How to get coefficient values for all treatments in a zero-intercept lm model

I have a hypothetical dataset with 4 mutually exclusive treatments and a continuous variable, as well as a response variable. Each treatment is coded as a dummy variable and is either false or true.

I am trying to fit a linear regression model with an intercept fixed at zero (y ~ 0 + treat1 + treat2 + treat3 + treat4 + contvar) using the lm() function in R. I want to get coefficient estimates for all four treatments, as well as the continuous variable.

Here’s a reproducible example of my issue:

# Sample size
n <- 100

# Generate predictors, treatments 1 - 4 that are mutually exclusive, and a continuous variable
data <- data.frame(
  treat1 = c(rep(TRUE, 25), rep(FALSE, 75)),
  treat2 = c(rep(FALSE, 25), rep(TRUE, 25), rep(FALSE, 50)),
  treat3 = c(rep(FALSE, 50), rep(TRUE, 25), rep(FALSE, 25)),
  treat4 = c(rep(TRUE, 25), rep(FALSE, 75)),
  contvar = sample(0:100, n)/100
)

# Define means for each treatment
mean1 <- rnorm(100, -0.5, 0.1) ; mean2 <- rnorm(100, -0.2, 0.1) ; mean3 <- rnorm(100, 0.2, 0.1) ; mean4 <- rnorm(100, 0.5, 0.1)

# Generate response variable y based on the treatment means and the value of the continuous variable
data$y <- mean1 * data$treat1 + mean2 * data$treat2 + mean3 * data$treat3 + mean4 * data$treat4
data$y <- data$y * data$contvar

# Fit a no-intercept model
model0 <- lm(y ~ 0 + treat1 + treat2 + treat3 + treat4 + contvar, data = data)

# Summarize the no-intercept model
summary(model0)

The generated outcome reads:

Call:
lm(formula = y ~ 0 + treat1 + treat2 + treat3 + treat4 + contvar, 
    data = data)

Residuals:
      Min        1Q    Median        3Q       Max 
-0.258377 -0.035568  0.007104  0.037690  0.203017 

Coefficients: (1 not defined because of singularities)
            Estimate Std. Error t value Pr(>|t|)    
treat1FALSE  0.01859    0.01803   1.031    0.305    
treat1TRUE  -0.02145    0.01881  -1.140    0.257    
treat2TRUE  -0.09835    0.02006  -4.904 3.88e-06 ***
treat3TRUE   0.09957    0.01985   5.017 2.44e-06 ***
treat4TRUE        NA         NA      NA       NA    
contvar     -0.04053    0.02468  -1.642    0.104    
---
Signif. codes:  0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1

Residual standard error: 0.07014 on 95 degrees of freedom
Multiple R-squared:  0.5521,    Adjusted R-squared:  0.5285 
F-statistic: 23.42 on 5 and 95 DF,  p-value: 2.917e-15

There is a coefficient for treat1FALSE (unexpected) and for treat1TRUE, but no coefficient for treat4TRUE (unexpected). I understand that getting coefficient estimates for all treatments would not work with a random intercept model, but with a zero-intercept model I expected it would.

Just to illustrate, this is what happens if I fit the model with a random intercept:

Call:
lm(formula = y ~ treat1 + treat2 + treat3 + treat4 + contvar, 
    data = data)

Residuals:
      Min        1Q    Median        3Q       Max 
-0.258377 -0.035568  0.007104  0.037690  0.203017 

Coefficients: (1 not defined because of singularities)
            Estimate Std. Error t value Pr(>|t|)    
(Intercept)  0.01859    0.01803   1.031   0.3049    
treat1TRUE  -0.04004    0.01987  -2.015   0.0468 *  
treat2TRUE  -0.09835    0.02006  -4.904 3.88e-06 ***
treat3TRUE   0.09957    0.01985   5.017 2.44e-06 ***
treat4TRUE        NA         NA      NA       NA    
contvar     -0.04053    0.02468  -1.642   0.1039    
---
Signif. codes:  0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1

Residual standard error: 0.07014 on 95 degrees of freedom
Multiple R-squared:  0.5466,    Adjusted R-squared:  0.5275 
F-statistic: 28.63 on 4 and 95 DF,  p-value: 1.296e-15

The coefficient of treat1FALSE in the no-intercept model equals the coefficient of the intercept in the regular model. How should I interpret this?

Finally, if I fit a linear model manually, by building a no-intercept linear model function, and then minimising the residual sum of squares with optim, I do get coefficients for all treatments and for the continuous variable:

lm_manual <- function(b){
  b1 <- b[1];  b2 <- b[2];  b3 <- b[3];  b4 <- b[4]; bcont <- b[5]
  y <- 0 + b1*data$treat1 + b2*data$treat2 + b3*data$treat3 + b4*data$treat4 + bcont*data$contvar
  SSR <- sum((y - data$y)^2)
}

out <- optim(par = rep(0, 5), fn = lm_manual)
(out$par) # coefficients for treatment 1, treatment 2, treatment 3, treatment 4, and the continuous variable

This reads: -0.39267220 -0.08900373 0.11117684 0.36312218 -0.02455234 which is what I was expecting to get as an answer from the lm(formula = y ~ 0 + treat1 + treat2 + treat3 + treat4 + contvar, data = data) model as well.

How can I get such coefficient estimates using lm?

New contributor

aleit is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật