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TITLE
广师
Ray_xing
求逆法是基于概率积分反变换的法则,是从许多种离散分布中获得采样值的基本方法。求逆法的基本步骤如下:
计算所要的随机变量X的概率分布函数 F(X);
在X的取值范围内,置F(X)= R。由于X是一个 随机变量,因此R也是一个随机变量,可以证明,R是区间(0,1)上的均匀分布;
解方程 F(X)= R,用R来表示X,即是求F(X)的逆;
求逆法
Ⅳ产生所要的在(0,1)上的均匀分布随机数
并由下式计算所要的随机变量: 。
若X为一个随机变量,它的分布函数为F(X),记 为F(X)的反函数, U为[0,1]均匀分布随机变量,则随机变量 同X具有相同的分布函数。事实上,我们有:
01
算法: 1)产生U
02
:产生服从负指数的随机数x。
负指数密度函数:
其分布函数:
易得F(x)的反函数为: 设U为[0,1]
即为所求的随机数。又因U是[0,1]上均匀分布的随
机数,所以(1-U)也是[0,1]上均匀分布的随机数,
故上式可以简化为
均匀分布,则
产生服从集合分布的随机数
几何分布的密度函数为:
可求得
其分布函数为:
设U是[0,1]上均匀分布的随机数,令
又因(1-u)也是[0,1]上均匀分布的随机数,上式可
简化为
求逆法的优点显而易见,但是在实际应用时往往
会遇到一些困难。问题在于分布函数的反函数难以
求得,或者计算反函数的工作量过大,以至于无法
实现。
舍选法
假设要生成随机变量X服从1/4到1之间的均匀分布,一种方法是:
1) :产生随机数R
2) :若R≥1/4,接受X=R;否则舍去R,转 回 1
3) :重复该过程至结束
舍选法的实质是从许多均匀分布的随机数中选
出一部分,使其成为具有给定分布的随机数,它可
生产任意有界的随机变量。
设某一随机数变量的密度函数f(x)满足:
当x>b 或x<a 时,f(x)=0
用舍选法产生该随机数的方法为以下步骤:
1)产生二个[0,1]均匀分布随机数R1,R2
2)令 ,并计算函数值
3)判别 ,M为f(x)最大值,若成立,X
为f(x)的随机变量,否则,转入1 。
若随机变量X的概率密度函数f(x)中的X值的下限和上限各为a和b,f(x)的上界为M,则用舍选法产生X的随机数的步骤如下:
1)产生两个独立随机数r1,r2
2)计算x0=a+r1(b-a),y0=M·r2
3) y0≤f(x0),则接收x0作为输出;否则舍去该组数据,重新从1开始,重复此过程。
a
M
y
b
O
x
x0
舍去
选取
y=f(x0)
y=f(x)
定理:设R2为(0,1)上均匀随机数,R为[a,b]区间上的均匀随机数,R与R2相互独立。 是[a,b]区间上的某一随机变量的密度函数,取一正常数 ,使得 成立,则有:
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