Stomachion

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mercoledì 20 febbraio 2019

Dimostrazioni senza parole: la formula di Hutton

\[\frac{\pi}{4} = 2 \arctan \frac{1}{3} + \arctan{1}{7}\] Charles Hutton pubblicò questa formula nel 1776. Lo sloveno Jurij Bartolomej Vega (noto anche come Georg von Vega) nel 1794 utilizzò questa formula per migliorare il record di cifre decimali di $\pi$ che aveva già ottenuto nel 1789 con una formula simile a quella sviluppata da Leonard Euler.
L'immagine è realizzata con LaTeX e il pacchetto tickz: il codice sorgente su github
Vedi anche: Breve storia del pi greco / parte 5
Nelsen, R. B. (2013). Proof without words: The formulas of Hutton and Strassnitzky. Mathematics Magazine, 86(5), 350-350. doi:10.4169/math.mag.86.5.350 (jstor)

giovedì 15 marzo 2018

Breve storia del pi greco / parte 5

Come ogni anno, ecco arrivare dopo il Carnevale della Matematica del pi day, la nuova puntata della breve storia del $\pi$. Anche quest'anno ho deciso di operare un rimontaggio dei contenuti. Buona lettura!


Era il 1621 quando venne dato alle stampe il Cyclometricus di Willebrord Snellius, allievo di Ludolph van Ceulen. Snellius dimostrò che il perimetro del poligono inscritto converge al valore della circonferenza due volte più velocemente rispetto al poligono circoscritto. Da buon allievo di van Ceulen, Snellius riuscì a ottenere 7 cifre decimali per il $\pi$ utilzzando un poligono di 96 lati. Il suo miglior risultato, invece, furono 35 cifre decimali, che migliorava le 32 del suo maestro.
Il miglioramento successivo è datato 1630 ad opera di Christoph Grienberger, ultimo matematico a valutare $\pi$ con il metodo dei poligoni, mentre il primo cambio di metodo di successo arrivò grazie al matematico e astronomo britannico Abraham Sharp che determinò 72 cifre decimali di $\pi$, di cui 71 corrette, utilizzando una serie di arcotangenti. Pochi anni dopo John Machin migliorò ulteriormente il risultato di Sharp con la formula che porta il suo nome e che gli permise di raggiungere il ragguardevole risultato di 100 cifre decimali! \[\frac{\pi}{4} = 4 \arctan \frac{1}{5} - \arctan \frac{1}{239}\] L'approccio di Machin si rivelò vincente, tanto che il barone sloveno Jurij Vega migliorò in due occasioni la formula di cui sopra ottenendo un maggior numero di cifre decimali di $\pi$, la prima volta nel 1789 con una formula simile a quella di Euler