Random Coefficients Modeling

Inluyendo variables en el Nivel 1

Gonzalo J. Muñoz

2019-06-27

Random-Coefficients Regression Model

  1. En promedio, ¿cuál es la relación entre el SES del alumnos con sus puntajes de matemáticas? ¿Es esta asociación similar entre colegios?

El primer paso es importar la data

hsb<-readRDS(file = "hsb.rds")

Visualizar modelo SIN variables predictoras

Modelo Nivel 1: \[Y_{ij}=\beta_{0_j}+\beta_{1j}SES_{ij}+e_{ij}\] Modelos Nivel 2: \[\beta_{0_j}=\gamma_{00}+u_{0j}\] \[\beta_{1_j}=\gamma_{10}+u_{1j}\]

Modelo combinado: \[Y_{ij}=\gamma_{00}+\gamma_{10}SES{ij}+u_{0j}+u_{1j}SES{ij}+e_{ij}\] En el siguiente modelo podemos evaluar si la relación entre SES y mathach varía por colegio.

require(lme4)
require(lmerTest)
#Random intercept and random slope are independent
model.2<-lmer(mathach ~ ses + (1+ses|schid),REML=TRUE,verbose=FALSE, data=hsb)
summary(model.2)
## Linear mixed model fit by REML. t-tests use Satterthwaite's method [
## lmerModLmerTest]
## Formula: mathach ~ ses + (1 + ses | schid)
##    Data: hsb
## 
## REML criterion at convergence: 46640.4
## 
## Scaled residuals: 
##      Min       1Q   Median       3Q      Max 
## -3.12272 -0.73046  0.02144  0.75610  2.94356 
## 
## Random effects:
##  Groups   Name        Variance Std.Dev. Corr 
##  schid    (Intercept)  4.8286  2.1974        
##           ses          0.4129  0.6426   -0.11
##  Residual             36.8302  6.0688        
## Number of obs: 7185, groups:  schid, 160
## 
## Fixed effects:
##             Estimate Std. Error       df t value Pr(>|t|)    
## (Intercept)  12.6650     0.1898 145.5509   66.71   <2e-16 ***
## ses           2.3938     0.1181 157.5297   20.27   <2e-16 ***
## ---
## Signif. codes:  0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1
## 
## Correlation of Fixed Effects:
##     (Intr)
## ses -0.045

En Random effects adicionalmente a la varianza asociadas a los colegios, ahora se incluye la varianza de ses. Esto es, cuánto varía la relación entre ses y mathach por colegio. A la varianza del intercepto (\(\tau{00}\)) tenemos la varianza de la pendiente por colegio (\(\tau{11}\)). También tenemos la correlación entre el intercepto y la pendiente (¿existe relación entre el promedio de matemáticas del colegio y la fuerza de la relación entre SES y mathach?)

Visualizar modelo con interceptos y pendientes random

Visualizar modelo con pendientes fijas