计算圆周率

圆周率的计算更多的是数学问题,但计算机的算力很大程度上推进了圆周率算法的研究。

除了古人的巧妙方法,传统算法一般是计算与圆周率有关的级数一定精度的值,然后求解。 例如 arctan1=π4\arctan 1=\dfrac\pi4,其中级数

arctanx=n=0(1)nx2n+12n+1\arctan x=\sum\limits_{n=0}^{\infty}(-1)^n\dfrac{x^{2n+1}}{2n+1}

那么

π4=n=0(1)n12n+1=113+15\dfrac{\pi}{4}=\sum\limits_{n=0}^{\infty}(-1)^n\dfrac{1}{2n+1}=1-\dfrac13+\dfrac15\dots

取一定精度后计算得到一个确切的值 xx ,那么圆周率的计算结果就是 π=4x\pi=4x

当然 arctanx\arctan x 的收敛速度很慢,计算效率很差,只是举例而已。 现有很多知名级数,包括拉马努金的一系列级数,计算圆周率的收敛速度很快,只需前几项即可达到小数点后几十位上百位的精度。

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