рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Статистическая модель. Сущность статистического моделирования

Статистическая модель. Сущность статистического моделирования - раздел Образование, СТАТИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ   4.1.1. Статистическая Модель.При Статистичес...

 

4.1.1. Статистическая модель.При статистическом (стохастическом) моделировании основными объектами моделирования являются случайные события, случайные величины и случайные функции.

При проведении экспериментов исследователь фиксирует появление или не появления интересующих событий, а также осуществляет измерения значений параметров, которые носят случайный характер и по своей сути являются значениями реализации некоторой случайной величины.

Статистическое моделирование дает возможность не проводя реальных экспериментов над исследуемым объектом (что в большинстве случаев требует больших материальных и финансовых затрат) получать соответствующую информацию о появлении или не появлении тех или иных событий происходящих в реальном объекте. о выборочных значениях случайных величин на основе имеющихся вероятностных характеристик моделируемых событий и случайных величин. Данный вид моделирования предполагает проведение предварительного сбора информации о моделируемых показателях и дальнейшей статистической обработки полученных результатов с целью получения обоснованных статистических оценок, требуемых для моделирования вероятностных характеристик.

Стохастические модели применяются в основном в двух случаях:

1) объект моделирования плохо изучен – не имеется достаточно хорошо разработанных количественных закономерностей, описывающих рассматриваемые процессы и явления, а так же нет возможности найти приемлемое аналитическое решение данной проблемы;

2) моделируемый объект изучен достаточно хорошо в детерминированном плане, но без учета случайных факторов, оказывающих влияние на изучаемые процессы и явления.

В первом случае на основе словесного описания исследуемого объекта производится выбор количественных показателей с расчетом их физической размерности состоящих из двух групп. Одна из групп рассматривается в качестве входных величин модели, а другая – выходных величин. Далее, применяя научные теоретические результаты полученные другими исследователями в данной области и возможно применяя ряд необходимых допущений, а так же возможно уже имеемые экспериментальные данные о входных и выходных величинах (например, об их законах распределения) устанавливают детерминированные или стохастические зависимости между входными выходными величинами модели. Совокупность полученных соотношений между входными и выходными величинами (обычно записываются в виде уравнений) называют статистической моделью.

В ходе реализации статистической модели на основе выбранных законов распределения случайных величин и выбранными вероятностями моделируемых событий методами математической статистики определяются выборочные до экспериментальные значения случайных величин и квазиэмпирические последовательности появления или не появления моделируемых событий. Далее, по уравнениям модели определяют соответствующие выборочные значения ее выходных величин. А многократная реализация построенной модели позволяет исследователю построить модельную выборку ее выходных величин, которая вновь подвергается статистическому анализу (корреляционному, регрессивному, дисперсионному, спектральному) с целью получения оценок характеристик выходных параметров модели или проверки выдвигаемых гипотез. На основе полученных результатов делаются заключения по объекту исследования, а также обоснования по практическому применению построенной модели.

Методы статистического моделирования широко применяются при решении задач массового обслуживания, теории оптимизации, теории управления, теоретической физике и т.д.

Теоретической основой метода статистического моделирования [1,9,18, 19, 20] на компьютере являются предельные теоремы теории вероятностей.

4.1.2. Неравенство Чебышева. Для неотрицательной функции случайной величины и выполняется неравенство

.

4.1.3. Теорема Бернулли. Если проводятся независимых испытаний, в каждом из которых некоторое событие осуществляется с вероятностью , то относительная чистота появления события (число благоприятных исходов испытания) при сходится по вероятности к , т.е. при

4.1.4. Теорема Пуассона. Если проводятся независимых испытаний и вероятность осуществления события в том испытании равна , то относительная чистота появления события (число благоприятных исходов испытания) при сходится по вероятности к среднему из вероятностей , т.е. при

4.1.5. Теорема Чебышева. Если в независимых испытаниях наблюдаются значения случайной величины , то при среднее арифметическое значений случайной величины сходится по вероятности к ее математическому ожиданию , т.е. при

4.1.6. Обобщенная теорема Чебышева. Если независимые случайные величины с математическими ожиданиями и дисперсиями ограниченными сверху одним и тем же числом, то при среднее арифметическое значений случайной величины сходится по вероятности к среднему арифметическому их математических ожиданий

4.1.7. Теорема Маркова.. Теорема Чебышева будет справедлива и для зависимых случайных величин , если

4.1.8. Центральная предельная теорема. Если независимые одинаково распределенные случайные величины с математическое ожидание и дисперсию , то при закон распределения суммы неограниченно приближается к нормальному закону распределения

где функция Лапласа [18,19,20]

4.1.9. Теорема Лапласа. Если в каждом из независимых испытаний событие появляется с вероятностью , то

где число появления события в испытаниях.

Приведем пример задачи, для решения которой применим метод статистического моделирования.

Задача. Проводится 10 независимых выстрелов по мишени. Вероятность попадания при одном выстреле равна . Требуется оценить вероятность, того, что число попаданий в мишень будет четной..

Решение. Данная задача является вероятностной, причем существует и аналитическое решение

.

Каждый выстрел есть не, что иное, как результат значения случайной величины равномерно распределенной на интервале (0;1), причем, если это значение не превосходит , то произошло попадание в мишень, а в противном случае сделан промах. Таким образом, для построения моделирующего алгоритма необходим генератор значений случайной величины равномерно распределенной на интервале (0;1), который выдает нам при каждом испытании серию из десяти чисел (имитирует 10 выстрелов) . Подсчитываем количество попаданий где номер испытания, а если и четное, то , а в противном случае . Проведя испытаний, получаем оценку искомой вероятности

.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

СТАТИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

СТАТИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ Статистическая модель Сущность статистического... Моделирование нормально распределенных случайных величин... Аналитические методы Тогда случайные...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Статистическая модель. Сущность статистического моделирования

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Моделирование дискретных случайных величин.
  Теорема 1. Пусть дискретная случайная величина имеет следу

Моделирование случайных событий.
4.3.1. Моделирование отдельного события.Рассмотрим событие , которое происходит с

Моделирование однородной марковской цепи.
  Простая однородная цепь Маркова определяется матрицей переходов ,

Моделирование зависимых дискретных случайных величин.
  Рассмотрим две дискретные случайные величины и

Моделирование непрерывных случайных величин.
  4.6.1. Моделирование случайной величины имеющей равномерный закон распределения. Случайная величина

Аналитические методы.
Теорема 4.Пусть и

Моделирование многомерных случайных величин.
  4.8.1. Моделирование мерной случайной точки с независимыми координатами.

Алгоритмы генерирование некоторых случайных величин наиболее часто используемых распределений.
  4.9.1. Распределение Бернулли. Если дискретная случайная величина

Б) Прямая реализация схемы Бернулли.
Если , где

А) Непосредственное моделирование.
Если последовательность независимых случайных величин с распределением Бернулли, то есть

Упражнения.
  4.10.1. Промоделировать случайную величину , равную числу появлен

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги