數值分析 求

2022-12-09 15:24:02 字數 1047 閱讀 3819

怎麼計算π的值:

用萊布尼茲公式、韋達公式和斯特林公式分別迭代,當結果與π確切值之間誤差小於0.005時結束迭代,通過分析三個公式的迭代次數得出最優的迭代公式。

1、萊布尼茲公式:

根據數列得出:

通過程式實現如下(

for n=1:1000

na(n)=(-1).^(n-1)./(2*n-1);

%y=vpa(4*sum(a),30)

%error=vpa(y-pi,30)

y=4*sum(a)

error=y-pi

if(error<=0.005&&error>=-0.005)break;

endend;

執行結果為:

2、韋達公式:

通過分析公式可知:

則: 通過程式實現如下(

clear;

x=1;

for i=1:100;

ix=x*cos(pi/2^(i+1));

pai=2/x

error=pai-pi

if(error<=0.005&&error>=-0.005)break;

endend

執行結果為:

3、斯特林公式:

程式實現如下(

for n=1:150

na=exp(n);

b=factorial(n);

c=sqrt(n);

d=(a*b)/((n^n)*c);

p=(d^2)/2

err=p-pi

if err<=0.005

break;

endend分析:通過執行結果進行分析,當誤差小於0.05時,使用萊布尼茲公式迭代了200次,得到的結果為3.

1366,通過韋達公式迭代了5次,結果為3.1403,通過斯特林公式迭代了105次,結果為3.1466。

通過比較得出韋達公式最快。

注:使用誤差為0.005是因為在計算斯特林公式時計算到143項時結果就變成了無窮,所以選擇了乙個比較大的誤差進行判斷,其他兩個公式(高斯公式和拉馬努金公式)由於程式設計計算失敗,故沒有進行比較。

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