蒙特卡洛模拟求正弦函数

1 介绍

蒙特卡罗法也称统计模拟法、统计试验法。是把概率现象作为研究对象的数值模拟方法。是按抽样调查法求取统计值来推定未知特性量的计算方法。

本次我们将使用蒙特卡洛模拟思想,结合python对下列正弦函数的面积值进行求解。根据微积分的方法知道该面积的值为2。在这里插入图片描述

2 python实现

2.1 求解分析

对于这种静态问题,可采用蒙克卡罗方法解决,原理是认为积分面积及其周围分布无数个点,求解矩形内的点数N和积分曲线内的点数L之比。
在这里插入图片描述

2.2 代码实现

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

#生成随机数 设置随机种子为1234
np.random.seed(1234) 
x = np.random.rand(1000,1) * np.pi
y = np.random.rand(1000,1)

result = []
# 对随机值进行正弦比较,result中存储01序列
for i in range(1000):
    if y[i] <= np.sin(x[i]):
        result.append(1)
    else:
        result.append(0)

# 计算序列中模拟取值情况
value = [sum(result[:x+1])/(x+1) * np.pi for x in range(1000)]

# 绘图plt.xlabel('number')
plt.ylabel('value')
plt.plot(value)
plt.show()

绘制图片为
在这里插入图片描述
可以看出开始模拟时值相差较大,随着模拟次数的增多,值趋于2。

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