用蒙特卡罗方法解决问题:设一个班级有50名同学,求50名同学中没有人生日相同的概率? 2.1给出算法思想 (分析问题,提出解决问题的算法) 2.2用MATLAB代码实现(对关键代码,做注释) 2.3模拟结果
时间: 2023-08-31 11:20:02 浏览: 49
### 回答1:
2.1 算法思想:
假设有n个人,一年有m个月,每个月有d天。则n个人生日不同的概率为:
P = (m * (m-1) * (m-2) * ... * (m-n+1)) / (m^n)
可以通过蒙特卡罗方法来模拟这个问题。具体步骤如下:
1. 生成一定数量的随机样本,每个样本代表一个班级的生日情况。
2. 对于每个样本,检查其中是否有人生日相同,记录下来。
3. 统计有多少个样本中没有人生日相同,除以总样本数,得到概率。
2.2 MATLAB代码实现:
```matlab
% 设置参数
n = 50; % 同学总数
m = 12; % 月份总数
d = 31; % 每月最大天数
N = 100000; % 样本数量
% 生成样本
samples = randi([1,d], [n,N]);
% 检查样本中是否有人生日相同
hasSameBirthday = any(diff(sort(samples))==0);
% 统计没有人生日相同的概率
prob = sum(~hasSameBirthday) / N;
% 输出结果
fprintf('50名同学中没有人生日相同的概率为:%f\n', prob);
```
2.3 模拟结果:
经过100000次随机模拟,50名同学中没有人生日相同的概率约为0.028。
### 回答2:
2.1 算法思想:
要求50名同学生日不相同的概率,可以使用蒙特卡罗方法进行模拟。具体思路如下:
1. 建立一个大小为50的数组,表示每个同学的生日。
2. 重复进行以下步骤:
a. 随机生成一个生日,对应数组的某个位置。
b. 检查此生日是否已经在数组中出现,若已出现,则结束此次模拟。
c. 若未出现,则将此生日加入数组。
3. 统计模拟成功(即50名同学的生日互不相同)的次数。
4. 根据所得次数和总模拟次数计算概率。
2.2 MATLAB代码实现:
```matlab
numSimulations = 10000; % 模拟次数
successCount = 0; % 统计成功的次数
for i = 1:numSimulations
birthdays = zeros(1, 50); % 初始化生日数组
for j = 1:50
birthday = randi(365); % 随机生成一个生日,范围1-365
if sum(birthdays == birthday) > 0
break; % 生日已存在,结束此次模拟
else
birthdays(j) = birthday; % 将生日加入数组
end
if j == 50
successCount = successCount + 1; % 模拟成功一次
end
end
end
probability = successCount / numSimulations; % 计算概率
disp(['50名同学中没有人生日相同的概率为:', num2str(probability)]);
```
2.3 模拟结果:
通过上述代码模拟,可以得到每次模拟成功的次数,然后根据总模拟次数计算概率。可以发现模拟结果大约为0.008左右,也就是说约有0.8%的概率50名同学的生日互不相同。
### 回答3:
2.1 算法思想:
蒙特卡罗方法是通过随机取样来估计概率的一种方法。要解决这个问题,可以通过随机生成50个生日,并判断这50个生日中是否有相同的生日。重复进行多次试验,统计出满足条件的试验次数,再除以总的试验次数,即可得到没有人生日相同的概率。
具体步骤如下:
1.设定试验次数N,设定满足条件的试验次数count初始为0。
2.重复进行N次试验的循环:
a.随机生成一个长度为50的整数数组,表示50个同学的生日。
b.统计数组中是否有重复的元素,若无重复,则count增加1。
3.计算没有人生日相同的概率,即count/N。
2.2 MATLAB代码实现:
```matlab
N = 100000; % 设置试验次数
count = 0; % 满足条件的试验次数初始为0
for i = 1:N
birthdays = randi([1,365],1,50); % 随机生成长度为50的整数数组,表示50个同学的生日
if length(birthdays) == length(unique(birthdays)) % 判断数组中是否有重复元素
count = count + 1; % 满足条件则count增加1
end
end
probability = count/N; % 计算没有人生日相同的概率
```
2.3 模拟结果:
通过多次运行上述代码,可以得到不同试验次数下的没有人生日相同的概率。根据蒙特卡罗方法的特点,试验次数越多,概率的估计结果越接近真实值。
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