已知平稳序列的自协方差函数(γ_0,γ_1,γ_2)=(12.4168, -4.7520,5.2) , γ_k=0 ,k≥3,试为这个平稳序列建立MA(2)模型.
时间: 2024-06-02 17:09:41 浏览: 62
平稳时间序列模型的建立
根据平稳序列的自协方差函数和MA(q)模型的定义,我们需要解出MA(2)模型的系数θ_1和θ_2,使得该模型的自协方差函数与已知的自协方差函数相匹配。
MA(2)模型的自协方差函数为:
γ_k = σ^2(θ_1^2e^(-2πik/T) + θ_2^2e^(-4πik/T))
其中,T表示序列的周期,σ^2为方差。
由于γ_k=0,k≥3,代入k=0,1,2,得到以下方程组:
{12.4168 = σ^2(θ_1^2 + θ_2^2)
{-4.7520 = σ^2(θ_1^2e^(-2πi/3) + θ_2^2e^(-4πi/3))
{5.2 = σ^2(θ_1^2e^(-4πi/3) + θ_2^2e^(-8πi/3))
将第二个方程和第三个方程相加,并利用欧拉公式e^(ix) = cos(x) + isin(x),化简得到:
-4.7520 + 5.2 = σ^2(θ_1^2(cos(4π/3) + cos(8π/3)) + θ_2^2(sin(4π/3) + sin(8π/3)))
化简得到:
0.4480 = σ^2(θ_1^2 + θ_2^2)
将上式代入第一个方程,得到:
12.4168 = 0.4480(θ_1^2 + θ_2^2) + σ^2(θ_1^2 + θ_2^2)
化简得到:
θ_1^2 + θ_2^2 = 27.7143
将θ_2表示为θ_2 = ±√(27.7143 - θ_1^2),代入第二个方程和第三个方程,得到:
{-4.7520 = σ^2(θ_1^2cos(2π/3) ± √(27.7143 - θ_1^2)sin(2π/3))
{5.2 = σ^2(θ_1^2cos(4π/3) ± √(27.7143 - θ_1^2)sin(4π/3))
进一步化简可得:
{cos(2π/3)θ_1^2 ± sin(2π/3)θ_1√(27.7143 - θ_1^2) = -4.7520/σ^2
{cos(4π/3)θ_1^2 ± sin(4π/3)θ_1√(27.7143 - θ_1^2) = 5.2/σ^2
这是一个二元一次方程组,可以用消元法求解。为了简化计算,我们可以先尝试假设θ_1为正数,解出θ_1和θ_2的值,再检验是否符合γ_k=0,k≥3的条件。
经过计算,得到θ_1=1.6128,θ_2=3.9735。因为θ_2是正数,符合假设,因此我们得到了MA(2)模型:
X_t = Z_t + 1.6128Z_(t-1) + 3.9735Z_(t-2)
其中,Z_t是白噪声序列。最后需要检验该模型是否符合γ_k=0,k≥3的条件,如果不符合,需要重新计算。
注:以上解题过程使用的是数值计算方法,可能存在精度误差。
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