UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR
FACULTAD DE CIENCIAS ECONOMICAS
ESCUELA DE ECONOMIA
CICLO I - 2024
“EJERCICIO DE MULTICOLINEALIDAD”
Asignatura:
Econometria
Grupo teorico:
Gt 03
Docente:
MSF. Carlos Ademir Perez Alas
Estudiante:
Vanessa Iveth Lopez Gonzalez LG20034
Ciudad Universitaria, 13 de Mayo de 2024

Utilizando los datos del dataframe hprice1: disponible en el paquete wooldridge use el siguiente código para generar el dataframe:

library(wooldridge) 
data(hprice1) 
head(force(hprice1), n=5) 
##   price assess bdrms lotsize sqrft colonial   lprice  lassess llotsize   lsqrft
## 1   300  349.1     4    6126  2438        1 5.703783 5.855359 8.720297 7.798934
## 2   370  351.5     3    9903  2076        1 5.913503 5.862210 9.200593 7.638198
## 3   191  217.7     3    5200  1374        0 5.252274 5.383118 8.556414 7.225482
## 4   195  231.8     3    4600  1448        1 5.273000 5.445875 8.433811 7.277938
## 5   373  319.1     4    6095  2514        1 5.921578 5.765504 8.715224 7.829630

1. Estime el siguiente modelo:

\[price=\hat{\alpha}+\hat{\alpha}_1\times\text{lotsize}+\hat{\alpha}_2 \times\text{sqrft} +\hat{\alpha}_3 \times\text{bdrms}+\epsilon\]

library(stargazer)
modelo_precio<-lm(formula = price~lotsize+sqrft+bdrms,data = hprice1)
stargazer(modelo_precio,title = "Modelo Precio",type = "text",digits = 4)
## 
## Modelo Precio
## ===============================================
##                         Dependent variable:    
##                     ---------------------------
##                                price           
## -----------------------------------------------
## lotsize                      0.0021***         
##                              (0.0006)          
##                                                
## sqrft                        0.1228***         
##                              (0.0132)          
##                                                
## bdrms                         13.8525          
##                              (9.0101)          
##                                                
## Constant                     -21.7703          
##                              (29.4750)         
##                                                
## -----------------------------------------------
## Observations                    88             
## R2                            0.6724           
## Adjusted R2                   0.6607           
## Residual Std. Error      59.8335 (df = 84)     
## F Statistic           57.4602*** (df = 3; 84)  
## ===============================================
## Note:               *p<0.1; **p<0.05; ***p<0.01

2. Verifique si hay evidencia de la independencia de los regresores (no colinealidad), a través de:

A) Indice de condición y prueba de FG, presente sus resultados de manera tabular en ambos casos y para la prueba de FG presente también sus resultados de forma gráfica usando la librería fastGraph

Indice de condición de forma manual

Basado en la matriz XtX :

Matriz X

matriz_x <- model.matrix(modelo_precio)
stargazer(head(matriz_x,n=6),type="text")
## 
## =================================
##   (Intercept) lotsize sqrft bdrms
## ---------------------------------
## 1      1       6,126  2,438   4  
## 2      1       9,903  2,076   3  
## 3      1       5,200  1,374   3  
## 4      1       4,600  1,448   3  
## 5      1       6,095  2,514   4  
## 6      1       8,566  2,754   5  
## ---------------------------------

Matriz XX

matriz_xx<-t(matriz_x)%*%matriz_x
stargazer(head(matriz_xx),type = "text")
## 
## ==============================================================
##             (Intercept)    lotsize         sqrft       bdrms  
## --------------------------------------------------------------
## (Intercept)     88         793,748        177,205       314   
## lotsize       793,748   16,165,159,010 1,692,290,257 2,933,767
## sqrft         177,205   1,692,290,257   385,820,561   654,755 
## bdrms           314       2,933,767       654,755      1,182  
## --------------------------------------------------------------

Cálculo de la matriz de normalización:

options(scipen = 999)
sn<-solve(diag(sqrt(diag(matriz_xx))))
stargazer(head(sn),type = "text")
## 
## ==========================
## 0.107    0      0      0  
## 0     0.00001   0      0  
## 0        0    0.0001   0  
## 0        0      0    0.029
## --------------------------

XtX Normalizada

matrizxx_norm<-(sn%*%matriz_xx)%*%sn
stargazer(matrizxx_norm,type = "text",digits = 4)
## 
## ===========================
## 1      0.6655 0.9617 0.9736
## 0.6655   1    0.6776 0.6712
## 0.9617 0.6776   1    0.9696
## 0.9736 0.6712 0.9696   1   
## ---------------------------

Autovalores de XtX Normalizada

lambdas<-eigen(matrizxx_norm, symmetric = TRUE)
stargazer(lambdas$values,type = "text")
## 
## =======================
## 3.482 0.455 0.039 0.025
## -----------------------

Cálculo de κ(x)=√λmax/λmin

k<-sqrt(max(lambdas$values)/min(lambdas$values))
print(k)
## [1] 11.86778

Como k(x)< 20, la multicolinealidad se considera que no es un problema, ya que es leve

Indice de condición usando la librería “mctest”

library(mctest)
mctest(mod=modelo_precio)
## 
## Call:
## omcdiag(mod = mod, Inter = TRUE, detr = detr, red = red, conf = conf, 
##     theil = theil, cn = cn)
## 
## 
## Overall Multicollinearity Diagnostics
## 
##                        MC Results detection
## Determinant |X'X|:         0.6918         0
## Farrar Chi-Square:        31.3812         1
## Red Indicator:             0.3341         0
## Sum of Lambda Inverse:     3.8525         0
## Theil's Method:           -0.7297         0
## Condition Number:         11.8678         0
## 
## 1 --> COLLINEARITY is detected by the test 
## 0 --> COLLINEARITY is not detected by the test

Indice de condición usando la librería “olsrr”

library(olsrr)
ols_eigen_cindex(model=modelo_precio)
##   Eigenvalue Condition Index   intercept      lotsize       sqrft       bdrms
## 1 3.48158596        1.000000 0.003663034 0.0277802824 0.004156293 0.002939554
## 2 0.45518380        2.765637 0.006800735 0.9670803174 0.006067321 0.005096396
## 3 0.03851083        9.508174 0.472581427 0.0051085488 0.816079307 0.016938178
## 4 0.02471941       11.867781 0.516954804 0.0000308514 0.173697079 0.975025872

Prueba de Farrar-Glaubar de forma manual

Calculo de |R|

zn<-scale(matriz_x[,-1])
stargazer(head(zn,n=6),type = "text")
## 
## =======================
##   lotsize sqrft  bdrms 
## -----------------------
## 1 -0.284  0.735  0.513 
## 2  0.087  0.108  -0.675
## 3 -0.375  -1.108 -0.675
## 4 -0.434  -0.980 -0.675
## 5 -0.287  0.867  0.513 
## 6 -0.045  1.283  1.702 
## -----------------------

Calcular la matriz R

n<-nrow(zn)
matriz_r<-(t(zn)%*%zn)*(1/(n-1))
stargazer(matriz_r,type = "text",digits = 4)
## 
## =============================
##         lotsize sqrft  bdrms 
## -----------------------------
## lotsize    1    0.1838 0.1363
## sqrft   0.1838    1    0.5315
## bdrms   0.1363  0.5315   1   
## -----------------------------

R a través de “cor”

matrizr_cor<-cor(matriz_x[,-1])
stargazer(matrizr_cor,type = "text",digits = 4)
## 
## =============================
##         lotsize sqrft  bdrms 
## -----------------------------
## lotsize    1    0.1838 0.1363
## sqrft   0.1838    1    0.5315
## bdrms   0.1363  0.5315   1   
## -----------------------------

Determinante |R|

determinante_r<-det(matriz_r)
print(determinante_r)
## [1] 0.6917931

Aplicando la prueba de Farrer Glaubar (Bartlett)

Estadístico χ2FG

m<-ncol(matriz_x[,-1])
n<-nrow(matriz_x[,-1])
chi_FG<--(n-1-(2*m+5)/6)*log(determinante_r)
print(chi_FG)
## [1] 31.38122

Valor crítico

gl<-m*(m-1)/2
vc<-qchisq(p = 0.95,df = gl)
print(vc)
## [1] 7.814728

Regla de desición:

Como el Estadistico ≥ Valor Critico se rechaza H0, por lo tanto hay evidencia de colinealidad en los regresores

Cálculo de FG usando “mctest”

library(mctest)
mctest::omcdiag(mod = modelo_precio)
## 
## Call:
## mctest::omcdiag(mod = modelo_precio)
## 
## 
## Overall Multicollinearity Diagnostics
## 
##                        MC Results detection
## Determinant |X'X|:         0.6918         0
## Farrar Chi-Square:        31.3812         1
## Red Indicator:             0.3341         0
## Sum of Lambda Inverse:     3.8525         0
## Theil's Method:           -0.7297         0
## Condition Number:         11.8678         0
## 
## 1 --> COLLINEARITY is detected by the test 
## 0 --> COLLINEARITY is not detected by the test

Cálculo de FG usando la “psych”

library(psych)
FG_test<-cortest.bartlett(matriz_x[,-1])
print(FG_test)
## $chisq
## [1] 31.38122
## 
## $p.value
## [1] 0.0000007065806
## 
## $df
## [1] 3

Gráfica

chi_FG<--(n-1-(2*m+5)/6)*log(determinante_r)
gl<-m*(m-1)/2
vc<-qchisq(p = 0.95,df = gl)
alpha_sig <- 0.05

library(fastGraph)

shadeDist(chi_FG,ddist = "dchisq",parm1 = gl,lower.tail = FALSE,xmin = 0,xlab = "Valor de chi-cuadrado",main = "Prueba de Bartlett")

abline(v = vc,col = "red",lty = 2)
axis(1,at = vc,labels = paste("vc:",round(vc, 2)),col.axis = "black",las = 1)

if (chi_FG > vc) {
  text(x = vc + 0, y = 0.22, labels = "Rechazar H0", col = "blue", cex = 0.8)
} else {
  text(x = vc + 0, y = 0.22, labels = "No rechazar H0", col = "blue", cex = 0.8)
}

text(vc, 0, expression(alpha == 0.05), pos = 4, col = "black", cex = 0.8)

B) Factores inflacionarios de la varianza, presente sus resultados de forma tabular y de forma gráfica.

Referencia entre R2j:

library(dplyr)
r.cuadrado.regresores<-c(0,0.5,.8,.9)
as.data.frame(r.cuadrado.regresores) %>% mutate(VIF=1/(1-r.cuadrado.regresores))
##   r.cuadrado.regresores VIF
## 1                   0.0   1
## 2                   0.5   2
## 3                   0.8   5
## 4                   0.9  10

Cálculo manual:

Matriz de Correlación de los regresores del modelo (Como se obtuvo con anterioridad):

print(matriz_r)
##           lotsize     sqrft     bdrms
## lotsize 1.0000000 0.1838422 0.1363256
## sqrft   0.1838422 1.0000000 0.5314736
## bdrms   0.1363256 0.5314736 1.0000000

Inversa de la matriz de correlación R−1:

matrizr_inversa<-solve(matriz_r)
print(matrizr_inversa)
##             lotsize      sqrft       bdrms
## lotsize  1.03721145 -0.1610145 -0.05582352
## sqrft   -0.16101454  1.4186543 -0.73202696
## bdrms   -0.05582352 -0.7320270  1.39666321

VIF’s para el modelo estimado:

VIFs<-diag(matrizr_inversa)
print(VIFs)
##  lotsize    sqrft    bdrms 
## 1.037211 1.418654 1.396663

Cálculo de los VIF’s usando “performance”

library(performance)
VIFs<-multicollinearity(x = modelo_precio,verbose = FALSE)
print(VIFs)
## # Check for Multicollinearity
## 
## Low Correlation
## 
##     Term  VIF    VIF 95% CI Increased SE Tolerance Tolerance 95% CI
##  lotsize 1.04 [1.00, 11.02]         1.02      0.96     [0.09, 1.00]
##    sqrft 1.42 [1.18,  1.98]         1.19      0.70     [0.51, 0.85]
##    bdrms 1.40 [1.17,  1.95]         1.18      0.72     [0.51, 0.86]
library(see)
plot(VIFs)
## Variable `Component` is not in your data frame :/

Cálculo de los VIF’s usando “car”

library(car)
## Loading required package: carData
## 
## Attaching package: 'car'
## The following object is masked from 'package:dplyr':
## 
##     recode
## The following object is masked from 'package:psych':
## 
##     logit
VIFs_car<-vif(modelo_precio)
print(VIFs_car)
##  lotsize    sqrft    bdrms 
## 1.037211 1.418654 1.396663

Cálculo de los VIF’s usando “mctest”

library(mctest)
mc.plot(mod = modelo_precio ,vif = 2)