Anexo:Fórmulas que contienen a π
From Wikipedia, the free encyclopedia
La siguiente es una lista de fórmulas importantes que involucran la constante matemática π (pi). Muchas de estas fórmulas se pueden encontrar en el artículo principal sobre el número π.
| Número π | ||
|---|---|---|
|
| ||
| 3.14159 26535 89793 23846 26433... | ||
| Usos | ||
| Propiedades | ||
| Valor | ||
| Personas | ||
| En la cultura popular | ||
| Temas relacionados | ||
Geometría euclidiana
donde C es la circunferencia del círculo, d es el diámetro y r es el radio. Más generalmente:
donde A es el área del círculo. Más generalmente,
donde L y w son, respectivamente, el perímetro y el ancho de cualquier curva de ancho constante.
donde A es el área demarcada por una elipse con semieje mayor a y semieje menor b.
donde C es la circunferencia de una elipse con semieje mayor a y semieje menor b y son las iteraciones aritméticas y geométricas de , la media aritmético-geométrica de a y b con los valores iniciales y .
donde A es el área entre la bruja de Agnesi y su recta asintótica; r es el radio del círculo que lo define.
donde A es el área de un squircle con radio menor r y es la función gamma.
donde A es el área de una epicicloide con el círculo más pequeño de radio r y el círculo más grande de radio kr ( ), asumiendo que el punto inicial se encuentra en el círculo más grande.
donde A es el área de una rosa con frecuencia angular k ( ) y amplitud a.
donde L es el perímetro de la lemniscata de Bernoulli con distancia focal c.
donde V es el volumen de una esfera y r es el radio.
donde SA es el área de superficie de una esfera y r es el radio.
donde H es el hipervolumen de la triple esfera y r es el radio.
donde SV es el volumen de superficie de la triple-esfera y r es el radio.
Polígonos convexos regulares
Suma S de los ángulos internos de un polígono regular convexo de n lados:
Área A de un polígono regular convexo con n lados y lados de longitud s:
Radio inscrito r de un polígono regular convexo con n lados y lados de longitud s :
Circunradio R de un polígono regular convexo con n lados y lados de longitud s:
Física
- Ley de Coulomb para la fuerza eléctrica en el vacío:
- Período aproximado de un péndulo simple de pequeña amplitud:
- Periodo exacto de un péndulo simple con amplitud. ( es la media aritmético-geométrica):
- La fórmula de pandeo :
Un problema que involucra "bolas de billar que chocan":
es el número de colisiones realizadas (en condiciones ideales, con elasticidad perfecta y sin fricción) por un objeto de masa m inicialmente en reposo entre una pared fija y otro objeto de masa b 2 N m, cuando es golpeado por el otro objeto. [1] (Esto da los dígitos de π en base b hasta N dígitos después del punto de base).
Fórmulas que dan π como resultado
Integrales
- (el doble de la integral de un semicírculo para obtener el área del círculo unitario)
- [2] (véase también distribución de Cauchy )
- (véase integral de Dirichlet )
- (cuando el camino de integración gira una vez en sentido antihorario alrededor de 0. Véase también la fórmula integral de Cauchy).
- (véase la integral gaussiana).
- (donde es la media aritmético-geométrica; véase también la integral elíptica)
Nótese que los integrandos simétricos , que tienen la forma también se pueden traducir a la forma .
Series infinitas eficientes
- (véase también doble factorial)
Las siguientes fórmulas son eficientes para calcular dígitos binarios arbitrarios de π:
- (véase el algoritmo de Chudnovsky)
- (véase también la prueba de que 22/7 es mayor que π ).
Serie de Plouffe para calcular dígitos decimales arbitrarios de π: [5]
- (véase: Srinivasa Ramanujan, serie Ramanujan-Sato)
Otras series infinitas
- (ver también problema de Basilea y función zeta de Riemann )
- ( Serie Madhava )
En general,
donde es el número de Euler . [8]
- (ver coeficientes de Gregory)
- (donde es el factorial ascendente) [9]
- (Serie Nilakantha )
- (dónde es el enésimo número de Fibonacci )
- (dónde es la función de suma de divisores )
- (donde es el número de factores primos de la forma de ) [12]
Las dos últimas fórmulas son casos especiales de
que generan infinitas fórmulas análogas para cuando
Algunas fórmulas que relacionan π y números armónicos se pueden ver aquí. Otras series infinitas que contienen a π son: [14]
donde es el símbolo de Pochhammer para el factorial ascendente. Véase también Serie Ramanujan-Sato.
Fórmulas tipo Machin
- (la fórmula original de Machin)
Productos infinitos
- (Euler)
- Donde los numeradores son los números primos impares; cada denominador es el múltiplo de cuatro más cerca del numerador.
Representación de un producto infinito a partir de un límite:
Fórmulas arcotangentes
donde tal que .
donde es el k-ésimo número de Fibonacci.
cuando y , , son números reales positivos (see Identidades trigonométricas). Un caso especial es:
Funciones complejas
Las siguientes equivalencias son verdaderas para cualquier número complejo :
Además
Suponemos que una red es generada por dos períodos . Definimos los quasi-periodos de esta red con y donde es la función zeta de Weierstrass ( y son independientes de ). Entonces los periodos y quasi-periodos son relacionados con la identidad de Legendre:
Fracciones continuas
- (Ramanujan, es la constante de la lemniscata)
Para más información sobre la cuarta fórmula, véase: Fracción continua de Euler.