指數分布的隨機數

2022-09-08 15:00:17 字數 969 閱讀 3954

產生指數分布的隨機數。

定理 設 \(f(x)\) 是任一連續的分布函式,如果 $ u \sim u(0, \ 1) $ 且 $ \eta \sim f(x) $。

證明 由於$ u \sim u(0, \ 1) $,則有

\[p(\eta \leqslant x)=p(f^(u)\leqslant x)=p(u\leqslant f(x))=f(x)

\]所以,\(\eta \sim f(x)\)。定理證畢。

此定理給出了從均勻分布隨機數到給定分布\(f(x)\)的隨機數的變換。根據該變換可產生分布函式為\(f(x)\)的隨機數\(x\),其演算法可用下列兩個步驟實現:

產生均勻分布的隨機數\(u\),即\(u \sim u(0, \ 1)\);

計算\(x=f^(u)\)。

指數分布的概率密度函式為

\[f(x)=\left\

\frac e^} & , x \geqslant 0\\

0 & , others

\end\right.

\]其分布函式為

\[f(x)=\left\

1- e^} & , x \geqslant 0\\

0 & , others

\end\right.

\]指數分布的均值為 $ \beta $ ,方差為 $ \beta^ $ 。

根據上述的逆變換法,產生指數分布隨機數的方法為:

產生均勻分布的隨機數 $ u $ ,即 $ u \sim u(0, \ 1) $ ;

計算$ x= - \beta ln(u) $。

指數分布隨機數使用c語言的生成方式如下:

#include "math.h"

#include "uniform.c"

double exponent(double beta, long int a)

uniform.c檔案參見均勻分布的隨機數。

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