Вычисление многомерных интегралов методом Монте–Карло.
Пусть необходимо вычислить
.
Заключим область интегрирования внутрь -мерного параллепипеда со сторонами , т. е. . Сделаем замену переменных
.
Тогда -мерный параллепипед преобразуется в -мерный единичный куб, т. к.
.
Область преобразуется в область , заключенную внутри -мерного единичного куба (рис. 9.3).
Рис. 9.3. Преобразование области интегрирования в двумерном случае
С учетом преобразования переменных
где .
По теореме о среднем можно положить
,
где – объем области интегрирования , – усредненное значение функции в области .
Для вычисления и воспользуемся методом статистических испытаний (методом Монте–Карло). Пусть мы умеем строить случайные числа, распределенные в интервале по равномерному закону. Обозначим через случайную точку -мерного пространства, координаты которой являются независимыми случайными величинами, распределенными в интервале по равномерному закону. Используя датчик случайных чисел, сформируем случайных точек .
Разобьем это множество точек на два подмножества:
Пусть подмножество содержит элементов, т. е. точек из общего числа принадлежат области интегрирования . Тогда
Следовательно,
.
Окончательное расчетное соотношение метода Монте–Карло для вычисления определенных интегралов принимает вид
.
Методом Монте-Карло пользуются в тех случаях, когда достаточен невысокий порядок точности.
Дата добавления: 2015-11-24; просмотров: 2333;