Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » تقدير مونت كارلو لـ Pi

تقدير مونت كارلو لـ Pi

1950
عرض توضيحي في الفصل الدراسي لطريقة مونت كارلو لتقدير Pi في التحليل العددي.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

A classic illustration of the Monte Carlo method هو تقدير قيمة [latex]\pi[/latex]. من خلال رسم دائرة نصف قطرها [latex]r[/latex] داخل مربع طول ضلعه [latex]2r[/latex]، فإن نسبة مساحتهما هي [latex]\frac{\pi r^2}{(2r)^2} = \frac{\pi}{4}[/latex]. عشوائيًا تشتت النقاط داخل المربع وحساب الكسر [latex]p[/latex] الذي يقع داخل الدائرة يعطي تقديرًا: [latex]\pi \approx 4p[/latex].

إنّ إجراء تقدير قيمة π بسيطٌ ويُبرز مبدأ مونت كارلو الأساسي. لنفترض مربعًا طول ضلعه وحدة واحدة في المستوى الإحداثي، رؤوسه عند (0,0)، (1,0)، (1,1)، و(0,1). رُسمت داخل هذا المربع دائرة ربع قطرها 1، مركزها نقطة الأصل. مساحة المربع تساوي 1، ومساحة الدائرة الربع هي π(1)²/4 = π/4. وبالتالي، فإنّ نسبة مساحة الدائرة الربع إلى مساحة المربع هي π/4.

لتقدير هذه النسبة، نقوم بإنشاء عدد كبير من النقاط العشوائية [latex]N[/latex]، حيث يتم توزيع كل من [latex]x[/latex] و [latex]y[/latex] بشكل متساوٍ بين 0 و 1. كل نقطة لها فرصة متساوية في الهبوط في أي مكان داخل المربع. تقع النقطة [latex](x, y)[/latex] داخل ربع الدائرة إذا كانت المسافة من نقطة الأصل أقل من أو تساوي 1، وهو ما يتحدد بالشرط [latex]x^2 + y^2 \le 1[/latex]. نحسب عدد النقاط، [latex]M[/latex]، التي تستوفي هذا الشرط. النسبة [latex]\frac{M}{N}[/latex] هي تقدير لنسبة المساحات، [latex]\frac{\pi}{4}[/latex]. لذلك، يمكننا تقريب [latex]\pi[/latex] إلى [latex]\pi \approx 4 \frac{M}{N}[/latex]. وفقًا لقانون الأعداد الكبيرة، مع اقتراب [latex]N[/latex] من اللانهاية، يتقارب هذا التقريب إلى القيمة الحقيقية لـ [latex]\pi[/latex]. ومع ذلك، فإن التقارب بطيء، حيث يتناقص الخطأ بشكل متناسب مع [latex]\frac{1}{\sqrt{N}}[/latex]، مما يجعلها طريقة غير فعالة للغاية لحساب [latex]\pi[/latex] بدقة عالية مقارنة بالخوارزميات الحتمية.

UNESCO Nomenclature: 1202
– علوم الكمبيوتر

يكتب

البرنامج/الخوارزمية

الاضطراب

تزايدي

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • مفهوم pi كنسبة محيط الدائرة إلى قطرها
  • نظام الإحداثيات الديكارتية
  • نظرية فيثاغورس
  • توزيع احتمالي موحد
  • تطوير مولدات الأرقام العشوائية الزائفة

التطبيقات

  • أداة تربوية لتدريس الاحتمالات والمحاكاة
  • معيار بسيط لمولدات الأرقام العشوائية
  • مشكلة تمهيدية في دورات العلوم الحاسوبية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

ذات صلة بـ: pi، التقدير، مونت كارلو، المحاكاة، الأرقام العشوائية، المساحة، الاحتمال، التكامل العددي، الدائرة، المربع.

السياق التاريخي

تقدير مونت كارلو لـ Pi

1939
1940
1950
1950
1952
1956
1960
1936
1940
1943
1950
1950
1953
1960
1960

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.