हां , संख्याओं के अनुक्रम का उत्पादन करने के कई तरीके हैं जो यादृच्छिक वर्दी की तुलना में अधिक समान रूप से वितरित किए जाते हैं। वास्तव में, इस प्रश्न के लिए समर्पित एक संपूर्ण क्षेत्र है ; यह अर्ध-मोंटे कार्लो (QMC) की रीढ़ है । नीचे पूर्ण मूल बातें का एक संक्षिप्त दौरा है।
एकरूपता का मापन
ऐसा करने के कई तरीके हैं, लेकिन सबसे आम तरीका एक मजबूत, सहज ज्ञान युक्त, ज्यामितीय स्वाद है। मान लीजिए कि हमें पैदा करने को लेकर चिंतित हैं अंक एक्स 1 , एक्स 2 , ... , एक्स एन में [ 0 , 1 ] घ कुछ सकारात्मक पूर्णांक के लिए घ । परिभाषित करें
जहां एक आयत है में ऐसी है किnएक्स1, एक्स2, ... , एक्सn[ ० , १ ]घघआर [ एक 1 , बी 1 ] × ⋯ × [ एक घ , ख घ ] [ 0 , 1 ] डी 0 ≤ एक मैं ≤ ख मैं ≤ 1 आर आर आर वी ओ एल ( आर ) = Π मैं ( ख मैं - एक मैं )
डीn: = सुपआर ∈ आर|||1nΣमैं = १n1( x)मैं∈ R )- वी ओ एल ( आर ) |||,
आर[ a1, बी1] × ⋯ × [ aघ, बीघ][ ० , १ ]घ0 ≤ एमैं≤ बीमैं≤ १ और ऐसे सभी आयतों का सेट है। मापांक के अंदर पहला शब्द अंदर के बिंदुओं का "मनाया गया" अनुपात है और दूसरा शब्द , ।
आरआरआरवी ओ एल (आर)= Πमैं( बीमैं- एमैं)
मात्रा को अक्सर बिंदुओं के सेट की विसंगति या चरम विसंगति कहा जाता है । सहज रूप से, हम "सबसे खराब" आयत पाते हैं, जहाँ अंकों का अनुपात उस एकरूपता से सबसे अधिक विचलित होता है, जिसकी हम एकरूपता के तहत उम्मीद करते हैं। ( एक्स आई ) आरडीn( x)मैं)आर
यह व्यवहार में अनिष्टकारी है और गणना करने में कठिन है। अधिकांश भाग के लिए, लोग स्टार विसंगति के साथ काम करना पसंद करते हैं ,
एकमात्र अंतर सेट जिस पर वर्चस्व लिया जाता है। यह लंगर वाली आयतों (मूल में) का सेट है , जहाँ ।एक एक 1 = एक 2 = ⋯ = एक घ = 0
डी⋆n= सुपआर ∈ ए|||1nΣमैं = १n1( x)मैं∈ R )- वी ओ एल ( आर ) |||।
एए1= ए2= A = एघ= 0
Lemma : सभी , । सबूत । बाएं हाथ बंधे हुए स्पष्ट है के बाद से । दाहिने हाथ की बाध्यता इस प्रकार है क्योंकि प्रत्येक को यूनियनों, चौराहों और से अधिक नहीं एंकरेड आयतों (अर्थात, in ) के माध्यम से रचा जा सकता है । एन डी ए ⊂ आर आर ∈ आर 2 डी एडी⋆n≤ डीn≤ २घडी⋆nnघ
ए⊂ आरआर ∈ आर2घए
इस प्रकार, हम देखते हैं कि और इस अर्थ में समतुल्य हैं कि यदि कोई बढ़ता है, तो दूसरा भी छोटा होगा। यहाँ प्रत्येक विसंगति के लिए उम्मीदवार आयतों को दिखाते हुए एक (कार्टून) चित्र है।D ⋆ n nडीnडी⋆nn
"अच्छे" दृश्यों के उदाहरण
रूप से निम्न तारा विसंगति साथ दृश्यों को अक्सर, रूप से, कम विसंगति अनुक्रम कहा जाता है ।डी⋆n
van der Corput । यह शायद सबसे सरल उदाहरण है। के लिए , Corput दृश्यों der वैन पूर्णांक का विस्तार करके बनते हैं द्विआधारी में और फिर दशमलव बिंदु के आसपास "अंक दर्शाती"। औपचारिक रूप से, यह बेस ,
में मूल व्युत्क्रम फ़ंक्शन के साथ किया जाता है।
जहां और , के आधार विस्तार में अंक हैं । यह फ़ंक्शन कई अन्य दृश्यों के लिए भी आधार बनाता है। उदाहरण के लिए, बाइनरी में और इसी तरहमैं ख φ ख ( मैं ) = ∞ Σ कश्मीर = 0 एक कश्मीर ख - कश्मीर - 1घ= 1मैंखमैं = Σ ∞ कश्मीर = 0 एक कश्मीर ख k एक कश्मीर ख मैं 41 101,001 एक 0 = 1 एक 1 = 0 एक 2 = 0 एक 3 = 1 एक 4 = 0 एक 5 = 1 x 41 = φ 2 ( 41 ) = 0.100101
φख( i ) = ∑के = ०∞एकख- के - १,
मैं = ∑∞के = ०एकखकएकखमैं41101,001ए0= 1 , , , , और । इसलिए, वैन डर कोर्पुट अनुक्रम में 41 वाँ बिंदु x_ ।
ए1= 0ए2= 0ए3= 1ए4= 0ए5= 1एक्स41= ϕ2( 41 ) = 0.100101(आधार 2) = 37 / 64
नोट के कम से कम महत्वपूर्ण बिट क्योंकि कि के बीच झूल रहे और , अंक अजीब के लिए कर रहे हैं में , अंक जबकि के लिए भी में हैं ।0 1 एक्स मैं मैं [ 1 / 2 , 1 ) एक्स मैं मैं ( 0 , 1 / 2 )मैं01एक्समैंमैं[ १ / २ , १ )एक्समैंमैं( 0 , 1 / 2 )
हाल्टन का क्रम । शास्त्रीय कम-विसंगति अनुक्रमों के सबसे लोकप्रिय के बीच, ये कई आयामों के लिए वैन डेर कोर्पुट अनुक्रम के विस्तार हैं। चलो हो वां सबसे छोटा प्रधानमंत्री। फिर, वें बिंदु की आयामी हाल्टन अनुक्रम है
कम ये काफी अच्छी तरह से काम करते हैं, लेकिन उच्च आयामों में समस्याएं हैं । जे मैं एक्स मैं घ एक्स मैं = ( φ पी 1 ( मैं ) , φ पी 2 ( मैं ) , ... , φ पी डी ( मैं ) )पीजेजेमैंएक्समैंघघ
एक्समैं= ( ϕपी1( i ) , ϕपी2( मैं ) , ... , φपीघ( i ) )।
घ
दृश्यों ने संतुष्ट किया । वे इसलिए भी अच्छे हैं क्योंकि वे इस तरह से एक्स्टेंसिबल हैं कि अंकों का निर्माण अनुक्रम की लंबाई की प्राथमिकता पसंद पर निर्भर नहीं करता है ।nडी⋆n= ओ ( एन- 1( लॉगn )घ)n
हैमरस्ले क्रम । यह हाल्टन अनुक्रम का एक बहुत ही सरल संशोधन है। हम इसके बजाय
शायद आश्चर्यजनक रूप से, लाभ यह है कि उनके पास बेहतर स्टार विसंगति ।डी ⋆ n = हे ( n - 1 ( लॉग एन ) घ - 1 )
एक्समैं= ( मैं / n , φपी1( i ) , ϕपी2( मैं ) , ... , φपीघ- 1( i ) )।
डी⋆n= ओ ( एन- 1( लॉगn )घ- 1)
यहाँ दो आयामों में हैलटन और हैमर्सली अनुक्रम का एक उदाहरण है।
फॉरे-परमेटेड हाल्टन सीक्वेंस । क्रमपरिवर्तन का एक विशेष सेट ( एक समारोह के रूप में तय ) अनुक्रम का उत्पादन करते समय प्रत्येक लिए अंक विस्तार लागू किया जा सकता है । यह उपाय (कुछ हद तक) उन समस्याओं को उच्च आयामों में हल करने में मदद करता है। प्रत्येक क्रमपरिवर्तन में और को निर्धारित बिंदुओं के रूप में रखने की दिलचस्प संपत्ति है ।a k i 0 b - 1मैंएकमैं0बी - 1
जाली के नियम । Let पूर्णांक हो। लो
जहां का आंशिक भाग को दर्शाता है । मूल्यों की विवेकपूर्ण पसंद से अच्छी एकरूपता गुण प्राप्त होते हैं। खराब विकल्प खराब दृश्यों को जन्म दे सकते हैं। वे भी एक्स्टेंसिबल नहीं हैं। यहाँ दो उदाहरण हैं। एक्स मैं = ( मैं / n , { मैं बीटा 1 / n } , ... , { मैं β घ - 1 / n } )β1, … , Βघ- 1{ y } y β
एक्समैं= ( मैं / n , { मैं β1/ N},...,{मैं βघ- 1/ n}),
{ य}yβ
( टी , एम , एस ) जाल । आधार में जाल अंक के सेट हैं, जैसे वॉल्यूम के हर आयत कि में शामिल अंक। यह एकरूपता का एक मजबूत रूप है। छोटा आपका दोस्त है, इस मामले में। हॉल्टन, सोबोल 'और फ्योर सीक्वेंस नेट्स के उदाहरण हैं। ये खुद को अच्छी तरह से रद्दीकरण के माध्यम से यादृच्छिक करने के लिए उधार देते हैं। रैंडम स्क्रैबिंग (दाएं) शुद्ध पैदावार दूसरा नेट। टकसाल परियोजना इस तरह के दृश्यों का एक संग्रह रखता है।( टी , एम , एस )खखटी - एम[ ० , १ ]रोंखटीटी( टी , एम , एस )( टी , एम , एस )( टी , एम , एस )
सरल यादृच्छिककरण: क्रैनले-पैटरसन रोटेशन । चलो अंक की एक अनुक्रम हो। चलो । तब अंक समान रूप से में वितरित किए जाते हैं ।एक्समैं∈ [ 0 , 1 ]घयू∼ यू( 0 , 1 )एक्स^मैं= { एक्समैं+ यू}[ ० , १ ]घ
यहाँ एक उदाहरण है नीले बिंदुओं के मूल बिंदु होने के साथ और लाल बिंदुओं को उन्हें जोड़ने वाली रेखाओं के साथ घुमाया जा रहा है (और चारों ओर लिपटे दिखाया गया है, जहां उपयुक्त है)।
पूरी तरह से समान रूप से वितरित दृश्यों । यह एकरूपता की और भी मजबूत धारणा है जो कभी-कभी खेल में आती है। आज्ञा दें में बिंदुओं का अनुक्रम हो और अब अनुक्रम प्राप्त करने के लिए आकार अतिव्यापी ब्लॉक । इसलिए, अगर , हम तो , आदि यदि, प्रत्येक , , फिर को पूरी तरह समान रूप से वितरित किया जाता है । दूसरे शब्दों में, अनुक्रम किसी भी अंक का एक सेट देता है( यूमैं)[ ० , १ ]घ( x)मैं)s = 3एक्स1= ( यू1, आप2, आप3)एक्स2= ( यू2, आप3, आप4) s ≥ १डी⋆n( x)1, ... , एक्सn) → 0( यूमैं)आयाम जिसमें वांछनीय गुण हैं।डी⋆n
एक उदाहरण के रूप में, वैन डेर कोर्पुट अनुक्रम लिए पूरी तरह से समान रूप से वितरित नहीं किया गया है , अंक वर्ग और अंक में हैं । इसलिए वर्ग में कोई बिंदु नहीं हैं जिसका तात्पर्य है कि , सभी ।s = 2एक्स2 मैं( 0 , 1 / 2 ) × [ 1 / 2 , 1 )एक्स2 मैं - 1[ १ / २ , १ ) × ( ० , १ / २ )( 0 , 1 / 2 ) × ( 0 , 1 / 2 )s = 2डी⋆n≥ 1 / 4n
मानक संदर्भ
Niederreiter (1992) मोनोग्राफ और फेंग और वांग (1994) पाठ आगे की खोज के लिए जाने के लिए हैं।