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【分享】随机数使用一例:计算微积分(曲线面积)

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出0入0汤圆

发表于 2013-10-11 19:12:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
哈哈,其实就是积分而已嘛~另外,歪一楼,发帖向中级会员迈进!
不知道各位看没看过楼主之前分享的“中科大数据结构视频”,当然大神直接路过就行了,对于菜鸟来说,感觉视频做的还是不错的,虽然楼主只看到了第17 “集”。。。楼主无意做广告,因为我也不是中科大的。
好,说正题。在讲到队列的时候,举了一个估算学生在食堂就餐平均等待时间的例子,这个例子很经典,这个例子里边涉及到了产生随机数的问题,于是老师就“歪楼”讲了如题目所说这么个问题。我根据印象总结整理如下(因为视频不支持快进快退),有错误之处请指正。

如上图所示,要计算一个很复杂很复杂的函数f(x)的积分。因为要求出它的原函数几乎是不可能的,所以课本上的牛莱公式不好使了。可计算机有办法,实在不行,完全按照微积分的定义,求小矩形面积的极限就可以了,计算机算这个轻松加愉快的。这里我们说的不是这个常规方法,这里说的是利用随机数的方法。
其实很简单,计算机产生随机坐标 L(x1,y1) , 其中(x1 >= a && x1 <= b),(y1 >= 0 && y1 <= c),也就是限制点产生在一个矩形中,矩形的边界由图一目了然。然后判断f(x1)是否在所求阴影区域中,通过足够多类似的坐标点来统计:点位于阴影部分的次数N1占所有点个数N2的比例。于是,面积 S = (N1/N2) * ((b-a)*c)
那么你可能问,你画的图是特殊情况,如果f(x)既有x轴上方的部分又有x轴下方的部分怎么办?这个。。。楼主略略想了一下,好办,在x轴上边和x轴下边分别进行前述的计算,然后上边的面积减掉下边的面积就哦了~当然了,一定有更好的办法,这里只是说明下原理就行啦。
不过,有人可能会说,实际算积分的时候根本不会用这种方法,比如楼主目前想到的由于随机不是真随机、点数多少而产生的误差问题等等。但回到主题,咱讲的不是随机数的应用么,哈哈,自圆其说了。。。
欢迎大家贴出类似有趣的帖子来啊,楼主有时间一定拜读!

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阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

曾经有一段真挚的爱情摆在我的面前,我没有珍惜,现在想起来,还好我没有珍惜……

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2013-10-11 19:22:19 | 显示全部楼层
错误更正:“然后判断f(x1)是否在所求阴影区域中”改为“然后判断(x1,y1)是否在阴影区域中,方法为:y1 <= f(x1) 则符合,反之不符合”

出0入0汤圆

发表于 2013-10-11 19:59:48 | 显示全部楼层
这个没什么好玩的,用随机数求3.1415926535....才好玩.

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2013-10-11 21:16:13 | 显示全部楼层
lans0625 发表于 2013-10-11 19:59
这个没什么好玩的,用随机数求3.1415926535....才好玩.

胡说,明明是一样的原理!

出0入0汤圆

发表于 2013-10-12 06:17:04 来自手机 | 显示全部楼层
didadida 发表于 2013-10-11 21:16  胡说,明明是一样的原理!

少年,他说的是精度!你用你的随机数思路达到这个精度看看要多久?更高的精度呢?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2013-10-12 11:55:42 | 显示全部楼层
Sullivan 发表于 2013-10-12 06:17
少年,他说的是精度!你用你的随机数思路达到这个精度看看要多久?更高的精度呢? ...

额,好吧~求大神赐教

出0入0汤圆

发表于 2013-10-12 12:19:11 | 显示全部楼层
概率统计的书都会讲到这个点故吧, 布丰投针.

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2013-10-12 12:20:08 | 显示全部楼层
lans0625 发表于 2013-10-12 12:19
概率统计的书都会讲到这个点故吧, 布丰投针.

那怎样提高精度捏,呵呵~

出0入0汤圆

发表于 2013-10-12 12:21:38 | 显示全部楼层
试验次数..
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