方差缩减——分层抽样

第二话 统计计算之蒙特卡洛积分和方差缩减技术(未完待续) 统计计算 例如:第一章 Python 机器学习入门之pandas的使用 提示:写完文章后,目录可以自动生成,如何生成可参考右边的帮助文档 蒙特卡洛积分和方差缩减技术统计计算前言1 蒙特卡洛积分2 方差缩减1.引入库2.读入数据3 对偶变量法4 控制变量法5 重要性抽样(Importance Sampling,IS)6 分层抽样(Stratified Sampling,SS)7 分层重要性抽样 前言 提示:这里可以添加本文要记录的大概内容: 例如:随着人工智能的不断发展,机器学习这门技术也越来越重要, 阅读详情

方差缩减——分层抽样

分成4个子区间

import numpy as np

n = 500
estimates = np.empty([100, 2])

def g(x):
    if x >= 0 and x <= 1:
        y = np.exp(-x) / (1 + x ** 2)
    else:
        y = 0
    return y

def get_mean(X):
    results = []
    for x in X:
        results.append(g(x))

    return np.mean(results)

for i in range(100):
    estimates[i, 0] = get_mean(np.random.uniform(0, 1, n))
    t2 = []
    t2.append(get_mean(np.random.uniform(0, 0.25, int(n / 4))))
    t2.append(get_mean(np.random.uniform(0.25, 0.5, int(n / 4))))
    t2.append(get_mean(np.random.uniform(0.5, 0.75, int(n / 4))))
    t2.append(get_mean(np.random.uniform(0.75, 1, int(n / 4))))
    estimates[i, 1] = np.mean(t2)

print(np.var(estimates, axis=0))

输出:[1.11658751e-04 8.00280336e-06]

分成100个子区间

import numpy as np

n = 500
estimates = np.empty([100, 2])

def g(x):
    if x >= 0 and x <= 1:
        y = np.exp(-x) / (1 + x ** 2)
    else:
        y = 0
    return y

def get_mean(X):
    results = []
    for x in X:
        results.append(g(x))

    return np.mean(results)

intervals = np.linspace(0, 1, 100)

for i in range(100):
    estimates[i, 0] = get_mean(np.random.uniform(0, 1, n))
    t2 = []
    for j in range(99):
        t2.append(get_mean(np.random.uniform(intervals[j], intervals[j + 1], int(n / 100))))
    estimates[i, 1] = np.mean(t2)

print(np.var(estimates, axis=0))

输出:[1.15212447e-04 1.57478224e-08]

期权定价(四)蒙特卡洛模拟的方差缩减技术 方差缩减技术(VRTs)是提升蒙特卡洛模拟效率的重要方法,能在不增加样本量的情况下降低估计方差。本文介绍了三种经典技术并提供了python代码示例:1)对偶抽样通过引入负相关样本对降低方差,适用于单调函数;2)控制变量法利用已知期望的辅助变量修正估计量,需目标变量与控制变量高度相关;3)重要性抽样通过改变抽样分布聚焦关键区域,适用于小概率事件估计。Python代码演示显示,这三种方法均能显著缩减方差。 阅读详情

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