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正态分布拒绝法的实现:数值范围从-4到4 - MATLAB开发

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简介:
本MATLAB项目实现了基于正态分布拒绝法的随机数生成算法,专注于特定数值区间(-4至4),提供高效准确的模拟与分析工具。 基于零均值和单位方差的正态分布(高斯分布)以及概率密度函数的拒绝方法实现。

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  • -44 - MATLAB
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    本MATLAB项目实现了基于正态分布拒绝法的随机数生成算法,专注于特定数值区间(-4至4),提供高效准确的模拟与分析工具。 基于零均值和单位方差的正态分布(高斯分布)以及概率密度函数的拒绝方法实现。
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    本项目致力于实现对数正态分布在MATLAB中的高效应用与模拟。通过编写一系列函数和脚本,用户能够便捷地进行参数估计、随机数生成及概率计算等操作,适用于统计分析、金融建模等领域。 对数正态分布是一种在许多自然与经济现象中常见的概率分布形式。它是由一个变量的对数值遵循正态分布所形成的:如果某随机变量X服从正态分布,那么其变换后的对数Y = log(X)也将符合正态分布规律。对于MATLAB用户而言,掌握和应用这一概念至关重要,因为它能帮助我们更有效地分析及模拟众多实际问题,如股票价格波动、人口增长趋势以及生物测量数据等。 理解对数正态分布的基础特性是关键步骤之一。该分布由两个参数定义:μ(均值)与σ²(方差)。其中,μ决定了原始变量的几何中心位置;而σ²则影响了整个分布图样的形状及宽度变化情况。当增加μ时,原变量的整体平均数也会随之上升;增大σ²会使数据分散度加大。 在MATLAB环境中,我们可以利用`makedist`函数来构建对数正态分布模型对象实例化过程如下: ```matlab d = makedist(Lognormal, Mu, 2, Sigma, 1); ``` 借助此创建的分布对象,我们能够执行多种计算任务,包括但不限于求解概率密度函数(pdf)、累积分布函数(cdf)以及随机数生成操作等: ```matlab x = linspace(0, 10, 100); % 定义数值区间范围 pdfValues = pdf(d, x); % 计算各点上的概率密度值 cdfValues = cdf(d, x); % 求解累积分布函数在不同位置处的取值情况 randomNumbers = random(d, 1000); % 随机生成一组符合该对数正态分布特性的数值样本集合(共1000个) ``` 为了直观展示这些结果,我们可以借助MATLAB内置绘图功能来绘制概率密度函数曲线和累积分布函数图形: ```matlab histogram(randomNumbers, Normalization=probability); % 绘制随机生成数据的概率密度直方图 hold on; plot(x, pdf(d, x), r, LineWidth, 2); % 在同一坐标系中添加理论概率密度曲线 title(Histogram with Theoretical PDF); xlabel(Value); ylabel(Probability Density); legend({Simulation Data,Theoretical PDF}); hold off; figure; plot(x, cdf(d, x)); % 绘制累积分布函数图形 title(Cumulative Distribution Function); xlabel(Value); ylabel(Cumulative Probability) ``` 此外,文件`Mah_OWC_1.mltbx`和`Mah_OWC_1.zip`可能包含有关对数正态分布的MATLAB工具箱或代码示例资源。通过加载这些数据包并研究其内容,我们能够进一步提升自己在该领域的专业知识水平,并将其应用于实际项目中。 总而言之,掌握如何使用MATLAB处理复杂的对数正态分布问题是一项非常重要的技能。借助于创建模型对象、计算统计量指标以及生成模拟样本等步骤,我们可以更好地理解和建模这种类型的统计数据。同时深入学习并实践相关文件中的示例代码将有助于增强我们在这一领域的专业能力。
  • GeekOS项目04
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    《GeekOS项目从0到4的实现》一书详细记录了作者从零开始构建操作系统的过程与经验分享,包括理论设计、代码实现及调试优化等阶段,适合对操作系统开发感兴趣的读者阅读。 geekos项目实现包括project0、project1、project2、project3和project4几个部分。
  • 限定多元进行采样:MVN截断区间内样本生成-MATLAB
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    本项目提供了一套在MATLAB环境下针对多变量正态分布(MVN)于特定限制条件下的抽样方案,特别聚焦于如何在预设的截断区间内有效生成符合要求的随机样本。通过优化算法实现高效采样,适用于统计分析与机器学习中的复杂数据模拟需求。 在FEX上有许多解决相同问题的实现方法,但我对使用它们缺乏信心,因为这些方法有时无法收敛(例如使用fsolve),或者会产生警告提示协方差矩阵接近奇异的情况。有一种简单的蛮力方法是记录接受的样本,并调整试验大小后重复进行实验,直到达到目标样本数为止。
  • 空时格码:2X2 MIMO下4-MATLAB
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    本项目利用MATLAB开发了适用于2X2 MIMO系统的四态空时格码通信方案,旨在提升数据传输效率与可靠性。 正交幅度调制(QAM)的相关内容可以在《正交幅度调制:从基础到自适应网格编码、涡轮均衡和空时编码 OFDM、CDMA 和 MC-CDMA 系统》这本书的第 21.2.1 节中找到。这一节详细介绍了 QAM 的基本原理及其在现代通信系统中的应用,包括自适应网格编码、涡轮均衡以及与 OFDM(正交频分复用)、CDMA(码分多址)和 MC-CDMA(多载波 CDMA)系统的结合使用方法。
  • randMat:在指定内生成均匀随机或符合特定随机-MATLAB
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    randMat是一款MATLAB工具箱,用于生成指定范围内的均匀分布随机数及遵循特定均值与标准差的正态分布随机数。 randMat:生成在指定区间 [a,b] 上具有均匀或正态分布的随机数矩阵,或者对于任意数量的 a,b 对具有特定的均值 (a) 和方差 (b)。对于均匀分布,MATLAB 函数 rand() 返回的值乘以 (ba),然后添加到 a;而对于正态分布,则使用 randn() 的输出结果乘以标准差 (b),再与平均值 (a) 相加。 参数: - a:(ix 1) 值的行向量,指定每个值的下限或均值。 - b:(ix 1) 值的行向量,指定每个值的上限或方差。 - 方法:(ix 1) 整数行向量以指示正常或均匀分布类型。0 表示 a 对应的是均匀分布区间;1 表示正态分布均值和方差对。 - n:标量,表示需要生成随机数的数量。 - newsseed(可选):一个标量参数,默认为零。如果设置为 1,则从系统时钟获取新的种子序列;若设为0,则使用当前的序列。
  • 概率:计算曲线下概率MATLAB
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    本文介绍了如何使用MATLAB编程来计算和绘制标准正态分布及其变种的概率密度函数,并求解特定区间内的累积概率值。 此函数用于计算正态分布曲线下的概率,并可选择绘制图形及计算面积。 输入参数: - x:在正态分布曲线上的一点。 - mean:正态分布的平均值。 - sigma:正态分布的标准偏差。(提示:对于标准正态分布,其均值为0且sigma等于1。) - plotting(可选):如果设置为1,则绘制计算出的面积。 输出: 函数返回从负无穷大到点x之间的曲线下面积。 示例代码: ```matlab x = -20:20; % 定义数据范围,例如从-20至20。 sigma = length(x)/2/3.5; % 设置PDF的宽度为约3.5个标准差单位。 mean_value = 0; normaldistribution(mean_value, sigma, 1); ``` 注意:该函数由谢里夫·奥姆兰编写,他是苏黎世大学和大学医院的研究人员。日期标注为2009年5月。
  • 简单抽样:生成来自指定样本,但不保证独立同(IID)-MATLAB
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    本项目采用简单拒绝抽样的方法在MATLAB中生成符合特定分布的样本集,尽管这种方法不能确保所抽取样本为独立同分布。 函数 `sampleDist` 用于从任意分布生成样本。其语法为 `sampleDist(f,M,N,b)` ,其中返回值是一个大小为 N 的随机数组,该数组中的元素是从由句柄 f 定义的概率密度函数所描述的分布中抽取的,取样范围是 b = [min, max]。 M 参数代表提议分布的阈值,在给定区间内对于所有的 x 都满足条件:f(x) < M。例如: - 从均匀分布在 [0.7,1] 区间的样本生成: ```matlab X = sampleDist(@(x) (x>=0&x<0.7)+(x>=0.7&x<=1),... 1,... 1e6,[0,1],true); ``` - 从 [-5,5] 正态分布的样本生成: ```matlab X = sampleDist(@(x) 1/sqrt(2*pi)*exp(-x.^2/2),... 1/sqrt(2*pi),... 1e6,[-5,5],true); ``` 以上代码片段展示了如何使用 `sampleDist` 函数从给定的概率密度函数中抽取样本。
  • Python中利用GAN均匀学习
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    本文介绍了如何运用Python编程语言和生成对抗网络(GAN)技术,从一个已知的均匀分布出发,训练模型以学会模拟出标准的正态分布。通过详细步骤解析及代码示例,为读者提供了深入理解这一转换过程的机会,是机器学习领域中数据合成与分布变换的一个有趣应用案例。 对于初学者来说,生成对抗网络(GAN)是一个很好的实验对象,可以通过编写小程序逐步学习。由于GAN的训练过程较为复杂且具有挑战性,因此它非常适合用来锻炼自己的技能。