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擬蒙特卡羅方法的應用

考慮平面上的壹個邊長為1的正方形及其內部的壹個形狀不規則的“圖形”,如何求出這個“圖形”的面積呢?Monte Carlo方法是這樣壹種“隨機化”的方法:向該正方形“隨機地”投擲N個點落於“圖形”內,則該“圖形”的面積近似為M/N。

可用民意測驗來作壹個不嚴格的比喻。民意測驗的人不是征詢每壹個登記選民的意見,而是通過對選民進行小規模的抽樣調查來確定可能的優勝者。其基本思想是壹樣的。

科技計算中的問題比這要復雜得多。比如金融衍生產品(期權、期貨、掉期等)的定價及交易風險估算,問題的維數(即變量的個數)可能高達數百甚至數千。對這類問題,難度隨維數的增加呈指數增長,這就是所謂的“維數的災難”(Curse Dimensionality),傳統的數值方法難以對付(即使使用速度最快的計算機)。Monte Carlo方法能很好地用來對付維數的災難,因為該方法的計算復雜性不再依賴於維數。以前那些本來是無法計算的問題現在也能夠計算量。為提高方法的效率,科學家們提出了許多所謂的“方差縮減”技巧。

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