A classic illustration of the Monte Carlo method is estimating the value of [latex]\pi[/latex]. By inscribing a circle of radius [latex]r[/latex] within a square of side length [latex]2r[/latex], the ratio of their areas is [latex]\frac{\pi r^2}{(2r)^2} = \frac{\pi}{4}[/latex]. Randomly scattering points within the square and counting the fraction [latex]p[/latex] that fall inside the circle provides an estimate: [latex]\pi \approx 4p[/latex].
The procedure for estimating [مطاط]\pi[/latex] is straightforward and highlights the core Monte Carlo principle. Consider a unit square in the Cartesian plane with vertices at (0,0), (1,0), (1,1), and (0,1). A quarter circle of radius 1 is inscribed within this square, centered at the origin. The area of the square is 1, and the area of the quarter circle is [latex]\frac{\pi(1)^2}{4} = \frac{\pi}{4}[/latex]. The ratio of the quarter circle’s area to the square’s area is therefore [latex]\frac{\pi}{4}[/latex].
To estimate this ratio, we generate a large number, [latex]N[/latex], of random points [latex](x, y)[/latex] where both [latex]x[/latex] and [latex]y[/latex] are uniformly distributed between 0 and 1. Each point has an equal chance of landing anywhere within the square. A point [latex](x, y)[/latex] falls inside the quarter circle if its distance from the origin is less than or equal to 1, which is determined by the condition [latex]x^2 + y^2 \le 1[/latex]. We count the number of points, [latex]M[/latex], that satisfy this condition. The ratio [latex]\frac{M}{N}[/latex] is an estimate of the ratio of the areas, [latex]\frac{\pi}{4}[/latex]. Therefore, we can approximate [latex]\pi[/latex] as [latex]\pi \approx 4 \frac{M}{N}[/latex]. According to the law of large numbers, as [latex]N[/latex] approaches infinity, this approximation converges to the true value of [latex]\pi[/latex]. However, the convergence is slow, with the error decreasing proportionally to [latex]\frac{1}{\sqrt{N}}[/latex], making it a very inefficient الطريقة for calculating [latex]\pi[/latex] to high precision compared to deterministic algorithms.
متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مشروع، هندسة العمليات أو مدير البحث والتطوير
متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم مقابل التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، التصنيع المرن، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود من Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية
احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه
أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<
(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم تقديم تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)
الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة
{{العنوان}}
{% إذا كان المقتطف %}{{ مقتطفات | truncatewords: 55 }}
{% endif %}
