9

Необходимо сгенерировать случайные числа Х є [0, 1], которые распределены по такому закону: График функции распределения случайных чисел

2
  • типа, нужно на нарисованной прямой генерить числа?
    – Miron
    4 дек 2019 в 14:58
  • Это вероятности
    – splash58
    4 дек 2019 в 14:58

1 ответ 1

13
+50

Если я правильно понимаю задачу, в 2/3 случаев должны генерироваться числа [0; 0.5) и с уменьшающейся вероятностью - остальные [0.5; 1).

Тогда можно сделать так

def generate():
  x = random.random() * 0.75
  return x if x < 0.5 else 1 - math.sqrt(3 - 4 * x) / 2
import random
import math
import matplotlib.pyplot as plt

plt.hist([generate() for _ in range(1000000)], bins=100)
plt.show()

введите сюда описание изображения

Как вычислять

Для начала берем функцию вероятности из задания

def f(x):
    return 1 if x < 0.5 else -2*x + 2

введите сюда описание изображения

Находим ее интеграл

def g(x):
    return x if x < 0.5 else -x**2 + 2*x - 0.25

Константу c = -0.25 получаем из уравнения -x**2 + 2*x + c = x при x = 0.5

введите сюда описание изображения

g(x) возвращает площадь заполненной части фигуры от 0 до x. Поэтому, если слово интеграл вызывает содрогание, реализовывать функцию нужно именно как вычисляющую площадь несложной геометрической фигуры.

Например g(0.8) вернет площадь следующей фигуры

введите сюда описание изображения

А g(0.6) - g(0.2) – следующей

введите сюда описание изображения

Теперь реализуем функцию обратную к g - т.е. она будет принимать площадь, а возвращать x.

Для этого решаем квадратное уравнение -x**2 + 2*x - 0.25 = y

Получаем

def h(y):
    return y if y < 0.5 else 1 - math.sqrt(3 - 4 * y) / 2

введите сюда описание изображения

Теперь передавая в h() значения равномерно распределенные на отрезке [g(0); g(1)] будем получать значения распределенные на отрезке [0; 1] согласно нашей функции вероятностей.

т.е. generate можно переписать таким образом

def generate():
    return h(random.random() * (g(1) - g(0)) + g(0))
6
  • 1) В 1/2 случаев должны генерироваться числа [0; 0.5) и с уменьшающейся вероятностью - остальные [0.5; 1) 2) Почему x = random.random() * 0.75
    – GreyKoshak
    5 дек 2019 в 8:28
  • Для чисел >= 0.5 суммарная вероятность в два раза меньше чем для остальных (площадь треугольника в два раза меньше площади квадрата), поэтому получается именно 2/3
    – extrn
    5 дек 2019 в 8:35
  • 1
    @GreyKoshak надеялся что до этого дело не дойдет. :) Обновил ответ
    – extrn
    5 дек 2019 в 13:42
  • 1
    Все абсолютно понятно и интеграл не вызывает содроганий. Последнее уточнение: почему возникает С = -0.25, когда берется интеграл ф-ции y=-2*x + 2?
    – GreyKoshak
    5 дек 2019 в 14:30
  • 1
    @GreyKoshak значит с вами приятно иметь дело :) я обновил ответ. в точке x=0.5 значения функций g1(x)=x и g2(x)=-x**2 + 2*x + c должны совпадать, чтобы функция была непрерывной. Отсюда и получаем c приравнивая их
    – extrn
    5 дек 2019 в 14:34

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge that you have read and understand our privacy policy and code of conduct.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.