・円周率の高速計算     Dengan kesaktian Indukmu 氏

 ネット徘徊中に見つけました。証明はどうなるのでしよう。

π/4=22arctan(1/28)+arctan(1/275807)+2{arctan(1/142057)-arctan(1/99368343)
   -arctan(1/54838715017299308)-arctan(1/88942800178226109582168404411725)
   +arctan(1/61775097240445660329693394511093237957733203657982660526882)}


 らすかるさんからのコメントです。(令和4年11月28日付け)

 tanの加法定理で計算していくだけですが、かなり長いです。

x=-arctan(1/88942800178226109582168404411725)
 +arctan(1/61775097240445660329693394511093237957733203657982660526882)

とおくと、

tan(x)={tan(-arctan(1/88942800178226109582168404411725))
    +tan(arctan(1/61775097240445660329693394511093237957733203657982660526882))}
    /{1-tan(-arctan(1/88942800178226109582168404411725))
    *tan(arctan(1/61775097240445660329693394511093237957733203657982660526882))}

   =(-1/88942800178226109582168404411725
    +1/61775097240445660329693394511093237957733203657982660526882)
    /(1+1/88942800178226109582168404411725
    *1/61775097240445660329693394511093237957733203657982660526882)

   =-9489/843978230891187553825195990678004927

なので、

-arctan(1/88942800178226109582168404411725)
+arctan(1/61775097240445660329693394511093237957733203657982660526882)

=-arctan(9489/843978230891187553825195990678004927)

x=-arctan(1/54838715017299308)-arctan(9489/843978230891187553825195990678004927)

とおくと、

tan(x)={tan(-arctan(1/54838715017299308))
    +tan(-arctan(9489/843978230891187553825195990678004927))}
    /{1-tan(-arctan(1/54838715017299308))
    *tan(-arctan(9489/843978230891187553825195990678004927))}

   =(-1/54838715017299308-9489/843978230891187553825195990678004927)
    /(1-1/54838715017299308*9489/843978230891187553825195990678004927)

   =-377467/20699805241434905130131

なので、

-arctan(1/54838715017299308)-arctan(9489/843978230891187553825195990678004927)

=-arctan(377467/20699805241434905130131)

x=-arctan(1/99368343)-arctan(377467/20699805241434905130131)

とおくと、

tan(x)={tan(-arctan(1/99368343))+tan(-arctan(377467/20699805241434905130131))}
    /{1-tan(-arctan(1/99368343))*tan(-arctan(377467/20699805241434905130131))}

   =(-1/99368343-377467/20699805241434905130131)
    /(1-1/99368343*377467/20699805241434905130131)

   =-1519876048/151027564181484889

なので、

-arctan(1/99368343)-arctan(377467/20699805241434905130131)

=-arctan(1519876048/151027564181484889)

x=arctan(1/142057)-arctan(1519876048/151027564181484889)

とおくと、

tan(x)={tan(arctan(1/142057))+tan(-arctan(1519876048/151027564181484889))}
    /{1-tan(arctan(1/142057))*tan(-arctan(1519876048/151027564181484889))}

   =(1/142057-1519876048/151027564181484889)/(1+1/142057*1519876048/151027564181484889)

   =1466625710157/208642724182192949

なので、

arctan(1/142057)-arctan(1519876048/151027564181484889)

=arctan(1466625710157/208642724182192949)

x=arctan(1466625710157/208642724182192949)

とおくと、

tan(2x)=2tan(arctan(1466625710157/208642724182192949))
     /{1-(tan(arctan(1466625710157/208642724182192949)))^2}

    =(2*1466625710157/208642724182192949)/{1-(1466625710157/208642724182192949)^2}

    =306000783522799810880723082993/21765893176007825702703449046175976

なので、

2arctan(1466625710157/208642724182192949)

=arctan(306000783522799810880723082993/21765893176007825702703449046175976)

x=arctan(1/275807)
 +arctan(306000783522799810880723082993/21765893176007825702703449046175976)

とおくと、

tan(x)={tan(arctan(1/275807))
    +tan(arctan(306000783522799810880723082993/21765893176007825702703449046175976))}
    /{1-tan(arctan(1/275807))
    *tan(arctan(306000783522799810880723082993/21765893176007825702703449046175976))}

   =(1/275807+306000783522799810880723082993/21765893176007825702703449046175976)
    /(1-1/275807*306000783522799810880723082993/21765893176007825702703449046175976)

   =1744507482180328366854565127/98646395734210062276153190241239

なので、

arctan(1/275807)
+arctan(306000783522799810880723082993/21765893176007825702703449046175976)

=arctan(1744507482180328366854565127/98646395734210062276153190241239)

x=arctan(1/28)

とおくと、

2x=arctan(2(1/28)/(1-(1/28)^2))=arctan(56/783)

4x=arctan(2(56/783)/(1-(56/783)^2))=arctan(87696/609953)

5x=arctan((87696/609953+1/28)/(1-87696/609953*1/28))=arctan(3065441/16990988)

10x=arctan(2(3065441/16990988)/(1-(3065441/16990988)^2))

  =arctan(104169742491416/279296744691663)

11x=arctan((104169742491416/279296744691663+1/28)/(1-104169742491416/279296744691663*1/28))

  =arctan(3196049534451311/7716139108875148)

22x=arctan(2(3196049534451311/7716139108875148)/(1-(3196049534451311/7716139108875148)^2))

  =arctan(49322325613363940973893167838056/49324070120846121302260022403183)

よって、

22arctan(1/28)=arctan(49322325613363940973893167838056/49324070120846121302260022403183)

そして、

x=arctan(49322325613363940973893167838056/49324070120846121302260022403183)
 +arctan(1744507482180328366854565127/98646395734210062276153190241239)

とおくと、

tan(x)={tan(arctan(49322325613363940973893167838056/49324070120846121302260022403183))
    +tan(arctan(1744507482180328366854565127/98646395734210062276153190241239))}
    /{1-tan(arctan(49322325613363940973893167838056/49324070120846121302260022403183))
    *tan(arctan(1744507482180328366854565127/98646395734210062276153190241239))}

=(49322325613363940973893167838056/49324070120846121302260022403183
 +1744507482180328366854565127/98646395734210062276153190241239)
 /(1-49322325613363940973893167838056/49324070120846121302260022403183
 *1744507482180328366854565127/98646395734210062276153190241239)

=1

なので、

arctan(49322325613363940973893167838056/49324070120846121302260022403183)
 +arctan(1744507482180328366854565127/98646395734210062276153190241239)

=arctan(1)

=π/4


 Dengan kesaktian Indukmu さんからのコメントです。(令和4年11月29日付け)

 らすかるさん、大変ありがとうございました。



  以下、工事中!



              投稿一覧に戻る