(𝑥−𝑎)2(𝑏−𝑎)(𝑚−𝑎)(𝑥−𝑚)(2𝑏−𝑥−𝑚)
, 𝑎≤𝑥<𝑚
𝑚−𝑎
(𝑏−𝑎)(𝑏−𝑚){1 x≥b
采用反变换法生成该三角分布随机变量的算法步骤如下: 计算其反函数
令u=F(x),则其反函数 x=𝐹−1(u)={
√(𝑏−𝑎)(𝑚−𝑎)𝑢+𝑎 0<𝑢<
𝑚−𝑎
𝑚−𝑎𝑏−𝑎
+ 𝑏−𝑎 ,m≤x𝑏−√(𝑏−𝑎)(𝑏−𝑚)(1−𝑢) 𝑏−𝑎<𝑢<1
则数列{Xn}即为所求的指数分布的随机变量
5.2、根据第4章复习思考题第6题中得到的结论,生成标准正态分布N(0,1)的前200项数据,并根据这些数据分别绘制相应的相关图、散点图和直方图,以检验样本数据的独立性及其分布形式是否为正态分布。 解:由已知条件可生成如下的随机数
U1 0.382 0.596 0.885 0.014 0.863 0.245 0.032 0.220 0.285 0.554 0.372 0.910 0.426 0.976 0.991 0.952 0.705 0.973 0.300 0.351 0.074 0.064 0.487 U2 0.101 0.899 0.958 0.407 0.139 0.045 0.164 0.017 0.343 0.357 0.356 0.466 0.304 0.807 0.256 0.053 0.817 0.466 0.750 0.776 0.198 0.358 0.511 X1 1.119 0.817 0.478 -2.429 0.350 1.609 1.347 1.731 -0.873 -0.678 -0.865 -0.424 -0.433 0.077 -0.005 0.297 0.337 -0.231 -0.002 0.229 0.727 -1.473 -1.197 X2 1.453 -0.421 0.041 -0.585 1.613 -1.565 1.565 -2.831 1.048 1.290 1.081 -0.573 -0.635 0.304 -0.053 2.316 0.543 -1.226 -0.008 0.706 -1.780 -0.245 -1.092 0.373 0.041 0.005 0.100 0.776 0.809 0.085 0.756 0.174 0.552 0.555 0.970 0.529 0.806 0.178 0.115 0.762 0.986 0.904 0.501 0.490 0.038 0.672 0.585 0.892 0.200 0.334 0.300 0.696 0.904 0.709 0.517 0.291 0.789 0.755 0.619 0.968 0.850 0.873 0.218 0.280 0.707 0.330 0.986 0.231 0.926 0.257 0.680 0.724 0.132 0.627 0.405 0.712 0.181 0.687 0.797 0.262 0.867 0.060 0.738 0.926 0.545 0.675 0.146 0.796 0.732 0.152 0.378 0.206 0.325 0.802 0.271 0.039 0.454 0.257 0.802 0.676 0.949 0.722 0.369 0.557 0.441 0.859 0.703 0.376 0.086 1.398 0.308 2.908 -0.088 -0.306 -0.106 1.497 -0.525 -1.545 -0.263 0.455 -0.095 0.324 -0.050 1.240 1.937 -0.056 0.148 -0.432 -0.536 0.728 0.727 -0.105 0.598 -0.343 0.493 -0.672 0.496 -0.114 0.436 -0.794 -0.046 0.502 -0.310 0.710 -0.173 -0.173 -0.533 -0.485 1.101 -0.465 -0.591 1.278 0.102 1.602 -0.217 -0.869 -0.825 -0.496 0.044 0.148 0.368 -0.822 0.514 -0.488 0.604 -0.504 0.534 -0.931 -0.266 0.315 -0.458 0.199 -1.943 -0.668 -0.482 -1.115 -1.163 0.083 1.322 0.019 -1.059 1.005 1.210 -0.473 -0.006 -0.823 -0.315 -0.714 -1.249 0.224 -0.119 0.326 -0.186 0.753 2.183 0.977 0.534 0.998 0.811 0.575 0.401 0.897 0.096 0.784 0.657 0.765 0.859 0.679 0.042 0.912 0.594 0.968 0.256 0.496 0.668 0.452 0.062 0.541 0.493 0.602 0.534 0.082 0.829 0.271 0.414 0.435 0.211 0.523 0.603 0.590 0.497 0.593 0.774 0.731 0.546 0.964 0.109 0.883 0.286 0.407 0.895 0.909 0.706 0.111 0.386 0.778 0.666 0.258 0.700 0.003 0.929 0.518 0.954 0.558 0.483 0.818 0.851 0.927 0.168 0.005 0.618 0.579 0.930 0.132 0.576 0.066 0.700 0.366 0.330 0.740 0.897 0.523 0.585 0.111 0.559 0.231 0.587 0.807 0.095 0.712 0.190 -0.048 -0.935 0.053 0.543 -0.289 1.036 -0.351 0.369 -0.354 -0.048 -0.226 0.552 0.793 -2.498 0.411 -0.955 -0.253 0.680 0.697 0.804 0.621 2.357 -0.821 -1.045 0.911 0.757 -1.987 0.561 -0.506 -0.881 -0.621 -0.110 0.905 -0.995 -0.886 0.909 -0.954 0.087 -0.677 0.385 0.223 -0.500 0.184 -0.467 0.539 0.155 -0.115 -0.809 0.460 -1.110 0.521 -0.717 -0.488 -0.835 -1.087 -0.371 -0.026 0.163 0.308 -1.206 -0.572 -0.537 -0.368 -1.299 2.551 0.888 -0.290 -0.204 -2.011 0.090 -0.864 0.029 0.971 1.024 -0.493 -0.264 0.039 0.683 -1.141 0.313 0.886 0.926 0.432 2.136 -0.004 1.668 0.016 0.580 0.162 0.678 0.295 0.173 0.852 0.251 0.545 0.724 0.570 0.260 0.884 0.042 0.421 0.030 0.682 0.472 0.585 0.823 0.990 0.729 0.808 0.232 0.090 0.852 0.014 0.701 0.169 0.287 0.042 0.167 0.122 0.095 0.511 0.836 0.476 0.285 0.808 0.069 0.443 0.265 0.201 0.185 0.666 0.195 0.548 0.541 0.185 0.948 0.432 0.967 0.951 0.941 0.167 0.821 0.898 0.128 0.205 0.821 0.479 0.362 0.311 0.772 0.163 0.926 0.382 0.912 0.573 0.693 0.888 0.886 0.232 0.915 0.939 0.341 0.944 0.629 0.974 0.152 0.802 0.695 0.081 0.265 0.810 0.454 1.152 -0.527 0.646 -0.842 -1.513 0.741 0.535 -1.512 1.078 0.765 0.986 0.819 0.213 2.018 0.912 0.745 0.373 -1.213 -0.671 -0.231 0.018 0.412 0.582 -1.256 1.863 -0.508 -1.021 0.642 1.419 0.184 2.164 1.752 -1.112 2.033 -0.797 0.591 0.707 0.502 -0.221 2.019 -0.117 0.599 -1.717 1.494 0.152 -1.432 0.920 0.085 -1.833 -0.070 0.089 0.121 -0.316 -0.032 -1.721 0.611 0.049 -1.072 -1.780 0.449 -1.181 1.252 -1.518 0.083 1.000 -0.193 -1.387 -0.327 0.049 -0.111 -0.378 0.242 1.564 0.359 -0.355 -0.944 0.067 0.921 -0.123 -1.871 -0.006 -0.839 0.256 -1.090 -0.376 1.228 0.408 0.094 0.434 0.076 0.719 0.660 0.879 0.302 0.460 0.959 0.213 0.721 0.076 0.944 0.533 0.757 0.519 0.382 0.496 0.155 0.893 0.654 0.532 0.850 0.223 0.679 0.171 0.946 0.350 0.965 0.507 0.839 0.949 0.789 0.771 0.446 0.675 0.492 0.046 0.576 0.433 0.907 0.095 0.936 0.175 0.144 0.015 0.367 0.020 0.026 0.164 0.554 0.306 0.228 0.900 0.834 0.252 0.204 0.595 0.152 0.766 0.842 0.776 0.121 0.037 0.843 0.542 0.719 0.767 0.725 0.593 0.598 0.008 0.451 0.892 0.034 0.643 0.686 0.951 0.488 0.479 0.671 0.742 0.795 0.971 0.732 1.229 0.991 0.797 2.261 -0.545 0.904 0.502 0.793 -1.177 -0.100 0.248 0.654 1.137 -0.005 0.322 -0.620 0.665 0.133 0.644 0.309 0.345 0.896 0.617 -0.551 -0.344 0.091 -0.302 -0.278 -1.183 0.265 -1.111 0.460 0.316 -0.429 -0.285 1.211 -0.883 -1.181 -1.183 -0.053 0.362 0.435 -0.245 0.362 -0.107 -1.883 2.887 0.393 -1.589 -0.035 -1.834 -0.973 -0.906 1.720 -0.376 0.455 -0.051 1.605 0.695 -1.670 0.541 -0.460 0.665 1.701 -1.564 -0.391 0.349 -0.675 0.395 -0.760 -1.008 -0.924 3.087 -0.806 0.120 2.377 -0.406 -0.848 0.306 0.804 -1.099 -0.814 -0.250 0.517 0.096 -0.789 0.415 0.770 0.911 0.318 0.136 0.229 0.990 0.571 0.406 0.530 0.175 0.721 -0.389 -1.256 -1.963 1.530 -0.138 -0.683 -1.342 0.267 所以,由上述数据可生成如下图形:
X1的散点分布图4.0003.0002.0001.000X10.0000-1.000-2.000-3.00050100150200250 X2的散点分布图4.0003.0002.0001.0000.0000-1.000-2.000-3.000-4.00050100150200250X2
X1直方图60504033 26 19 5 2345组别677 8 0 891042 55 个数302010014 X2直方图60504037 38 56 个数3020101 01210 22 17 12 4 345组别67892 10 由图形可知,样本数据大体符合正态分布的形式,虽然从图形上来看,X1 的分布与标准正态分布的形式有一定的差距,但其偏差应该在误差范围内,所以可以认为样本数据是独立的、正态分布。
5.4、分析终态仿真与稳态仿真这两种仿真方式的异同。
答:相同点:都是对系统进行仿真及输出分析的方式
不同点:终态仿真结果与系统初始条件有关,而稳态仿真的最终结果是不受初始条件影响的;终态仿真主要研究的是在规定时间内的系统行为,稳态仿真更侧重于对系统长期运行的稳态行为的关注。
5.5、对图2-1所示的简单加工系统,进行独立的重复仿真10次,每次仿真运
行的长度为200,初始条件为初始队长q(0)=0,且钻床设备处于空闲状态。仿真运行的结果如下: 平均等待时间𝑫𝒋(𝟐𝟎𝟎):
10.427 14.469 12.780 8.703 12.727 9.206 8.053 28.039 6.228 13.931 平均队长𝑸𝒋(𝟐𝟎𝟎):
2.098 2.718 2.389 1.596 2.585 1.755 1.724 6.523 1.227 2.779 试计算求解该简单加工系统平均等待时间𝑫𝒋(𝟐𝟎𝟎)和平均队长𝑸𝒋(𝟐𝟎𝟎)这两个性能指标的置信度为0.90的置信区间。
解:1-α=0.9 ∴α=0.1 𝑡𝛼⁄2(9)=1.8331 (1) 求𝐷𝑗(200)的置信区间
̅=∑10由已知数据可得,𝐷𝐷𝑗=12.456
101
2
𝑆2=9∑10𝑗−12.456)=37.353 1(𝐷
11
̅ -𝐷̅ +𝐷
𝑡𝛼⁄(9)S
2√10𝑡𝛼⁄(9)S
2=12.456-1.8331*√3.7353=8.913 =12.456+1.8331*√3.7353=15.999
√10∴平均等待时间𝐷𝑗(200)的置信度为0.90的置信区间为(8.913,15.999) (2) 求𝑄𝑗(200)的置信区间
̅=∑10由已知数据可得,𝑄𝑄𝑗=2.539
101
2
𝑆2=9∑101(𝑄𝑗−12.456)=2.230
11
̅ -𝑄̅ +𝑄
𝑡𝛼⁄(9)S
2√10𝑡𝛼⁄(9)S
2=2.539-1.8331*√0.2230=1.673 =2.539+1.8331*√0.2230=3.405 √10∴平均队长𝐷𝑄𝑗(200)的置信度为0.90的置信区间为(1.673,3.405)
5.6、对图2-1所示的简单加工系统,进行独立的重复仿真运行10次,按批统计分别得到平均队长10个批次的批平均值如下表所示。 运行批次 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3.55 5.60 1.59 2.18 1.41 3.21 2.71 3.07 2.70 3.04 24.47 8.45 21.63 16.15 23.65 9.00 4.06 27.58 8.58 8.53 14.10 9.87 22.15 20.36 14.56 19.53 23.41 6.08 16.04 23.96 1.92 6.29 1.16 12.87 18.24 1.75 1.57 18.59 2.76 4.74 8.14 1.49 18.63 0.74 12.62 4.78 3.35 11.28 3.42 4.51 16.77 27.25 2.59 10.39 7.26 2.84 9.11 2.32 8.50 26.81 5.03 4.14 5.12 5.05 9.26 2.59 28.94 2.14 0.94 4.98 3.27 3.61 1.91 5.33 4.13 5.94 7.95 6.14 29.80 10.35 4.11 6.21 1.20 2.14 2.16 1.32 3.32 3.08 2.21 7.31 1.96 2.07 5.56 4.80 14.24 3.54 3.19 13.39 0.94 2.74 试运用批平均值法计算其平均队长Q的90%的置信区间。
解:根据表中数据可得每批十个观测值的批平均值为: ̅𝑖(10)=∑10 𝑋𝑋 (𝑖=1,2,…,10)
10j=1(𝑖−1)𝑙+𝑗̿(10,10)=1∑10̅𝑖(10) 总的样本均值为:𝑋𝑋
101所以有: 平均值 ̅𝑖 𝑋1 2 3 4 批次 5 6 7 8 9 10 1
8.33 7.50 8.15 8.00 10.75 5.45 8.76 9.37 7.59 9.70 ̿𝑖=8.36 𝑋
α=0.1 ∴𝑡𝛼(9)=1.8331
212()̅̿而𝑆𝑥̅𝑚=𝑚−1∑𝑚𝑖=1[𝑋𝑖(𝑙)−𝑋(𝑚,𝑙)]
2
= 9(0.000795+0.743389+…+1.787034) =2.074062
∴ 置信区间为(8.36-1.8331√
2.074062
10
1
, 8.36+1.8331√
2.074062
10
)
=(7.5252,9.1948)