria de séries temporais: alguns conceitos básicos

731

22  Econometria de séries temporais: previsão 767

ApêndiceS

Parte 2 Relaxamento das hipóteses do modelo clássico

Parte 3

A  Revisão de alguns conceitos estatísticos

796

325

B  Rudimentos de álgebra matricial

834

329

C  A  abordagem matricial para o modelo de regressão linear

846

D  Tabelas estatísticas

874

E  T  elas de resultado do EViews, MINITAB, Excel e STATA

891 897

370

12  A  utocorrelação: o que acontece se os termos de erro são correlacionados?

415

F  Dados econômicos na Internet

13  M  odelagem econométrica: especificação de modelo e teste diagnóstico

466

Referências bibliográficas

899 xi

Sumário Introdução  25 I.1 O que é econometria?............................................................................................................................................25 I.2 Por que uma disciplina separada?..........................................................................................................................26 I.3 A metodologia econométrica.................................................................................................................................26

1. Exposição da teoria ou hipótese...........................................................................................................................................27 2. Especificação do modelo matemático da teoria....................................................................................................................27 3. Especificação do modelo estatístico ou econométrico..........................................................................................................28 4. Obtenção dos dados..............................................................................................................................................................28 5. Estimação dos parâmetros do modelo econométrico............................................................................................................29 6. Teste de hipóteses..................................................................................................................................................................31 7. Projeção ou previsão.............................................................................................................................................................31 8. Uso do modelo para fins de controle ou de política..............................................................................................................32 Escolha do modelo....................................................................................................................................................................33

I.4 I.5 I.6 I.7

Tipos de econometria.......................................................................................................................................