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Approximation du nombre pi !

Posté par
Retxed
12-10-14 à 11:01

Salut à tous,

Alors voilà, j'ai un problème sur l'approximation du nombre , qui me bloque complètement :


On inscrit dans un quart de disque de rayon 1, n rectangles de même largeur 1/n
.On conçoit qu'en augmentant le nombre n de rectangles, l'aire total de ces rectangles est de plus en plus proche de l'aire / 4 du quart de disque (partie A).
.On en déduit un algorithme pour obtenir une approximation du nombre pi (partie B).
(voire photo)

A. Expression de l'aire des rectangles

Sur le dessin ci contre, on a représenté dans un repère orthonormé, le quart de disque de rayon 1 dont les points ont des coordonnée (x ; y) positives.
On a partagé le rayon [OA] en 10 segments de même longueur, puis dessiné les rectangles comme indiqués sur la figure. On note S10 la somme des aires de ces rectangles.

On notera ainsi Sn(n>=2) la somme des aires des rectangles associés à un partage du rayon [OA] en n segment de même longueur.

1. Justifiez que l'équation
y=V(1-x²), avec x appartenant [0;1], caractérise l'appartenance d'un point M(x;y) à l'arc de cercle AB
2. Exprimez alors S10, puis Sn

B. Utilisation d'un algorithme
(voir photo posté)
Dans l'algorithme ci contre écrit AlgoBox :
-La ligne 7 correspond au choix du nombre n de segments de même longueur utilisés dans le partage du segment [OA];
- le calcul de Sn est effectué dans la boucle (ligne 9 à 12)

1.a) Que reconnaissez vous dans la ligne 18 ?
b) Qu'obtient-on à l'affichage ?

2.a) Utilisez Algobox (ou votre calculatrice) pour calculer Sn pour des valeurs de n de plus en plus grandes (jusqu'à 100 000).

b) Donnez la précision obtenue pour n=1000

c) Pour obtenir une approximation du nombre pi, Archimède (IIIe siècle avant J-C) a utilisé deux polygones réguliers de 96 côtés :l'un inscrit dans le cercle, l'autre circonscrit au cercle, ce qui lui a permis d'obtenir l'encadrement :
3 + 10/71 < pi < 3 + 1/7

Comparez votre résultat avec la précision obtenue par Archimède.


A.
1.
OM= V((xO - xM)² + (yO- yM)²)
OM= V((1- y)² + (x)²)
    V (x² + y²) =1
    V ((x² + y²))² =1²
    (x² + y²) = 1
     x² + y² - 1 =0
     x² - 1 = -y²
     y² = 1- x²
     |y| = V(1- x²)

2.
           10
S10 = 1/10 V(1- (1/10)^2)
           i=1

         n
Sn = E 1/n V(1- (1/n)^2)
         i=1

B.Utilisation d'un algorithme
1.
à)F1 (x) = V(1-x^2)
On reconnais l'équation de caractérisation de l'appartenance d'un point M à l'arc de cercle AB
b) Je ne comprend pas vraiment la question

2. a) J'ai programmer l'algorithme sur Algobox, par contre je n'ai pas réussi à ajouter les lignes 17 et 18: " fonction numérique utilisée..."

Alors j'ai trouvé pour :
n= 10.   Sn = 1,8
n= 100 .  Sn = 1,98
n= 1000. Sn= 1,998
n=10 000. Sn= 1,9998
n= 100 000. Sn= 1,99998

b) n= 1000. Sn= 1,998

c) Je pense avoir un problème avec mon algorithme car 1,98 reste assez éloigné de !

Merci d'avance

Approximation du nombre pi !

Approximation du nombre pi !

Posté par
Glapion Moderateur
re : Approximation du nombre pi ! 12-10-14 à 12:03

Citation :
par contre je n'ai pas réussi à ajouter les lignes 17 et 18: " fonction numérique utilisée..."

alors il ne faut s'étonner que ton algorithme de marche pas

ça se passe dans les onglets en bas :

Approximation du nombre pi !

Posté par
Retxed
re : Approximation du nombre pi ! 12-10-14 à 17:49

Ah oui, en effet !
Merci de l'info Glapion, je n'ai vraiment pas l'habitude d'utiliser Algobox

Du coup, je trouve :
Pour n=10    Sn = 2.9
Pour n=100    Sn = 3.120417
Pour n=1000    Sn = 3.139555
Pour n=100 000    Sn = 3.1415726

Ce qui se rapproche nettement plus de pu, en effet


c) je n'ai pas très bien compris comment faire, mais j'ai en autre essayer de calculer la marge d'erreur, tel que :
si 3 + 10/71 < pi < 3 + 1/7
pi - ((3 + 10/71) /  (3 + 1/7))
1.9517...

Alors que
pi - Sn = pi-3.1415726
= 2,0005 10-5

Donc l'algorithme à une précision plus importante que la méthode utiliser par Archimède ?

Posté par
Retxed
re : Approximation du nombre pi ! 13-10-14 à 00:37

Enfaité je ne vois pas vraiment comment répondre à cet question ?

Quelqu'un pourrait-il m'expliquer ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : Approximation du nombre pi ! 13-10-14 à 10:37

le mieux est que tu regardes sur internet comment Archimède a fait :



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