用反函数法生成服从柯西分布的随机数,绘制频率分布图后与概率密度函数对比的matlab代码
时间: 2024-02-24 08:53:27 浏览: 23
使用反函数法生成服从柯西分布的随机数的步骤如下:
1. 生成服从均匀分布的随机数u;
2. 将u代入柯西分布的反函数F^-1(x),得到柯西分布的随机数x。
柯西分布概率密度函数为:f(x) = 1 / (π(1+x^2))
下面是用matlab实现的代码:
```matlab
% 设置参数
N = 10000; % 生成随机数的个数
% 生成服从均匀分布的随机数u
u = rand(N, 1);
% 将u代入柯西分布的反函数F^-1(x),得到柯西分布的随机数x
x = tan(pi*(u-0.5));
% 绘制频率分布图
histogram(x, 'Normalization', 'pdf', 'BinWidth', 0.2, 'EdgeColor', 'none');
hold on;
% 绘制概率密度函数
x_range = linspace(-10, 10, 1000);
pdf = 1 ./ (pi*(1+x_range.^2));
plot(x_range, pdf, 'r', 'LineWidth', 2);
% 设置图形属性
title('Cauchy Distribution');
xlabel('x');
ylabel('Probability Density');
% 显示图形
hold off;
```
运行上述代码,即可生成服从柯西分布的随机数,并绘制出频率分布图和概率密度函数。可以发现,频率分布图与概率密度函数相符合,验证了随机数生成的正确性。
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1. 定义概率密度函数f(x),并求出其累积分布函数F(x)。
2. 使用Matlab中的rand函数生成0到1之间的随机数u。
3. 令y=F^(-1)(u),即使用反函数法计算y的值。
4. 重复步骤2和3,生成多个随机数y,即可得到符合概率密度函数f(x)的随机样本。
下面是一个示例程序,以正态分布为例:
```matlab
% 定义正态分布的概率密度函数
mu = 0; % 均值
sigma = 1; % 标准差
f = @(x) exp(-(x-mu).^2/(2*sigma^2))/(sigma*sqrt(2*pi));
% 求出正态分布的累积分布函数
F = @(x) (1+erf((x-mu)/(sigma*sqrt(2))))/2;
% 生成100个符合正态分布的随机数
N = 100; % 样本数量
U = rand(N,1); % 生成均匀分布的随机数
Y = Finv(U); % 使用反函数法计算随机数
hist(Y); % 绘制直方图
```
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下面是使用`wblpdf`函数绘制威布尔分布函数概率密度函数的示例代码:
```
x = 0:0.1:10;
a = 2; % 威布尔分布函数的形状参数
b = 3; % 威布尔分布函数的尺度参数
y = wblpdf(x,a,b);
plot(x,y)
```
以上代码中,`x`是自变量,`a`和`b`是威布尔分布函数的形状参数和尺度参数,`y`是相应的概率密度值。通过`plot`函数绘制威布尔分布函数概率密度函数的图像。
类似的,可以使用`wblcdf`函数绘制威布尔分布函数的累积分布函数图像,使用`wblinv`函数计算威布尔分布函数的反函数值,使用`wblrnd`函数生成威布尔分布的随机数。