рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Моделирование непрерывных случайных величин.

Моделирование непрерывных случайных величин. - раздел Образование, СТАТИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ   4.6.1. Моделирование Случайной Величины Имеющей Равно...

 

4.6.1. Моделирование случайной величины имеющей равномерный закон распределения. Случайная величина имеет равномерный закон распределения на , если она имеет плотность распределения вида

,

и функцию распределения вида

.

Введем обозначение - семейство случайных величин равномерно распределенных на .

Теорема 2.Если и , то .

Доказательство. По определению функции распределения

Так как

Тогда . Теорема доказана.

Следствие.Если последовательность чисел является выборкой случайной величины , то последовательность , где является выборкой значений случайной величины .

4.6.2. Метод обратной функции. Предположим, что случайная величина определена в интервале и имеет плотность при . Обозначим через функцию распределения , которая при равна

.

Случай и (или) не исключается.

Теорема 3.Пусть случайные величины и удовлетворяют следующим условиям:

а) ;

б) . (5)

Тогда случайная величина имеет плотность распределения .

Доказательство. По определению функция распределения строго возрастает в интервале от до , тогда уравнение (5) будет иметь единственный корень при каждом конкретном значении случайной величины . При этом будут равны вероятности

.

И так как случайная величина равномерно распределена в интервале , то

.

Следовательно . Что и требовалось доказать.

В тех случаях, когда уравнение (5) аналитически разрешимо относительно , получается явная формула для моделирования случайной величины , где обратная функция по отношению к . В других случаях уравнение (5) решают численными методами.

Пример. (Моделирование случайной величины имеющей показательное или экспоненциальное распределение). Пусть случайная величина, имеющая показательное распределение (обозначение ). Функция распределения имеет вид

.

Задаем и находим обратную функцию :

.

Следовательно, для генерирования искомой случайной величины, сначала генерируют случайную величину - выборка данной случайной величины. Затем определяют последовательность чисел

, (6)

которая и будет являться реализацией случайной величины .

4.6.3. Универсальный способ. Данный способ основан на аппроксимации функции плотности случайной величины.

Пусть требуется получить реализацию случайной величины , которая имеет функцию плотности, и множество значений данной функции есть интервал . Представим в виде кусочно-постоянной функции. Для этого разобьем интервал на интервалов и будем считать, что на каждом таком интервале является постоянной. Тогда случайную величину можно представить в виде , где абсцисса левой границы того интервала, а случайная величина, возможные значения которой располагаются равномерно внутри интервала, то есть на интервале , а величина считается распределенной равномерно. Для аппроксимации функции целесообразно разбиение интервала осуществить так, чтобы вероятность попадания случайной величины в любой интервал была постоянной, то есть не зависела от номера интервала . Таким образом, для вычисления необходимо воспользоваться следующим соотношением

Алгоритм моделирования случайной величины (получение значений):

1. Генерируется случайная последовательность равномерно распределенных чисел (чисел) из интервала (0; 1).

2.

3. С помощью числа случайным образом выбирается интервал : .

4. С помощью числа вычисляем значение случайной величины : .

5. Если , то увеличиваем индексы и , и переходим к пункту 3 данного алгоритма, в противном случае алгоритм заканчивает свою работу.

6. Числа являются значениями реализации случайной величины .

 

4.6.4. Способы, базирующиеся на предельных теоремах теории вероятностей. Такие способы ориентированы на моделирование случайных величин с конкретным законом распределения. Поясним сказанное на примерах.

Пример 1. Необходимо получить последовательность случайных чисел , имеющих нормальное распределение с математическим ожиданием и дисперсией . Иными словами промоделировать случайную величину .

Воспользуемся центральной предельной теоремой 4.1.8. Промоделируем независимые одинаково распределенные случайные величины , которые имеют одинаковые математические ожидания и средне квадратичное отклонение , то сумма асимптотически нормальна с математическим ожиданием и дисперсией . В ходе моделирования случайных величин нами будут получены их числовые реализации , где это тая реализация той случайной величины . Тогда той реализацией случайной величины будет .

Пример 2. Необходимо промоделировать случайную величину, имеющую распределение Пуассона

.

Для этого воспользуемся предельной теоремой Пуассона (4.1.1): если вероятность наступления события при одном испытании, то вероятность наступление события раз в независимых испытаниях при асимптотически равна .

Алгоритм моделирования чисел имеющих закон распределения Пуассона:

1. Зададим достаточно большое натуральное число и , номер числа.

2. Проводим серию независимых испытаний, в каждом из которых событие происходит с вероятностью . Определяем число случаев фактического наступления события в серии с номером .

3. Если , то возвращаемся к пункту 2 алгоритма, в противном случае алгоритм завершает свою работу.

4. Числа являются значениями реализации случайной величины распределенной по закону Пуассона.

 

4.6.5. Аналитические способы. Используют результаты других разделов математики и основываются на строгих аналитических доказательствах. Один из таких способов применен в разделе 4.7 при обосновании алгоритма моделирования случайной величины имеющей стандартное нормальное распределение.

 

– 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: Моделирование непрерывных случайных величин.

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:

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

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

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