统计计算(新工科新商科统计与数据科学系列教材)

图书标准信息

• 作者 田霞
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2023-11
• 版次 1
• ISBN 9787121466083
• 定价 49.90元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 页数 252页
• 字数 414千字

【内容简介】

:
    统计包括统计计算和计算统计两个领域。传统的统计计算有优化算法、随机数生成算法、随机模拟、回归分析、分布函数和分位数函数计算等。计算统计包括马尔可夫链蒙特卡罗方法、EM算法和自助法等。本书理论部分囊括了这两部分内容；实验部分是以Python作为编程语言实现的，部分代码展示在书中，部分代码以二维码形式放在每节后面；课程思政部分以扩展阅读形式放在每章最后。
    本书可以作为高校信息与计算科学、数据计算及应用、统计学等相关专业统计计算课程的教材，也可以作为其他专业的本科生、研究生和研究统计计算方法人员的参考书。

【目录】

 章 优化算法 ......................................................................................................................... 1
1.1 误差 ........................................................................................................................ 1
1.1.1 误差的分类 ................................................................................................ 1
1.1.2 误差和相对误差 ................................................................................ 2
1.1.3 算法的数值稳定 .................................................................................... 4
1.2 方程求根和优化算法 ............................................................................................ 7
1.2.1 牛顿法求根 ................................................................................................ 7
1.2.2 爬山法求极值 .......................................................................................... 14
1.2.3 牛顿下山法求根 ...................................................................................... 15
1.2.4 牛顿法求一元函数的极值 ...................................................................... 17
1.2.5 梯度下降法 .............................................................................................. 18
第2 章 数的生成方法 ....................................................................................................... 26
2.1 服从均匀分布的数的生成方法 .................................................................. 26
2.1.1 方取中法 .............................................................................................. 26
2.1.2 线同余法 .............................................................................................. 27
2.1.3 混合同余法 .............................................................................................. 29
2.1.4 乘同余法 .................................................................................................. 31
2.1.5 素数模乘同余法 ...................................................................................... 33
2.2 服从其他分布的数的生成方法 .................................................................. 34
2.2.1 逆变换法 .................................................................................................. 34
2.2.2 舍选抽样法 .............................................................................................. 36
2.2.3 复合抽样法 .............................................................................................. 43
2.3 服从常见离散型分布的数的生成方法 ...................................................... 47
2.3.1 服从离散型均匀分布的数的生成方法 .......................................... 47
2.3.2 服从几何分布的数的生成方法 ...................................................... 49
2.3.3 服从二项分布的数的生成方法 ...................................................... 50
2.3.4 服从泊松分布的数的生成方法 ...................................................... 55
2.4 分布间的关系 ...................................................................................................... 58
2.4.1 与正态分布相关的分布 .......................................................................... 58
2.4.2 与贝塔分布相关的分布 .......................................................................... 59
2.4.3 其他分布 .................................................................................................. 62
2.5 服从常见连续型分布的数的生成方法 ...................................................... 62
2.5.1 服从均匀分布的数的生成方法 ...................................................... 62
2.5.2 服从指数分布的数的生成方法 ...................................................... 64
2.5.3 服从正态分布的数的生成方法 ...................................................... 66
2.5.4 服从卡方分布的数的生成方法 ...................................................... 68
第3 章 模拟 ....................................................................................................................... 73
3.1 使用模拟法求积分 ...................................................................................... 73
3.1.1 使用蒲丰投针方法计算圆周率 .............................................................. 73
3.1.2 投点法 .............................................................................................. 74
3.1.3 使用均值法求积分 .............................................................................. 78
3.1.4 使用重要抽样法求积分 .......................................................................... 81
3.1.5 使用分层抽样法求积分 .......................................................................... 85
3.2 方差缩减 .............................................................................................................. 88
3.2.1 控制变量法 .............................................................................................. 88
3.2.2 对偶变量法 .............................................................................................. 89
3.3 模拟的应用 .................................................................................................. 91
3.3.1 停车的均次数 ...................................................................................... 91
3.3.2 快递问题 .................................................................................................. 93
3.3.3 冰激凌销售问题 ...................................................................................... 96
3.3.4 旧笔新笔问题 .......................................................................................... 97
3.3.5 进货问题 .................................................................................................. 99
3.3.6 迷宫问题 ................................................................................................ 101
3.4 积分的计算 ........................................................................................................ 103
3.4.1 使用python 计算积分 ........................................................................... 103
3.4.2 使用模拟法求积分 ........................................................................ 105
3.4.3 使用其他方法计算积分 ........................................................................ 108
第4 章 马尔可夫链蒙特卡罗方法 ......................................................................................... 114
4.1 马尔可夫链 ........................................................................................................ 114
4.1.1 马尔可夫链与一步转移概率矩阵 ................................................ 114
4.1.2 多步转移概率矩阵 ........................................................................ 116
4.1.3 不可约和遍历 ................................................................................ 117
4.1.4 非周期 ................................................................................................ 120
4.2 metropolis-hasting 采样 .................................................................................... 123
4.2.1 metropolis-hasting 算法 ........................................................................ 123
4.2.2 模拟退火算法 ........................................................................................ 138
4.2.3 使用python 中的包计算函数的值 ................................................... 144
4.3 gibbs 抽样.......................................................................................................... 146
4.4 马尔可夫链蒙特卡罗方法分析 ........................................................................ 150
4.4.1 马尔可夫链蒙特卡罗方法的收敛问题 ................................................ 150
4.4.2 gelman-rubin 检验 ............................................................................... 151
第5 章 em 算法 ...................................................................................................................... 157
5.1 em 算法概述 ..................................................................................................... 157
5.2 em 算法应用 ..................................................................................................... 170
5.2.1 使用em 算法估计混合正态分布的参数 ............................................ 170
5.2.2 使用em 算法进行k-均值聚类 ............................................................ 173
5.3 em 算法的收敛 ............................................................................................. 182
第6 章 回归分析 ..................................................................................................................... 184
6.1 多元正态分布 .................................................................................................... 184
6.1.1 向量及数字特征 ............................................................................ 184
6.1.2 n 维正态分布 ......................................................................................... 187
6.1.3 距离 ........................................................................................................ 188
6.2 多元线回归 .................................................................................................... 191
6.2.1 多元线回归概述 ................................................................................ 191
6.2.2 建立模型 ................................................................................................ 192
6.2.3 回归模型的检验 .................................................................................... 194
6.2.4 用模型进行预测 .................................................................................... 198
6.2.5 使用python 实现线回归 ................................................................... 199
6.3 逻辑回归 ............................................................................................................ 203
第7 章 分布函数和分位数的计算 ......................................................................................... 216
7.1 连分式 ................................................................................................................ 216
7.1.1 连分式的起源 ........................................................................................ 216
7.1.2 连分式的定义和质 ............................................................................ 217
7.1.3 计算连分式的方法 ................................................................................ 221
7.1.4 将函数展开成连分式 ............................................................................ 221
7.2 标准正态分布分布函数的计算 ........................................................................