用MATLAB求解π的近似值:基于级数公式的实现

本文将使用MATLAB编写代码,通过求解级数公式π^2/6=1/1^2+1/2^2+1/3^2+....+1/n^2,计算π的近似值。代码将使用MATLAB中的'sum'函数来实现级数的求和。

代码实现

% 定义一个函数,输入n,输出π的近似值
function approx_pi = approx_pi(n)
    approx_pi = sqrt(6*sum(1./(1:n).^2)); % 使用sum函数计算级数和
end

% 在命令窗口分别调用函数,计算n为100、1000、10000时的结果
approx_pi(100)
approx_pi(1000)
approx_pi(10000)

结果

当n分别为100、1000、10000时,代码输出的近似值分别为:

  • n = 100: ans = 3.1321
  • n = 1000: ans = 3.1406
  • n = 10000: ans = 3.1415

代码解析

  1. 函数定义

    function approx_pi = approx_pi(n)
        ...
    end
    

    该代码定义了一个名为'approx_pi'的函数,该函数接受一个输入参数'n',并返回π的近似值。

  2. 级数求和

    approx_pi = sqrt(6*sum(1./(1:n).^2));
    
    • (1:n) 生成一个从1到n的整数序列。
    • 1./(1:n).^2 计算每个整数的平方倒数,即 1/1^2, 1/2^2, 1/3^2, ... , 1/n^2。
    • sum(...) 对所有平方倒数进行求和,计算级数的和。
    • sqrt(6*...) 最后,将级数的和乘以6并开平方根,得到π的近似值。
  3. 函数调用

    approx_pi(100)
    

approx_pi(1000) approx_pi(10000)

分别调用'approx_pi'函数,将n的值设置为100、1000、10000,并输出相应的近似值。

### 结论

通过使用MATLAB和级数公式,我们可以得到π的近似值。随着n值的增加,近似值逐渐接近π的真实值。该代码简洁明了,并提供了详细的注释,便于理解和学习。

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