计算机产生的随机数大体上能在(0,1)区间内均匀分布。假设某初等函数 f(x) 在(0,1)区间内取值也在(0,1)区间内,如果由计算机产生的大量的(M个)随机数对(r1,r2)中,符合 r2 ≤ f(r1) 条件的有N个,则 N/M 可作为(__)的近似计算结果。
定积分的几何意义是,在区间[a,b]上,函数y=f(x)的定积分∫ₐᵇf(x)dx对应由曲线y=f(x)、直线x=a、x=b以及x轴围成的曲边梯形的面积。几何概型中,当试验的所有可能结果对应一个可度量的区域(比如平面区域的面积)时,某事件发生的概率等于该事件对应的子区域度量与总区域度量的比值,且当试验次数足够大时,事件的发生频率会趋近于其概率。基于这两个知识点延伸出的蒙特卡洛积分法,可利用均匀分布的随机数对,通过统计满足y≤f(x)的样本点在总样本点中的占比,来近似计算函数在区间上的定积分,这种方法不需要复杂的解析运算,特别适合处理高维空间或难以用常规积分方法求解的积分问题,是数值积分领域的重要方法之一。
本题可根据几何概型的原理,结合定积分的几何意义来分析所代表的近似计算结果。
1.分析随机数对的分布情况
已知计算机产生的随机数对在这个正方形区域内均匀分布(其中表示横坐标取值范围是,纵坐标取值范围也是 ,该正方形区域的面积 。
2.分析满足的区域
对于每一个,满足的点构成的区域,从几何角度看,在平面(这里对应,对应 上,它是由曲线( )与,,所围成的区域。
根据定积分的几何意义,对于函数,在区间上,定积分表示由曲线、直线、直线以及轴所围成的曲边梯形的面积。
在本题中,,,那么就表示由曲线( )与,,所围成区域的面积。
3.根据几何概型计算概率
根据几何概型的概率计算公式
在本题中,事件为随机数对满足,试验的全部结果所构成的区域是正方形区域,面积为;构成事件的区域面积就是 。
当产生大量随机数对时,满足的随机数对有个,根据频率趋近于概率,近似等于事件发生的概率,也就是 。

