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用乘同余法产生随机数

用乘同余法产生随机数
用乘同余法产生随机数

例2.1 用乘同余法产生随机数(见光盘FLch2sjxleg1.m)

①编程如下:

A=6; N=100; %初始化;

x0=1; M=255;

for k=1:N %乘同余法递推100次;

x2=A*x0; %x2和x0分别表示x i和x i-1;

x1=mod (x2,M); %将x2存储器的数除以M,取余数放x1(x i)中;

v1=x1/256; %将x1存储器的数除以256得到小于1的随机数放v1中;

)存放在矩阵存储器v的第k列中,v(:,k) v(:,k)=v1; % 将v1中的数(

i

%表示行不变、列随递推循环次数变化;

x0=x1; %x i-1= x i;

v0=v1;

end %递推100次结束;

v2=v %该语句末无‘;’,实现矩阵存储器v中随机数放在v2中,%

且可直接显示在MA TLAB的window中;

k1=k;

%grapher %以下是绘图程序;

k=1:k1;

plot(k,v,k,v,'r');

xlabel('k'), ylabel('v');tktle('(0-1)均匀分布的随机序列')

②程序运行结果如图2.5所示。

图2.5 采用MA TLAB产生的(0,1)均匀分布的随机序列图

③产生的(0-1)均匀分布的随机序列

在程序运行结束后,产生的(0,1)均匀分布的随机序列,直接从MATLAB的window 界面中copy出来如下(v2中每行存6个随机数):

v2 =

0.0234 0.1406 0.8438 0.0820 0.4922 0.9609

0.7852 0.7266 0.3750 0.2578 0.5508 0.3164

0.9023 0.4336 0.6094 0.6680 0.0234 0.1406

0.8438 0.0820 0.4922 0.9609 0.7852 0.7266

0.3750 0.2578 0.5508 0.3164 0.9023 0.4336

0.6094 0.6680 0.0234 0.1406 0.8438 0.0820

0.4922 0.9609 0.7852 0.7266 0.3750 0.2578

0.5508 0.3164 0.9023 0.4336 0.6094 0.6680

0.0234 0.1406 0.8438 0.0820 0.4922 0.9609

0.7852 0.7266 0.3750 0.2578 0.5508 0.3164

0.9023 0.4336 0.6094 0.6680 0.0234 0.1406

0.8438 0.0820 0.4922 0.9609 0.7852 0.7266

0.3750 0.2578 0.5508 0.3164 0.9023 0.4336

0.6094 0.6680 0.0234 0.1406 0.8438 0.0820

0.4922 0.9609 0.7852 0.7266 0.3750 0.2578

0.5508 0.3164 0.9023 0.4336 0.6094 0.6680

0.0234 0.1406 0.8438 0.0820

第二章的白噪声产生程序

例2.2 用乘同余法产生(见光盘FLch2bzsheg2.m)

①编程如下:

A=6; x0=1; M=255; f=2; N=100;%初始化;

x0=1; M=255;

for k=1: N %乘同余法递推100次;

x2=A*x0; %分别用x2和x0表示x i+1和x i-1;

x1=mod (x2,M); %取x2存储器的数除以M的余数放x1(x i)中;

v1=x1/256; %将x1存储器中的数除以256得到小于1的随机数放v1中;

)减去0.5再乘以存储器f中的系数,存放v(:,k)=(v1-0.5 )*f; %将v1中的数(

i

在矩阵存储器v的第k列中,v(:,k)表示行不变、列随递推

循环次数变化;

x0=x1; % x i-1= x i;

v0=v1;

end %递推100次结束;

v2=v %该语句后无‘;’,实现矩阵存储器v中随机数放在v2中,

且可直接显示在MA TLAB的window中;

k1=k;

%grapher %以下是绘图程序;

k=1:k1;

plot(k,v,k,v,'r');

xlabel('k'), ylabel('v');tktle(' (-1,+1)均匀分布的白噪声')

②程序运行结果如图2.6所示。

图2.6 采用MA TLAB产生的(-1,+1)均匀分布的白噪声序列

③产生的(-1,1)均匀分布的白噪声序列

在程序运行结束后,产生的(-1,1)均匀分布的白噪声序列,直接从MA TLAB的window 界面中copy出来如下(v2中每行存6个随机数):

v2 =

-0.9531 -0.7188 0.6875 -0.8359 -0.0156 0.9219

0.5703 0.4531 -0.2500 -0.4844 0.1016 -0.3672

0.8047 -0.1328 0.2188 0.3359 -0.9531 -0.7188

0.6875 -0.8359 -0.0156 0.9219 0.5703 0.4531

-0.2500 -0.4844 0.1016 -0.3672 0.8047 -0.1328

0.2188 0.3359 -0.9531 -0.7188 0.6875 -0.8359

-0.0156 0.9219 0.5703 0.4531 -0.2500 -0.4844

0.1016 -0.3672 0.8047 -0.1328 0.2188 0.3359

-0.9531 -0.7188 0.6875 -0.8359 -0.0156 0.9219

0.5703 0.4531 -0.2500 -0.4844 0.1016 -0.3672

0.8047 -0.1328 0.2188 0.3359 -0.9531 -0.7188

0.6875 -0.8359 -0.0156 0.9219 0.5703 0.4531

-0.2500 -0.4844 0.1016 -0.3672 0.8047 -0.1328

0.2188 0.3359 -0.9531 -0.7188 0.6875 -0.8359

-0.0156 0.9219 0.5703 0.4531 -0.2500 -0.4844

0.1016 -0.3672 0.8047 -0.1328 0.2188 0.3359

-0.9531 -0.7188 0.6875 -0.8359

*另外,书中图2.3白噪声的产生如下:

显然,只要在例2.2程序的初始化部分中给N=300,f=6,运行程序就可以得到如图2.3所示的(-3,3)的白噪声过程.

①编程如下:

A=6; x0=1; M=255; f=6; N=300;%初始化;

x0=1; M=255;

for k=1: N %乘同余法递推100次;

x2=A*x0; %分别用x2和x0表示x i+1和x i-1;

x1=mod (x2,M); %取x2存储器的数除以M的余数放x1(x i)中;

v1=x1/256; %将x1存储器中的数除以256得到小于1的随机数放v1中;

)减去0.5再乘以存储器f中的系数,存放v(:,k)=(v1-0.5 )*f; %将v1中的数(

i

在矩阵存储器v的第k列中,v(:,k)表示行不变、列随递推

循环次数变化;

x0=x1; % x i-1= x i;

v0=v1;

end %递推100次结束;

v2=v %该语句后无‘;’,实现矩阵存储器v中随机数放在v2中,

且可直接显示在MA TLAB的window中;

k1=k;

%grapher %以下是绘图程序;

k=1:k1;

plot(k,v,k,v,'r');

xlabel('k'), ylabel('v');tktle(' (-1,+1)均匀分布的白噪声')

②程序运行结果如图2.3所示。

图2.3 白噪声过程

第二章的M序列产生程序

例2.3 用移位寄存器产生M序列的MATLAB软件实现(见光盘FLch2bzsheg3.m)

①编程如下:

X1=1;X2=0;X3=1;X4=0; %移位寄存器输入Xi初T态(0101),Yi为移位寄存器各级输出m=60; %置M序列总长度

for i=1:m %1#

Y4=X4; Y3=X3; Y2=X2; Y1=X1;

X4=Y3; X3=Y2; X2=Y1;

X1=xor(Y3,Y4); %异或运算

if Y4==0

U(i)=-1;

else

U(i)=Y4;

end

end

M=U

%绘图

i1=i

k=1:1:i1;

plot(k,U,k,U,'rx')

xlabel('k')

ylabel('M序列')

title('移位寄存器产生的M序列')

②程序运行结果如图2.8 所示。

图2.8 软件实现的移位寄存器产生的M序列图

.

③'四级移位寄存器产生的M序列

M =

Columns 1 through 10

-1 1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 Columns 11 through 20

1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1 1 Columns 21 through 30

1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 Columns 31 through 40

-1 1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 Columns 41 through 50

1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1 1 Columns 51 through 60

1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 i1 =

60

2021学年高中数学第三章概率3.2.2整数值随机数的产生课时作业含解析新人教A版必修3.doc

(整数值)随机数的产生 (本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!) 一、选择题(每小题5分,共20分) 1.用计算机随机模拟掷骰子的试验,估计出现2点的概率,则下列步骤中不正确的是( ) A .用计算器的随机函数RANDI(1,7)或计算机的随机函数RANDBETWEEN(1,7)产生6个不同的1到6之间的取整数值的随机数x ,如果x =2,我们认为出现2点 B .我们通常用计数器n 记录做了多少次掷骰子试验,用计数器m 记录其中有多少次出现2点,置n =0,m =0 C .出现2点,则m 的值加1,即m =m +1;否则m 的值保持不变 D .程序结束.出现2点的频率m n 作为概率的近似值 解析: 计算器的随机函数RANDI(1,7)或计算机的随机函数RANDBETWEEN(1,7)产生的是1到7之间的整数(包括1,7),共7个整数. 答案: A 2.小明同学的QQ 密码是由0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这10个数字中不同的6个数字组成的六位数字,由于长时间未登录QQ ,小明忘记了密码的最后一个数字,如果小明登录QQ 时密码的最后一个数字随意选取,则恰好能登录的概率是( ) A.1105 B.1104 C.1100 D.110 解析: 从0,1,2,3,4,5,6,7,8,9中任取一个数字有10个基本事件,恰巧是密码最后一位数 字有1个基本事件,则恰好能登录的概率为110 . 答案: D 3.袋子中有四个小球,分别写有“伦”“敦”“奥”“运”四个字,有放回地从中任取一个小球,取到“奥”就停止,用随机模拟的方法估计直到第二次停止的概率:先由计算器产生1到4之间取整数值的随机数,且用1,2,3,4表示取出小球上分别写有“伦”“敦”“奥”“运”四个字,以每两个随机数为一组,代表两次的结果,经随机模拟产生了20组随机数: 13 24 12 32 43 14 24 32 31 21 23 13 32 21 24 42 13 32 21 34 据此估计,直到第二次就停止概率为( )

C语言中产生随机数的方法

C语言中产生随机数的方法 引例:产生10个[100-200]区间内的随机整数。 #include #include //rand函数的头文件 #include //时间函数的头文件 int main() { int i; //循环变量 srand((unsigned) time(NULL)); //产生随机数的起始数据(以时间为种子) for (i=0; i<10; i++) //printf("%d\n", rand()); //产生[0,0x7fff)即[0,32767)以内的随机整数 //printf("%d\n", rand()%100); //产生0-99的随机整数 printf("%d\n", rand()%(200-100+1) + 100); //产生[100,200]内的随机整数return 0; } 在C语言中产生随机数需要以下几个函数的配合使用。 (1)rand函数——产生伪随机数 原型:int rand(void) 头文件:stdlib.h 功能:产生从0到RAND_MAX之间的随机数。RAND_MAX的值通常是0x7fff(十六进制数7FFF,也就是十进制数32767)。 例: #include #include int main() { int k; k = rand(); printf("%d\n", k); return 0; } 编译运行,发现每次运行程序产生的随机数都是一样的。 计算机中产生随机数,实际是采用一个固定的数作为“种子”,在一个给定的复杂算法中计算结果,所以叫“伪随机数”。 C语言中由于采用固定的序列作为种子,所以每次执行所取的是同一个数。 为上面的例子增加一个循环结构: #include #include int main() { int k,i;

随机数生成算法的研究

随机数生成算法的研究 [日期:2006-05-23] 来源:作者:[字体:大中小] 张敬新 摘要:本文通过流程图和实际例程,较详细地阐述了随机数生成的算法和具体的程序设计,分析了其符合算法特征的特性。 关键词:随机数;算法;算法特征;程序设计 1 引言 在数据结构、算法分析与设计、科学模拟等方面都需要用到随机数。由于在数学上,整数是离散型的,实数是连续型的,而在某一具体的工程技术应用中,可能还有数据值的范围性和是否可重复性的要求。因此,我们就整数随机数和实数随机数,以及它们的数据值的范围性和是否可重复性,分别对其算法加以分析和设计。以下以Visual Basic 语言为工具,对整数随机数生成问题加以阐述,而对于实数随机数生成问题,只要稍加修改就可转化为整数随机数生成问题。 根据整数随机数范围性和是否可重复性,可分为: (1)某范围内可重复。 (2)某范围内不可重复。 (3)枚举可重复。 (4)枚举不可重复。 所谓范围,是指在两个数n1和n2之间。例如,在100和200之间这个范围,那么,只要产生的整数随机数n满足100≤n≤200,都符合要求。所谓枚举,是指有限的、已知的、若干个不连续的整数。例如,34、20、123、5、800这5个整数就是一种枚举数,也就是单独可以一个个确定下来。 2 某范围内可重复 在Visual Basic 语言中,有一个随机数函数Rnd。 语法:Rnd[(number)]。 参数number 可选,number 的值决定了Rnd 生成随机数的方式。Rnd 函数返回小于1 但大于或等于0 的值。

在调用Rnd 之前,先使用无参数的Randomize 语句初始化随机数生成器,该生成器具有一个基于系统计时器的种子。 若要生成某给定范围内的随机整数,可使用以下公式: Int((upperbound - lowerbound + 1) * Rnd + lowerbound) 这里,upperbound 是此范围的上限,而lowerbound 是范围的下限。 程序流程图: 程序例程:下面是一个生成10个10~20之间随机数的例子。 运行结果:12 10 20 20 17 17 18 14 12 20 3 某范围内不可重复

高中数学:随机数的产生 (34)

2017级人教版数学必修3 编号:22 编制时间:2017/11/10 编制人:路杰 §3. 2.2古典概型 【学习目标】 理解概率模型的特点及应用,根据需要会建立合理的概率模型,解决一些实际问题。 【重点难点】 重点:建立古典概型,解决简单的实际问题. 难点:从多种角度建立古典概型. 【预习案】 【导学提示】 教材助读 阅读教材P128-P130,找出疑惑之处. 复习:运用古典概型计算概率时,一定要分析其基本事件是否满足古典概型的两个条件: ①________________________________________; 2________________________________________. 一、新课导学 1、在建立概率模型时,把什么看作是一个基本事件(即一个试验结果)是人为规定的,要求每次试验__ _____________基本事件出现,只要基本事件的个数是___________,并且它们的发生是_____________ ,就是一个________________. 2、从不同的角度去考虑一个实际问题,可以将问题转化为不同的来解决,而所得到的古典概型的所有可能结果数,问题的解决就变得越简单. 二、合作探究 1、建立古典概率模型时,对基本事件的确定有什么要求?

2、从分别写有A、B、C、D、E的5张卡片中任取2张,所有基本事件有哪些?这2张上的字母恰好按字母顺序相邻的概率是多少? 【探究案】 例1假设银行卡的密码由4个数字组成,每个数字可以是0,1,2,…,9十个数字中的任意一个.假设一个人完全忘了自己的储蓄卡密码,问他到自动取款机上随机试一次密码就能取到钱的概率是多少? 小结:求古典概型的步骤:(1)判断是否为古典概型.(2)列举所有的基本事件的总数n.(3)列举事件A所包 含的基本事件数m.(4)计算. 变式训练:某口袋内装有大小相同的5只球,其中3只白球,2只黑球,从中一次摸出2只 球.(1)共有多少个基本事件? (2)摸出的2只球都是白球的概率是多少?

高中数学必修三《均匀随机数的产生》教学设计

3.3.2 均匀随机数的产生 教材分析 本节内容是数学必修三第三章 概率 3.3.2均匀随机数的产生, 本节课在学生已经掌握几何概型的基础上,来学习解决几何概型问题的又一方法,本节课的教学对全面系统地理解掌握概率知识,对于培养学生自觉动手、动脑的习惯,对于学生辩证思想的进一步形成,具有良好的作用. 通过对本节课例题的模拟试验,认识用计算机模拟试验解决概率问题的方法,体会到用计算机产生随机数,可以产生大量的随机数,又可以自动统计试验的结果,同时可以在短时间内多次重复试验,可以对试验结果的随机性和规律性有更深刻的认识。 课时分配 本节内容用1课时的时间完成,主要讲解利用计算器(计算机)产生均匀随机数的方法;利用均匀随机数解决具体的有关概率的问题。 教学目标 重 点: 掌握[0,1]上均匀随机数的产生及[a,b ]上均匀随机数的产生。学会采用适当的随机模拟法去估算几何概率。 难 点:利用计算器或计算机产生均匀随机数并运用到概率的实际应用中。 知识点:通过模拟试验,感知应用数字解决问题的方法,了解均匀随机数的概念;掌握利用计算器(计算机)产生均匀随机数的方法。 能力点:利用均匀随机数解决具体的有关概率的问题,理解随机模拟的基本思想是用频率估计概率。 教育点:通过随机模拟试验,感知应用数字解决问题的方法,自觉养成动手、动脑的良好习惯,培养逻辑 思维能力和探索创新能力。 自主探究点:在信息技术环境下,通过算法解决大量重复模拟试验中的数据统计问题,得出问题的解的估计值,并由此进一步体会随机模拟方法、算法思想以及从特殊到一般的数学研究过程。 易错易混点:在计算器上用rand()产生(0,1)之间的随机数不是什么难事,但产生任意区间(a,b )上的 随机数涉及线性变换,这是学生不易处理的问题,容易出错。 教具准备 多媒体课件 一、引入新课 复习提问: (1)什么是几何概型?(2)几何概型的概率公式是怎样的?(3)几何概型的特点是什么?(4)列举几个简单的几何概型例子? 【师生活动】 (1)几何概率模型:如果每个事件发生的概率只与构成该事件区域的长度(面积或体积)成比例,则称这样的概率模型为几何概率模型; (2)几何概型的特点:1)试验中所有可能出现的结果(基本事件)有无限多个;2)每个基本事件出现的可能性相等. (3)几何概型的概率公式: P (A )=积) 的区域长度(面积或体试验的全部结果所构成积)的区域长度(面积或体构成事件A (4)几何概型例子:长3米的绳子被剪刀随机剪一次,问两段长度都不小于1米的概率?在这个几何概型中,随机剪绳子可以抽象成数学模型:从区间(0,3)中随机取一个数,由此引出今天的学习的内容,均匀随机数。

高中数学:随机数的产生 (9)

课时作业(二十) (整数值)随机数(random numbers )的产生 一、选择题 1.袋子中有四个小球,分别写有“巴”“西”“奥”“运”四个字,有放回地从中任取一个小球,取到“奥”就停止.用随机模拟的方法估计直到第二次才停止的概率:先由计算器产生1到4之间取整数值的随机数,且用1,2,3,4表示取出的小球上分别写有“巴”“西”“奥”“运”四个字,以每两个随机数为一组,代表两次的结果,经随机模拟产生了20组随机数: 13 24 12 32 43 14 24 32 31 21 23 13 32 21 24 42 13 32 21 34 据此估计,直到第二次才停止概率为( ) A.15 B.14 C.13 D.12 ★★答案★★:B 2.用计算机模拟随机掷骰子的试验,估计出现2点的概率,下列步骤中不. 正确的是( ) A .用计算器的随机函数RANDI(1,7)或计算机的随机函数RANDBETWEEN(1,7)产生6个不同的1到6之间取整数值的随机数x ,如果x =2,我们认为出现2点 B .我们通常用计数器n 记录做了多少次掷骰子试验,用计数器m 记录其中有多少次出现2点,置n =0,m =0 C .出现2点,则m 的值加1,即m =m +1;否则m 的值保持不变 D .程序结束.出现2点的频率作为概率的近似值 ★★答案★★:A 3.从3名男生和2名女生中任选3人参加演讲比赛,则这三人中恰有一名男生的概率是( ) A.310 B.35 C.25 D.13 ★★答案★★:A 4.从2,4,6,8,10这5个数中任取3个,则这三个数能成为三角形三边的概率是( ) A.25 B.710 C.310 D.35 ★★答案★★:C

各种分布的随机数生成算法

各型分布随机数的产生算法 随机序列主要用概率密度函数(PDF〃Probability Density Function)来描述。 一、均匀分布U(a,b) ?1x∈[a,b]? PDF为f(x)=?b?a?0〃其他? 生成算法:x=a+(b?a)u〃式中u为[0,1]区间均匀分布的随机数(下同)。 二、指数分布e(β) x?1?exp(?x∈[0,∞)βPDF为f(x)=?β ?0〃其他? 生成算法:x=?βln(1?u)或x=?βln(u)。由于(1?u)与u同为[0,1]均匀分布〃所以可用u 替换(1?u)。下面凡涉及到(1?u)的地方均可用u替换。 三、瑞利分布R(μ) ?xx2 exp[?x≥0?回波振幅的PDF为f(x)=?μ2 2μ2 ?0〃其他? 生成算法:x=?2μ2ln(1?u)。 四、韦布尔分布Weibull(α,β) xα??αα?1?αβxexp[?(]x∈(0,∞)βPDF为f(x)=? ?0〃其他? 生成算法:x=β[?ln(1?u)]1/α 五、高斯(正态)分布N(μ,σ2) ?1(x?μ)2 exp[?]x∈?2PDF为f(x)=?2πσ 2σ ?0〃其他? 生成算法: 1?y=?2lnu1sin(2πu2)生成标准正态分布N(0,1)〃式中u1和u2是相互独立的[0,1]区间

均匀分布的随机序列。 2?x=μ+σy产生N(μ,σ2)分布随机序列。 六、对数正态分布Ln(μ,σ2) ?1(lnx?μ)2 exp[?x>0PDF为f(x)=?2πσx 2σ2 ?0〃其他? 生成算法: 1?产生高斯随机序列y=N(μ,σ2)。 2?由于y=g(x)=lnx〃所以x=g?1(y)=exp(y)。 七、斯威林(Swerling)分布 7.1 SwerlingⅠ、Ⅱ型 7.1.1 截面积起伏 σ?1?exp[σ≥0?σ0截面积的PDF为f(σ)=?σ0〃【指数分布e(σ0)】 ?0〃其他? 生成算法:σ=?σ0ln(1?u)。 7.1.2 回波振幅起伏 ?AA2 ?exp[?2]A≥0〃式中A2=σ〃2A02=σ0。回波振幅的PDF为f(A)=?A02【瑞利分布R(A0)】2A0?0〃其他? 生成算法:A=?2A02ln(1?u)=σ0ln(1?u)。也可由A2=σ得A==?0ln(1?u) 7.2 SwerlingⅢ、Ⅳ型 7.2.1 截面积起伏 2σ?4σ]σ≥0?2exp[?σσ截面积的PDF为f(σ)=?0〃 0?0〃其他? 生成算法:σ=?式中u1和u2是相互独立的[0,1]区间均匀分布随机序列。 [ln(1?u1)+ln(1?u2)]〃2

人教A版高中数学必修三第三章3.2.2(整数值)随机数的产生同步训练B卷

人教A版高中数学必修三第三章3.2.2 (整数值)随机数的产生同步训练B卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、单选题 (共7题;共14分) 1. (2分)(2018·安徽模拟) 2018年行平昌冬季奥运会与2月9~2月25日举行,为了解奥运会五环所占面积与单独五个环面积和的比例P,某学生设计了如下的计算机模拟,通过计算机模拟项长为8,宽为5的长方形内随机取了N个点,经统计落入五环及其内部的点数为个,圆环半径为1,则比值的近似值为() A . B . C . D . 2. (2分) (2018高二下·泸县期末) 有5支彩笔(除颜色外无差别),颜色分别为红、黄、蓝、绿、紫.从这5支彩笔中任取2支不同颜色的彩笔,则取出的2支彩笔中含有红色彩笔的概率为() A . B . C . D . 3. (2分) (2017高二下·临川期末) 将一枚均匀硬币随机掷4次,恰好出现2次正面向上的概率为() A .

C . D . 4. (2分)射击比赛中,每人射击3次,至少击中2次才合格,已知某选手每次射击击中的概率为0.4,且各次射击是否击中相互独立,则该选手合格的概率为() A . 0.064 B . 0.352 C . .0544 D . 0.16 5. (2分)(2019·新宁模拟) 正方体盒子中有4个白球和3个红球,从中摸出一个球,该球为红球的概率是() A . B . C . D . 6. (2分) (2019高二下·九江期末) 2019年,河北等8省公布了高考改革综合方案将采取“3+1+2”模式,即语文、数学、英语必考,然后考生先在物理、历史中选择1门,再在思想政治、地理、化学、生物中选择2门.一名同学随机选择3门功课,则该同学选到物理、地理两门功课的概率为() A . B .

真随机数产生方法

ATmega1 28单片机的真随机数发生矗时间:2009-12-16 15:39:00 来源:单片机与嵌入式系统作者:刘晓旭,曹林,董秀成西华大学 ATmega1 28单片机的真随机数发生矗时间:2009-12-16 15:39:00 来源:单片机与嵌入式系统作者:刘晓旭,曹林,董秀成西华大学 引言 随机数已广泛地应用于仿真、抽样、数值分析、计算机程序设计、决策、美学和娱乐之中。常见的随机数发生器有两种:使用数学算法的伪随机数发生器和以物理随机量作为发生源的真随机数发生器。要获取真正随机的真随机数,常使用硬件随机数发生器的方法来获取。这些真随机数都是使基于特定的真随机数发生源(如热噪声、电流噪声等),每次获取的真随机数都是不可测的,具有很好的随机性。 真随机数因其随机性强,在数据加密、信息辅助、智能决策和初始化向量方面有着广泛应用,构建一种基于硬件真随机数发生源,具有广泛的应用价值。但目前硬件真随机数发生源均较复杂,而且很少有基于单片机的真随机数发生器。本文利用RC充放电的低稳定度,根据AVR单片机的特点设计了一种性价比极高的真随机数发生器。该随机数发生器使用元件很少,稳定性高,对一些价格敏感的特殊场合,如金融、通信、娱乐设备等有较大的应用意义。 1 基本原理和方法 1.1 基本原理 串联的RC充放电电路由于受到漏电流、电阻热噪声、电阻过剩噪声、电容极化噪声等诸多不确定性因素的影响,其充放电稳定度一般只能达到10-3。利用这种RC充放电的低稳定度特性实现廉价的真随机数发生源。 Atmel公司AVR单片机ATmega 128以其速度快、功能强、性价比高等优点广泛应用于各种嵌入式计算场合。利用AVR单片机引脚配置灵活多样的特点,使用Amnega128 两个I/O口作为真随机数的电气接口。 其原理如图1所示。主要原理是利用串联RC电路的不确定性产生真随机数源,收集数据,通过AVR单片机ATmega128和主时钟电路量化RC电路的充放电时问,获得不确定的2位二进制数据,再利用程序将每4次采集的数据综合,最后产生1个8位的真随机数。

EXCEL随机数据生成方法

求教:我的电子表格中rand()函数的取值范围是-1到1,如何改回1到0 回答:有两种修改办法: 是[1-rand()]/2, 或[1+rand()]/2。 效果是一样的,都可生成0到1之间的随机数 电子表格中RAND()函数的取值范围是0到1,公式如下: =RAND() 如果取值范围是1到2,公式如下: =RAND()*(2-1)+1 RAND( ) 注解: 若要生成a 与b 之间的随机实数: =RAND()*(b-a)+a 如果要使用函数RAND 生成一随机数,并且使之不随单元格计算而改变,可以在编辑栏中输入“=RAND()”,保持编辑状态,然后按F9,将公式永久性地改为随机数。 示例 RAND() 介于0 到1 之间的一个随机数(变量) =RAND()*100 大于等于0 但小于100 的一个随机数(变量) excel产生60-70随机数公式 =RAND()*10+60 要取整可以用=int(RAND()*10+60) 我想用excel在B1单元个里创建一个50-80的随机数且这个随机数要大于A1单元个里的数值,请教大家如何编写公式! 整数:=ROUND(RAND()*(80-MAX(50,A1+1))+MAX(50,A1+1),0) 无需取整数:=RAND()*(80-MAX(50,A1))+MAX(50,A1)

要求: 1,小数保留0.1 2,1000-1100范围 3,不要出现重复 =LEFT(RAND()*100+1000,6) 至于不许重复 你可以设置数据有效性 在数据-有效性设 =countif(a:a,a1)=1 选中a列设有效性就好了 其他列耶可以 急求excel随机生成数字的公式,取值要在38.90-44.03之间,不允许重复出现,保留两位小数,不允许变藏 =round(RAND()*5+38.9,2) 公式下拉 Excel随机数 Excel具有强大的函数功能,使用Excel函数,可以轻松在Excel表格产生一系列随机数。 1、产生一个小于100的两位数的整数,输入公式=ROUNDUP(RAND()*100,0)。 RAND()这是一个随机函数,它的返回值是一个大于0且小于1的随机小数。ROUNDUP 函数是向上舍入数字,公式的意义就是将小数向上舍入到最接近的整数,再扩大100倍。 2、产生一个四位数N到M的随机数,输入公式=INT(RAND()*(M-N+1))+N。 这个公式中,INT函数是将数值向下取整为最接近的整数;因为四位数的随机数就是指从1000到9999之间的任一随机数,所以M为9999,N为1000。RAND()的值是一个大于0且小于1的随机小数,M-N+1是9000,乘以这个数就是将RAND()的值对其放大,用INT 函数取整后,再加上1000就可以得到这个范围内的随机数。[公式=INT(RAND()*(9999-1000+1))+1000] 3、Excel函数RANDBETWEEN是返回位于两个指定数之间的一个随机数。使用这一个函数来完成上面的问题就更为简单了。要使用这个函数,可能出现函数不可用,并返回错误值#NAME?。 选择"工具"菜单,单击"加载宏",在"可用加载宏"列表中,勾选"分析工具库",再单击"确定"。接下来系统将会安装并加载,可能会弹出提示需要安装源,也就是office安装盘。放入光盘,点击"确定",完成安装。 现在可以在单元格输入公式=RANDBETWEEN(1000,9999)。 最后,你可以将公式复制到所有需要产生随机数的单元格,每一次打开工作表,数据都会自动随机更新。在打开的工作表,也可以执行功能键F9,每按下一次,数据就会自动随机更新了。

随机数产生算法

最近做了一些Tencent及几家公司的面试题,发现有一种关于产生随机数的类型的题目。看到多有大牛们做出来,而且效率很高,也有不知道怎么做的,最近根据几个产生随机数的题目整理一下,发现所有的类似题目可以用一种万能钥匙解决。故分享,欢迎发表不同看法,欢迎吐槽。 题目一:给定能随机生成整数1到5的函数,写出能随机生成整数1到7的函数。 利用随机函数rand()函数生成一个等概率随机生成整数1到5的函数Rand5(),然后根据Rand5()生成Rand7(),代码如下: [cpp]view plaincopy 1.#include https://www.doczj.com/doc/7a13602128.html,ing namespace std; 3.int Rand5() 4.{ 5.int n =1 + rand()%5; 6.return n; 7.} 8.int Rand7() 9.{ 10.int n ,tmp1 ,tmp2; 11.do 12. { 13. tmp1 = Rand5(); 14. tmp2 = Rand5(); 15. n = (tmp1-1)*5+tmp2;//n是可以取1~25的随机的数。 16. } while (n>21);//当n>21舍去,这样n只能取1~21,对7取模就能取1~7之间的随机 数 17. 18.return 1+n%7; 19. } 20.int main() 21.{ 22.for (int i = 0 ; i < 100 ; i++) 23. { 24. cout<

高中数学:随机数的产生 (1)

[核心必知] 1.预习教材,问题导入 根据以下提纲,预习教材P 125~P 130,回答下列问题. 教材中的两个试验:(1)掷一枚质地均匀的硬币的试验; (2)掷一枚质地均匀的骰子的试验. (1)试验(1)中的基本事件是什么?试验(2)中的基本事件又是什么? 提示:试验(1)的基本事件有:“正面朝上”、“反面朝上”;试验(2)的基本事件有:“1点”、“2点”、“3点”、“4点”、“5点”、“6点”. (2)基本事件有什么特点? 提示:①任何两个基本事件是互斥的; ②任何事件(除不可能事件)都可以表示成基本事件的和. (3)古典概型的概率计算公式是什么? 提示:P (A )=A 包含的基本事件的个数基本事件的总数 . 2.归纳总结,核心必记 (1)基本事件 ①定义:在一次试验中,所有可能出现的基本结果中不能再分的最简单的随机事件称为该次试验的基本事件. ②特点:一是任何两个基本事件是互斥的;二是任何事件(除不可能事件)都可以表示成基本事件的和. (2)古典概型 ①定义:如果一个概率模型满足: (ⅰ)试验中所有可能出现的基本事件只有有限个; (ⅱ)每个基本事件出现的可能性相等. 那么这样的概率模型称为古典概率模型,简称古典概型.

②计算公式:对于古典概型,任何事件的概率为P (A )=A 包含的基本事件的个数基本事件的总数. [问题思考] (1)若一次试验的结果所包含的基本事件的个数是有限个,则该试验是古典概型吗? 提示:不一定是,还要看每个事件发生的可能性是否相同,若相同才是,否则不是. (2)掷一枚不均匀的骰子,求出现点数为偶数点的概率,这个概率模型还是古典概型吗? 提示:不是.因为骰子不均匀,所以每个基本事件出现的可能性不相等,不满足特点(ⅱ). (3)“在区间[0, 10]上任取一个数,这个数恰为2的概率是多少?”这个概率模型属于古典概型吗? 提示:不是,因为在区间[0,_10]上任取一个数,其试验结果有无限个,故其基本事件有无限个,所以不是古典概型. [课前反思] 通过以上预习,必须掌握的几个知识点: (1)基本事件的定义: ; (2)基本事件的特点: ; (3)古典概型的定义: ; (4)古典概型的计算公式: . 掷一枚质地均匀的硬币两次,观察哪一面朝上. [思考1] 这个试验共有哪几种结果?基本事件总数有多少? 事件A ={恰有一次正面朝上}包含哪些试验结果? 名师指津:共有正正、正反、反正、反反四种结果.基本事件有4个.事件A 包含的结果有:正反、反正. [思考2] 基本事件有什么特点? 名师指津:基本事件具有以下特点:(1)不可能再分为更小的随机事件;(2)两个基本事件不可能同时发生. 讲一讲 1.先后抛掷3枚均匀的壹分,贰分,伍分硬币. (1)求试验的基本事件数;

均匀随机数的产生 说课稿 教案 教学设计

均匀随机数的产生 教学目标: 1.通过模拟试验,感知应用数字解决问题的方法,了解均匀随机数的概念;掌握利用计算器(计算机)产生均匀随机数的方法;自觉养成动手、动脑的良好习惯. 2.会利用均匀随机数解决具体的有关概率的问题,理解随机模拟的基本思想是用频率估计概率.学习时养成勤学严谨的学习习惯,培养逻辑思维能力和探索创新能力. 教学重点: 掌握[0,1]上均匀随机数的产生及[a,b]上均匀随机数的产生.学会采用适当的随机模拟法去估算几何概率. 教学难点: 利用计算器或计算机产生均匀随机数并运用到概率的实际应用中. 教学方法: 讲授法 课时安排 1课时 教学过程: 一、导入新课 1、复习提问:(1)什么是几何概型?(2)几何概型的概率公式是怎样的?(3)几何概型的特点是什么? 2、在古典概型中我们可以利用(整数值)随机数来模拟古典概型的问题,那么在几何概型中我们能不能通过随机数来模拟试验呢?如果能够我们如何产生随机数?又如何利用随机数来模拟几何概型的试验呢?引出本节课题:均匀随机数的产生. 二、新课讲授: 提出问题 (1)请说出古典概型的概念、特点和概率的计算公式? (2)请说出几何概型的概念、特点和概率的计算公式? (3)给出一个古典概型的问题,我们除了用概率的计算公式计算概率外,还可用什么方法得到概率?对于几何概型我们是否也能有同样的处理方法呢? (4)请你根据整数值随机数的产生,用计算器模拟产生[0,1]上的均匀随机数. (5)请你根据整数值随机数的产生,用计算机模拟产生[0,1]上的均匀随机数. (6)[a,b]上均匀随机数的产生. 活动:学生回顾所学知识,相互交流,在教师的指导下,类比前面的试验,一一作出回答,教师及时提示引导. 讨论结果: (1)在一个试验中如果 a.试验中所有可能出现的基本事件只有有限个;(有限性) b.每个基本事件出现的可能性相等.(等可能性) 我们将具有这两个特点的概率模型称为古典概率模型(classical models of probability),简称古典概型. 古典概型计算任何事件的概率计算公式为:P(A)= 基本事件的总数数 所包含的基本事件的个 A . (2)对于一个随机试验,我们将每个基本事件理解为从某个特定的几何区域内随机地取一点,

人教版高中数学-必修3限时练 均匀随机数的产生

3.3.2 均匀随机数的产生 限时练 周;使用时间17 年 月 日 ;使用班级 ;姓名 一、选择题 1.用计算器或计算机产生20个[0,1]之间的随机数x ,但是基本事件都在区间[-1,3]上,则需要经过的线性变换是( ) A.y =3x -1 B.y =3x +1 C.y =4x +1 D.y =4x -1 2.与均匀随机数特点不符的是( ) A.它是[0,1]内的任何一个实数 B.它是一个随机数 C.出现的每一个实数都是等可能的 D.是随机数的平均数 3.质点在数轴上的区间[0,2]上运动,假定质点出现在该区间各点处的概率相等,那么质点落在区间[0,1]上的概率为( ) A.14 B.13 C.12 D.以上都不对 4.一海豚在水池中自由游弋,水池为长30 m ,宽20 m 的长方形,海豚离岸边不超过2 m 的概率为(注:海豚所占区域忽略不计)( ) A.1150 B.2125 C.2375 D.1300 5.在线段AB 上任取三个点x 1,x 2,x 3,则x 2位于x 1与x 3之间的概率是( ) A.12 B.13 C.1 4 D.1 6.向图中所示正方形内随机地投掷飞镖,则飞镖落在阴影部分的概率为( ) A.14 B.2536 C.25 144 D.1 7.如图,边长为2的正方形中有一封闭曲线围成的阴影区域,在正方形中随机撒一粒豆子,

它落在阴影区域内的概率为2 3 ,则阴影区域的面积约为( ) A.43 B.83 C.2 3 D.无法计算 8.如图所示,在墙上挂着一块边长为16 cm 的正方形木块,上面画了小、中、大三个同心圆,半径分别为2 cm 、4 cm 、6 cm ,某人站在3 m 之外向此板投镖,设镖击中线上或没有投中木板时不算,可重投, 记事件A ={投中大圆内}, 事件B ={投中小圆与中圆形成的圆环内}, 事件C ={投中大圆之外}. (1)用计算机产生两组[0,1]内的均匀随机数,a 1=RAND ,b 1=RNAD. (2)经过伸缩和平移变换,a =16a 1-8,b =16b 1-8,得到两组[-8,8]内的均匀随机数. (3)统计投在大圆内的次数N 1(即满足a 2+b 2<36的点(a ,b )的个数),投中小圆与中圆形成的圆环次数N 2(即满足4

一维正态分布随机数序列的产生方法

一维正态分布随机数序列的产生方法 一、文献综述 1.随机数的定义及产生方法 1).随机数的定义及性质 在连续型随机变量的分布中,最简单而且最基本的分布是单位均匀分布。由该分布抽取的简单子样称,随机数序列,其中每一个体称为随机数。 单位均匀分布也称为[0,1]上的均匀分布。 由于随机数在蒙特卡罗方法中占有极其重要的位置,我们用专门的符号ξ表示。由随机数序列的定义可知,ξ1,ξ2,…是相互独立且具有相同单位均匀分布的随机数序列。也就是说,独立性、均匀性是随机数必备的两个特点。 随机数具有非常重要的性质:对于任意自然数s,由s个随机数组成的 s维空间上的点(ξn+1,ξn+2,…ξn+s)在s维空间的单位立方体Gs上 均匀分布,即对任意的ai,如下等式成立: 其中P(·)表示事件·发生的概率。反之,如果随机变量序列ξ1, ξ2…对于任意自然数s,由s个元素所组成的s维空间上的点(ξn+1,…ξn+s)在Gs上均匀分布,则它们是随机数序列。 由于随机数在蒙特卡罗方法中所处的特殊地位,它们虽然也属于由具有已知分布的总体中产生简单子样的问题,但就产生方法而言,却有着本质上的差别。 2).随机数表 为了产生随机数,可以使用随机数表。随机数表是由0,1,…,9十个数字组成,每个数字以0.1的等概率出现,数字之间相互独立。这些数字序列叫作随机数字序列。如果要得到n位有效数字的随机数,只需将表中每n 个相邻的随机数字合并在一起,且在最高位的前边加上小数点即可。例如,某随机数表的第一行数字为7634258910…,要想得到三位有效数字的随机数依次为0.763,0.425,0.891。因为随机数表需在计算机中占有很大内存, 而且也难以满足蒙特卡罗方法对随机数需要量非常大的要求,因此,该方法不适于在计算机上使用。 3).物理方法

高中数学 第3章 概率 3.3 几何概型 3.3.1 几何概型 3.3.2 均匀随机数的产生练习 新人教A版必修3.doc

课时分层训练 ‖层级一‖|学业水平达标| 1.有四个游戏盘,将它们水平放稳后,向游戏盘上投掷一颗玻璃小球,若小球落在阴影部分,则可中奖,小明要想增加中奖机会,应选择的游戏盘是( ) 解析:选A 四个选项中小明中奖的概率分别为38,14,13,1 3,故应选A 中的游戏盘. 2.在圆心角为90°的扇形中,以圆心O 为起点作射线OC ,则使得∠AOC 和∠BOC 都不小于30°的概率为( ) A.13 B .23 C.14 D .34 解析:选 A 记M =“射线OC 使得∠AOC 和∠BOC 都不小于30°”.如图所示,作射线OD ,OE 使∠AOD =30°,∠AOE =60°. 当OC 在∠DOE 内时,使得∠AOC 和∠BOC 都不小于30°,此时的测度为度数30,所有基本事件的测度为直角的度数90,所以P (M )= 30 90=13 . 3.(2019·银川期末)已知集合M ={x |-2≤x ≤6},N ={x |0≤2-x ≤1},在集合M 中任取一个元素x ,则x ∈M ∩N 的概率是( ) A.19 B .18 C.14 D .38 解析:选B 因为N ={x |0≤2-x ≤1}={x |1≤x ≤2},又M ={x |-2≤x ≤6}, 所以M ∩N ={x |1≤x ≤2},所以所求的概率为2-16+2=18 . 4.如图所示的是我国发行的一枚2019猪年生肖邮票——“肥猪旺福”,其规格为42 mm×46 mm.为估算邮票中肥猪图案的面积,现向邮票中随机投掷21粒芝麻,经统计恰有12粒芝麻落在肥猪图案内,则可

估计肥猪图案的面积大致为( ) A .1 104 cm 2 B .11.04 cm 2 C .8.28 cm 2 D .12 cm 2 解析:选B 由题意,可估计肥猪图案面积大约是: S =1221 ×42×46=11.04(cm 2),故选B. 5.(2019·济南模拟)已知事件“在矩形ABCD 的边CD 上随机取一点P ,使△APB 的最大边是AB ”发生的概率为12,则AD AB =( ) A.1 2 B .14 C.32 D . 74 解析:选D 如图,由题意,知当点P 在CD 边上靠近点D 的四等分点时,EB =AB (当点P 超过点E 向点D 运动时,PB >AB ).设AB =x ,过点E 作 EF ⊥AB 于点F ,则BF =3 4x ,在Rt △BFE 中,EF 2=BE 2-FB 2=AB 2-FB 2=716 x 2, 即EF = 74x ,所以AD AB =74 . 6.一个圆及其内接正三角形如图所示,某人随机地向该圆内扎针,则针扎到阴影区域的概率为________. 解析:设正三角形的边长为a ,圆的半径 R ,则R =3 3 a ,所以正三角形的面积为 34a 2,圆的面积S =πR 2=1 3 πa 2.由几何概型的概率计算公式,得针扎到阴影区域的概率P =34a 2 13 πa 2=33 4π. 答案:334π 7.如图,长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,有一动点在此长方体内随机运动,则此动点在三棱锥A -A 1BD 内的概率为________. 解析:设事件M 为“此动点在三棱锥A -A 1BD 内”则 P (M )= V 三棱锥A -A 1BD V 长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1 = V 三棱锥A 1-ABD V 长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1 = 1 3 AA 1·S △ABD V 长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1 =

随机数产生方法

伪随机数的产生,现在用得较多的是“线性同余法" 就是下面这个式子 R(n+1) = [R(n) * a + b] mod c 为使随机数分布尽量均匀,a、b 均为质数, c 一般取值域内的最大值(mod 是求余数) 从这个式了可以看出,每次产生的随机数都跟上一次产生的数有关系,那么,第一个数是怎么来的呢?这就是线性同余法中必须用的的”种子",也就是说,给定某个种子后,所产生的随机数序列是固定的,在计算机编程中,一般使用系统时间来初始化种子,就是前面代码中的 srand((unsigned)time(NULL)); 这一句了。因为每次运行程序的时间肯定不一样,所以产生散列肯定也不一样,从而达到“随机”的目的。 a,b,c 的取值我用的是 a=3373, b=1, c=32768 下面的两个子程序是我在我的项目(S7-200 226)中产生随机的系统编号用的,因为我的编号中只有4位数采用了随机数,所以下面的程序中用的是整型,最大范围为32767。如果需要更宽范围的随机数,可以采用双字类型,并适当修改程序,代码很简单,就是将上面那个表达式用 S7-200 的指令表示出来就行了。 这两个子程序是从 MicroWIN V4.0 中导出来的,可以将它们用文本编辑器保存为 AW L 文件后直接导入 MicroWIN。 使用时在第一个扫描周期调用 Srand 初始种子,需要随机数的地方调用 Random Random 有了个最大范围参数,可以限制生成的随机数的最大范围,比如我只需要4位随机数,所以一般这样调用 CALL Random, 10000, vw0,生成的数就在 0-9999 范围内 下面是代码: SUBROUTINE_BLOCK Srand:SBR17 TITLE=初始化随机数种子 // // 直接使用系统时钟的分秒来作为种子 VAR_OUTPUT seed:WORD; END_VAR

高中数学:均匀随机数的产生 (28)

[核心必知] 1.预习教材,问题导入 根据以下提纲,预习教材P135~P136,回答下列问题. (1)教材问题中甲获胜的概率与什么因素有关? 提示:与两图中标注B的扇形区域的圆弧的长度有关. (2)教材问题中试验的结果有多少个?其发生的概率相等吗? 提示:试验结果有无穷个,但每个试验结果发生的概率相等. 2.归纳总结,核心必记 (1)几何概型的定义与特点 ①定义:如果每个事件发生的概率只与构成该事件区域的长度(面积或体积)成比例,则称这样的概率模型为几何概率模型,简称为几何概型. ②特点:(ⅰ)可能出现的结果有无限多个;(ⅱ)每个结果发生的可能性相等. (2)几何概型中事件A的概率的计算公式 P(A)= 构成事件A的区域长度(面积或体积) 试验的全部结果所构成的区域长度(面积或体积) . [问题思考] (1)几何概型有何特点? 提示:几何概型的特点有: ①试验中所有可能出现的结果(基本事件)有无限多个; ②每个基本事件出现的可能性相等. (2)古典概型与几何概型有何区别? 提示:几何概型也是一种概率模型,它与古典概型的区别是:古典概型的试验结果是有限的,而几何概型的试验结果是无限的. [课前反思] 通过以上预习,必须掌握的几个知识点: (1)几何概型的定义:;

(2)几何概型的特点: ; (3)几何概型的计算公式: . 某班公交车到终点站的时间可能是11∶30-12∶00之间的任何一个时刻. 往方格中投一粒芝麻,芝麻可能落在方格中的任何一点上. [思考1] 这两个试验可能出现的结果是有限个,还是无限个? 提示:无限多个. [思考2] 古典概型和几何概型的异同是什么? 名师指津:古典概型和几何概型的异同 如表所示: 名称 古典概型 几何概型 相同点 基本事件发生的可能性相等 不同点 ①基本事件有限个 ①基本事件无限个 ②P (A )=0?A 为不可能事件 ②P (A )=0A 为不可能事件 ③P (B )=1?B 为必然事件 ③P (B )=1 B 为必然事件 讲一讲 1.取一根长为5 m 的绳子,拉直后在任意位置剪断,那么剪得两段的长都不小于2 m 的概率有多大? [尝试解答] 如图所示. 记“剪得两段绳长都不小于2 m ”为事件A .把绳子五等分,当剪断位置处在中间一段上 时,事件A 发生.由于中间一段的长度等于绳长的15 , 所以事件A 发生的概率P (A )=15 . 求解与长度有关的几何概型的关键点 在求解与长度有关的几何概型时,首先找到试验的全部结果构成的区域D ,这时区域D

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