#To_See_a_World_in_Grains_of_Sand
@R_Experts
set.seed(20111105)
x = rbind(matrix(rnorm(10000 * 2), ncol = 2), local({
r = runif(10000, 0, 2 * pi)
0.5 * cbind(sin(r), cos(r))
}))
x = as.data.frame(x[sample(nrow(x)), ])
plot(x,pch=".")
@R_Experts
#polyroot
تابعی برای یافتن ریشه های چند جمله ای در میدان اعداد حقیقی و مختلط
P(F)
از درجه حداکثر n
که در ان ضرایب چند جمله ای در داخل تابع قرار میگیرند
#Example
10x^5+ 20x^4+5x^3+40
@R_Experts
تابعی برای یافتن ریشه های چند جمله ای در میدان اعداد حقیقی و مختلط
P(F)
از درجه حداکثر n
که در ان ضرایب چند جمله ای در داخل تابع قرار میگیرند
#Example
10x^5+ 20x^4+5x^3+40
> polyroot(c(40,0,0,5,20,10))
[1] 0.7747767+0.7263645i -0.7747767+1.0830293i -0.7747767-1.0830293i
[4] 0.7747767-0.7263645i -2.0000000+0.0000000i
>
@R_Experts
#انتگرال_معین_Level_1
با استفاده از تابع
که دارای خطای مطلق بسیار پایینی هست
@R_Experts
با استفاده از تابع
integrate( )
که دارای خطای مطلق بسیار پایینی هست
> f<-function(x){1/log(x)}> integrate(f,lower=0,upper=1)
Error in integrate(f, lower = 0, upper = 1) : non-finite function value
>
> f<-function(x){1/log(x)}> integrate(f,lower=0,upper=1)
Error in integrate(f, lower = 0, upper = 2) : non-finite function value
>
>
> p<-function(x){log(x)}> integrate(p,lower=0,upper=1)
-1 with absolute error < 1.1e-15
> integrate(dnorm,-Inf,Inf)
1 with absolute error < 9.4e-05
>
@R_Experts
#انتگرال_معین_چندگانه
ابتدا پکیج
را نصب و فراخوانی کنید
سپس با تابع
انتگرال را محاسبه كنيد
@R_Experts
ابتدا پکیج
library(cubature)
را نصب و فراخوانی کنید
سپس با تابع
adaptIntegrate
انتگرال را محاسبه كنيد
@R_Experts
#Example
@R_Experts
install.packages("cubature")
library(cubature)
> testFn0 <- function(x) {
+ prod(cos(x))
+ }
>
> adaptIntegrate(testFn0, rep(0,2), rep(1,2), tol=1e-4)
$integral
[1] 0.7080734
$error
[1] 1.709434e-05
$functionEvaluations
[1] 17
$returnCode
[1] 0
> M_2_SQRTPI <- 2/sqrt(pi)
> testFn1 <- function(x) {
+ scale = 1.0
+ val = 0
+ dim = length(x)
+ val = sum (((1-x) / x)^2)
+ scale = prod(M_2_SQRTPI/x^2)
+ exp(-val) * scale
+ }
>
> adaptIntegrate(testFn1, rep(0, 3), rep(1, 3), tol=1e-4)
$integral
[1] 1.00001
$error
[1] 9.677977e-05
$functionEvaluations
[1] 5115
$returnCode
[1] 0
> testFn2 <- function(x) {
+ ## discontinuous objective: volume of hypersphere
+ radius = as.double(0.50124145262344534123412)
+ ifelse(sum(x*x) < radius*radius, 1, 0)
+ }
>
> adaptIntegrate(testFn2, rep(0, 2), rep(1, 2), tol=1e-4)
$integral
[1] 0.19728
$error
[1] 1.972614e-05
$functionEvaluations
[1] 166141
$returnCode
[1] 0@R_Experts
#Example_2
@R_Experts
> adaptIntegrate(testFn3, rep(0,3), rep(1,3), tol=1e-4)
$integral
[1] 1
$error
[1] 2.220446e-16
$functionEvaluations
[1] 33
$returnCode
[1] 0
> testFn4 <- function(x) {
+ a = 0.1
+ s = sum((x-0.5)^2)
+ (M_2_SQRTPI / (2. * a))^length(x) * exp (-s / (a * a))
+ }
>
> adaptIntegrate(testFn4, rep(0,2), rep(1,2), tol=1e-4)
$integral
[1] 1.000003
$error
[1] 9.843987e-05
$functionEvaluations
[1] 1853
$returnCode
[1] 0
> testFn5 <- function(x) {
+ a = 0.1
+ s1 = sum((x-1/3)^2)
+ s2 = sum((x-2/3)^2)
+ 0.5 * (M_2_SQRTPI / (2. * a))^length(x) * (exp(-s1 / (a * a)) + exp(-s2 / (a * a)))
+ }
>
> adaptIntegrate(testFn5, rep(0,3), rep(1,3), tol=1e-4)
$integral
[1] 0.9999937
$error
[1] 9.980147e-05
$functionEvaluations
[1] 59631
$returnCode
[1] 0
> testFn6 <- function(x) {
+ a = (1+sqrt(10.0))/9.0
+ prod(a/(a+1)*((a+1)/(a+x))^2)
+ }
>
> adaptIntegrate(testFn6, rep(0,4), rep(1,4), tol=1e-4)
$integral
[1] 0.9999984
$error
[1] 9.996851e-05
$functionEvaluations
[1] 18753
$returnCode
[1] 0
> testFn7 <- function(x) {
+ n <- length(x)
+ p <- 1/n
+ (1+p)^n * prod(x^p)
+ }
> adaptIntegrate(testFn7, rep(0,3), rep(1,3), tol=1e-4)
$integral
[1] 1.000012
$error
[1] 9.966567e-05
$functionEvaluations
[1] 7887
$returnCode
[1] 0
@R_Experts
#Example_3
@R_Experts
> I.1d <- function(x) {+ sin(4*x) *
+ x * ((x * ( x * (x*x-4) + 1) - 1))
+ }
>
> adaptIntegrate(I.1d, -2, 2, tol=1e-7)
$integral
[1] 1.635644
$error
[1] 4.024021e-09
$functionEvaluations
[1] 105
$returnCode
[1] 0
> adaptIntegrate(I.2d, rep(-1, 2), rep(1, 2), maxEval=10000)
$integral
[1] -0.01797993
$error
[1] 7.845607e-07
$functionEvaluations
[1] 10013
$returnCode
[1] 0
@R_Experts
#Example_4
@R_Experts
> dmvnorm <- function (x, mean, sigma, log = FALSE) {
+ if (is.vector(x)) {
+ x <- matrix(x, ncol = length(x))
+ }
+ if (missing(mean)) {
+ mean <- rep(0, length = ncol(x))
+ }
+ if (missing(sigma)) {
+ sigma <- diag(ncol(x))
+ }
+ if (NCOL(x) != NCOL(sigma)) {
+ stop("x and sigma have non-conforming size")
+ }
+ if (!isSymmetric(sigma, tol = sqrt(.Machine$double.eps),
+ check.attributes = FALSE)) {
+ stop("sigma must be a symmetric matrix")
+ }
+ if (length(mean) != NROW(sigma)) {
+ stop("mean and sigma have non-conforming size")
+ }
+ distval <- mahalanobis(x, center = mean, cov = sigma)
+ logdet <- sum(log(eigen(sigma, symmetric = TRUE, only.values = TRUE)$values))
+ logretval <- -(ncol(x) * log(2 * pi) + logdet + distval)/2
+ if (log)
+ return(logretval)
+ exp(logretval)
+ }
>
> m <- 3
> sigma <- diag(3)
> sigma[2,1] <- sigma[1, 2] <- 3/5 ; sigma[3,1] <- sigma[1, 3] <- 1/3
> sigma[3,2] <- sigma[2, 3] <- 11/15
> adaptIntegrate(dmvnorm, lower=rep(-0.5, m), upper=c(1,4,2),
+ mean=rep(0, m), sigma=sigma, log=FALSE,
+ maxEval=10000)
$integral
[1] 0.3341125
$error
[1] 4.185435e-06
$functionEvaluations
[1] 10065
$returnCode
[1] 0@R_Experts
#انتگرال_گیری_مونت_کارلو
این انتگرال گیری بر پایه نمونه های تصادفی هست
همانطور که در الگوریتم بالا ملاحظه میکینید
1-نمونه ی تصادفی n تایی از یونیفرم
(a,b)
را انتخاب میکنیم
2-تابع انتگرال پذیر را بر اساس نمونه مرتب و از انها میانگین میگیریم
3-در رابطه اخر ان را به عنوان یک براورد و جواب انتگرال در نظر میگیریم
و میدانیم تتا حد زمانی براورد نااریب تتا خواهد بود که حجم نمونه انتخابی بالا باشد
@R_Experts
این انتگرال گیری بر پایه نمونه های تصادفی هست
همانطور که در الگوریتم بالا ملاحظه میکینید
1-نمونه ی تصادفی n تایی از یونیفرم
(a,b)
را انتخاب میکنیم
2-تابع انتگرال پذیر را بر اساس نمونه مرتب و از انها میانگین میگیریم
3-در رابطه اخر ان را به عنوان یک براورد و جواب انتگرال در نظر میگیریم
و میدانیم تتا حد زمانی براورد نااریب تتا خواهد بود که حجم نمونه انتخابی بالا باشد
@R_Experts
#الگوریتم_انتگرال_گیری_مونت_کارلو
نمونه تصادفی n تایی
از توزیع یونیفرم
(a,b)
@R_Experts
MC.simple.est <- function(g, a, b, n=1e4) {xi <- runif(n,a,b) # step 1
g.mean <- mean(g(xi)) # step 2
(b-a)*g.mean # step 3
}
runif(n,a,b)»n random sampling from uniform(a,b) distribution
نمونه تصادفی n تایی
از توزیع یونیفرم
(a,b)
@R_Experts
#Example_2
> MC.simple.est <- function(g, a, b, n=1e4) {
+ xi <- runif(n,a,b) # step 1
+ g.mean <- mean(g(xi)) # step 2
+ (b-a)*g.mean # step 3
+ }
> g <- function(x) 1/log(x)
>
> MC.simple.est(g, 2, 4)
[1] 1.922819
> integrate(g,2,4)
1.922421 with absolute error < 7.2e-14
>#آموزش_درخواستی_جدوال_توافقی
برای این کار از دو دستور
استفاده میشود که ساختار کلی این دستور ها استفاده از ماتریس ها و لیست ها هست
ودر دستور دوم تابع
هر یک از اعضای بردار ها را نظیر به نظیر به صورت جدولی مقابل هم قرار میدهد
#Example_1
@R_Experts
برای این کار از دو دستور
peg.tab
peg.df
استفاده میشود که ساختار کلی این دستور ها استفاده از ماتریس ها و لیست ها هست
ودر دستور دوم تابع
expand.gird()
هر یک از اعضای بردار ها را نظیر به نظیر به صورت جدولی مقابل هم قرار میدهد
#Example_1
> pag.tab <- matrix(c(762, 484, 327, 239, 468, 477), nrow=2)
> dimnames(pag.tab) <-list(Gender=c("Female","Male"),Party=c("Democrat","Independent","Republican"))> pag.tab <- as.table(pag.tab)
> pag.tab
Party
Gender Democrat Independent Republican
Female 762 327 468
Male 484 239 477
> # Or
> pag.df <-expand.grid(Gender=c("Female","Male"),Party=c("Democrat","Independent","Republican"))> pag.df
Gender Party
1 Female Democrat
2 Male Democrat
3 Female Independent
4 Male Independent
5 Female Republican
6 Male Republican
>
@R_Experts