Python計算開方、立方、圓周率,精確到小數點後任意位
Python計算的位數
在電腦上做了一個實驗,看看python能計算到多少位,一下是結果。
x = math.sqrt((3))
print ("%.53f"%(x))
print ("%.63f"%(x))
print ("%.83f"%(x))
1.73205080756887719317660412343684583902359008789062500 1.732050807568877193176604123436845839023590087890625000000000000 1.73205080756887719317660412343684583902359008789062500000000000000000000000000000000 1.73205080756887719317660412343684583902359008789062500000000000000000000000000000000
計算立方根公式
設A = X^3,求X.稱為開立方。 開立方有一個標準的公式:
例如,A=5,,即求5介於1的3次方至2的3次方之間(1的3次方=1,2的3次方=8)
初始值X0可以取1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,都可以。例如我們取X0 = 1.9按照公式:
第一步:X1=1.9+(5/1.9²-1.9)1/3=1.7;
即5/1.9×1.9=1.3850416,1.3850416-1.9=-0.5149584,-0.5149584×1/3=-0.1716528,1.9+(-0.1716528)=1.7。即取2位數值,,即1.7。
第二步:X2=1.7+(5/1.7²-1.7)1/3=1.71;
即5/1.7×1.7=1.73010,1.73-1.7=0.03,0.03×1/3=0.01,1.7+0.01=1.71。取3位數,比前面多取一位數。
第三步:X3=1.71+(5/1.71²-1.71)1/3=1.709;
第四步:X4=1.709+(5/1.709²-1.709)1/3=1.7099;
這種方法可以自動調節,第一步與第三步取值偏大,但是計算出來以後輸出值會自動轉小;第二步,第四步輸入值偏小,輸出值自動轉大。即5=1.7099³ 當然初始值X0也可以取1.1,1.2,1.3,。。。1.8,1.9中的任何一個,都是X1 = 1.7 。當然,我們在實際中初始值最好採用中間值,即1.5。 1.5+(5/1.5²-1.5)1/3=1.7。
增加計算步驟,可以得到任意精度的值
計算根號2任意位數
開平方公式
如果用這個公式開平方,只需將3改成2,2改成1。即
import sys
n = 2
s = 0
while True:
for si in range(9,-1,-1):
nx = n - ((2*s*10+si)*si)
if nx>=0:
s = s*10+si
n = nx*100
sys.stdout.write(str(si))
sys.stdout.flush()
break
計算開5次方公式,精確至任意位數
計算圓周率任意位數
因為根據馬青公式π/4=4arctg1/5-arctg1/239
又因為arctgX=X-(1/3)X^3+(1/5)X^5-(1/7)X^7+……+[(-1)^(n-1)/((2n-1)]*X^(2n-1))
變形得π/4=(4/5-1/239)-1/3(4/5^3-1/239^3)+1/5(4/5^5-1/239^5)……
所以可以用python語言編寫出求圓周率到任意位的程式如下:
n = int(raw_input('請鍵入想要計算到小數點後的位數n:')) #先鍵入字串,再轉化為整數
w = n+10 #多計算10位,防止尾數取捨的影響
b = 10**w #算到小數點後w位
x1 = b*4//5 #求含4/5的首項
x2 = b// -239 #求含1/239的首項
he = x1+x2 #求第一大項
n *= 2 #設定下面迴圈的終點,即共計算n項
for i in xrange(3,n,2): #迴圈初值=3,末值2n,步長=2
x1 //= -25 #求每個含1/5的項及符號
x2 //= -57121 #求每個含1/239的項及符號
x = (x1+x2) // i #求兩項之和
he += x #求總和
pai = he*4 #求出π
pai //= 10**10 #舍掉後十位
print pai #輸出圓周率π的值,
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