C语言编程:如何计算到小数点后4位的圆周率Pi?

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C语言编程:如何计算到小数点后4位的圆周率Pi?

好的,我想要编写一个C程序,精确计算到小数点后4位的π值(3.1415...)。我认为使用双精度类型(double)比单精度类型(float)更精确...即使使用一万亿项(n=一万亿),该程序也无法超过3.1414...有人可以帮忙吗?是我使用了错误的数据类型来存储π的值还是我的循环有问题?\n下面是一些样本输入/输出:\n请输入您希望添加以近似计算π的项数(n):98713485\n使用您的近似值计算得到的π的值为3.141407,迭代次数为98713488。

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计算圆周率到小数点后4位,可以使用Gauss-Legendre算法。这个问题的解决方法是使用C语言编写一个程序来实现。

该程序的代码如下:

#include 
#include 
int main(void) {
  const double PI = acos(-1), SQRT2 = sqrt(2.0);
  double a = 1, b = 1/SQRT2, t = .25, p = 1;
  double an, piold, pi = 1, eps = 1e-6; /* use +2 decimal places */
  int iteration_count = 0;
  do {
    ++iteration_count;
    an = .5 * (a + b);
    b = sqrt(a * b);
    t -= p * (a - an) * (a - an);
    a = an;
    p *= 2;
    piold = pi;
    pi = (a + b) * (a + b) / (4 * t);
  } while (fabs(pi - piold) > eps);
  printf("got pi=%f with rel. err=%.2e in %d iterations\n",
         pi, (pi - PI) / PI, iteration_count);
  return 0;
}

运行该程序的命令如下:

$ gcc  *.c -lm && ./a.out

程序的输出结果为:

got pi=3.141593 with rel. err=2.83e-16 in 3 iterations

通过使用Gauss-Legendre算法,我们成功计算出了圆周率的值到小数点后4位。

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计算圆周率(π)的方法是使用一个级数,即著名的Leibniz级数:

pi = 4(1 - 1/3 + 1/5 - 1/7 + 1/9 ...)

然而,这个级数收敛非常缓慢,仅能计算到小数点后的几位。它是对4arctan(x)在x=1处泰勒级数的求和,这个级数只在收敛区间的边缘上收敛。因此,使用这个级数计算π的数值效率非常低。

除此之外,尽管我没有仔细检查你的实现,但其他人在评论中指出了一些问题。

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