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une drole de valeur approchée de pi

Posté par Profil amethyste 27-10-14 à 19:58

salut

le nombre pi  selon \pi  \approx 3.141592653...  

voici une valeur approchée que je trouve pas mal

\frac {6}{5}+\frac {6}{5}\varphi-\frac {\alpha .\beta }{5(30+\sqrt {3})^2}  \approx 3.141592652...

avec le nombre d'or \varphi =\frac {1+\sqrt {5}}{2}

et avec les nombres \alpha   et \beta
ces nombres se construirent selon un algo tres simple

on considere deux lettres X et Y (ici on oublie les maths un instant)
premiere étape on construit le mot : XY
deuxieme etape à partir du mot précédent : XY on en construit le palyndrome on obtiens XY YX puis on reprend l'ensemble en inversant les lettres on obtiens le mot XYYX YXXY
troisième étape  à partir du mot précédent : XYYXYXXY on en construit le palyndrome on obtiens XYYXYXXY YXXYXYYX puis on reprend l'ensemble en inversant les lettres on obtiens le mot  XYYXYXXYYXXYXYYX YXXYXYYXXYYXYXXY

et ainsi de suite en perpétuant les étapes  à l'infini...

on construit le réel \alpha écrit en base 2 selon
\alpha \approx \overline {0.01101001100101101001011001101001...}^2
en fait pour le construire la partie entière de ce réel est 0 et apres la virgule on reprend le mot construit précédemment (qui en fait les étapes se succedants donne un mot composé d'une infinité de lettres en remplaçant X par 0 et Y par 1

et le réel \beta écrit en base 2 selon
\beta \approx \overline {0.10010110011010010110100110010110...}^2
en fait pour le construire la partie entière de ce réel est 0 et apres la virgule on reprend le mot construit précédemment (qui en fait les étapes se succedants donne un mot composé d'une infinité de lettres en remplaçant X par 1 et Y par 0

ce qui en base 10 nous donne  \alpha  \approx 0.412454033640107597... et \beta  \approx 0.587545966359892402...

on vérifie -ce qui est logique -  \alpha +\beta =1

et  \alpha .\beta   \approx 0.242335703774112587...

Posté par
weierstrass
re : une drole de valeur approchée de pi 27-10-14 à 22:44

On trouve une meilleure approximation avec seulement des fractions rationnelles...
355/113 3,141592920
103993/33102    3,14159265301

Posté par
weierstrass
re : une drole de valeur approchée de pi 27-10-14 à 22:57

voir plus ici:

Posté par
Dlzlogic
re : une drole de valeur approchée de pi 27-10-14 à 23:34

Bonjour,
Ca me parait très intéressant, mais dans tous les cas, il n'y pas de façon d'obtenir une valeur de pi par une fonction exacte, quelle qu'elle soit. Ce nombre a toujours été fascinant. Par exemple, on a pu dire que les égyptiens utilisaient un cylindre de diamètre 1, après une rotation complète de ce cylindre, on obtient naturellement une longueur égale à pi.
Si on superpose deux cylindres, on obtient 2 fois le diamètre etc. Je n'ai aucune référence sur ce point, mais j'ai des tas d'autres références sur des manières de définir pi de façon géométrique et approximative.

A titre humoristique, on peut obtenir une valeur de pi à l'aide d'une feuille de papier quadrillée et d'un cheveu coupé en quatre (dans le sens de la longueur, naturellement).
C'est aussi une méthode qui a été utilisée pour vérifier le loi de base des probabilités : l'aiguille de Buffon.        

Posté par
lafol Moderateur
re : une drole de valeur approchée de pi 28-10-14 à 00:59

Bonsoir

Citation :
il n'y pas de façon d'obtenir une valeur de pi par une fonction exacte, quelle qu'elle soit


ben voyons .... \pi = 4{\rm Arctan}(1), ce n'est pas obtenu par une fonction exacte, peut-être ?

Posté par
dpi
re : une drole de valeur approchée de pi 28-10-14 à 09:15

Bonjour

>Weierstrass
Vu le site...à partir de certaines lignes,mieux
vaut se souvenir du "vrai"
>lafol
Bien vrai ,mais qui sait plusieurs décimales de Arctan(1)

Posté par Profil amethystere : une drole de valeur approchée de pi 28-10-14 à 13:37

ici j'ai essayé de poster un truc joli (mais c'est un critère non mathématique qui définit cela)
des naturels "petits" ici  3,5,6,30
une formule pas trop longue
pas de choses plus élaborées qu'une racine carré ou un carré
des nombres plutôt "jolis"  le nombre d'or, les nombres alpha et beta tels qu'ils sont construits

pour moi selon ces criteres là trois formules d'approx sont "jolies"

la premiere 22/7=3.142 ...approx troisième décimale

la deuxieme   6*5^{-1}+6*5^{-1}*\varphi =3.1416...approx quatrième décimale

et celle avec alpha et beta approx neuvième décimale

Posté par
lafol Moderateur
re : une drole de valeur approchée de pi 28-10-14 à 14:16

dpi : on n'en retient pas plusieurs décimales, ça ne sert à rien, mais un développement en série
il y a d'ailleurs mieux point de vue calcul que 4 Arctan 1, pour obtenir à la main des décimales de pi
Euler en a obtenu 20 en une demi heure à partir de pi/a = 5 arctan(1/7) + 2 arctan(3/79), en utilisant le développement d'arctan :

arctan t = \dfrac{t}{1+t^2}\left[1+\frac 23\left(\dfrac{t^2}{1+t^2}\right) + \frac 23 . \frac 45\left(\dfrac{t^2}{1+t^2}\right)^2+\dots \right]

(avec 1/7, \dfrac{t^2}{1+t^2}=0,02 ce qui simplifie bien les calculs ...)

Posté par Profil amethystere : une drole de valeur approchée de pi 28-10-14 à 14:38

sinon il y a la formule extraite de l'utilisation de la moyenne arithmetico geometrique de Gauss mais élaborée dans les années 70 (à ce propos j'ai à fil a terminer ici sur les suites adjacentes )
elle est simple et hyper rapide
en posant a_0=1, b_0=\frac {1}{\sqrt {2}} ,S_0=1/2 et pour \forall k \in \mathbb {N}^* alors
a_k=\frac{a_{k-1}+b_{k-1}}{2} et b_k=\sqrt {a_{k-1}.b_{k-1}}
S_k=S_{k-1}-2^k(a_{k}^2-b_{k}^2) et on obtiens
\underset{ k->\infty }{\overset{ }{lim}}\frac{2a^2_k}{S_k}=\pi

Posté par
plumemeteore
re : une drole de valeur approchée de pi 28-10-14 à 15:12

Bonjour.
4 arctan(1) n'est autre que le rapport entre le demi-cercle sur le rayon et ne va pas plus loin que la définition de pi.

Posté par
lafol Moderateur
re : une drole de valeur approchée de pi 28-10-14 à 15:15

c'était juste une des innombrables fonctions qui donnent pi ... en réponse à quelqu'un qui semblait persuadé qu'il n'en existait aucune ....

Posté par
Dlzlogic
re : une drole de valeur approchée de pi 28-10-14 à 16:06

Bonjour lafol,
Oui, tu as parfaitement raison, j'ai placé l'adjectif "exact" après le terme "fonction", alors que j'aurais dû le placer après le terme "valeur". Toute fonction est exacte par essence, c'est la valeur qu'elle renvoie qui n'est généralement pas exacte. C'est pour cette raison qu'on a inventé les développements en série.
  

Posté par
lafol Moderateur
re : une drole de valeur approchée de pi 28-10-14 à 16:12

arctan(1) vaut exactement pi/4, qu'on le développe en série ou non ....

Posté par Profil amethystere : une drole de valeur approchée de pi 28-10-14 à 17:38

la formulation utilisant la moyenne arithmético géometrique  
Posté le 28-10-14 à 14:38  est de Brent & Salamin

ici un lien

Posté par
B055K3V
re 29-10-14 à 10:25

le périmètre d'un cercle de diamètre 1 est



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