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直接抽樣法

鎖定
直接抽樣法是對於任意給定的分佈函數F(x),產生其樣本的一種抽樣方法。
中文名
直接抽樣法
外文名
direct sampling technique
作    用
產生樣本
應用領域
數學
應用類型
離散型和連續型的隨機變量

直接抽樣法概念

直接抽樣法是一種常用的方法,對連續型和離散型的隨機變量均有效。對於連續型隨機變量,應用該法必須求得該分佈函數的反函數。另外,對於離散型分佈,直接抽樣方法的優點是簡單明瞭,易於實現,缺點是當離散點數多時,抽樣速度慢。對於連續型分佈,當容易計算,而且運算量又不大時,直接抽樣方法是最理想的方法。 [1]  不過,在實際問題中具有這樣性質的情況很少。

直接抽樣法原理

設y=F(x)為隨機變量x的累積分佈函數,即x和y是一一對應的,先隨機抽取y,然後通過求F(x)的反函數
得到隨機變量x的值
隨機變量y在[0,1]區間上均勻分佈,利用[0,1]區間上均勻分佈隨機數產生器抽取,即可得到樣本。

直接抽樣法方法

U[0,1]:[0,1]區間上均勻分佈的隨機數的抽樣步驟:
  1. 從U[0,1]抽取隨機數ζ;
  2. 令F(x)=ζ;
  3. 解方程得x
注:需要知道累積分佈函數的解析表達式,且累積分佈函數的反函數存在。

直接抽樣法不同函數抽樣

分離型隨機變量的抽樣
直接抽樣法適應於分離型的隨機變量
方法
  1. 計算
2.從U[0,1]抽取隨機數ζ;
3.求滿足
的K值;
4.隨機變量的第k個取值即為欲抽取的值。
粒子衰減末態的隨機抽樣
設粒子a有三種衰變方式,其分支比如表1所示:
<b>表1 粒子的衰變方式</b>
a→
b1+c1
p1=0.5
b2+c2
p2=0.3
b3+c3
p3=0.2
方法
隨機選取每次衰變的衰變方式(衰變道),ζ∈U[0,1],如表2所示:
<b>表2 隨機選取的衰變方式</b>
0〈ζ〈0.5
b1+c1
0.5〈ζ〈0.5+0.3
b2+c2
0.5+0.3〈ζ〈1
b3+c3
區間上均勻分佈的隨機數
方法:
產生ζ∈U[0,1];
指數分佈
方法:
產生ζ∈U[0,1];
參考資料
  • 1.    數學辭海