πとeの連分数展開とその数値計算法

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タイトル別名
  • パイ ト e ノ レンブンスウ テンカイ ト ソノ スウチ ケイサンホウ
  • Expansions of π and e into Continued Fractions and their Numerical Evaluation
  • π ト e ノ レンブンスウ テンカイ ト ソノ スウチ ケイサンホウ

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抄録

type:P(論文)

円周率πを表すいわゆるブランカーの公式の初等的な導き方を示し,その打切り誤差が,π/4の逆数をグレゴリー級数で表したときの打切り誤差と正確に一致することを示した。またその導き方を応用して,自然対数の底eの収束の速い連分数展開を与えた。さいごにそれらの無限連分数の数値計算法を検討して,これまでに知られている直接的な計算法をブランカーの公式に当てはめるとすぐ桁あふれが起こってしまう(最初の10項しか計算できない)こと,また本論文で提案される計算法によれば,桁あふれを大幅に抑えられる(4百万項計算できる)ことを示した。

In this paper, we have shown an elementary method to derive Brounker's Formula, an expansion of the number π into continued fraction, and proved that its truncation error is identical with that of the evaluation of the reciprocal of π/4 by Gregory's series. By the same method, we obtained an infinite continued fraction which converges very rapidly to the value of e, the base of natural logarithm. We finally examined numerical evaluation of infinite continued fractions, and have shown that Brounker's Formula is practically intractable by the ordinary straight-forward method, because overflow occurs in the very early stage of computation, while its evaluation can be continued much further without overflow by the method presented in this paper.

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