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fraction égale à Pi

Posté par
olivier6655
13-08-06 à 13:47

Bonjour tout le monde,

On connaît les célèbres 22/7 ou encore 355/113 qui est la plus petite fraction existante donnant une précision de Pi avec 6 décimales.Autant il existe des formules (impressionnantes) approchant Pi ( 30 décimales pour les meilleures), autant on ne parle pas de recherche en matière de fraction. La difficulté étant bien évidemment de trouver la plus petite fraction possible pour un nombre de décimales données.Existe-t-il des choses ou records sur le sujet ?

Posté par
_Estelle_
re : fraction égale à Pi 13-08-06 à 14:03

Bonjour,

Google est ton ami...

Estelle

Posté par
olivier6655
re : fraction égale à Pi 13-08-06 à 14:49

Euh...merci mais si je pose la question c'est que bien évidemment je n'y ai pas trouvé mon bonheur puisque les sites parlent de formules et bcp moins de fractions.
Donc " le forum " est mon ami pour le coup, comprends-tu ?

Posté par
_Estelle_
re : fraction égale à Pi 13-08-06 à 15:08

Je comprends

Il arrive que certains membres posent une question sans avoir au préalable faire une recherche sur Google ou même sur l' elle-même alors que la réponse aurait pu être facilement trouvée, et je me suis donc permis de te le dire .

Estelle

Posté par
olivier6655
re : fraction égale à Pi 13-08-06 à 16:12

aucun souci très chère
Note on cause, on cause, mais tout ceci ne répond toujours pas à ma question !

Posté par
elda
re : fraction égale à Pi 13-08-06 à 17:03

j'ai pas regardé en détail, ça fait un moment que j'ai ce lien, mais ça peut peut-être t'interesser: http://s146372241.onlinehome.fr/web/pi314.net/approx.php
(ou bien ça: http://trucsmaths.free.fr/Pi.htm )

Posté par
olivier6655
re : fraction égale à Pi 13-08-06 à 17:11

oui je connais ce site, il est très bon par ailleurs mais il est axé principalement sur le formules, la plus grande fraction qui y apparaît est 335/113

Posté par jerome (invité)re : fraction égale à Pi 13-08-06 à 17:35

Bonjour,

Sans doute que tous ces sites consacrés a Pi ne mentionnent pas d'autres fractions que celles déja connues car le "record" dont tu parles est peut-être le fameux 355/113.

Je pense que de nombreux passionés de ce nombre (dont tu dois faire partie) ont du se remuer les méninges pour trouver une autre fraction encore plus avoisinante, mais il faut tout de meme admettre qu'une valeur approchée à 6 décimales est déja une bonne approximation.

En fait, si un/des quotient(s) plus précis avai(en)t été trouvé(s) je pense qu'il(s) se retrouverai(en)t sur les sites que tu as déja pu consulter.

Voila, je pense donc au final que si un mathilien peut t'aider se sera plus sur l'"aspect recherche" que sur l'"aspect résultat".

Je te met quand même le lien vers <a href="https://www.ilemaths.net/encyclopedie/Pi.html">l'encyclopédie de l'île</a>

Bonne recherche.
Cordialement,

Posté par
olivier6655
re : fraction égale à Pi 13-08-06 à 18:31

Oui alors ce qui m'intrigue, c'est que pour ma part j'ai trouvé une fraction plus précise, donnant 7 décimales et sauf erreur de ma part, il n'en existe pas une plus petite donnant ce niveau de précision.

La voici : \frac{89793}{28582}

Posté par
Violoncellenoir
re : fraction égale à Pi 14-08-06 à 11:48

Salut, Euler avait découvert une fraction donnant 9 décimales mais je ne sais pas si c'est la plus petite avec cette précision.

Il s'agit de 103993/33102

Posté par
olivier6655
re : fraction égale à Pi 14-08-06 à 13:03

Merci violoncellenoir, je ne la connaissait pas. Je doute qu'on en trouve une plus petite avec cette précision car elle n'est pas bcp plus haute que celle que j'avais trouvé.

Posté par
Céline_11
re : fraction égale à Pi 14-08-06 à 13:08

Donc si j'ai bien suivi, il devrait en théorie y avoir une fraction avec 8 décimales entre les 2 dernières fractions citées ?

Posté par
Violoncellenoir
re : fraction égale à Pi 14-08-06 à 13:53

pas nécessairement, je pense qu'on peut trouver des cas avec des fractions supérieures pour un nombre de décimales inférieur. Là on passe de 7 à 9 et peut-être que pour la 8ème, il faut aller plus haut mais pas forcément.

Posté par
lyonnais
re : fraction égale à Pi 14-08-06 à 15:23

>> olivier6655

Avec puisea on essaie de programmer ça :

précision de 6 chiffres après la virgule :

355/113    710/226    1065/339    1420/452

On te tiens au courant si on trouve d'autres fractions intéressantes

Romain

Posté par
lyonnais
re : fraction égale à Pi 14-08-06 à 15:42

enfin bon !!

Les 3 dernières fractions que je t'ai donné, on s'en fou un peu !!

C'est des multiples de la première.

Donc 6 chiffres : 355/113

On regarde pour 7 ...

Romain

Posté par
olivier6655
re : fraction égale à Pi 14-08-06 à 18:41

Ok c'est sympa. Pour 7 décimales j'avais trouvé 89793/28582. Est-ce que vous avez trouvé une fraction plus petite ?

Posté par
lyonnais
re : fraction égale à Pi 14-08-06 à 20:00

Re

Je n'ai finalement pas réussi à programmer comme je le voulais. Cependant, j'ai 2 autres fractions à te donner :

précision 11 décimales :  833719/265381     1980127/630294

Bonne soirée

Posté par
olivier6655
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 00:20

Woaw, bon ben c'est le nouveau record ! Tu as programmé cela en quel langage ?

Posté par
stokastik
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 00:28


On connaît une série alternée de nombres raionnels qui converge vers pi ce qui permet de donner une fraction qui approche pi à autant de décimales près qu'on veut.

Posté par
lyonnais
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 00:37

stokastik >

C'est vrai ? ( enfin, j'en doute pas )

Serais-tu en mesure de nous donner cette " série alternée de nombres rationnels qui converge vers pi "  ?

Ou un lien ?

Merci

Posté par
Skops
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 01:19

J'ai envie de latexifier

4$\pi=2\sqrt{3}\sum_{n=0}^{\infty}\frac{(-1)^n}{(2n+1)\times 3^n

Avec n=100, on a 49 décimales juste

Donc voila, moment latex à 1h18 environ

Skops

Posté par
lyonnais
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 10:29

Merci Skops, je connaissais la formule

Mais le problème, c'est qu'après il faut tout mettre au même dénominateur :D



Romain

Posté par
Skops
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 10:38

Por éviter qe je me goure par la suite, cela ferait :

4$\pi=2\sqrt{3}[\frac{(-1)^0}{(1)\times 3^0}+\frac{(-1)^1}{(2+1)\times 3^1}+...] ?

Skops

Posté par
_Estelle_
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 10:39

Waow le beau LaTeX

Estelle

Posté par
lyonnais
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 10:40

Oui

PS : d'après ce que j'ai compris, on cherche des entiers au numérateur et au dénominateur :D

Romain

Posté par
Skops
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 10:41

3$\rm\white Tiens, au lieu de regarder mon latek, tu pourrais pas plutot repondre a mes messages ?

Skops

Posté par
_Estelle_
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 10:47

Pas pour l'instant, non.

Estelle

Posté par
Skops
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 10:53

Bon, d'accord...

Posté par
_Estelle_
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 11:28

C'est fait

Et on va arrêter le salon de thé

Posté par
Skops
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 11:29

J'ai vu ca
Tu m'étonnes après que je te réponde pas

SKops

Posté par
olivier6655
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 14:51

Donc je confirme que le but est bel et bien d'avoir des entiers au numérateur et au dénominateur mais ensuite il faut que la fraction proposée soit la plus petite possible en fonction du nombre de décimales.

Posté par
Céline_11
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 14:56

Je comprends mieux la difficulté car il ne suffit pas de poser par ex :

31415926/10000000 et ensuite de simplier ! On aurait une fraction avec la précision souhaitée mais elle serait à coup sûr trop grande.

Posté par
Camélia Correcteur
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 16:57

Bonjour
Je n'ai toujours pas compris ce que l'on cherche. Je crois que Céline_11 a raison. Tout rationnel strictement plus petit que celui qu'elle propose ne peut pas avoir 6 comme 7-ème décimale, donc je crois que c'est celui-ci le plus petit. (Et ainsi de suite).

Par ailleurs, est-il vrai que la série de Skops qui a \sqrt 3 en facteur donne des rationnels?

Posté par
puisea Posteur d'énigmes
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 18:20

Bonjour, le problème est de trouver la fraction la plus petite égalant Pi pour une troncature à n décimales. Or cette fraction est toute différente de ce dont parle Céline_11 car en effet, même après simplification, il existe une fraction plus petite.

Posté par
olivier6655
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 19:55

Je recadre le problème pour Camelia :

Imaginons que l'on recherche la plus petite fraction de Pi avec 6 décimales correspondantes. La solution est 355/113

Si on prend la méthode de base, que proposait Céline, on aurait :

3141592/1000000 = 392699/125000 ( après simplification)

On a bien nos 6 décimales mais cette fraction n'est pas la plus petite existante puisque la solution est 355/113.

La difficulté n'est pas trouver une fraction avec une précision n mais que cette fraction soit la plus petite qui existe dans l'absolu.

Posté par
Violoncellenoir
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 20:04

Trouver la fraction est une chose (déjà compliquée) mais ensuite la logique voudrait que l'on puisse prouver mathématiquement qu'elle est la plus petite. Cela suppose un travail à partir de formules car au-delà de certains nombres on a plus aucun repère.

Posté par
stokastik
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 21:34


"Fraction plus petite", tu entends par là plus petits numérateur et dénominateurs ?

Posté par
stokastik
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 21:35

Citation :
Par ailleurs, est-il vrai que la série de Skops qui a \sqrt{3} en facteur donne des rationnels?


... en effet cette série ne convient pas.

Posté par
sunmat
re : fraction égale à Pi 15-08-06 à 22:02

En fraction, je ne vois pas trop comment obtenir PI, par contre l'expression exacte de PI peut être donné par la formule suivante :
2*-11(1-x2)dx

Posté par
Violoncellenoir
re : fraction égale à Pi 16-08-06 à 11:02

Citation :
posté par : stokastik

"Fraction plus petite", tu entends par là plus petits numérateur et dénominateurs ?


Par fraction plus petite, dans ce cas précis, on entend : la fraction qui possède le plus petit numérateur possible et qui est égale à pi.

Posté par
Camélia Correcteur
re : fraction égale à Pi 16-08-06 à 17:35

Enfin, je vois ce que l'on cherche! Je continue à dire que "la plus petite" est celle proposée par Céline_11. Si on veut le plus petit dénominateur, c'est une autre histoire!

Posté par
olivier6655
re : fraction égale à Pi 16-08-06 à 19:39

Non, ce qui compte, comme l'a dit violoncellenoir, c'est que le numérateur soit le plus petit possible(et par suite le dénominateur forcément).Pour 2 décimales, avec la méthode de Céline on poserait :

314/100 = 157/50

Eh bien ce n'est pas la solution puisque cette dernière est 22/7. Moralité on ne peut pas pratiquer de la sorte.

Posté par
minkus Posteur d'énigmes
re : fraction égale à Pi 16-08-06 à 23:35

Salut Olivier et les autres.

Une autre idee serait d'utiliser les fractions continues en ecrivant sous la forme 3 + \frac{1}{7+\frac{1}{etc}}

La recherche google "pi fractions continues" semble donner plusieurs resultats interessants.

Par exemple :







Il y en a des tas !

Sinon, si tu n'es pas contre un peu de belle litterature, il existe de nombreux ouvrages speciaux sur PI. J'en ai un vieux "le nombre Pi, aux editions ADCS" qui comporte un chapitre sur les fractions continues.

Ensuite il y a un 2e probleme que l'on peut se poser. Au lieu de trouver les fractions les plus "petites" qui donnent un nombre donne de decimales, on peut chercher les meilleurs approximations possibles.

Ainsi la fraction \frac{179}{57} n'est certes pas plus petite que \frac{22}{7} (qui est la premiere fraction continue obtenue par la methode ci-dessus) mais elle est plus proche de PI tout en ayant 2 decimales correctes.

Et il y en a un certain nombre d'ailleurs dans l'ordre croissant : \frac{201}{64} \frac{223}{71} puis 3 decimales correctes avec \frac{245}{78} \frac{267}{85} \frac{289}{92} \frac{311}{99}

La fraction continue suivante est \frac{333}{106} qui donne 4 decimales correctes.

Ces derniers resultats sont extraits du bouquin en question. Par exemple il demontre que entre \frac{355}{113} et \frac{103993}{33102} respectivement 3e et 4e fraction continue, il existe 146 autres fractions qui sont de meilleures approximations de PI.

minkus

Posté par
otto
re : fraction égale à Pi 17-08-06 à 09:27

Au lieu de trouver les fractions les plus "petites" qui donnent un nombre donne de decimales, on peut chercher les meilleurs approximations possibles.
Justement c'est ce que permet les fractions continues. La fraction continue est (dans une certaine mesure) la meilleure approximation rationnelle d'un nombre.
D'ailleurs cette idéé donne lieu ensuite à une nouvelle théorie, très utilisée en ingiénieurie, qui consiste en le développement en fractions continues ou en approximation rationnelle de certaines fonctions.

Posté par
Céline_11
re : fraction égale à Pi 17-08-06 à 10:10

Oui alors là un nouveau problème apparaît ! Le but est-il de trouver la plus " petite " fraction avec un nombre n de décimales ou alors la fraction avec un nombre n de décimales qui se rapproche le plus de pi ? Parce que dans le 2ème cas, 22/7 tombe...

Posté par
minkus Posteur d'énigmes
re : fraction égale à Pi 17-08-06 à 12:42

Oui celine, j'ai bien dit que c'etait un probleme different.

Posté par
olivier6655
re : fraction égale à Pi 17-08-06 à 13:29

Salut Minkus, Otto, Céline et tout le monde.
Ce dont tu parles en préambule, Minkus, est en effet un autre problème qui est tout aussi intéressant par ailleurs.Mais il est clair que dans la littérature on en parle facilement, tout comme sur de nombreux sites internet. C'est pour cela que j'avais eu l'idée d'aborder le problème sous un angle nouveau, plus sous la forme d'une précision absolue mais plutôt en terme de décimales.L'idée de trouver la plus "petite" fraction peut également, avant le côté esthétique, être simplement utilitaire.Si on veut travailler avec 2 décimales, il sera par exemple plus simple d'oeuvrer avec 22/7 que 179/57.L'ironie veut aussi que 22/7 est légérement plus précis que celui qui mémoriserait les 2 décimales, soit 3.14.

Posté par
Camélia Correcteur
re : fraction égale à Pi 17-08-06 à 15:00

Bonjour
Pour les amateurs d'approximations rationnelles de \pi : La formule de Machin (1706)
\Pi=16 \arctan\frac{1}{5}-4 \arctan\frac{1}{239}

jointe au développement de l'arctangente

\arctan x=\sum_{n=0}^{+\infty}\frac{(-1)^nx^{2n+1}}{2n+1}

donnent des approximations rationnelles étonnament précises.

Posté par
Céline_11
re : fraction égale à Pi 17-08-06 à 17:35

Est-ce que Minkus ou Otto pourrait m'expliquer ce que sont ces fractions continues car en visitant les liens, j'ai eu un peu de mal à saisir la chose ! Merci d'avance

Posté par
minkus Posteur d'énigmes
re : fraction égale à Pi 17-08-06 à 20:28

Je vais essayer Celine

Par exemple avec 3,14 tu ecris 3,14 = 3 + \frac{14}{100} =  3 + \frac{1}{\frac{100}{14}} = 3 +\frac{1}{7 + \frac{2}{14}} = 3 +\frac{1}{7 + \frac{1}{7}}

etc...

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