1836 lines
43 KiB
Markdown
1836 lines
43 KiB
Markdown
---
|
||
title: "Approximations of pi"
|
||
chunk: 8/10
|
||
source: "https://en.wikipedia.org/wiki/Approximations_of_pi"
|
||
category: "reference"
|
||
tags: "science, encyclopedia"
|
||
date_saved: "2026-05-05T16:19:48.727542+00:00"
|
||
instance: "kb-cron"
|
||
---
|
||
|
||
=== Continued fractions ===
|
||
Besides its simple continued fraction representation [3; 7, 15, 1, 292, 1, 1, ...], which displays no discernible pattern, π has many generalized continued fraction representations generated by a simple rule, including these two.
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
π
|
||
=
|
||
|
||
3
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
1
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
6
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
3
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
6
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
5
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
6
|
||
+
|
||
⋱
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle \pi ={3+{\cfrac {1^{2}}{6+{\cfrac {3^{2}}{6+{\cfrac {5^{2}}{6+\ddots \,}}}}}}}}
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
π
|
||
=
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
4
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
1
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
1
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
3
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
5
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
3
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
7
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
4
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
9
|
||
+
|
||
⋱
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
=
|
||
3
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
1
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
5
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
4
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
7
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
3
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
9
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
6
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
11
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
5
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
13
|
||
+
|
||
⋱
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle \pi ={\cfrac {4}{1+{\cfrac {1^{2}}{3+{\cfrac {2^{2}}{5+{\cfrac {3^{2}}{7+{\cfrac {4^{2}}{9+\ddots }}}}}}}}}}=3+{\cfrac {1^{2}}{5+{\cfrac {4^{2}}{7+{\cfrac {3^{2}}{9+{\cfrac {6^{2}}{11+{\cfrac {5^{2}}{13+\ddots }}}}}}}}}}}
|
||
|
||
|
||
The remainder of the Madhava–Leibniz series can be expressed as generalized continued fraction as follows.
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
π
|
||
=
|
||
4
|
||
|
||
∑
|
||
|
||
n
|
||
=
|
||
1
|
||
|
||
|
||
m
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
(
|
||
−
|
||
1
|
||
|
||
)
|
||
|
||
n
|
||
−
|
||
1
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
n
|
||
−
|
||
1
|
||
|
||
|
||
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
(
|
||
−
|
||
1
|
||
|
||
)
|
||
|
||
m
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
m
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
1
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
m
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
m
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
3
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
m
|
||
+
|
||
⋱
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
(
|
||
m
|
||
=
|
||
1
|
||
,
|
||
2
|
||
,
|
||
3
|
||
,
|
||
…
|
||
)
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle \pi =4\sum _{n=1}^{m}{\frac {(-1)^{n-1}}{2n-1}}+{\cfrac {2(-1)^{m}}{2m+{\cfrac {1^{2}}{2m+{\cfrac {2^{2}}{2m+{\cfrac {3^{2}}{2m+\ddots }}}}}}}}\qquad (m=1,2,3,\ldots )}
|
||
|
||
|
||
Note that Madhava's correction term is
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
|
||
2
|
||
m
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
1
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
m
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
m
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
=
|
||
4
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
m
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
+
|
||
1
|
||
|
||
|
||
4
|
||
|
||
m
|
||
|
||
3
|
||
|
||
|
||
+
|
||
5
|
||
m
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle {\frac {2}{2m+{\frac {1^{2}}{2m+{\frac {2^{2}}{2m}}}}}}=4{\frac {m^{2}+1}{4m^{3}+5m}}}
|
||
|
||
.
|
||
The well-known values 22/7 and 355/113 are respectively the second and fourth continued fraction approximations to π.
|
||
|
||
=== Trigonometry ===
|
||
|
||
==== Gregory–Leibniz series ====
|
||
The Gregory–Leibniz series
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
π
|
||
=
|
||
4
|
||
|
||
∑
|
||
|
||
n
|
||
=
|
||
0
|
||
|
||
|
||
∞
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
(
|
||
−
|
||
1
|
||
|
||
)
|
||
|
||
n
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
n
|
||
+
|
||
1
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
=
|
||
4
|
||
|
||
(
|
||
|
||
|
||
|
||
1
|
||
1
|
||
|
||
|
||
−
|
||
|
||
|
||
1
|
||
3
|
||
|
||
|
||
+
|
||
|
||
|
||
1
|
||
5
|
||
|
||
|
||
−
|
||
|
||
|
||
1
|
||
7
|
||
|
||
|
||
+
|
||
−
|
||
⋯
|
||
|
||
)
|
||
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle \pi =4\sum _{n=0}^{\infty }{\cfrac {(-1)^{n}}{2n+1}}=4\left({\frac {1}{1}}-{\frac {1}{3}}+{\frac {1}{5}}-{\frac {1}{7}}+-\cdots \right)}
|
||
|
||
|
||
is the power series for arctan(x) specialized to x = 1. It converges too slowly to be of practical interest. However, the power series converges much faster for smaller values of
|
||
|
||
|
||
|
||
x
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle x}
|
||
|
||
, which leads to formulae where
|
||
|
||
|
||
|
||
π
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle \pi }
|
||
|
||
arises as the sum of small angles with rational tangents, known as Machin-like formulae.
|
||
|
||
==== Arctangent ====
|
||
|
||
Knowing that 4 arctan 1 = π, the formula can be simplified to get:
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
π
|
||
|
||
|
||
|
||
=
|
||
2
|
||
|
||
(
|
||
|
||
1
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
1
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
3
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
1
|
||
⋅
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
3
|
||
⋅
|
||
5
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
1
|
||
⋅
|
||
2
|
||
⋅
|
||
3
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
3
|
||
⋅
|
||
5
|
||
⋅
|
||
7
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
1
|
||
⋅
|
||
2
|
||
⋅
|
||
3
|
||
⋅
|
||
4
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
3
|
||
⋅
|
||
5
|
||
⋅
|
||
7
|
||
⋅
|
||
9
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
+
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
1
|
||
⋅
|
||
2
|
||
⋅
|
||
3
|
||
⋅
|
||
4
|
||
⋅
|
||
5
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
3
|
||
⋅
|
||
5
|
||
⋅
|
||
7
|
||
⋅
|
||
9
|
||
⋅
|
||
11
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
+
|
||
⋯
|
||
|
||
)
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
=
|
||
2
|
||
|
||
∑
|
||
|
||
n
|
||
=
|
||
0
|
||
|
||
|
||
∞
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
n
|
||
!
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
(
|
||
2
|
||
n
|
||
+
|
||
1
|
||
)
|
||
!
|
||
!
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
=
|
||
|
||
∑
|
||
|
||
n
|
||
=
|
||
0
|
||
|
||
|
||
∞
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
|
||
n
|
||
+
|
||
1
|
||
|
||
|
||
n
|
||
|
||
!
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
(
|
||
2
|
||
n
|
||
+
|
||
1
|
||
)
|
||
!
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
=
|
||
|
||
∑
|
||
|
||
n
|
||
=
|
||
0
|
||
|
||
|
||
∞
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
|
||
n
|
||
+
|
||
1
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
(
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
n
|
||
|
||
n
|
||
|
||
|
||
)
|
||
|
||
|
||
|
||
(
|
||
2
|
||
n
|
||
+
|
||
1
|
||
)
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
=
|
||
2
|
||
+
|
||
|
||
|
||
2
|
||
3
|
||
|
||
|
||
+
|
||
|
||
|
||
4
|
||
15
|
||
|
||
|
||
+
|
||
|
||
|
||
4
|
||
35
|
||
|
||
|
||
+
|
||
|
||
|
||
16
|
||
315
|
||
|
||
|
||
+
|
||
|
||
|
||
16
|
||
693
|
||
|
||
|
||
+
|
||
|
||
|
||
32
|
||
3003
|
||
|
||
|
||
+
|
||
|
||
|
||
32
|
||
6435
|
||
|
||
|
||
+
|
||
|
||
|
||
256
|
||
109395
|
||
|
||
|
||
+
|
||
|
||
|
||
256
|
||
230945
|
||
|
||
|
||
+
|
||
⋯
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle {\begin{aligned}\pi &=2\left(1+{\cfrac {1}{3}}+{\cfrac {1\cdot 2}{3\cdot 5}}+{\cfrac {1\cdot 2\cdot 3}{3\cdot 5\cdot 7}}+{\cfrac {1\cdot 2\cdot 3\cdot 4}{3\cdot 5\cdot 7\cdot 9}}+{\cfrac {1\cdot 2\cdot 3\cdot 4\cdot 5}{3\cdot 5\cdot 7\cdot 9\cdot 11}}+\cdots \right)\\&=2\sum _{n=0}^{\infty }{\cfrac {n!}{(2n+1)!!}}=\sum _{n=0}^{\infty }{\cfrac {2^{n+1}n!^{2}}{(2n+1)!}}=\sum _{n=0}^{\infty }{\cfrac {2^{n+1}}{{\binom {2n}{n}}(2n+1)}}\\&=2+{\frac {2}{3}}+{\frac {4}{15}}+{\frac {4}{35}}+{\frac {16}{315}}+{\frac {16}{693}}+{\frac {32}{3003}}+{\frac {32}{6435}}+{\frac {256}{109395}}+{\frac {256}{230945}}+\cdots \end{aligned}}}
|
||
|
||
|
||
with a convergence such that each additional 10 terms yields at least three more digits.
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
π
|
||
=
|
||
2
|
||
+
|
||
|
||
|
||
1
|
||
3
|
||
|
||
|
||
|
||
(
|
||
|
||
2
|
||
+
|
||
|
||
|
||
2
|
||
5
|
||
|
||
|
||
|
||
(
|
||
|
||
2
|
||
+
|
||
|
||
|
||
3
|
||
7
|
||
|
||
|
||
|
||
(
|
||
|
||
2
|
||
+
|
||
⋯
|
||
|
||
)
|
||
|
||
|
||
)
|
||
|
||
|
||
)
|
||
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle \pi =2+{\frac {1}{3}}\left(2+{\frac {2}{5}}\left(2+{\frac {3}{7}}\left(2+\cdots \right)\right)\right)}
|
||
|
||
|
||
This series is the basis for a decimal spigot algorithm by Rabinowitz and Wagon.
|
||
|
||
Another formula for
|
||
|
||
|
||
|
||
π
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle \pi }
|
||
|
||
involving arctangent function is given by
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
π
|
||
|
||
2
|
||
|
||
k
|
||
+
|
||
1
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
=
|
||
arctan
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
−
|
||
|
||
a
|
||
|
||
k
|
||
−
|
||
1
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
a
|
||
|
||
k
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
,
|
||
|
||
|
||
k
|
||
≥
|
||
2
|
||
,
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle {\frac {\pi }{2^{k+1}}}=\arctan {\frac {\sqrt {2-a_{k-1}}}{a_{k}}},\qquad \qquad k\geq 2,}
|
||
|
||
|
||
where
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
a
|
||
|
||
k
|
||
|
||
|
||
=
|
||
|
||
|
||
2
|
||
+
|
||
|
||
a
|
||
|
||
k
|
||
−
|
||
1
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle a_{k}={\sqrt {2+a_{k-1}}}}
|
||
|
||
such that
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
a
|
||
|
||
1
|
||
|
||
|
||
=
|
||
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle a_{1}={\sqrt {2}}}
|
||
|
||
. Approximations can be made by using, for example, the rapidly convergent Euler formula
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
arctan
|
||
|
||
(
|
||
x
|
||
)
|
||
=
|
||
|
||
∑
|
||
|
||
n
|
||
=
|
||
0
|
||
|
||
|
||
∞
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
2
|
||
|
||
2
|
||
n
|
||
|
||
|
||
(
|
||
n
|
||
!
|
||
|
||
)
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
(
|
||
2
|
||
n
|
||
+
|
||
1
|
||
)
|
||
!
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
x
|
||
|
||
2
|
||
n
|
||
+
|
||
1
|
||
|
||
|
||
|
||
(
|
||
1
|
||
+
|
||
|
||
x
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
)
|
||
|
||
n
|
||
+
|
||
1
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
.
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle \arctan(x)=\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {2^{2n}(n!)^{2}}{(2n+1)!}}\;{\frac {x^{2n+1}}{(1+x^{2})^{n+1}}}.}
|
||
|
||
|
||
Alternatively, the following simple expansion series of the arctangent function can be used
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
arctan
|
||
|
||
(
|
||
x
|
||
)
|
||
=
|
||
2
|
||
|
||
∑
|
||
|
||
n
|
||
=
|
||
1
|
||
|
||
|
||
∞
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
1
|
||
|
||
2
|
||
n
|
||
−
|
||
1
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
a
|
||
|
||
|
||
n
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
(
|
||
x
|
||
)
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
a
|
||
|
||
n
|
||
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
(
|
||
x
|
||
)
|
||
|
||
+
|
||
|
||
b
|
||
|
||
n
|
||
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
(
|
||
x
|
||
)
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
,
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle \arctan(x)=2\sum _{n=1}^{\infty }{{\frac {1}{2n-1}}{\frac {{{a}_{n}}\left(x\right)}{a_{n}^{2}\left(x\right)+b_{n}^{2}\left(x\right)}}},}
|
||
|
||
|
||
where
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
a
|
||
|
||
1
|
||
|
||
|
||
(
|
||
x
|
||
)
|
||
=
|
||
2
|
||
|
||
/
|
||
|
||
x
|
||
,
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
b
|
||
|
||
1
|
||
|
||
|
||
(
|
||
x
|
||
)
|
||
=
|
||
1
|
||
,
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
a
|
||
|
||
n
|
||
|
||
|
||
(
|
||
x
|
||
)
|
||
=
|
||
|
||
a
|
||
|
||
n
|
||
−
|
||
1
|
||
|
||
|
||
(
|
||
x
|
||
)
|
||
|
||
|
||
(
|
||
|
||
1
|
||
−
|
||
4
|
||
|
||
/
|
||
|
||
|
||
x
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
)
|
||
|
||
+
|
||
4
|
||
|
||
b
|
||
|
||
n
|
||
−
|
||
1
|
||
|
||
|
||
(
|
||
x
|
||
)
|
||
|
||
/
|
||
|
||
x
|
||
,
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
b
|
||
|
||
n
|
||
|
||
|
||
(
|
||
x
|
||
)
|
||
=
|
||
|
||
b
|
||
|
||
n
|
||
−
|
||
1
|
||
|
||
|
||
(
|
||
x
|
||
)
|
||
|
||
|
||
(
|
||
|
||
1
|
||
−
|
||
4
|
||
|
||
/
|
||
|
||
|
||
x
|
||
|
||
2
|
||
|
||
|
||
|
||
)
|
||
|
||
−
|
||
4
|
||
|
||
a
|
||
|
||
n
|
||
−
|
||
1
|
||
|
||
|
||
(
|
||
x
|
||
)
|
||
|
||
/
|
||
|
||
x
|
||
,
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle {\begin{aligned}&a_{1}(x)=2/x,\\&b_{1}(x)=1,\\&a_{n}(x)=a_{n-1}(x)\,\left(1-4/x^{2}\right)+4b_{n-1}(x)/x,\\&b_{n}(x)=b_{n-1}(x)\,\left(1-4/x^{2}\right)-4a_{n-1}(x)/x,\end{aligned}}}
|
||
|
||
|
||
to approximate
|
||
|
||
|
||
|
||
π
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle \pi }
|
||
|
||
with even more rapid convergence. Convergence in this arctangent formula for
|
||
|
||
|
||
|
||
π
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle \pi }
|
||
|
||
improves as integer
|
||
|
||
|
||
|
||
k
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle k}
|
||
|
||
increases.
|
||
The constant
|
||
|
||
|
||
|
||
π
|
||
|
||
|
||
{\displaystyle \pi }
|
||
|
||
can also be expressed by infinite sum of arctangent functions as |