指示函数的有效求积方法?

计算科学 数值分析 正交 蒙特卡洛
2021-12-06 16:01:41

我正在寻找数值求解许多不同的积分,其中被积函数只是区域的指示函数(即区域上的 1,外部的 0。这是用于测量区域)。尺寸范围从 1 到 5。

解决此问题的有效正交方法是什么?在这种情况下,使用多项式逼近和导数的标准方法似乎无济于事,因为函数是恒定的(然后是不连续的)。您可以将问题视为具有简单的被积函数,但具有复杂的区域(具有连续的可能甚至更平滑的边界)。

您认为 VEGAS 或 MISER 集成等自适应蒙特卡洛方法会有所帮助吗?还是最好取一个细网格,将网格点处的函数值相加,然后乘以一个常数(网格面积/点数)?

1个回答

我发现网格求和方法在提高准确性方面都击败了 Cubature 包和 GSL 包(标准、VEGAS 和 MISER)中的自适应蒙特卡洛方案(事实上,Cucture 的 hcubature 自适应方法不会收敛到 abstol<1e-1,表明它确实无法处理这类问题)。为了将来参考,我发现了一篇关于一种称为自适应几何积分的方法的论文,有人可能希望尝试该方法,但现在简单地对网格求和(这很容易并行化)似乎是这项工作的最佳选择。