梅钦类公式
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,它是梅钦公式的推广,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:
-
(
)
其中, 和 为正 整数,且 , 为非零整数,且 为正整数。
-
(
)
导出
根据角的和差公式,
若 有
-
(
)
反复应用这一方程,可得到所有的梅钦类公式,比如最初的梅钦公式:
用梅钦公式编程计算圆周率(C++)
#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;
}
参考文献
- 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
- Archimedes' constant pi - Machin's formula 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.