Tài Liệu Học Tập
No Result
View All Result
  • Đề Thi
  • Lớp 12
    • Lịch Sử Lớp 12
    • Địa Lí Lớp 12
    • Ngữ Văn Lớp 12
    • GD KTPL Lớp 12
    • Toán Lớp 12
    • Tiếng Anh Lớp 12
    • Hóa Học Lớp 12
    • Sinh Học Lớp 12
    • Vật Lí Lớp 12
  • Lớp 11
    • Toán Lớp 11
    • Ngữ Văn Lớp 11
    • Tiếng Anh Lớp 11
    • Hóa Học Lớp 11
    • Sinh Học Lớp 11
    • Vật Lí Lớp 11
    • Lịch Sử Lớp 11
    • Địa Lí Lớp 11
    • GDCD Lớp 11
  • Lớp 10
    • Toán Lớp 10
    • Ngữ Văn Lớp 10
    • Tiếng Anh Lớp 10
    • Hóa Học Lớp 10
    • Sinh Học Lớp 10
    • Vật Lí Lớp 10
    • Lịch Sử Lớp 10
    • Địa Lí Lớp 10
    • GDKTPL Lớp 10
    • Công nghệ lớp 10
    • Tin Học Lớp 10
  • Lớp 9
    • Toán Lớp 9
    • Ngữ Văn Lớp 9
    • Tiếng Anh Lớp 9
    • Lịch sử và địa lý lớp 9
    • Khoa Học Tự Nhiên Lớp 9
    • GDCD Lớp 9
  • Lớp 8
    • Toán Lớp 8
    • Ngữ Văn Lớp 8
    • Tiếng Anh Lớp 8
    • Lịch sử và địa lý lớp 8
    • Khoa Học Tự Nhiên Lớp 8
    • GDCD 8
  • Lớp 7
    • Toán Lớp 7
    • Văn Lớp 7
    • Tiếng Anh Lớp 7
    • Lịch Sử Và Địa Lí Lớp 7
    • Khoa Học Tự Nhiên Lớp 7
  • Lớp 6
    • Toán Lớp 6
    • Văn Lớp 6
    • Tiếng Anh lớp 6
    • Lịch Sử và Địa Lí Lớp 6
    • Khoa Học Tự Nhiên lớp 6
  • Lớp 5
    • Toán lớp 5
    • Tiếng Việt Lớp 5
    • Tiếng Anh Lớp 5
    • Lịch Sử và Địa Lí Lớp 5
  • Lớp 4
    • Toán lớp 4
    • Tiếng Việt Lớp 4
    • Tiếng Anh Lớp 4
    • Lịch Sử và Địa Lí Lớp 4
  • Lớp 3
    • Toán lớp 3
    • Tiếng Anh Lớp 3
    • Tiếng Việt Lớp 3
  • Mẹo Hay
  • Tin tức
  • Liên Hệ
Tài Liệu Học Tập
No Result
View All Result
Home Tin tức

Viète’s formula

by Tranducdoan
31/12/2025
in Tin tức
0
Đánh giá bài viết
Viète’s formula, as printed in Viète’s Variorum de rebus mathematicis responsorum, liber VIII (1593)

In mathematics, Viète’s formula is the following infinite product of nested radicals representing twice the reciprocal of the mathematical constant π: 2 π = 2 2 ⋅ 2 + 2 2 ⋅ 2 + 2 + 2 2 ⋯ = 1 2 ⋅ 1 2 + 1 2 1 2 ⋅ 1 2 + 1 2 1 2 + 1 2 1 2 ⋯ {displaystyle {begin{aligned}{frac {2}{pi }}&={frac {sqrt {2}}{2}}cdot {frac {sqrt {2+{sqrt {2}}}}{2}}cdot {frac {sqrt {2+{sqrt {2+{sqrt {2}}}}}}{2}}cdots [5mu]&={sqrt {frac {1}{2}}}cdot {sqrt {{frac {1}{2}}+{frac {1}{2}}{sqrt {frac {1}{2}}}}}cdot {sqrt {{frac {1}{2}}+{frac {1}{2}}{sqrt {{frac {1}{2}}+{frac {1}{2}}{sqrt {frac {1}{2}}}}}}}cdots end{aligned}}}

It can also be represented as 2 π = ∏ n = 1 ∞ cos ⁡ π 2 n + 1 . {displaystyle {frac {2}{pi }}=prod _{n=1}^{infty }cos {frac {pi }{2^{n+1}}}.}

The formula is named after François Viète, who published it in 1593.[1] As the first formula of European mathematics to represent an infinite process,[2] it can be given a rigorous meaning as a limit expression[3] and marks the beginning of mathematical analysis. It has linear convergence and can be used for calculations of π,[4] but other methods before and since have led to greater accuracy. It has also been used in calculations of the behavior of systems of springs and masses[5] and as a motivating example for the concept of statistical independence.

The formula can be derived as a telescoping product of either the areas or perimeters of nested polygons converging to a circle. Alternatively, repeated use of the half-angle formula from trigonometry leads to a generalized formula, discovered by Leonhard Euler, that has Viète’s formula as a special case. Many similar formulas involving nested roots or infinite products are now known.

François Viète (1540-1603) was a French lawyer, privy councillor to two French kings, and amateur mathematician. He published this formula in 1593 in his work Variorum de rebus mathematicis responsorum, liber VIII. At this time, methods for approximating π to (in principle) arbitrary accuracy had long been known. Viète’s own method can be interpreted as a variation of an idea of Archimedes of approximating the circumference of a circle by the perimeter of a many-sided polygon,[1] used by Archimedes to find the approximation[6] 223 71 < π < 22 7 . {displaystyle {frac {223}{71}}<pi <{frac {22}{7}}.}

By publishing his method as a mathematical formula, Viète formulated the first instance of an infinite product known in mathematics,[7][8] and the first example of an explicit formula for the exact value of π.[9][10] As the first representation in European mathematics of a number as the result of an infinite process rather than of a finite calculation,[11] Eli Maor highlights Viète’s formula as marking the beginning of mathematical analysis[2] and Jonathan Borwein calls its appearance “the dawn of modern mathematics”.[12]

Using his formula, Viète calculated π to an accuracy of nine decimal digits.[4] However, this was not the most accurate approximation to π known at the time, as the Persian mathematician Jamshīd al-Kāshī had calculated π to an accuracy of nine sexagesimal digits and 16 decimal digits in 1424.[12] Not long after Viète published his formula, Ludolph van Ceulen used a method closely related to Viète’s to calculate 35 digits of π, which were published only after van Ceulen’s death in 1610.[12]

Beyond its mathematical and historical significance, Viète’s formula can be used to explain the different speeds of waves of different frequencies in an infinite chain of springs and masses, and the appearance of π in the limiting behavior of these speeds.[5] Additionally, a derivation of this formula as a product of integrals involving the Rademacher system, equal to the integral of products of the same functions, provides a motivating example for the concept of statistical independence.[13]

Viète’s formula may be rewritten and understood as a limit expression[3] lim n → ∞ ∏ i = 1 n a i 2 = 2 π , {displaystyle lim _{nrightarrow infty }prod _{i=1}^{n}{frac {a_{i}}{2}}={frac {2}{pi }},} where a 1 = 2 a i = 2 + a i − 1 . {displaystyle {begin{aligned}a_{1}&={sqrt {2}}a_{i}&={sqrt {2+a_{i-1}}}.end{aligned}}}

For each choice of n {displaystyle n} , the expression in the limit is a finite product, and as n {displaystyle n} gets arbitrarily large, these finite products have values that approach the value of Viète’s formula arbitrarily closely. Viète did his work long before the concepts of limits and rigorous proofs of convergence were developed in mathematics; the first proof that this limit exists was not given until the work of Ferdinand Rudio in 1891.[1][14]

Comparison of the convergence of Viète’s formula (×) and several historical infinite series for π. Sn is the approximation after taking n terms. Each subsequent subplot magnifies the shaded area horizontally by 10 times.

The rate of convergence of a limit governs the number of terms of the expression needed to achieve a given number of digits of accuracy. In Viète’s formula, the numbers of terms and digits are proportional to each other: the product of the first n terms in the limit gives an expression for π that is accurate to approximately 0.6n digits.[4][15] This convergence rate compares very favorably with the Wallis product, a later infinite product formula for π. Although Viète himself used his formula to calculate π only with nine-digit accuracy, an accelerated version of his formula has been used to calculate π to hundreds of thousands of digits.[4]

Viète’s formula may be obtained as a special case of a formula for the sinc function that has often been attributed to Leonhard Euler[16], more than a century later:[1] sin ⁡ x x = cos ⁡ x 2 ⋅ cos ⁡ x 4 ⋅ cos ⁡ x 8 ⋯ {displaystyle {frac {sin x}{x}}=cos {frac {x}{2}}cdot cos {frac {x}{4}}cdot cos {frac {x}{8}}cdots }

Substituting x = π/2 in this formula yields[17] 2 π = cos ⁡ π 4 ⋅ cos ⁡ π 8 ⋅ cos ⁡ π 16 ⋯ {displaystyle {frac {2}{pi }}=cos {frac {pi }{4}}cdot cos {frac {pi }{8}}cdot cos {frac {pi }{16}}cdots }

Then, expressing each term of the product on the right as a function of earlier terms using the half-angle formula: cos ⁡ x 2 = 1 + cos ⁡ x 2 {displaystyle cos {frac {x}{2}}={sqrt {frac {1+cos x}{2}}}} gives Viète’s formula.[9]

It is also possible to derive from Viète’s formula a related formula for π that still involves nested square roots of two, but uses only one multiplication:[18] π = lim k → ∞ 2 k 2 − 2 + 2 + 2 + 2 + ⋯ + 2 ⏟ k square roots , {displaystyle pi =lim _{kto infty }2^{k}underbrace {sqrt {2-{sqrt {2+{sqrt {2+{sqrt {2+{sqrt {2+cdots +{sqrt {2}}}}}}}}}}}} _{k{text{ square roots}}},} which can be rewritten compactly as π = lim k → ∞ 2 k 2 − a k , a 1 = 0 , a k = 2 + a k − 1 . {displaystyle {begin{aligned}pi &=lim _{kto infty }2^{k}{sqrt {2-a_{k}}},a_{1}&=0,a_{k}&={sqrt {2+a_{k-1}}}.end{aligned}}}

Many formulae for π and other constants such as the golden ratio are now known, similar to Viète’s in their use of either nested radicals or infinite products of trigonometric functions.[8][18][19][20][21][22][23][24]

A sequence of regular polygons with numbers of sides equal to powers of two, inscribed in a circle. The ratios between areas or perimeters of consecutive polygons in the sequence give the terms of Viète’s formula.

Viète obtained his formula by comparing the areas of regular polygons with 2n and 2n + 1 sides inscribed in a circle.[1][2] The first term in the product, 2 / 2 {displaystyle {sqrt {2}}/2} (before rationalization 1 / 2 {displaystyle 1/{sqrt {2}}} ), is the ratio of areas of a square to an octagon, the second term is the ratio of areas of an octagon and a hexadecagon, etc. Thus, the product telescopes to give the ratio of areas of a square (the initial polygon in the sequence) to a circle (the limiting case of a 2n-gon). Alternatively, the terms in the product may be instead interpreted as ratios of perimeters of the same sequence of polygons, starting with the ratio of perimeters of a digon (the diameter of the circle, counted twice) and a square, the ratio of perimeters of a square and an octagon, etc.[25]

Another derivation is possible based on trigonometric identities and Euler’s formula. Repeatedly applying the double-angle formula sin ⁡ x = 2 sin ⁡ x 2 cos ⁡ x 2 , {displaystyle sin x=2sin {frac {x}{2}}cos {frac {x}{2}},} leads to a proof by mathematical induction that, for all positive integers n, sin ⁡ x = 2 n sin ⁡ x 2 n ( ∏ i = 1 n cos ⁡ x 2 i ) . {displaystyle sin x=2^{n}sin {frac {x}{2^{n}}}{biggl (}prod _{i=1}^{n}cos {frac {x}{2^{i}}}{biggr )}.}

The term 2n sin(x/2n) goes to x in the limit as n goes to infinity, from which Euler’s formula follows. Viète’s formula may be obtained from this formula by the substitution x = π/2.[9][13]

  • Morrie’s law, same identity taking x = 2 n α {displaystyle x=2^{n}alpha } on Viète’s formula
  • List of trigonometric identities
  • Mathematics portal
  • Viète’s Variorum de rebus mathematicis responsorum, liber VIII (1593) on Google Books. The formula is on the second half of p. 30.
Previous Post

Tổng hợp Công thức Toán 12 (cả năm, sách mới)

Next Post

Trật trội hay Chật chội, từ nào đúng chính tả tiếng Việt?

Tranducdoan

Tranducdoan

Trần Đức Đoàn sinh năm 1999, anh chàng đẹp trai đến từ Thái Bình. Hiện đang theo học và làm việc tại trường cao đẳng FPT Polytechnic

Next Post

Trật trội hay Chật chội, từ nào đúng chính tả tiếng Việt?

Xoilac TV trực tiếp bóng đá đọc sách online Socolive trực tiếp Ca Khia TV trực tiếp XoilacTV sàn forex uy tín 789bet sumclub game bài đổi thưởng topclub 789p 388bet 69vn FUN79 KP88 555win 888now 888top สล็อต999 https://p789bet.biz/ cakhia VN88 cakhia cakhia
Tài Liệu Học Tập

Copyright © 2022 Tài Liệu Học Tập.

Chuyên Mục

  • Đề Thi
  • Lớp 12
  • Lớp 11
  • Lớp 10
  • Lớp 9
  • Lớp 8
  • Lớp 7
  • Lớp 6
  • Lớp 5
  • Lớp 4
  • Lớp 3
  • Mẹo Hay
  • Tin tức
  • Liên Hệ

Tham Gia Group Tài Liệu Học Tập

No Result
View All Result
  • Đề Thi
  • Lớp 12
    • Lịch Sử Lớp 12
    • Địa Lí Lớp 12
    • Ngữ Văn Lớp 12
    • GD KTPL Lớp 12
    • Toán Lớp 12
    • Tiếng Anh Lớp 12
    • Hóa Học Lớp 12
    • Sinh Học Lớp 12
    • Vật Lí Lớp 12
  • Lớp 11
    • Toán Lớp 11
    • Ngữ Văn Lớp 11
    • Tiếng Anh Lớp 11
    • Hóa Học Lớp 11
    • Sinh Học Lớp 11
    • Vật Lí Lớp 11
    • Lịch Sử Lớp 11
    • Địa Lí Lớp 11
    • GDCD Lớp 11
  • Lớp 10
    • Toán Lớp 10
    • Ngữ Văn Lớp 10
    • Tiếng Anh Lớp 10
    • Hóa Học Lớp 10
    • Sinh Học Lớp 10
    • Vật Lí Lớp 10
    • Lịch Sử Lớp 10
    • Địa Lí Lớp 10
    • GDKTPL Lớp 10
    • Công nghệ lớp 10
    • Tin Học Lớp 10
  • Lớp 9
    • Toán Lớp 9
    • Ngữ Văn Lớp 9
    • Tiếng Anh Lớp 9
    • Lịch sử và địa lý lớp 9
    • Khoa Học Tự Nhiên Lớp 9
    • GDCD Lớp 9
  • Lớp 8
    • Toán Lớp 8
    • Ngữ Văn Lớp 8
    • Tiếng Anh Lớp 8
    • Lịch sử và địa lý lớp 8
    • Khoa Học Tự Nhiên Lớp 8
    • GDCD 8
  • Lớp 7
    • Toán Lớp 7
    • Văn Lớp 7
    • Tiếng Anh Lớp 7
    • Lịch Sử Và Địa Lí Lớp 7
    • Khoa Học Tự Nhiên Lớp 7
  • Lớp 6
    • Toán Lớp 6
    • Văn Lớp 6
    • Tiếng Anh lớp 6
    • Lịch Sử và Địa Lí Lớp 6
    • Khoa Học Tự Nhiên lớp 6
  • Lớp 5
    • Toán lớp 5
    • Tiếng Việt Lớp 5
    • Tiếng Anh Lớp 5
    • Lịch Sử và Địa Lí Lớp 5
  • Lớp 4
    • Toán lớp 4
    • Tiếng Việt Lớp 4
    • Tiếng Anh Lớp 4
    • Lịch Sử và Địa Lí Lớp 4
  • Lớp 3
    • Toán lớp 3
    • Tiếng Anh Lớp 3
    • Tiếng Việt Lớp 3
  • Mẹo Hay
  • Tin tức
  • Liên Hệ

Copyright © 2022 Tài Liệu Học Tập.