5.3. Метод Неймана [163].
Этот метод очень часто используется на практике. Иногда все методы отбора называют методом Неймана.
Рассмотрим случайную величину определенную на конечном интервале
с ограниченной плотностью
(рис. 30).
Рис. 29.
Рис. 30
Теорема 6. Пусть и
независимые случайные числа и
Случайная величина определенная условием
имеет плотность вероятностей, равную
Доказательство. Во-первых, заметим, что точка
равномерно распределена в прямоугольнике
(см. п. 2.1). Далее вычислим условную вероятность:
Знаменатель последнего выражения — это вероятность попадания точки
под кривую
Так как плотность точки
постоянна и равна
, то
Числитель равен вероятности того, что точка
окажется под кривой и в то же время
Таким образом, получаем, что
а это как раз и требовалось доказать.
Эффективность метода (39), согласно (37), равна вероятности попадания точки
под кривую
Последняя вероятность уже вычислялась в ходе доказательства теоремы. Значит,
эффективность метода Неймана будет наибольшей, если выбрать наименьшее возможное с, т. е. положить
Впрочем, это очевидно также из геометрических соображений.
Пример. Случайная величина
определена при
с плотностью
Согласно теореме 6 нужно выбрать два значения
и вычислить
если
, то
. Однако условие
в данном примере выгодно преобразовать: оно равносильно условию
После дальнейших упрощений окончательно запишем:
Эффективность этого метода
По сравнению с формулой
полученной в п. 3.2.1, формула метода отбора проще: не надо извлекать корень и вычислять косинус.