首先介紹一下計算公式,涉及兩位大神,牛頓和歐拉。
反正切級數歐拉變換
這個方法收斂速度可以接受,但非最優方法,每算一項得到0.3個有效數字。
我們把公式展開:π/2=1 1/3 1/3*2/5 1/3*2/5*3/7 …… 1*2*3*……n/3*5*……*(2n 1)
并根據無窮遞減的等比數列可知:
1/3 = 1/3*1/2 1/3*1/2*1/2 1/3*1/2*1/2*1/2 .......
因此,1/3 > 1/3*2/5 1/3*2/5*3/7 …… 1*2*3*……n/3*5*……*(2n 1)
所以式中第n項之後的所有餘項之和Sum(Rn)<An因此,隻要選取n,使得An滿足An<1/10^(x 1)即可,根據對數運算規律:
對數運算法則
lg1/3 lg2/5 …… lgn/(2n 1)<-(x 1),即lg3 lg5/2 ...... lg(2n 1)/n<x 1。于是可設置對數累加實現計算到x位所需的項數n,為确保準确,算法可設置計算位數超過x位(如5位)但隻打印出x位。
然後我們可以利用C語言實現高精度乘除法來進行對π的求解。下面給出代碼:
#include<stdio.h>
#include<math.h>
int a[5000];
int main()
{
// π/2=1 1/3 1/3*2/5 1/3*2/5*3/7 …… 1*2*3*……n/3*5*……*(2n 1)
// π/2= 1 1/3(1 2/5(1 …… (n-1)/(2n-1)(1 n/(2n 1))……);
float s;
int b,x,n,c,i,j,d,l;
printf("歡迎您的驗證,現在我們開始驗證π的高精度的計算。\n");
printf("請輸入精确位數:");
scanf("%d",&x);
for(s=0,n=1;n<=5000;n )//累加确定項數n.
{
s=s log10((2*n 1)/n);//對數的加法對應各項相乘
if(s>x 1)
break;
}
//高精度:數組高位存數字低位,a[0]保存π的整數位
for(c=1,j=n;j>=1;j--)//按公式分布計算,計算時,從2n 1反向計算
{
d=2*j 1;
for(i=0;i<=x 4;i ) //各位實施除2j 1.除法從數字高位到低位
{
a[i]=c/d;
c=(c%d)*10 a[i 1];
}
a[x 5]=c/d;
for(b=0,i=x 5;i>=0;i--)//各位實施乘j.乘法數字低位到高位
{
a[i]=a[i]*j b;
b=a[i]/10;
a[i]=a[i];
}
a[0]=a[0] 1;//加一直接作用在整數位
c = a[0]; //更新下次運算的被除數
}
//公式所求為 π/ 2故需要對結果乘2
for(b=0,i=x 5;i>=0;i--)
{
a[i]=a[i]*2 b; //該位乘2并加進位值
b=a[i]/10; //高精度乘之進位值
a[i]=a[i]; //計算本位數值
}
printf("PI=%d.",a[0]);//諸位輸出計算結果。
for(l=10,i=1;i<=x;i )
{
printf("%d",a[i]);
l ;
if(l==0)
printf(" ");
if(lP==0)
printf("\n");
}
return 0;
}
最後分享一下小數精度1000位的π
高精度π
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