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0026:蒙特卡洛求定积分三种方法的理解

已有 13658 次阅读 2017-7-5 22:45 |系统分类:科研笔记| 蒙特卡洛, 重要采用法

     蒙特卡洛主要思想就是采用粒子(大多是均匀分布生成的随机数,称为粒子)将积分符号转化为求和,从而实现快速求解目的。定积分求解主要有三种方法:随机投点法、平均值法、重要抽样法:


问题描述:如何求exp(x)在0到1上面的定积分?


1)随机投点法

    a)首先,在x=[0,1]时,max(exp(x))=e,所以矩形面积为1*e;

    b)然后,在矩形里面,均匀生成粒子(均匀分布生成的随机数,随机数范围为[Min(exp(x)),Max(exp(x))]),对于某个具体的粒子x,当x<exp(x)时,标记一次,做好记录,循环N次,看记录之和sum,然后得到概率P=sum/N

    c)最后,用P*矩形面积=所求的面积.


2)平均值法

     其大致思想是,大家都回到把曲线划分很多小段,然后在每段上取exp(xi)*deta,然后累加就得到了所求的面积,故平均值法采用分成很多段(N很大),然后每段长度(X轴)为detaX,则面积为求和exp(xi)*detaX,然后除以N取得均值。


3)重要抽样法

    思想:通过构造一个新的函数g(x)(函数有具体的分布函数和良好的表达形式,可采用拟合法求得),然后对目标函数f(x)的求积分,转化为对[f(x)/g(x)]*g(x)求积分,由于g(x)分布函数容易,所以生成均匀粒子,对粒子进行处理(根据g(x)的分布函数处理),从而运动平均值法处理[f(x)/g(x)]


本人邮箱:cwhe_10@163.com  欢迎大家一起交流!


参考文献:

1.《粒子滤波原理及应用-MATLAB仿真》-黄小平。

2. http://www.scratchapixel.com/lessons/mathematics-physics-for-computer-graphics/monte-carlo-methods-in-practice/monte-carlo-integration

3.http://blog.csdn.net/yang090510118/article/details/39901099




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