Главная » Просмотр файлов » 1626435388-4a103190aea56b4a5b3ee742fd66e7b5

1626435388-4a103190aea56b4a5b3ee742fd66e7b5 (844205), страница 33

Файл №844205 1626435388-4a103190aea56b4a5b3ee742fd66e7b5 (Михайлов, Войтишек - Лекционный курс) 33 страница1626435388-4a103190aea56b4a5b3ee742fd66e7b5 (844205) страница 332021-07-16СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 33)

Òàêèì îáðàçîì,D(X̄2 + X̄1 χD (ξ (1) ))D̄ − X̄2(4π/3)((a + h)3 − (a − h)3 )X̄ − X̄26h(a + h)2==≤≤.(4π/3)(a − h)3(a − h)3D(X̄χD (ξ))D̄X̄2Ïîñëåäíÿÿ âåëè÷èíà èìååò àñèìïòîòèêó 6h/a ïðè h → 0.3.8. ÌÅÒÎÄ ÏÐÎÒÈÂÎÏÎËÎÆÍÎÉ ÏÅÐÅÌÅÍÍÎÉÏóñòü òðåáóåòñÿâû÷èñëèòü îäíîêðàòíûé èíòåãðàë I0 = a g(x) dx ïî êîíå÷íîìó èíòåðâàëó a < x < b.Åñëè âçÿòü f (x) ≡ 1/(b−a) ïðè x ∈ (a, b), òî ñîãëàñíî ôîðìóëå (3.2) ïîëó÷àåì I0 = Eζ (0) ,ãäå ζ (0) = (b − a)g(a + (b − a)α) è α ñòàíäàðòíîå ñëó÷àéíîå ÷èñëî. Ðàññìîòðèì òåïåðüg (1) (x) = (g(x) + g(a + b − x)) /2 è çàìåòèì, ÷òîZ bg (1) (x) dx = Eζ (1) , ãäå ζ (1) = (b − a)g (1) (a + (b − a)α).I0 =3.8.1.

Ïðîñòàÿ ñèììåòðèçàöèÿ. Óìåíüøåíèå òðóäîåìêîñòè.Rbñèììåòðèçîâàííóþ ôóíêöèþaìåòîäîì ïðîòèâîïîëîæíîé ïåìåòîäîì ñèììåòðèçàöèè ïîäûíòåãðàëüíîé ôóíêöèè'antithetic variates'Àëãîðèòì 3.1 ñ îöåíêîé ζ (1) (âìåñòî ζ (0) ) íàçûâàåòñÿèëè(â àíãëîÿçû÷íîéëèòåðàòóðå äëÿ ýòîãî ïðèåìà èñïîëüçóåòñÿ òåðìèí). Çàìåòèì, ÷òî(1)(0)Dζ ≤ Dζ , òàê êàêZZ bb−a b 2(0)(1)2(g (x) + 2g(x)g(a + b − x) + g 2 (a + b − x)) dx =Dζ − Dζ = (b − a)g (x) dx −4aaZ bZb−ab−a b22=(g (x)−2g(x)g(a+b−x)+g (a+b−x)) dx =(g(x)−g(a+b−x))2 dx ≥ 0,44aaRb 2Rb 2çäåñü èñïîëüçîâàíî î÷åâèäíîå ðàâåíñòâî a g (x) dx = a g (a + b − x) dx.

Îäíàêî äëÿðàñ÷åòà îäíîãî çíà÷åíèÿ ζ (1) íàäî âû÷èñëèòü äâà çíà÷åíèÿ ôóíêöèè g(x). Ïîýòîìó òðóäîåìêîñòü àëãîðèòìà 3.1 ñ îöåíêîé ζ (1) áóäåò ìåíüøå òðóäîåìêîñòè ìåòîäà ïðîòèâîïîëîæíîé ïåðåìåííîé ñ îöåíêîé ζ (0) òîëüêî òîãäà, êîãäà âåëè÷èíà Dζ (1) ïî êðàéíåéìåðå âäâîå ìåíüøå, ÷åì Dζ (0) . Îêàçûâàåòñÿ, äëÿ ìîíîòîííûõ ôóíêöèé g(x) ýòî âñåãäàâûïîëíåíî.Óòâåðæäåíèå 3.7.(a, b)g(x)(1)(0)Dζ ≤ (1/2)DζÄîêàçàòåëüñòâî. Ñðàçó çàìåòèì, ÷òî óñëîâèå äèôôåðåíöèðóåìîñòè ôóíêöèè g(x)ÿâëÿåòñÿ èçáûòî÷íûì. Äîñòàòî÷íî ïîòðåáîâàòü êóñî÷íîé íåïðåðûâíîñòè (è ìîíîòîííîñòè) g(x), ïðàâäà, ïðè ýòîì ïðèäåòñÿ íåñêîëüêî âèäîèçìåíèòü íèæåñëåäóþùåå äîêàçàòåëüñòâî, ââîäÿ èíòåãðàëû Ñòèëòüåñà âìåñòî èíòåãðàëîâ Ðèìàíà.ðåìåííîé.Åñëè äèôôåðåíöèðóåìàÿ íàôóíêöèÿìîíîòîííà, òîÈç âûðàæåíèé äëÿ äèñïåðñèéDζ(0)Z= (b − a)bg 2 (x) dx − I02 èa2Dζ(1)Z= (b − a)bZ2g (x) dx + (b − a)abg(x)g(a + b − x) dx − 2I02aâûòåêàåò, ÷òî äîñòàòî÷íî äîêàçàòü íåðàâåíñòâîZ bg(x)g(a + b − x) dx ≤ I02 .(b − a)(3.45)aÏðåäïîëîæèì äëÿ îïðåäåëåííîñòè, ÷òî g(x) íå óáûâàåò è g(b) > g(a).

Ââåäåì âñïîìîãàòåëüíóþ ôóíêöèþZ xg(a + b − v) dv − (x − a)I0 ,G(x) = (b − a)aêîòîðàÿ îáðàùàåòñÿ â íóëü íà êîíöàõ îòðåçêà a ≤ x ≤ b. Ïðîèçâîäíàÿ ýòîé ôóíêöèèG0 (x) = (b − a)g(a + b − x) − I0 ìîíîòîííî óáûâàåò, ïðè÷åì G0 (a) > 0 è G0 (b) < 0. Çíà÷èò,ôóíêöèÿ G(x) ñíà÷àëà âîçðàñòàåò, à çàòåì óáûâàåò íà îòðåçêå [a, b], è, ñëåäîâàòåëüíî,RbG(x) ≥ 0 ïðè a ≤ x ≤ b. Òîãäà èíòåãðàë a G(x)g 0 (x) dx íåîòðèöàòåëåí. Ïðîèíòåãðèðîâàâ ïî ÷àñòÿì, ïîëó÷èìZ bZ bb Z b00G(x)g (x) dx = G(x)g(x) −g(x)G (u) du ≥ 0 èëèg(x)G0 (x) dx ≤ 0.aaaaÏîäñòàâèâ â ïîñëåäíåå íåðàâåíñòâî âûðàæåíèå äëÿ G0 (x), ïîëó÷èì ñîîòíîøåíèå (3.45).Ñëó÷àé íåâîçðàñòàíèÿ g(x) ðàññìàòðèâàåòñÿ òî÷íî òàê æå, òàê êàê ïðè ýòîì G(x) ≤ 0è g 0 (x) ≤ 0.3.8.2. Ñëîæíàÿ ñèììåòðèçàöèÿ.

Äëÿ óìåíüøåíèÿ äèñïåðñèè ðàñ÷åòîâ ìîæíîòàêæå èñïîëüçîâàòü, ïðè êîòîðîé èíòåðâàë (a, b) ðàçáèâàåòñÿíà êîíå÷íîå ÷èñëî ÷àñòåé è äëÿ êàæäîé èç íèõ èñïîëüçóåòñÿ ìåòîä ïðîòèâîïîëîæíîéïåðåìåííîé.Ïóñòü (a, b) ðàçáèâàåòñÿ íà äâå ðàâíûå ÷àñòè. Îáîçíà÷èì c = (a + b)/2. ÒîãäàZZZ cZ b1 b1 cI0 =g(x) dx +g(x) dx =(g(x) + g(a + c − x)) dx +(g(x) + g(c + b − x)) dx.2 a2 cacñëîæíóþ ñèììåòðèçàöèþ ïåðâîì èç ýòèõ èíòåãðàëîâ ñäåëàåì çàìåíó ïåðåìåííûõ y = 2x − a, êîòîðàÿ ïðåîáðàçóåò èíòåðâàë (a, c) â (a, b), à âî âòîðîì çàìåíó y = 2x − b, êîòîðàÿ ïðåîáðàçóåòèíòåðâàë (c, b) â (a, b).

Ïðè ýòîì ïîëó÷àåì ñîîòíîøåíèåZ bI0 =g (2) (y) dy = Eζ (2) , ãäå ζ (2) = (b − a)g (2) (a + (b − a)α),a 1a+y2a + b − yb+y2b + a − y(2)g (y) =g+g+g+g.42222Ïðèìåð 3.7.Ðàññìîòðèì òåñòîâóþ çàäà÷ó âû÷èñëåíèÿ èíòåãðàëàZ 11I0 =(2 − 3x − x2 ) dx = ,60òî åñòü çäåñü a = 0, b = 1 è g(x) = 2 − 3x − x2 . Íåñëîæíî ïîëó÷èòü âûðàæåíèÿ äëÿîöåíîêζ (0) = 2 − 3α − α2 , ζ (1) = α − α2 , ζ (2) = (1/8)(1 + 2α − 2α2 ).Çàòðàòû íà ïîëó÷åíèå îäíîãî çíà÷åíèÿ ζ (0) , ζ (1) èëè ζ (2) ïðèáëèçèòåëüíî îäèíàêîâû âòî âðåìÿ, êàêZ 11411241(0)Dζ =(2 − 3x − x2 )2 dx −=−=,3630 361800Z 11111(1)(x − x2 )2 dx −Dζ ==−=,3630 361800Z 11191111(2)Dζ =(1 + 2x − 2x2 )2 dx −=−==×.64 036320 36288016 1803.8.3.

Èñïîëüçîâàíèå ìåòîäà ïðîòèâîïîëîæíîé ïåðåìåííîé â ìíîãîìåðíîì ñëó÷àå. Ê ñîæàëåíèþ, ðàçëè÷íûå âàðèàíòû ìåòîäà ïðîòèâîïîëîæíîé ïåðåìåííîé, âåñüìà íàãëÿäíûå è ýôôåêòèâíûå â îäíîìåðíîì ñëó÷àå, ñòàíîâÿòñÿ ãðîìîçäêèìèïðè ïåðåõîäå ê ôóíêöèÿì ìíîãèõ ïåðåìåííûõ. Ïîýòîìó ïðè âû÷èñëåíèè ìíîãîêðàòíûõèíòåãðàëîâ ìåòîäîì Ìîíòå-Êàðëî ñèììåòðèçàöèÿ ïðîèçâîäèòñÿ, êàê ïðàâèëî, òîëüêîâäîëü âûáðàííîãî íàïðàâëåíèÿ. Íàïðèìåð, â òåîðèè ïåðåíîñà èçëó÷åíèÿ äëÿ áîëåå ðàâíîìåðíîãî ðàñïîëîæåíèÿ òðàåêòîðèé ÷àñòèö â ïðîñòðàíñòâå íàðÿäó ñ òðàåêòîðèåé, èìåþùåé ñëó÷àéíîå íà÷àëüíîå íàïðàâëåíèÿ äâèæåíèÿ ÷àñòèöû ω0 , ðåàëèçóåòñÿ òðàåêòîðèÿñ íà÷àëüíûì íàïðàâëåíèåì −ω0 .

 ðÿäå ñëó÷àåâ ýòî ïðèâîäèò ê óìåíüøåíèþ òðóäîåìêîñòè ðàñ÷åòîâ.Èçâåñòíû òàêæå ïðèìåðû ýôôåêòèâíîãî èñïîëüçîâàíèÿ ëîêàëüíîé ñèììåòðèçàöèèâ ìàëûõ ïîäìíîæåñòâàõ îáëàñòè èíòåãðèðîâàíèÿ âäîëü ñëó÷àéíî âûáðàííîãî íàïðàâëåíèÿ ïðè èñïîëüçîâàíèè ðàññëîåííîé âûáîðêè íà êëàññàõ ãëàäêèõ ïîäûíòåãðàëüíûõôóíêöèé (ñì. äàëåå ïîäðàçä. 3.9.5).3.9. ÌÅÒÎÄ ÐÀÑÑËÎÅÍÍÎÉ ÂÛÁÎÐÊÈ3.9.1. Âûáîðêà ïî ãðóïïàì. Ðàññìîòðèì ïðåäñòàâëåíèå (3.2) èíòåãðàëà IÇàïèøåì âåëè÷èíó I â âèäåI=M ZXm=1=RXg(x) dx.q(x)f (x) dx,Xmãäå Xm ïîäîáëàñòè X , èìåþùèå ïîïàðíûå ïåðåñå÷åíèÿ ìåðû íóëü, ïðè÷åì X = X1 ∪. . .

∪ XM . Ââåäåì îáîçíà÷åíèÿZZf (x)pm =f (x) dx, Im =q(x)f (x) dx, fm (x) =pmXmXmïðè x ∈ Xm . Ïðåäïîëîæèì, ÷òî f (x) = 0 ïðè x 6∈ X . Òîãäà p1 + . . . + pM = 1. Êðîìåòîãî, I1 + . . . + IM = I è Im = E pm q(ξ (m) ) , ãäå ñëó÷àéíûé âåêòîð ξ (m) ðàñïðåäåëåí âXm ñîãëàñíî ïëîòíîñòè fm (x).Àëãîðèòì 3.5.Im3.1nmàëãîðèòìóÏðèáëèæåííî âû÷èñëåíèåì çíà÷åíèÿñ ÷èñëîì èñïûòàíèénmpm X(m)Im ≈q(ξ im )nm i =1mè ïîëàãàåìI≈ζ̄n(M )ñîãëàñíî ñòàíäàðòíîìóMnmXpm X(m)=q(ξ im ),nm=1 m i =1m(3.46)çäåñü n = n1 + . .

. + nM .ìåòîä ðàññëîåííîé âûáîðêèâûáîðêó ïî ãðóïïàìÀëãîðèòì 3.5 îïðåäåëÿåòèëè. Ýòîòàëãîðèòì îòëè÷àåòñÿ ïðè M = 2 îò ìåòîäà èíòåãðèðîâàíèÿ ïî ÷àñòè îáëàñòè èç ðàçä.3.7, òàê êàê ïîñëåäíèé ïðåäïîëàãàåò, ÷òî èíòåãðàë I2 èçâåñòåí (â òî âðåìÿ êàê â àëãî(2)ðèòìå 3.5 ýòîò èíòåãðàë âû÷èñëÿåòñÿ ïðèáëèæåííî ïî âûáîðêå {ξ i2 }).3.9.2. Ìèíèìèçàöèÿ äèñïåðñèè ìåòîäà ðàññëîåííîé âûáîðêè. Ñðàâíèì äèñïåðñèþ Dζ̄n = Dζ/n ñòàíäàðòíîãî ìåòîäà 3.1 âû÷èñëåíèÿ èíòåãðàëà I (çäåñü ñëó÷àéíûå(M )òî÷êè ξ âûáèðàþòñÿ âî âñåé îáëàñòè èíòåãðèðîâàíèÿ X ) è äèñïåðñèþ Dζ̄n ìåòîäàðàññëîåííîé âûáîðêè ïðè óñëîâèè, ÷òî ôèêñèðîâàíû ÷èñëî èñïûòàíèé (äëÿ âûáîðêè ïî ãðóïïàì ñóììàðíîå ÷èñëî èñïûòàíèé) n è ðàçáèåíèå îáëàñòè èíòåãðèðîâàíèÿX = X1 ∪ .

. . ∪ XM . Ïî àíàëîãèè ñ ôîðìóëîé (3.4) èìååì2 XM nmMXXpmp2m Dq(ξ (m) )(m)(M )Dζn =,(3.47)Dq(ξ im ) =nnmmm=1m=1i =1mãäåDq(ξ(m)1)=pmZ2q (x)f (x) dx −XmImpm2;(3.48)(m)çäåñü èñïîëüçîâàíà íåçàâèñèìîñòü ñëó÷àéíûõ òî÷åê {ξ im }.(M )Óòâåðæäåíèå 3.8.Dζ̄n!2qMX1pm Dq(ξ (m) ) .d2n =n m=1Ìèíèìóì âåëè÷èíûðàâåí(3.49)Ýòà âåëè÷èíà íå ïðåâîñõîäèò Dζ̄n è ðåàëèçóåòñÿ ïðè,qnm = npmDq(ξ(m))MXqpmDq(ξ (m) ).(3.50)m=1Äîêàçàòåëüñòâî.Âåëè÷èíà d2n èç (3.49) ïðåäñòàâèìà â âèäå2srM(m)XDq(ξ )nm d2n = pm×.nmnm=1Èñïîëüçóÿ íåðàâåíñòâî ÊîøèÁóíÿêîâñêîãî, ïîëó÷àåìd2nMMMXXp2m Dq(ξ (m) ) X nmp2m Dq(ξ (m) )≤×=,nnnmmm=1m=1m=1ãäå ñïðàâà ñòîèò âûðàæåíèå (3.47). Íåñëîæíî ïðîâåðèòü, ÷òî ïðè ïîäñòàíîâêå ðàâåíñòâà(3.50) â ôîðìóëó (3.47) ïîëó÷àåòñÿ ñîîòíîøåíèå (3.49).Äàëåå, óìíîæàÿ (3.48) íà pm è ñóììèðóÿ ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïî m, èìååìZMM2XXIm(m)2pm Dq(ξ ) =q (x)f (x) dx −.pmXm=1m=1Åùå ðàç ïðèìåíÿÿ íåðàâåíñòâî ÊîøèÁóíÿêîâñêîãî, ïîëó÷àåì!2!2 XMM MMM22XXXXIImIm√m2I =Im=≤×pm =.√ × pmpmppm=1 mm=1m=1m=1m=1 mÎòñþäà ñëåäóåò, ÷òî1Dζ̄n =nZq 2 (x)f (x) dx − I 2X(M )Ïîñëåäíåå âûðàæåíèå ðàâíî âåëè÷èíå Dζ̄nMX1≥n!pm Dq(ξ (m) ) .m=1ïðè óñëîâèènm = n pm .(3.51)(M )Òàêèì îáðàçîì, d2n ≤ Dζ̄n |nm =n pm ≤ Dζ̄n . ðåàëüíûõ çàäà÷àõ äèñïåðñèè {Dq(ξ (m) )}, êàê ïðàâèëî, íåèçâåñòíû è âûáîð {nm }ïî ôîðìóëå (3.50) íåâîçìîæåí.

Характеристики

Тип файла
PDF-файл
Размер
1,36 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6551
Авторов
на СтудИзбе
299
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее