Рис. 2.5. Интегрирование методом Монте-Карло (1-й случай)
Однако при вычислении кратных интегралов детерминированными методами оценка погрешности перерастает в задачу порой более сложную, чем вычисление интеграла. В то же время погрешность вычисления кратных интегралов ММК слабо зависит от кратности и легко вычисляется в каждом конкретном случае практически без дополнительных затрат.
Рассмотрим еще один метод Монте-Карло на примере вычисления однократного интеграла:
(2.23)
Рис. 2.6. Интегрирование методом Монте-Карло (2-й случай)
Как видно на рис. 2.6, интегральная кривая лежит в единичном квадрате, и если мы сумеем получать пары случайных чисел, равномерно распределенных на интервале [0, 1], то полученные значения (γ1, γ2) можно интерпретировать как координаты точки в единичном квадрате. Тогда, если этих пар чисел получено достаточно много, можно приблизительно считать, что
. Здесь S – число пар точек, попавших под кривую, а N – общее число пар чисел.
Пример 2.1. Вычислить следующий интеграл:
Поставленная задача была решена различными методами. Полученные результаты сведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Число интервалов (точек)
|
Метод левых прямоугольников
|
Метод средних прямоугольников
|
Метод правых прямоугольников
|
Метод
трапеций
|
Метод Симпсона
|
Метод
Монте-Карло
|
10
|
4.44112722
|
4.66882868
|
4.90820465
|
4.25683746
|
4.67077443
|
4.62289422
|
100
|
4.64745932
|
4.67075481
|
4.69416706
|
4.62903035
|
4.67077427
|
4.69812790
|
Замечание. Выбор табличного интеграла позволил нам сравнить погрешность каждого метода и выяснить влияние числа разбиений на точность вычислений.
Достарыңызбен бөлісу: |