arctan2等于多少_arctan计算器


众所周知,圆周率π的探索历程中,早期常借助割圆术逐步逼近其值。我国古代数学家祖冲之便采用了此法,精确地将π计算至小数点后七位。

π的值是3.1415926……,虽具有极高的精确度,但这种传统计算法的推进速度相当缓慢。

荷兰数学家鲁道夫付出巨大努力,将π精确计算到小数点后35位,此成就被铭记于他的墓碑上。这也从侧面反映出当时计算技术的局限。

随着数学体系的发展,人们开始寻找π的更多表达方式和逼近公式。今日,我们首先介绍一种著名的莱布尼茨级数,它为π的计算带来了新的思路。

我们首先来推导反正切函数y=arctan(x)的导数。

求导:y′(x)=arctan′(x)

通过推导过程我们得到:y=arctan(x)时,x=tan(y),从而可以求得导数表达式。

经一系列推导步骤后我们得知:

arctan′(x)=1/(1+x^2)

利用麦克劳林公式,我们可以将上述表达式展开为一系列的幂级数。

麦克劳林展开式:1/(1+x^2)=1-x^2+x^4-x^6+…

通过积分运算,我们可以从上述级数中求得arctan(x)的值。

积分后得到:∫[1/(1+x^2)]=arctan(x)

此方法较割圆术有了质的飞跃,计算π的速度大大提升。

人们并未止步于此。英国数学家梅钦受莱布尼茨级数的启发,提出了收敛速度更快的梅钦公式。

梅钦公式表达为:π/4=4arctan(1/5)-arctan(1/239)

要点提示:梅钦公式并非近似公式,而是一个精确计算π的有限项等式。

初次见到此公式的人,定会为常数“239”的出现感到惊讶,此数如何出现?何以能精确计算π?背后必有深奥的数学原理。

接下来我们将严格证明梅钦公式的正确性,让大家真正信服。

而后世又出现了另一位绝世数学天才——拉马努金。他提出的公式更是震撼世人。拉马努金常在娜玛卡尔女神的指引下进行数学研究,他的公式大多没有详细证明过程,却大多被证实是正确的。

拉马努金公式是那样的不可思议,它几乎了人们对数学公式的认知。用计算机进行计算,拉马努金公式轻松将π计算到小数点后数百万位,这无疑是莱布尼茨级数和梅钦公式的超越。

回望历史长河中的这些伟大公式,人们无不惊叹于先贤们的智慧与创造力。在追求真理的路上,这些公式不仅为我们提供了计算π的方法,更启发了我们对数学的无限热爱与探索。