用计算机模拟掷骰子实验,数学建模与数学实验之计算机模拟.ppt
数学建模与数学实验之计算机模拟
实验作业 1、编一个福利彩票电脑选号的程序。 4. 某设备上安装有四只型号规格完全相同的电子管,已知电子管寿命为1000--2000小时之间的均匀分布。当电子管损坏时有两种维修方案,一是每次更换损坏的那一只;二是当其中一只损坏时四只同时更换。已知更换时间为换一只时需1小时,4只同时换为2小时。更换时机器因停止运转每小时的损失为20元,又每只电子管价格10元,试用模拟方法决定哪一个方案经济合理? 5. 导弹追踪问题:设位于坐标原点的甲舰向位于x轴上点A(1, 0)处的乙舰发射导弹,导弹头始终对准乙舰.如果乙舰以最大的速度(是常数)沿平行于y轴的直线行驶,导弹的速度是5,模拟导弹运行的轨迹.又乙舰行驶多远时,导弹将它击中? 初始化:i=0,k1=0,k2=0,k3=0 i=i+1 骰子点数? k1=k1+1 k2=k2+1 k3=k3+1 k1=k1+1 i<20? E=(k2+k3)/20 E1=0*k1/20+1*k2/20+2*k3/20 停止 硬币正面? Y N N Y 1,2,3 4,5 6 投掷硬币的计算机模拟 1、产生服从U(0,1)的随机数R1 2、将区间[0,1]两等分: 若 ,则对应硬币正面 若 ,则对应硬币反面 掷骰子的计算机模拟 1、产生服从U(0,1)的随机数R2 2、将区间[0,1]六等份: 若 ,则对应骰子点数为1 若 ,则对应骰子点数为2 若 ,则对应骰子点数为3 若 ,则对应骰子点数为4 若 ,则对应骰子点数为5 若 ,则对应骰子点数为6 初始化:i=0,k1=0,k2=0,k3=0 i=i+1 R2=? k1=k1+1 k2=k2+1 k3=k3+1 k1=k1+1 i<20? E=(k2+k3)/20 E1=0*k1/20+1*k2/20+2*k3/20 停止 R1<=0.5 Y N N Y R2<3/6 其它 R2>5/6 To Matlab(liti1) 数学建模与数学实验 后勤工程学院数学教研室 之计算机模拟 实验目的 实验内容 学习计算机模拟的基本过程与方法。 1、模拟的概念。 4、实验作业。 3、计算机模拟实例。 2、产生随机数的计算机命令。 连续系统模拟实例: 追逐问题 离散系统模拟实例: 排队问题 用蒙特卡洛法解非线性规划问题 返回 计算机模拟实例 模拟的概念 模拟就是利用物理的、数学的模型来类比、模仿现实系统及其演变过程,以寻求过程规律的一种方法。 模拟的基本思想是建立一个试验模型,这个模型包含所研究系统的主要特点.通过对这个实验模型的运行,获得所要研究系统的必要信息 模拟的方法 1、物理模拟: 对实际系统及其过程用功能相似的实物系统去模仿。 例如,军事演习、船艇实验、沙盘作业等。 物理模拟通常花费较大、周期较长,且在物理模型上改变系统结构和系数都较困难。而且,许多系统无法进行物理模拟,如社会经济系统、生态系统等。 在实际问题中,面对一些带随机因素的复杂系统,用分析方法建模常常需要作许多简化假设,与面临的实际问题可能相差甚远,以致解答根本无法应用。这时,计算机模拟几乎成为唯一的选择。 在一定的假设条件下,运用数学运算模拟系统的运行,称为数学模拟。现代的数学模拟都是在计算机上进行的,称为计算机模拟。 2、数学模拟 计算机模拟可以反复进行,改变系统的结构和系数都比较容易。 蒙特卡洛(Monte Carlo)方法是一种应用随机数来进行计算机模拟的方法.此方法对研究的系统进行随机观察抽样,通过对样本值的观察统计,求得所研究系统的某些参数. 例1 在我方某前沿防守地域,敌人以一个炮排(含两门火炮)为单位对我方进行干扰和破坏.为躲避我方打击,敌方对其阵地进行了伪装并经常变换射击地点. 经过长期观察发现,我方指挥所对敌方目标的指示有50%是准确的,而我方火力单位,在指示正确时,有1/3的射击效果能毁伤敌人一门火炮,有1/6的射击效果能全部消灭敌人. 现在希望能用某种方式把我方将要对敌人实施的20次打击结果显现出来,确定有效射击的比率及毁伤敌方火炮的平均值。 分析: 这是一个概率问题,可以通过理论计算得到相应的概率和期望值.但这样只能给出作战行动的最终静态结果,而显示不出作战行动的动态过程. 为了能显示我方20次射击
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