本题要求编写程序,根据下式求π的近似值,直到最后一项小于给定精度eps。 2π=1+31!+3×52!+3×5×73!+⋯+3×5×⋯×(2×i+1)i!+⋯
时间: 2024-12-12 07:17:50 浏览: 13
要编写一个程序来计算 π 的近似值,使用给出的公式,你需要按照以下步骤进行:
1. **定义变量**:
- `double pi`:存储 π 的近似值。
- `int i`:表示阶乘中的当前项数。
- `double term`:每一项的值。
- `double eps`:给定的精度。
2. **初始化**:
- 初始化 `pi` 为 1(因为 2π = 1),并设置初始值 `term` 和 `i`。
3. **循环条件**:
- 当 `term` 小于 `eps` 时,跳出循环。这是判断是否达到给定精度的标准。
4. **计算项**:
- 对于每一项,使用阶乘 `(2 * i + 1)!` 来计算,然后乘以适当的系数 3 和之前项的因子,将其加到 `pi` 上。
5. **递增项数**:
- 更新 `i`。
6. **更新项值**:
- 计算下一个项 `term` 的值。
下面是基本的 C 代码实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <math.h>
// 注意:这里没有直接用浮点数的阶乘函数,因为它在计算大型阶乘时可能不准确。你可以选择一个更精确的算法(如 Stirling's approximation)或者使用库函数(例如,在gmp或MPFR这样的高精度数学库中)来计算阶乘
double factorial(int n) {
if (n == 0 || n == 1)
return 1;
else
return n * factorial(n - 1);
}
double calculate_pi(double eps, int max_terms) {
double pi = 1.0;
int i = 0;
double term;
while (true) {
term = 3.0 * pow((2 * i + 1), i + 1); // 使用 pow 函数代替 i! 进行近似的计算
pi += term;
++i;
if (fabs(term) < eps) { // 检查精度
break;
}
if (i >= max_terms) { // 如果超过了最大项数,也停止
printf("Warning: Reached maximum terms (%d)\n", max_terms);
break;
}
}
return pi / 2.0; // 除以2得到 2π 的值
}
int main() {
double eps = 1e-8; // 精度
int max_terms = 10000; // 最大项数
double approx Pi = calculate_pi(eps, max_terms);
printf("Approximation of π with %lf precision and %d terms is %.15f\n", eps, max_terms, approx Pi);
return 0;
}
```
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