设 MC 积分估计为
Sn=b−an∑1≤k≤nf(xk),
在哪里xk是否在间隔内[a,b]. 只要功能f是L1,均值存在,并且
E[Sn]=I,I=∫baf(x)dx,
所以根据大数定律Sn会收敛到I.
要获得1/n−−√收敛,函数也需要平方可积:
V[Sn]=|b−a|n∫ba(f(x)−f¯)2dx,
(在哪里f¯是函数平均值[a,b]), 因此,如果f也是L2,则中心极限定理适用,并且Sn将呈正态分布,均值I和方差n−1|b−a|V[f]. 当函数不是平方可积时,大数定律仍然适用,但这种误差分布不再有效,它会有一个肥尾。
最后,不可微函数对于数值积分来说并没有那么糟糕,只要奇点易于定位,并且算法执行某种自适应区间二等分过程来隔离奇点。或者,一个常见的技巧是手动拆分区间,以便所有奇点都位于子区间端点,并在各个子区间上调用正交方案。我相信大多数成熟的正交库都可以很好地处理合理的奇点。特别是,最好的求积方案之一,双指数规则,对于区间端点处的规则奇点完全没有问题。其他规则,如 Gauss-Legendre 规则,通常会修改形式以解决奇点问题。
你不说你的功能是什么f是,但我认为它必须是非常病态的(例如,在任何地方都不可微分),然后 MC 方法才能在 1d 中胜过成熟的正交方案。不过,这不是中点——你永远不会期望它会很好地工作。