实验内容 1.计算当n为何值时,不等式sum-1-+··1/2··+··1/3+…· 1/n >limit成立,输 出n对应的sum(1imit从键盘输入,要求用while 或do. while语句
时间: 2024-11-27 16:22:51 浏览: 23
实验内容主要是通过编程解决一个数学问题,即确定一个数列求和的极限大于用户输入的某个特定值时,对应的n值是多少。这个数列由一系列分数组成,包括1/2, 1/3, ..., 1/n,直到满足一个条件。
具体步骤如下:
1. 用户需要先输入数列的极限值(例如,`limit`)。
2. 使用 `while` 或 `do-while` 循环,从 n=1 开始迭代,每次将1/n加入到总和 (`sum`) 中,直到 sum 越过或等于 limit。
3. 当 `sum - limit > 0` 时,说明当前的 n 可能使不等式成立,此时记录下 n 的值并退出循环。
4. 输出找到的 n 的值作为结果。
这是基本的算法描述,实际编程语言中会涉及到变量声明、条件判断、以及数值计算。如果要用Python编写示例,可以类似这样:
```python
limit = float(input("请输入数列的极限值:"))
sum_ = 0
n = 1
while True:
sum_ += 1 / n
if sum_ > limit:
print(f"当n={n}时,不等式成立")
break
n += 1
```
相关问题
r语言实现定时截尾样本下指数分布参数的区间估计Θ的1-α置信区间为(2T0/qchisq(1-α/2,2r+2),2T0/qchisq(α/2,2r),选定参数θ,取样本为n的样本,定时t0结束实验,t1<t2<<tr,给出Θ的1-α的置信区间
假设样本 $X_1, X_2, \ldots, X_n$ 服从参数为 $\theta$ 的指数分布,即 $X_i \sim \mathrm{Exp}(\theta)$,则样本的似然函数为:
$$
L(\theta) = \prod_{i=1}^{n} f(x_i;\theta) = \prod_{i=1}^{n} \theta e^{-\theta x_i} = \theta^n e^{-\theta \sum_{i=1}^{n} x_i}
$$
对数似然函数为:
$$
\ln L(\theta) = n \ln \theta - \theta \sum_{i=1}^{n} x_i
$$
为了进行区间估计,需要求出 $\theta$ 的最大似然估计值 $\hat{\theta}$,即使 $\ln L(\theta)$ 最大化的 $\theta$ 值。对 $\ln L(\theta)$ 求导并令其等于零:
$$
\frac{d}{d\theta} \ln L(\theta) = \frac{n}{\theta} - \sum_{i=1}^{n} x_i = 0
$$
解得:
$$
\hat{\theta} = \frac{n}{\sum_{i=1}^{n} x_i}
$$
接下来,可以使用切比雪夫不等式来计算置信区间的范围。切比雪夫不等式指出,对于任意一个随机变量 $X$,有:
$$
P(|X-\mu| \geq k\sigma) \leq \frac{1}{k^2}
$$
其中,$k$ 是任意正整数,$\mu$ 是 $X$ 的期望,$\sigma$ 是 $X$ 的标准差。对于指数分布,有 $\mu = \frac{1}{\theta}$,$\sigma = \frac{1}{\theta}$,因此:
$$
P(|\theta - \hat{\theta}| \geq k\frac{\theta}{\sqrt{n}}) \leq \frac{1}{k^2}
$$
将 $k$ 替换为 $\frac{1}{\sqrt{\alpha}}$,得到:
$$
P(|\theta - \hat{\theta}| \geq \frac{\theta}{\sqrt{\alpha n}}) \leq \alpha
$$
移项得到:
$$
P(\hat{\theta} - \frac{\theta}{\sqrt{\alpha n}} \leq \theta \leq \hat{\theta} + \frac{\theta}{\sqrt{\alpha n}}) \geq 1 - \alpha
$$
将 $\theta$ 替换为 $\hat{\theta}$,得到:
$$
P(\hat{\theta} - \frac{\hat{\theta}}{\sqrt{\alpha n}} \leq \theta \leq \hat{\theta} + \frac{\hat{\theta}}{\sqrt{\alpha n}}) \geq 1 - \alpha
$$
这是一个 $\theta$ 的置信区间,其中 $\hat{\theta}$ 是样本均值,$\alpha$ 是显著性水平(例如 $0.05$)。将定时截尾样本和定时结束实验的条件考虑进去,假设在时间 $t_0$ 开始观察,样本截至时间 $t_1$,样本量为 $n_1$,样本均值为 $\bar{x}_1$;样本截至时间 $t_2$,样本量为 $n_2$,样本均值为 $\bar{x}_2$;样本截至时间 $t_r$,样本量为 $n_r$,样本均值为 $\bar{x}_r$。则 $\theta$ 的置信区间为:
$$
\left(\hat{\theta}-\frac{\hat{\theta}}{\sqrt{\alpha n_1}}, \hat{\theta}+\frac{\hat{\theta}}{\sqrt{\alpha n_r}}\right)
$$
其中,$\hat{\theta}$ 的计算公式为:
$$
\hat{\theta} = \frac{n_1\bar{x}_1 + n_2\bar{x}_2 + \cdots + n_r\bar{x}_r}{n_1 + n_2 + \cdots + n_r}
$$
需要注意的是,指数分布的参数 $\theta$ 是一个正实数,因此置信区间的下限和上限也必须是正实数。如果计算出来的置信区间包含了 $0$,则需要重新计算置信区间(例如使用 $\alpha/2$ 作为显著性水平)。
matlab已知输入的任一信道的条件转移概率矩阵,编程求出该信道的信道容量以及与之对应的最佳输入分布和输出分布。要求: (1)检查所输入的信道的条件转移概率矩阵的正确性。 (2)求出信道容量。 (3)求出最佳输入、输出分布。 (4)求出迭代算法中的迭代次数。 (5)记录实验结果。
下面是 MATLAB 代码实现:
```matlab
% 输入条件转移概率矩阵
P = [0.2 0.8; 0.6 0.4];
% 检查概率矩阵是否正确(每一行的概率和应该为1)
if any(sum(P, 2) ~= 1)
error('输入概率矩阵不正确');
end
% 求解信道容量
cvx_begin
variable p(2) nonnegative
maximize(sum(p .* log2(p * P)))
subject to
sum(p) == 1
cvx_end
C = cvx_optval;
% 求解最佳输入分布和输出分布
pin = p;
pout = P * p;
% 迭代算法求解
max_iter = 100;
epsilon = 1e-6;
for i = 1:max_iter
% 计算新的输入分布
pin_new = pout ./ (P' * pin);
% 计算新的输出分布
pout_new = P * pin_new;
% 判断是否达到精度要求
if max(abs(pin_new - pin)) < epsilon && max(abs(pout_new - pout)) < epsilon
break;
end
% 更新分布
pin = pin_new;
pout = pout_new;
end
% 输出结果
fprintf('信道容量C = %f\n', C);
fprintf('最佳输入分布p = [%f, %f]\n', pin);
fprintf('最佳输出分布q = [%f, %f]\n', pout);
fprintf('迭代次数 = %d\n', i);
```
代码中使用了 CVX 工具箱,它是一个用于凸优化的 MATLAB 工具箱。在这里,我们使用 CVX 来求解凸优化问题,其中变量 `p` 是输入分布。
首先检查概率矩阵是否正确,然后使用 CVX 求解信道容量 `C`。接着,计算最佳输入分布 `p` 和最佳输出分布 `q`。
最后,使用迭代算法来求解最佳输入分布和输出分布。迭代过程中,我们计算新的输入分布和输出分布,判断是否达到精度要求,如果没有达到就继续更新分布。迭代次数 `i` 记录了算法迭代的次数。
注意,这里的迭代算法是基于 Fano 不等式的,也称为 Fano 算法。
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