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Monte Carlo Simulation

モンテカルロ法でπを計算

乱数による点の散布と単位円内判定でπを推定。サンプル数を増やすにつれ真値に収束する過程をリアルタイムで可視化します。

パラメータ設定
バッチサイズ(点/回) 500
描画速度(フレーム間隔 ms) 80 ms
収束履歴
— シミュレーション開始待ち —
π 推定値
0
総サンプル N
0
円内ヒット数
相対誤差
95% 信頼区間
3.14159…
真値 π
π 推定値の収束

理論式

単位正方形 $[-1,1]^2$ 内の一様乱数点 $(x,y)$ が単位円内 $x^2+y^2 \le 1$ に入る確率は $\frac{\pi}{4}$。

$$\pi \approx 4 \times \frac{\text{円内点数}}{\text{総点数 } N}$$

標準誤差:$\sigma_\pi \approx \dfrac{4\sqrt{p(1-p)}}{\sqrt{N}}$, $p = \dfrac{\pi}{4} \approx 0.785$

収束速度:誤差 $\propto 1/\sqrt{N}$。精度10倍にはサンプル数100倍必要。

CAE・数値解析との接点: モンテカルロ法は高次元積分・構造信頼性解析(FORM/SORM補完)・パラメータ感度分析に広く活用されます。FEMと組み合わせたMC-FEM法は材料ばらつきを含む破壊確率評価の標準手法です。

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