Описание метода Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло) – численный метод, использующий моделирование случайных величин и получение статистических оценок искомых величин.
Слайд 2
Описание метода Метод статистических испытаний (метод Монте-Карло) –
численный метод, использующий моделирование случайных величин и получение статистических
оценок искомых величин.
Слайд 3
Немного истории Первые упоминания о случайных величинах относятся ко
времени древнего Вавилона. У Демокрита, Лукреция Кара и других
античных ученых и мыслителей встречаются идеи о строении материи с беспорядочным движением мелких частиц (молекул). Годом рождения метода Монте-Карло считается 1949 год, когда в свет выходит статья Н. Метрополиса и С. Улама "Метод Монте-Карло". В Лос-Аламосе, работая над задачей переноса нейтронов через вещество или осознали, что связь с стохастических процессов с дифференциальными уравнениями можно использовать "в обратную сторону", то есть получать решения уравнений пользуясь данными о случайных блужданиях.
Слайд 4
Практическое применение Одним из применений метода Монте-Карло является вычисление
площадей фигур и объемов тел. Рассмотрим пример составления программы
вычисления числа Пифагора – π с помощью метода статистических испытаний.
Слайд 5
Идея метода Около единичной окружности описывается квадрат, длина стороны
которого равно 2. С помощью датчика случайных чисел с
равномерным законом распределения вероятности производится «стрельба» по квадрату, т.е. случайный выбор точек внутри квадрата.
Слайд 6
Каждый такой выбор называется испытанием. Испытание будет заключаться
в том, что вычисляются координаты точки (х,у) с помощью
функции Random в пределах значений от -1 до 1. Затем определяется, лежит ли эта точка внутри круга. Условие выполняется, если х2+у2<=1. Если точка попадает в круг, то в счетчик попаданий добавляется единица.
Идея метода
Слайд 7
Описание решения Путь Р – общее число испытаний. Из
них произошло М попаданий в круг. Площадь квадрата равна
4. При условии равномерного покрытия испытательными точками площади квадрата, для площади круга справедлива формула:
Смысл формулы состоит в том, что с увеличением количества испытаний отношение М/Р все больше приближается к отношению площадей круга и квадрата и при Р стремящейся к бесконечности, становится равно 0.
Слайд 8
Поскольку площадь круга радиусом 1 равна π, то
при достаточно большом значении Р будет выполняться приближенное равенство
π ≈ 4*М/Р Чем больше Р, тем это равенство точнее.
Описание решения
Слайд 9
Интерфейс данной программы в Delphi Чтобы можно было проследить
за установлением значения числа π, испытания разбивают на серии.
В одной серии производится N испытаний, а число таких серий равно К. после завершения каждой серии на экран выводится результат.