"MATLAB圆周率近似计算实验报告"
MATLAB圆周率近似计算实验报告是基于MATLAB的圆周率近似计算实验报告,旨在使用不同方法计算圆周率并分析实验结果。圆周率(Pi)是圆的周长与直径的比值,是一个在数学及物理学中普遍存在的数学常数。
一、问题分析
计算圆周率有很多方法, Different methods have their advantages and disadvantages. 使用强大的计算机性能,我们可以使用不同的方法计算圆周率并且感受不同方法孰优孰劣。
二、实验方法
1. 投点法
投点法顾名思义就是通过投点计算圆周率。在一个边长为 1 的正方形里以 1 为半径画一个四分之一圆,再向正方形里投点,在概率的学习中我们知道,大量地向这个正方形中投点时,在投的点足够多的前提下,落在四分之一扇形里的点与投的所有点的个数之比应该为扇形与整个正方形的面积之比。扇形的面积为四分之一圆,即 1/4*pi,正方形的面积为 1.设投 n 个点,落在扇形里的点的个数为 count 即可推出 pi=4*(count/n)。
代码如下:
count=0;
ezplot(’x^2+y^2=1',[0,1,0,1]),hold on ,grid on
n=10000;
for i=1:1:n
x=rand(1,1);
y=rand(1,1);
plot(x,y,'*’),hold on
pause(0.001)
if x^2+y^2〈=1
count=count+1;
end
end
p=4*(count/n)
2. 定积分积分法
将区间[0,1]分成 n 等份,在每个小区间上,选中点为,使用积分的方法计算π的近似值。
代码如下:
n=50;%等分积分区间数
i=0:1/n:1;
s=0;
for k=1:length(i)—1
s=s+(1/(1+((i(k)+i(k+1))/2)^2))*1/n;
end
vpa(4*s,20)
三、实验结果
投点法计算圆周率结果:
投 200 个点时:
3.3600 3.0600 3.1800 3.1400 3.1800
投 1000 个点时:
3.1040 3.1120 3.2200 3.1520 3.1280
投 10000 个点时:
3.1376 3.1355 3.1413 3.1415 3.1490 3.1457
投 100000 个点时:
3.1415 3.1414 3.1414 3.1413
四、结论
使用投点法和定积分积分法计算圆周率的结果表明,计算圆周率需要选择合适的方法和参数设置,以获得较高的计算精度。同时,计算圆周率也需要考虑计算机的性能和资源使用效率。