小学圆周率的计算公式,小学圆周率推导过程

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-06-03 05:05:47

一说起圆周率π,很多人就想到祖冲之老爷子的割圆术。

说实话,祖大人也挺无奈的,从我们小学就开始割圆,一直割到大学还在割。

但割圆术只适合手算,如何用电脑算π呢?

泰勒展开

泰勒展开在科学计算中简直有着匪夷所思的变态威力。

之前我有一篇文章介绍了什么是泰勒展开,它可以把复杂函数转换成加减乘除,比如sinx:

小学圆周率的计算公式,小学圆周率推导过程(1)

之所以要展开,是因为通用计算机本质上只能计算加减乘除。

用泰勒展开计算π

首先想到的思路就是,反三角函数,根据定义有:

小学圆周率的计算公式,小学圆周率推导过程(2)

那么,接下来的问题就是,

如何计算arctan(1)

有人说,直接调用C语言库函数atan(double,double)不就行了。

确实,这可以完成计算,然而,这是一种令人不齿的开挂行为,就好像我问怎么跑完马拉松,你说你开车一溜烟就跑完了一样。

库函数是别人写好的,我们现在是思索如何实现计算,而不是考虑如何调用。

至此,我们只好请出祖传配方,把arctan(x)进行泰勒展开:

小学圆周率的计算公式,小学圆周率推导过程(3)

然后,令x = 1,得到:

小学圆周率的计算公式,小学圆周率推导过程(4)

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