• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.基本介绍
  • 4.生成随机变量的方法与步骤
  • 4.1.均匀分布
  • 4.2.指数分布
  • 4.3.离散均匀分布
  • 5.参考资料

反变换法

反变换法又称逆变换法,是系统仿真中获得均匀随机变量的一种方法。反变换法是最常用且最为直观的一种随机变量生成方法,它基于概率积分变换定理,通过对分布函数进行反变换来实现,因此称为反变换法。

基本信息

  • 中文名

    反变换法

  • 外文名

    Inverse Transform Technique

  • 别称

    逆变换法

  • 应用

    获得均匀随机变量的一种方法

  • 原理

    概率积分变换定理

基本介绍

反变换法是最常用且最为直观的一种随机变量生成方法。它基于概率积分变换定理,通过对分布函数进行反变换来实现,因此称为反变换法

设随机变量X的分布函数为image,则image的取值范围为[0,1]。为了得到随机变量的抽样值,可以先产生在[0,1]区间上均匀分布的独立随机变量U,根据分布函数的性质,可知其分布函数的反函数image必然满足

因此,由image得到的值即为所需要的随机变量

如图1所示。1

图1 反变换法的原理

生成随机变量的方法与步骤

反变换法可用于从均匀分布、指数分布、三角分布、威布尔分布以及经验分布中取样,同时也是很多离散分布产生样本的基本方法。下面结合具体的例子来说明生成均匀分布、指数分布和离散均匀分布等几种随机变量的方法和步骤。其他几种分布类型的随机变量的生成,可自行查阅相关资料。1

均匀分布

例1】均匀分布随机变量X的生成。

设随机变量X是[a,b]上均匀分布的随机变量,即概率密度函数

则由image可得到x的分布函数

根据其反函数image,即有抽样公式

因此,可得采用反变换法生成均匀分布image的随机变量的一般步骤,具体如下: