Python numpy Generator.rayleigh用法及代碼示例

本文簡要介紹 python 語言中 numpy.random.Generator.rayleigh 的用法。

用法:

random.Generator.rayleigh(scale=1.0, size=None)

從瑞利分布中抽取樣本。

\(\chi\) 和 Weibull 分布是瑞利分布的推廣。

參數：

scale： float 或 數組 的浮點數，可選

規模，也等於模式。必須是非負數。默認值為 1。

size： int 或整數元組，可選

輸出形狀。例如，如果給定的形狀是 (m, n, k) ，則繪製 m * n * k 樣本。如果 size 為 None(默認)，如果 scale 是標量，則返回單個值。否則，將抽取np.array(scale).size 樣本。

返回：

out： ndarray 或標量

從參數化瑞利分布中抽取樣本。

注意：

瑞利分布的概率密度函數是

\[P(x;scale) = \frac{x}{scale^2}e^{\frac{-x^2}{2 \cdotp scale^2}}\]

例如，如果風速的東、北分量具有相同的zero-mean 高斯分布，就會出現瑞利分布。那麽風速將具有瑞利分布。

參考：

1：

Brighton Webs Ltd.，“瑞利分布”，https://web.archive.org/web/20090514091424/http://brighton-webs.co.uk:80/distributions/rayleigh.asp

2：

維基百科，“Rayleigh distribution”https://en.wikipedia.org/wiki/Rayleigh_distribution

例子：

從分布中繪製值並繪製直方圖

>>> from matplotlib.pyplot import hist
>>> rng = np.random.default_rng()
>>> values = hist(rng.rayleigh(3, 100000), bins=200, density=True)

波高傾向於遵循瑞利分布。如果平均波高是 1 米，那麽有多少波浪可能大於 3 米？

>>> meanvalue = 1
>>> modevalue = np.sqrt(2 / np.pi) * meanvalue
>>> s = rng.rayleigh(modevalue, 1000000)

大於 3 米的海浪百分比為：

>>> 100.*sum(s>3)/1000000.
0.087300000000000003 # random