蒙特卡罗方法 蒙特卡罗的方法是
2025-02-09 15:28:00阅读量:62 字体:大 中 小
蒙特卡罗方法是一种通过随机变量的数字模拟和统计分析来求取数学物理、工程技术问题近似解的数值方法,基本步骤:随机变量的抽样试验。按基本随机变量(输入随机变量)的已知概率分布进行随机抽样(数字模拟)。样本反应求解。对每个抽取的样本,按问题的性质采用确定性的控制数学、物理方程求取样本反应。计算反应量的统计量估计。对所有样本反应,按所求解答的类型分别求取输出随机变量的均值、方差或概率分布。
当求解确定性问题时,首先,要根据所提出的问题构造一个简单、适用的概率模型,使问题的解对应于该模型中随机变量的某些数字特征(如概率、数学期望、方差等);然后,在高速运行的计算机上生成随机数,并对随机数进行统计分析试验;最后,利用试验所获结果求出统计特征的估计值作为问题的近似解。总结以上思想,可以得出利用蒙特卡罗方法求解确定性问题的基本步骤为:
(1)根据所要求解的实际问题来构造概型,并使概型的某些统计特征恰好相当于所要求的问题的解。
(2)根据所建立的概率模型,设计、使用一些加速收敛的方法,以求加速收敛并提高计算精度。
(3)给出在计算机上产生概型中各种不同分布随机变量的方法。
(4)统计处理模拟结果,给出问题的近似解并做解的精度估计。
蒙特卡罗方法虽然可以求解许多确定性工程技术问题,但其独到之处还应该在于求解随机性问题。用蒙特卡罗方法求解随机性问题时,一般首先,根据问题的物理性质建立随机模型;然后,再根据模型中各个随机变量的分布,在计算机上产生随机数,进行大量的统计试验,以取得所求问题的大量试验值;最后,根据这些试验结果求它的统计特征量,从而获得所求问题的解。由此可见,用蒙特卡罗方法求解随机问题的步骤与求解确定性问题的步骤基本一致。
总之,蒙特卡罗方法的理论基础是概率论中的大数定律。设在N次独立试验中,n为事件A出现的次数,而P(A)为事件A在每次试验中出现的概率,贝努利大数定律指出,对于任意ε>0,当N→∞时,事件A出现的频率的概率收敛于事件的概率。
地下水系统随机模拟与管理
当随机变量满足独立分布时,若随机变量序列ξ1,ξ2,…,ξN的分布相同,ξi具有有限的数学期望E(ξi)=a,i=1,2,…,N,则根据柯欠莫哥洛夫大数定律,对于任意的ε>0,当N→∞时,变量ξi将以概率1收敛于期望值a。
在蒙特卡罗方法中,采用简单抽样方法进行随机变量的数字模拟,因此其所抽取的子样为具有同分布性质的独立随机变量,当抽取的样本个数足够大时,样本均值将以概率1收敛于分布均值,而事件A出现的频率则以概率收敛于事件A出现的概率,这样就保证了蒙特卡罗方法的概率收敛性。
根据所求解问题性质的不同,其基本随机变量可能属于不同的概率分布,为了产生不同分布类型的随机变量的抽样值(随机数),一般需先产生一个在[0,1]上均匀分布的随机变量的抽样值,然后按照给定的概率分布类型将其转化为所需随机变量的抽样值。因此,均匀分布随机变量随机数的生成是蒙特卡罗方法实现的基础。利用数值法产生的均匀随机变量的抽样值称之为伪随机数,这是因为数值方法的基础是某一数学递推公式,按这类递推公式产生的抽样与[0,1]均匀分布中的抽样在统计性质上不可能完全相同。
数学递推公式的一般形式是:
式中:f(xn,xn-1,…,xn-k)——某一给定的函数形式。根据这一函数式,当给定一组初值,x0,x-1,…,x-k后,便可依次求出x1,x2,…,xm…最常用的(0,1)均匀分布随机数生成的递推公式有:
乘同余法。用以产生(0,1)均匀分布随机数的递推公式为:
式中:λ,M和x0——预先给定的常数。
式(2、4)的意义是指以M除以λxi-1后得到的余数记为xi。由于是余数。
如此所得的随机数序列r1,r2,…,ri为具有(0,1)均匀分布的随机数。
由式(2、4)不难看出,不同的xi最多只能有M个,相应地不同的随机数ri也最多只能有M个。所以当产生的随机数ri个数多于M个时,就会出现循环数,这样,便再不能看成是随机数。为了使所产生的随机数能经得住数理统计中的独立性和均匀性检验,需要合理选择随机数生成参数x0,λ及M。
免责声明:
本文《蒙特卡罗方法 蒙特卡罗的方法是》版权归原作者所有,内容不代表本站立场!
如本文内容影响到您的合法权益(含文章中内容、图片等),请及时联系本站,我们会及时删除处理。
推荐阅读
孩子必须要知道的事情
孩子在成长阶段,要知道上课必须认真听讲。孩子在上课的时候认真听讲其实是比较优秀的表现,只有通过上课认真听讲,在老师那边学习知识,才能够遵守对应的规则。当然也能够满足底线方面的需求,另外孩子在成长阶段还...
阅读: 679
宝宝爱看电视可以吗
宝宝在成长阶段可以适当的看电视,但是不能够经常看电视。要是宝宝的年龄还特别小,眼部正在发育,这时候宝宝选择看电视会导致视力下降,也容易出现散光近视等等问题。一旦形成这些问题之后,可能会对宝宝的眼部发育...
阅读: 818
家庭教育要注意什么
家庭教育要注意孩子的生命健康权。每一个孩子都是相对独立的个体,家长不要恨铁不成钢,片面的追求孩子要考高分,对孩子恐吓辱骂,实现暴打家庭暴力等等情况。这样会对孩子身心健康造成影响,虽然家长教育孩子属于正...
阅读: 538
怎么培养孩子强大的内心
生活中有众多的挫折,家长在培养孩子的时候,想要让孩子有强大的内心,建议让孩子热爱运动。孩子只有通过运动之后,才能够满足社交智力等等方面的需求,另外孩子外在的形象和自尊心也能够获得更大的满足。其实在培养...
阅读: 530
教育男孩子的注意事项
家长在教育男孩子时应该穷养男孩子,通过穷养能够有效的培养男孩子的能力。可能很多顽固子弟平时教育的时候都是因为富养,建议家长在教育男孩子时要从小培养孩子艰苦朴素吃苦耐劳的作风,另外还需要做到仁义孝道,下...
阅读: 555
父母的不当的行为会对孩子造成的影响
父母在平时生活中,可能会因为粗俗的语言对孩子造成影响。一般父母粗俗的语言并不是代表父母的言行举止不文明,而是他们相对素质偏低下。一般粗俗的语言跟病毒有所相似,它们会毒害孩子天真的心灵,另外父母还具备其...
阅读: 556
热门文章
1.宝宝特别胆小怎么办
- 1
- 宝宝特别胆小怎么办
- 2023-01-06
- 1
2.怎么样保护孩子的自信心
- 2
- 怎么样保护孩子的自信心
- 2022-12-27
- 2
3.经常骂孩子有哪些影响
- 3
- 经常骂孩子有哪些影响
- 2022-12-28
- 3
4.万事包办对孩子有影响吗
- 4
- 万事包办对孩子有影响吗
- 2022-12-28
- 4
5.为什么孩子不爱读书
- 5
- 为什么孩子不爱读书
- 2022-12-28
- 5
6.为什么孩子的脾气见长
- 6
- 为什么孩子的脾气见长
- 2022-12-27
- 6
7.孩子在幼儿园过的怎么样有哪些体现
- 7
- 孩子在幼儿园过的怎么样有哪些体现
- 2022-12-27
- 7
8.从宝宝入园前需要培养生活习惯有哪些
- 8
- 从宝宝入园前需要培养生活习惯有哪些
- 2023-01-03
- 8
9.培养宝宝的必要的习惯有哪些
- 9
- 培养宝宝的必要的习惯有哪些
- 2022-12-27
- 9
10.培养宝宝看书习惯的方式
- 10
- 培养宝宝看书习惯的方式
- 2022-12-27
- 10
最近更新
阴电冰冻阵晴哪些是前鼻音,阴电冰冻阵晴哪些属于后鼻音
2025-02-12
山居秋暝的意思是什么 山居秋暝表达了
2025-02-12
孔乙己课文原文赏析
2025-02-12
鼻音声母有哪些 声母中鼻音包括
2025-02-12
不懂装懂造句 不懂装懂的造句
2025-02-12
没有规矩不成方圆下一句 没有规矩不成方圆下一句是什么
2025-02-12