■ガウス整数とステルマー整数(その3)

arctan(1/n)を2項まで使って,πを表現する方法はステルマーの定理より次の5つしかないことが知られています.

 π/4=arctan(1/1)

 π/4=arctan(1/2)+arctan(1/3)

 π/4=2arctan(1/2)−arctan(1/7)

 π/4=2arctan(1/3)+arctan(1/7)

 π/4=4arctan(1/5)−arctan(1/239)

 ステルマー(Stφrmer)はノルウェー(オスロ大学)の数学者.数論に興味を持っていましたが,オーロラの研究もした人です.セルバーグはリーマン予想にいままでで一番近づいた人と評されますが,オスロ大学で数学を勉強していた頃,ラマヌジャンの数学について紹介したステルマーの文章を読んで影響を受けたようです.

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[1]2項公式

 π/4=arctan(1/2)+arctan(1/3) (Euler)

 π/4=2arctan(1/2)-arctan(1/7) (Vega)

 π/4=2arctan(1/3)+arctan(1/7) (Clausen)

 π/4=4arctan(1/5)-arctan(1/239) (Machin)

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[2]3項公式

 π/4=arctan(1/2)+arctan(1/5)+arctan(1/8) (Dahse)

 π/4=3arctan(1/4)+arctan(1/20)+arctan(1/1985) (Gauss)

 π/4=4arctan(1/5)-arctan(1/40)+arctan(1/99) (Rutherford)

 π/4=4arctan(1/5)-2arctan(1/408)+arctan(1/1393) (Vega)

 π/4=12arctan(1/18)+8arctan(1/57)-5arctan(1/239) (Gauss)

 π/4=8arctan(1/10)-arctan(1/239)-4arctan(1/515) (klingenstierna)

 π/4=6arctan(1/8)+2arctan(1/57)+arctan(1/239) (Shanks,Stφrmer)

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[3]4項公式

 ステルマー(Stφrmer)は3項公式を研究していますが,さらにarctanを4つ使ってπを表現する公式

 π/4=44arctan(1/57)+7arctan(1/239)-12arctan(1/682)+24arctan(1/12943) (Stφrmer)

も発見しました(1896年).

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