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《统计学原理》与MATLAB编程-第三章 抽样和抽样分布.doc
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《统计学原理》与MATLAB编程-第三章 抽样和抽样分布
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第一节 排列与组合
排列:
perms(x) x 为向量,求 x 的全排列。如:
a=perms([2 3 7 ])
a=
7 3 2
7 2 3
3 7 2
3 2 7
2 3 7
2 7 3
size(a,1) 回车
ans =
6
有 6 种排列
在 EXCEL 中,用 FACT 返回 n!,用 FACTDOUBLE 返回 n!!,即返回参数半阶乘。
PERMUT(n,k)=P
n
k
组合
(1)Syntax:
C = nchoosek(n,k)
其中 n 和 k 是一个非负整数。该命令只有对 n<15 时有用。
函数描述: 从 n 个元素中 一次选 k 个元素的所有组合数 C(注意,C 是一个数值)。
C = n!/((n–k)! k!)
如:C = nchoosek(10,3) 回车
C =
120
C = nchoosek(v,k)
其中 v 是一个长度为 n 的向量,k 小于等于 n。
函数描述: 从 向量 v 中 一次选其中 k 个元素 的所有组合 C (注意:C 是一个矩阵,行数为
n!/((n–k)! k!)列数为 k )
Examples:
A=2:2:10 回车
A = 2 4 6 8 10
nchoosek(A,4) 回车
2 4 6 8
2 4 6 10
2 4 8 10
2 6 8 10
4 6 8 10
(2)combntns
从给定集合中列出所有可能的元素的组合,和 nchoosek(v,k)的用法一样。
Syntax
combos = combntns(set,subset)
combos = combntns(1:5,3)
combos =
1 2 3
1 2 4
1 2 5
1 3 4
1 3 5
1 4 5
2 3 4
2 3 5
2 4 5
3 4 5
size(combos,1)
ans =
10
第二节 随机数的生成
2.1 均匀分布的随机数据的产生
函数 rand
功能 生成元素均匀分布于(0,1)上的向量与矩阵。
用法 Y = rand(n) %返回 n*n 阶的方阵 Y,其元素均匀分布于区间(0,1)。若 n 不是一标量,在显
示一出错信息。
Y = rand(m,n),或 Y = rand([m n]) %返回阶数为 m*n 的,元素均匀分布于区间(0,1)上矩阵
Y。
Y = rand(m,n,p,…)或 Y = rand([m n p…]) %生成阶数 m*n*p*…的,元素服从均匀分布的多维随机
矩阵 Y。
Y = rand(size(A)) %生成一与阵列 A 同型的随机均匀矩阵 Y
rand %该命令在每次单独使用时,都返回一随机数(服从均匀分布)。
s = rand('state') %返回一有 35 元素的列向量 s,其中包含均匀分布生成器的当前状态。该改变
生成器的当前的状态,见表 2-1。
表 2-1
命 令
含 义
rand(‘state’,s)
设置状态为 s
rand('state',0)
设置生成器为初始状态
rand(‘state’,k)
设置生成器第 k 个状态(k 为整数)
rand(‘state’,sum(100
*clock))
设置生成器在每次使用时的状态都不同(因为
clock 每次都不同)
例如:s = rand('state') 回车,返回一有 35 元素的列向量 s。
rand(‘state’,0) 回车
s1 = rand('state') 回车,返回一有 35 元素的列向量 s1,但与 s 不同。
如果要生(a,b)的均匀分布的随机数,则可用:
a + (b-a) * rand(n,m)
例:
>>R1 = rand(4,5)
>>a = 10; b = 50;
>>R2 = a + (b-a) * rand(5) % 生成元素均匀分布于(10,50)上的矩阵
计算结果可能为:
R1 =
0.6655 0.0563 0.2656 0.5371 0.6797
0.3278 0.4402 0.9293 0.5457 0.6129
0.6325 0.4412 0.9343 0.9394 0.3940
0.5395 0.6501 0.5648 0.7084 0.2206
R2 =
33.6835 19.8216 36.9436 49.6289 46.4679
18.5164 34.2597 15.3663 31.0549 49.0377
19.0026 37.1006 33.6046 39.5361 13.9336
12.4641 12.9804 35.5420 23.2916 46.8304
28.5238 48.7418 49.0843 13.0512 10.9265
2.2 标准正态分布随机数据的产生
函数 randn
功能 生成元素服从正态分布(N(0,1))的向量或矩阵。
格式 Y = randn(n) %返回 n*n 阶的方阵 Y,其元素服从正态分布 N(0,1)。若 n 不是一标量,则显
示一出错信息。
Y = randn(m,n)、Y = randn([m n]) %返回阶数为 m*n 的,元素正态分布于区间(0,1)上矩阵 Y。
Y = randn(m,n,p,…)、Y = randn([m n p…]) %生成阶数 m*n*p*…的,元素服从正态分布的多维随
机阵列 Y。
Y = randn(size(A)) %生成一与阵列 A 同型的随机正态阵列 Y
randn %该命令在每次单独使用时,都返回一随机数(服从正态分布)。
s = randn('state') %返回一有 2 元素的向量 s,其中包含正态分布生成器的当前状态。该改变
生成器的当前状态,见表 2-2。
表 2-2
命 令
含 义
randn(‘state’,s)
设置状态为 s
randn(’state’,0)
设置生成器为初始状态
randn(‘state’,k)
设置生成器第 k 个状态(k 为整数)
randn(‘state’,sum(100*clock))
设置生成器在每次使用时的状态都不同(因为 clock
每次都不同)
2.3 正态分布随机数据的产生
命令 参数为μ、σ的正态分布的随机数据
函数 normrnd
格式 R = normrnd(MU,SIGMA) %返回均值为 MU,标准差为 SIGMA 的正态分布的随机数据,R 可以是
一个数或向量或矩阵,具体视 MU 和 SIGMA 的形式而定。如:
当 MU 和 SIGMA 都为标量时,R 为一个标量(一个数)。如:
R=normrnd(2,4)
R =
-4.6623
当 MU 和 SIGMA 都为大小相同向量时,R 为大小与 MU 相同的一个向量。
R=normrnd(1:6,1./(1:6))
R =
1.1253 2.1438 2.6178 4.2977 5.2378 5.9937
当 MU 和 SIGMA 都为大小相同的矩阵时,R 为大小与 MU 相同的一个矩阵。
A= reshape(1:6,2,3) 回车
A =
1 3 5
2 4 6
R=normrnd(A,1./A) 回车
R =
1.3273 2.9378 4.8823
2.0873 4.1814 6.3639
R = normrnd(MU,SIGMA,[m n]) 或 R = normrnd(MU,SIGMA,m,n) % [m n]和 m,n 指定随机数 R 的行数 m
与列数 n。
R=normrnd(3,8,[2 5]) 回车
R =
-0.1991 9.5250 13.3220 12.5267 2.8417
8.5200 8.6953 8.3488 -6.6197 1.7463
或 R=normrnd(3,8,2,5) 回车
R =
-9.8327 -5.4518 -3.4407 4.7546 -14.3654
5.0584 14.3211 7.2299 -4.3752 2.5265
n3 = normrnd([1 2 3;4 5 6],0.1,2,3) mu 为均值矩阵
n3 =
0.9299 1.9361 2.9640
4.1246 5.0577 5.9864
正态分布也可用正态分布 randn 命令构造:
MU+SIGMA*randn(m,n)
均值为 0.6、方差为 0.1 的 2×3 阶正态分布随机矩阵。
命令如下:
R=0.6+sqrt(0.1)*randn(2,3)
R =
0.9599 0.1915 0.4955
0.3837 0.5769 0.3332
2.4 常见分布的随机数产生
方法一:
常见分布的随机数的使用格式与上面相同
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