यूनिट रूट की सहज व्याख्या


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यूनिट रूट टेस्ट के संदर्भ में, आप एक यूनिट रूट को सहज रूप से कैसे समझाएंगे?

मैं बहुत समझाने के तरीकों में सोच रहा हूँ जैसे मैंने इस प्रश्न में स्थापित किया है ।

यूनिट रूट के साथ मामला यह है कि मुझे पता है (थोड़ा, वैसे) कि यूनिट रूट टेस्ट का उपयोग टाइम सीरीज़ में स्टेशनरी के लिए परीक्षण करने के लिए किया जाता है, लेकिन यह बस है।

आप इसे लेपर्सन को या किसी ऐसे व्यक्ति को कैसे समझाएंगे, जिसने एक बहुत ही बुनियादी संभावना और सांख्यिकी पाठ्यक्रम का अध्ययन किया है?

अपडेट करें

मैंने व्हिबर के उत्तर को स्वीकार कर लिया क्योंकि यह वही है जो मैंने यहाँ पूछा था। लेकिन मैं हर किसी से आग्रह करता हूं कि यहां आए पैट्रिक और माइकल के जवाबों को भी पढ़ें, क्योंकि वे यूनिट रूट को समझने में स्वाभाविक "अगला कदम" हैं। वे गणित का उपयोग करते हैं, लेकिन बहुत सहज तरीके से।


3
मैंने इस प्रश्न के तीनों वर्तमान उत्तर (माइकल चेरिक के, पैट्रिक कैलडन के, और व्हीबर) को उकेरा है। साथ में, मेरा मानना ​​है कि वे इकाई जड़ की गहन समझ प्रदान करते हैं, अंतर्ज्ञान से कुछ अंतर्निहित गणित तक। एक उत्पादक प्रश्न के लिए +1।
गुंग

3
हाँ, @gung, मैं वास्तव में उत्तरों की गुणवत्ता से हैरान हूँ। अब यह मेरा नंबर 1 लिंक है जब कोई मुझसे यूनिट रूट के बारे में पूछता है।
लुकास रीस

1
मैं पूह का मुकाबला नहीं कर सकता, लेकिन [यहाँ एक और चित्रमय वर्णन है।] [१] अंतिम दो श्रृंखला (R और E) में एक इकाई जड़ नहीं है और स्थिर नहीं है। आप देख सकते हैं कि वे कितनी दूर तक घूमते हैं। [१]: आंकड़े.स्टैकएक्सचेंज . com / a / 25481 / 7071
दिमित्री वी। मास्टरोव

जवाबों:


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वह अभी पुल पर आया था; और यह नहीं देख रहा था कि वह कहाँ जा रहा है, वह कुछ पर फिसल गया, और देवदारु-शंकु ने अपने पंजे को नदी में बहा दिया।

"बोर्थ," पूह ने कहा, जैसा कि यह पुल के नीचे धीरे-धीरे तैरता था, और वह वापस एक और देवदार-शंकु प्राप्त करने के लिए चला गया, जिस पर एक कविता थी। लेकिन फिर उसने सोचा कि वह इसके बजाय नदी को देखेगा, क्योंकि यह एक शांतिपूर्ण दिन था, इसलिए वह लेट गया और इसे देखा, और यह उसके नीचे धीरे-धीरे खिसक गया। । । और अचानक, वहाँ उसका फर-शंकु भी खिसक गया।

"यह हास्यास्पद है," पूह ने कहा। "मैंने इसे दूसरी तरफ गिरा दिया," पूह ने कहा, "और यह इस तरफ से बाहर आया! मुझे आश्चर्य है कि अगर यह फिर से करेगा?"

एए मिल्ने, द हाउस एट पूह कॉर्नर (चैप्टर VI। जिसमें पूह एक नया खेल शुरू करता है और ईयोर ज्वाइन करता है।)

यहाँ पानी की सतह के साथ प्रवाह की एक तस्वीर है:

पूह चिपक जाती है १

तीर प्रवाह की दिशा दिखाते हैं और स्ट्रीमलाइन द्वारा जुड़े होते हैं एक प्राथमिकी शंकु उस धारा के पालन का रुख करेगा, जिसमें यह गिरता है। लेकिन यह हमेशा हर बार एक ही तरह से नहीं करता है, तब भी जब यह धारा में एक ही जगह पर गिरा होता है : पानी, हवा, और प्रकृति के अन्य सीटी के कारण इसकी पथ के साथ यादृच्छिक विविधताएं पड़ोसी पर इसे मारती हैं। धाराएं।

पूह चिपक जाती है २

यहां, ऊपरी दाहिने कोने के पास देवदार के शंकु को गिरा दिया गया था। इसने कम या ज्यादा धारा रेखाओं का अनुसरण किया - जो कि परिवर्तित होती हैं और नीचे और बाईं ओर प्रवाहित होती हैं - लेकिन यह रास्ते में थोड़ा चक्कर लगाती हैं।


एक "ऑटोरेग्रेसिव प्रक्रिया" (एआर प्रक्रिया) कुछ प्रवाह की तरह व्यवहार करने के लिए सोचा संख्याओं का एक क्रम है। द्वि-आयामी चित्रण एक ऐसी प्रक्रिया से मेल खाता है जिसमें प्रत्येक संख्या अपने दो पूर्ववर्ती मूल्यों द्वारा निर्धारित की जाती है - साथ ही एक यादृच्छिक "शोक"। सादृश्य क्रम में प्रत्येक क्रमिक जोड़ी को धारा में एक बिंदु के निर्देशांक के रूप में व्याख्या करके बनाया जाता है। तत्काल द्वारा, धारा का प्रवाह एआर प्रक्रिया द्वारा दिए गए उसी गणितीय तरीके से देवदार के शंकु के निर्देशांक को बदल देता है।

हम प्रवाह-आधारित तस्वीर से मूल प्रक्रिया को पुनर्प्राप्त कर सकते हैं, जिसमें प्रत्येक बिंदु के निर्देशांक को देवदारु शंकु द्वारा कब्जा कर लिया जाता है और फिर निर्देशांक के प्रत्येक सेट में सभी लेकिन अंतिम संख्या को मिटा दिया जाता है।

प्रकृति - और विशेष रूप से धाराएं - एआर प्रक्रियाओं के अनुरूप प्रवाह से अधिक समृद्ध और अधिक विविध हैं। क्योंकि अनुक्रम में प्रत्येक संख्या को अपने पूर्ववर्तियों पर एक ही निश्चित तरीके से निर्भर करने के लिए माना जाता है - यादृच्छिक चक्कर भाग के अलावा - एआर प्रक्रियाओं को चित्रित करने वाले प्रवाह सीमित पैटर्न प्रदर्शित करते हैं। वे वास्तव में एक धारा की तरह बह सकते हैं, जैसा कि यहां देखा गया है। वे किसी नाले के चारों ओर घूमते हुए भी दिख सकते हैं। प्रवाह एक नाली से बाहर की ओर बहने के लिए उल्टा हो सकता है। और वे एक साथ दुर्घटनाग्रस्त होने वाली दो धाराओं के मुंह की तरह दिख सकते हैं: पानी के दो स्रोत सीधे एक दूसरे पर बहते हैं और फिर दूर तक अलग हो जाते हैं। इसके बारे में बस इतना ही। आप यह नहीं कह सकते, कि किनारों से दूर एडी के साथ बहने वाली धारा। एआर प्रक्रियाएं उसके लिए बहुत सरल हैं।

पूह चिपक जाती है ३

इस प्रवाह में, फर शंकु को निचले दाएं कोने पर गिरा दिया गया था और जल्दी से ऊपरी दाएं में एड़ी में ले जाया गया था, स्थिति में मामूली यादृच्छिक परिवर्तन के बावजूद। लेकिन यह कभी भी चलना बंद नहीं करेगा, उन्हीं यादृच्छिक आंदोलनों के कारण जो इसे गुमनामी से बचाते हैं। देवदार के शंकु के निर्देशांक थोड़े घूमते हैं - वास्तव में, वे एड़ी के केंद्र के निर्देशांक के आसपास, पूरे पर, दोलन करते देखे जाते हैं। पहली धारा प्रवाह में, निर्देशांक धारा के केंद्र के साथ अनिवार्य रूप से आगे बढ़े, जिसने जल्दी से शंकु पर कब्जा कर लिया और तेजी से दूर ले जाने की तुलना में तेजी से दूर ले जाने के कारण इसे धीमा कर दिया: वे समय में प्रवृत्ति करते हैं इसके विपरीत, एक एड़ी के चारों ओर चक्कर लगाना एक स्थिर स्थान को दर्शाता हैऐसी प्रक्रिया जिसमें देवदारु को पकड़ लिया जाता है; धारा से बहकर, जिसमें शंकु दृष्टि से बहता है - ट्रेंडिंग - गैर-स्थिर है।

संयोग से, जब एआर प्रक्रिया के लिए प्रवाह नीचे की ओर बढ़ता है, तो यह भी तेज हो जाता है। शंकु के साथ आगे बढ़ने पर यह तेज और तेज हो जाता है।

एआर प्रवाह की प्रकृति कुछ विशेष, "विशेषता," दिशाओं से निर्धारित होती है, जो आमतौर पर धारा आरेख में स्पष्ट होती हैं: स्ट्रीमलाइन इन दिशाओं की ओर अभिसरण करती हैं या आती हैं। एआर प्रक्रिया में गुणांक के रूप में हमेशा कई विशिष्ट दिशाएं मिल सकती हैं: इन चित्रों में दो। प्रत्येक विशेषता दिशा के साथ संबद्ध एक संख्या है, इसका "मूल" या "ईजेनवल्यू।" जब संख्या का आकार एकता से कम होता है, तो उस विशेषता दिशा में प्रवाह एक केंद्रीय स्थान की ओर होता है। जब जड़ का आकार एकता से अधिक होता है, तो प्रवाह केंद्रीय स्थान से दूर हो जाता है।1- शंकु को प्रभावित करने वाले यादृच्छिक बलों द्वारा प्रभुत्व। यह एक "रैंडम वॉक" है। शंकु धीरे-धीरे दूर हो सकता है लेकिन तेजी के बिना।

(कुछ आंकड़े दोनों जड़ों के मूल्यों को उनके शीर्षकों में प्रदर्शित करते हैं।)

1

1

पूह और उनके दोस्तों ने स्टेशनरी का एक अनुभवजन्य परीक्षण किया:

अब एक दिन पूह और पिगलेट और खरगोश और रोओ सभी एक साथ पूहस्टिक्स खेल रहे थे। जब खरगोश ने कहा कि "जाओ!" और फिर वे पुल के दूसरी ओर पार कर गए थे, और अब वे सभी किनारे पर झुक गए थे, इंतजार कर रहे थे कि किसकी छड़ी पहले निकलेगी। लेकिन यह एक लंबा समय आ रहा था, क्योंकि नदी उस दिन बहुत आलसी थी, और शायद ही मन में लगता हो अगर यह कभी वहां नहीं पहुंचती।

"मैं देख सकता हूँ मेरा!" रोया रोया। "नहीं, मैं नहीं कर सकता, यह कुछ और है। क्या आप तुम्हारा, पिगलेट देख सकते हैं? मैंने सोचा कि मैं अपना देख सकता हूं, लेकिन मैं ऐसा नहीं कर सकता। वहाँ यह नहीं है, यह नहीं है। क्या आप तुम्हारा, पूह देख सकते हैं?" "

"नहीं," पूह ने कहा।

"मुझे उम्मीद है कि मेरी छड़ी अटक गई है," रूओ ने कहा। "खरगोश, मेरी छड़ी अटक गई है। क्या तुम्हारी छड़ी अटक गई है, घेंटा?"

"वे हमेशा आपके विचार से अधिक समय लेते हैं," खरगोश ने कहा।

1928 का यह मार्ग, पहले "यूनिट रो परीक्षण" के रूप में माना जा सकता है।


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अंतिम पंक्ति के लिए मेरी क्षमायाचना।
whuber

23
+1 @ शुभकर्ता: मुझे लगता है कि आपने इस साइट के लिए एक नया मानक निर्धारित किया है। मैं भविष्य में किसी भी सहज ज्ञान युक्त स्पष्टीकरण पर निराश हो जाऊंगा जिसमें आरेख और विनी द पूह शामिल नहीं है।
वेन

6
@whuber यूनिट रूट का एक बहुत ही मनोरंजक विवरण है जो गणित से बचता है। उसके लिए +1। लेकिन ऐसा लगता है कि स्पष्टीकरण करने के लिए इसने एक पुस्तक अध्याय लिया। साथ ही पाठक को यह विश्वास दिलाना होगा कि 1 की जड़ में वैधानिकता की सीमा होती है। यह दिखाने के लिए कि मुझे लगता है कि जरूरी बहुपद समीकरण के साथ कुछ गणित शामिल होगा। "यूनिट रूट" के स्थान पर "यूनिट रूओ" के अंत में सजा अनमोल थी।
माइकल चेरिक

4
1

4
एक और शानदार जवाब। मैं अक्सर चीजें सीखता हूं, यहां तक ​​कि जब मुझे आपके पदों को पढ़ने से पहले से ही विषय की अच्छी समझ थी।
मैक्रों

56

AR(1)

  • vk=0.5vk1+ϵk1
  • vk=vk1+ϵk1
  • ϵiN(0,1)

प्रक्रिया 1 की कोई इकाई जड़ नहीं है। प्रक्रिया 2 में एक इकाई जड़ है। आप माइकल के जवाब के अनुसार विशेषता बहुपद की गणना करके इसकी पुष्टि कर सकते हैं।

v1=0v10=5

आगे क्या होगा? हम कहाँ जाने की उम्मीद करते हैं?

ϵi=0v11=2.5v12=1.25v13=0.625

v11=5v12=5v13=5

तो एक अंतर्ज्ञान है, जब एक "अच्छे / बुरे भाग्य का भाग" एक प्रक्रिया को चारों ओर एक इकाई जड़ के साथ धकेलता है, तो ऐतिहासिक अच्छा या बुरा भाग्य द्वारा अनुक्रम "स्थिति में फंस जाता है"। यह अभी भी बेतरतीब ढंग से चारों ओर स्थानांतरित हो जाएगा, लेकिन "इसे वापस मजबूर" करने के लिए कुछ भी नहीं है। दूसरी ओर, जब कोई इकाई नहीं होती है और प्रक्रिया नहीं फूटती है, तो प्रक्रिया पर एक "बल" होता है, जो प्रक्रिया को पुरानी स्थिति में वापस लाएगा, हालांकि यादृच्छिक शोर अभी भी इसे थोड़ा सा घेरेगा। ।

vk=vk1+ϵk1


अच्छा जवाब पैट्रिक। गुंबद अच्छा सहज तर्क लेकिन गणित से शून्य नहीं।
माइकल चेर्निक

@ पैट्रिक कैलडन: महान जवाब भी, और तारीफ बहुत अच्छी तरह से माइकल चेरिक की। जैसा कि मैंने उनके उत्तर में कहा, मुझे समझाने का ये "सहज गणितीय" तरीका भी पसंद है!
लुकास रीस

11
+1: इसमें विनी द पूह का उल्लेख नहीं किया गया है, लेकिन यह काफी निराशाजनक है।
वेन

34

Xt=aXt1+et
etX
XtaXt1=et.

BXt=Xt1XtaBXt=et

(1aB)Xt=et.
1axx=1/a|a|<1AR(1)|a|>1AR(1)a=1x=1/1=1AR(1) मॉडल (इसके रैखिक विशेषता बहुपद के आधार पर) यह वर्णन करने के लिए सबसे सरल है।

4
a11

1
शायद यह अंतर्ज्ञान पर अधिक ध्यान केंद्रित कर सकता था, लेकिन मुझे नहीं लगता कि यह एक नकारात्मक प्रभाव है। मेरे दृष्टिकोण से, यह वास्तव में यूनिट रूट का एक बहुत स्पष्ट और संक्षिप्त विवरण है।
गुंग

1
मुझे नहीं लगता कि यह बिल करता है। यदि एक> 1 पूर्ण मूल्य में रूट इकाई सर्कल के बाहर स्थित है। तो एक <-1 सिर्फ 1 के रूप में गैर-प्राथमिक है। यूनिट सर्कल के अंदर मॉडल स्थिर है। इसके बाहर यह गैर-सरकारी है। इकाई वृत्त सीमा है। मेरे उत्तर में मुझे ए के चारों ओर निरपेक्ष मूल्य चिन्ह लगाना चाहिए था। क्या मेरी व्याख्या इतनी सरल नहीं है जितनी आप पा सकते हैं? किसी ने वास्तव में इसे नीचा दिखाया!
माइकल चेरिक

2
@MichaelChernick: मैं वास्तव में नहीं जानता कि क्या सहज उत्तर गणित के शून्य सभी मामलों में संभव हैं, और आपकी तरह "सहज गणितीय" उत्तर भी भयानक हैं! गणित के तर्कों से बचने की कोशिश, मेरी राय में, न केवल सांख्यिकीय अवधारणा की बेहतर समझ है, बल्कि गणितीय तर्क को भी बेहतर ढंग से समझने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है! ;)
लुकास रीस

6
माइकल, ध्यान दें कि @Lucas है ओ पी। :-)
कार्डिनल
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