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Alea楼主2023/11/5 10:53

题目描述

π\pi 的重要性是人所共知的,因为它可以出现在数学的任何地方,甚至于统计学!π\pi 的定义是圆的周长与直径之比。数学家们执着于探求 π\pi 的值,因而各种对于 π\pi 的级数展开呗发明出来,一部分的证明还相当的简单。例如,对于 π4=tan⁡−1x∣01=∫0111+x2dx\frac{\pi}{4}=\tan^{-1}x|_0^1=\int_0^1\frac{1}{1+x^2}\mathrm dx,我们就可以写

π=41−43+45−47+49−411⋯\pi=\frac{4}{1}-\frac{4}{3}+\frac{4}{5}-\frac{4}{7}+\frac{4}{9}-\frac{4}{11}\cdots

然而这个级数收敛的十分之慢。例如,想要找到 π\pi 的五位小数的正确值,我们需要 130658130658 项才可以。并且浮点数的进度还是非常之底,因此我们当然可以采用 π6=sin⁡−1x∣00.5\frac\pi 6=\sin^{-1}x|_0^{0.5} 的展开:

π=62+648+181280+3014336+⋯\pi=\frac{6}{2}+\frac{6}{48}+\frac{18}{1280}+\frac{30}{14336}+\cdots

这个级数收敛的就非常快了,对于 π\pi 的五位小数我们只需 77 项就能得到。然而在现实世界中我们无法得到无穷项的展开式,因此我们只加到限定值之处,直到某一项小于限定值。因此你的任务是,给定限定值,求需要多少项。

提示(翻译人加的):

sin⁡−1x=∫0x(1+∑n=1∞(2n−1)!!(2n)!!t2n)dt=x+∑n=1∞(2n−1)!!(2n+1)(2n)!!x2n+1(∣x∣<1)\sin^{-1} x=\int_0^x\left(1+\sum_{n=1}^{\infty}\frac{(2n-1)!!}{(2n)!!}t^{2n}\right)\mathrm dt=x+\sum_{n=1}^{\infty}\frac{(2n-1)!!}{(2n+1)(2n)!!}x^{2n+1}(|x|<1)

输入格式

输入文件小于等于 10001000 行,每行有一个整数 nn,当 nn 是负值时输入结束。

输出格式

对于每行输入,你应该给出一个输出,指出后一个级数的前 xx 项的大小大于等于 10−n10^{-n}。


### 题目描述

$\pi$ 的重要性是人所共知的,因为它可以出现在数学的任何地方,甚至于统计学!$\pi$ 的定义是圆的周长与直径之比。数学家们执着于探求 $\pi$ 的值,因而各种对于 $\pi$ 的级数展开呗发明出来,一部分的证明还相当的简单。例如,对于 $\frac{\pi}{4}=\tan^{-1}x|_0^1=\int_0^1\frac{1}{1+x^2}\mathrm dx$,我们就可以写

$$\pi=\frac{4}{1}-\frac{4}{3}+\frac{4}{5}-\frac{4}{7}+\frac{4}{9}-\frac{4}{11}\cdots$$

然而这个级数收敛的十分之慢。例如,想要找到 $\pi$ 的五位小数的正确值,我们需要 $130658$ 项才可以。并且浮点数的进度还是非常之底,因此我们当然可以采用 $\frac\pi 6=\sin^{-1}x|_0^{0.5}$ 的展开:

$$\pi=\frac{6}{2}+\frac{6}{48}+\frac{18}{1280}+\frac{30}{14336}+\cdots$$

这个级数收敛的就非常快了,对于 $\pi$ 的五位小数我们只需 $7$ 项就能得到。然而在现实世界中我们无法得到无穷项的展开式,因此我们只加到限定值之处,直到某一项小于限定值。因此你的任务是,给定限定值,求需要多少项。

提示(翻译人加的):

$$\sin^{-1} x=\int_0^x\left(1+\sum_{n=1}^{\infty}\frac{(2n-1)!!}{(2n)!!}t^{2n}\right)\mathrm dt=x+\sum_{n=1}^{\infty}\frac{(2n-1)!!}{(2n+1)(2n)!!}x^{2n+1}(|x|<1)$$

### 输入格式

输入文件小于等于 $1000$ 行,每行有一个整数 $n$,当 $n$ 是负值时输入结束。

### 输出格式

对于每行输入,你应该给出一个输出,指出后一个级数的前 $x$ 项的大小大于等于 $10^{-n}$。
2023/11/5 10:53
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