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梅欽類公式

梅钦类公式(英语:Machin-like formula)是数学中计算圆周率的一个常用技巧,它是梅欽公式的推广,梅钦公式的形式为

梅钦依据此公式,把圆周率计算到一百多位小数。


梅钦类公式的形式为:

 

 

 

 

(1)

其中, 为正 整数,且 为非零整数,且 为正整数。

梅钦类公式的应用可结合反正切函数泰勒级数展开:

 

 

 

 

(4)

导出 编辑

根据角的和差公式

 
 

 

 

 

 

 

 

(2)

反复应用这一方程,可得到所有的梅欽類公式,比如最初的梅欽公式:

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

用梅钦公式编程计算圆周率(C++) 编辑

#include<stdio.h> #include<iostream> using namespace std; int main(void) { //本程序每四位数输出,如果请求计算的位数不是4的整数倍,最后输出可能会少1~3位数  long a[2]={956,80},b[2]={57121,25},i=0,j,k,p,q,r,s=2,t,u,v,N,M=10000;  printf("%9cMachin%6cpi=16arctan(1/5)-4arctan(1/239)\nPlease input a number.\n",32,32);  cin>>N,N=N/4+3;  long *pi=new long[N],*e=new long[N];  while(i<N)pi[i++]=0;  while(--s+1)  {  for(*e=a[k=s],i=N;--i;)e[i]=0;  for(q=1;j=i-1,i<N;e[i]?0:++i,q+=2,k=!k)  for(r=v=0;++j<N;pi[j]+=k?u:-u)u=(t=v*M+(e[j]=(p=r*M+e[j])/b[s]))/q,r=p%b[s],v=t%q;  }  while(--i)(pi[i]=(t=pi[i]+s)%M)<0?pi[i]+=M,s=t/M-1:s=t/M;  for(cout<<"3.";++i<N-2;)printf("%04ld",pi[i]);  delete []pi,delete []e,cin.ignore(),cin.ignore();  return 0; } 

參考文獻 编辑

  • 埃里克·韦斯坦因. Machin-like formulas. MathWorld. 
  • The constant π (页面存档备份,存于互联网档案馆
  • Machin's Merit (页面存档备份,存于互联网档案馆) at MathPages
  • gives a proof for the John Machin`s formula
  • GUIDORIZZI, Hamilton Luiz. Um Curso de Cálculo, vol. 4. 3ª edição. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora, 1999.

梅欽類公式, 梅钦类公式, 英语, machin, like, formula, 是数学中计算圆周率的一个常用技巧, 它是梅欽公式的推广, 梅钦公式的形式为, arctan, arctan, displaystyle, frac, arctan, frac, arctan, frac, 梅钦依据此公式, 把圆周率计算到一百多位小数, 梅钦类公式的形式为, arctan, displaystyle, frac, arctan, frac, 其中, displaystyle, displaystyle, 为正, 整数,. 梅钦类公式 英语 Machin like formula 是数学中计算圆周率的一个常用技巧 它是梅欽公式的推广 梅钦公式的形式为 p 4 4 arctan 1 5 arctan 1 239 displaystyle frac pi 4 4 arctan frac 1 5 arctan frac 1 239 梅钦依据此公式 把圆周率计算到一百多位小数 梅钦类公式的形式为 c 0 p 4 n 1 N c n arctan a n b n displaystyle c 0 frac pi 4 sum n 1 N c n arctan frac a n b n 1 其中 a n displaystyle a n 和 b n displaystyle b n 为正 整数 且 a n lt b n displaystyle a n lt b n c n displaystyle c n 为非零整数 且c 0 displaystyle c 0 为正整数 梅钦类公式的应用可结合反正切函数的泰勒级数展开 arctan x n 0 1 n 2 n 1 x 2 n 1 x x 3 3 x 5 5 x 7 7 displaystyle arctan x sum n 0 infty frac 1 n 2n 1 x 2n 1 x frac x 3 3 frac x 5 5 frac x 7 7 4 导出 编辑根据角的和差公式 sin a b sin a cos b cos a sin b displaystyle sin alpha beta sin alpha cos beta cos alpha sin beta nbsp cos a b cos a cos b sin a sin b displaystyle cos alpha beta cos alpha cos beta sin alpha sin beta nbsp 若 p 2 lt arctan a 1 b 1 arctan a 2 b 2 lt p 2 displaystyle frac pi 2 lt arctan frac a 1 b 1 arctan frac a 2 b 2 lt frac pi 2 nbsp 有 arctan a 1 b 1 arctan a 2 b 2 arctan a 1 b 2 a 2 b 1 b 1 b 2 a 1 a 2 displaystyle arctan frac a 1 b 1 arctan frac a 2 b 2 arctan frac a 1 b 2 a 2 b 1 b 1 b 2 a 1 a 2 nbsp 2 反复应用这一方程 可得到所有的梅欽類公式 比如最初的梅欽公式 2 arctan 1 5 displaystyle 2 arctan frac 1 5 nbsp arctan 1 5 arctan 1 5 displaystyle arctan frac 1 5 arctan frac 1 5 nbsp dd arctan 1 5 1 5 5 5 1 1 displaystyle arctan frac 1 times 5 1 times 5 5 times 5 1 times 1 nbsp dd arctan 10 24 displaystyle arctan frac 10 24 nbsp dd arctan 5 12 displaystyle arctan frac 5 12 nbsp dd 4 arctan 1 5 displaystyle 4 arctan frac 1 5 nbsp 2 arctan 1 5 2 arctan 1 5 displaystyle 2 arctan frac 1 5 2 arctan frac 1 5 nbsp dd arctan 5 12 arctan 5 12 displaystyle arctan frac 5 12 arctan frac 5 12 nbsp dd arctan 5 12 5 12 12 12 5 5 displaystyle arctan frac 5 times 12 5 times 12 12 times 12 5 times 5 nbsp dd arctan 120 119 displaystyle arctan frac 120 119 nbsp dd 4 arctan 1 5 p 4 displaystyle 4 arctan frac 1 5 frac pi 4 nbsp 4 arctan 1 5 arctan 1 1 displaystyle 4 arctan frac 1 5 arctan frac 1 1 nbsp dd 4 arctan 1 5 arctan 1 1 displaystyle 4 arctan frac 1 5 arctan frac 1 1 nbsp dd arctan 120 119 arctan 1 1 displaystyle arctan frac 120 119 arctan frac 1 1 nbsp dd arctan 120 1 1 119 119 1 120 1 displaystyle arctan frac 120 times 1 1 times 119 119 times 1 120 times 1 nbsp dd arctan 1 239 displaystyle arctan frac 1 239 nbsp dd p 4 4 arctan 1 5 arctan 1 239 displaystyle frac pi 4 4 arctan frac 1 5 arctan frac 1 239 nbsp 用梅钦公式编程计算圆周率 C 编辑 include lt stdio h gt include lt iostream gt using namespace std int main void 本程序每四位数输出 如果请求计算的位数不是4的整数倍 最后输出可能会少1 3位数 long a 2 956 80 b 2 57121 25 i 0 j k p q r s 2 t u v N M 10000 printf 9cMachin 6cpi 16arctan 1 5 4arctan 1 239 n Please input a number n 32 32 cin gt gt N N N 4 3 long pi new long N e new long N while i lt N pi i 0 while s 1 for e a k s i N i e i 0 for q 1 j i 1 i lt N e i 0 i q 2 k k for r v 0 j lt N pi j k u u u t v M e j p r M e j b s q r p b s v t q while i pi i t pi i s M lt 0 pi i M s t M 1 s t M for cout lt lt 3 i lt N 2 printf 04ld pi i delete pi delete e cin ignore cin ignore return 0 參考文獻 编辑埃里克 韦斯坦因 Machin like formulas MathWorld The constant p 页面存档备份 存于互联网档案馆 Machin s Merit 页面存档备份 存于互联网档案馆 at MathPages Archimedes constant pi Machin s formula gives a proof for the John Machin s formula GUIDORIZZI Hamilton Luiz Um Curso de Calculo vol 4 3ª edicao Rio de Janeiro Livros Tecnicos e Cientificos Editora 1999 取自 https zh wikipedia org w index php title 梅欽類公式 amp oldid 68455877, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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