La siguiente es una lista de fórmulas importantes que involucran la constante matemática π. Muchas de estas fórmulas se pueden encontrar en el artículo Pi o en el artículo Aproximaciones de π.
Geometría eucaclidiana

donde C es la circunferencia de un círculo, d es el diámetro y r es el radio. En términos más generales,

donde L y w son, respectivamente, el perímetro y el ancho de cualquier curva de ancho constante.

donde A es el área de un círculo. En términos más generales,

donde A es el área encerrada por una elipse con semieje mayor a y semieje menor b.

Donde C es la circunferencia de un elipse con eje semi-major a y eje semi-minor b y
son las iteraciones aritméticas y geométricas de
, la media aritmética-geométrica de a y b con los valores iniciales
y
.

donde A es el área entre la bruja de Agnesi y su línea asintótica; r es el radio del círculo que la define.

Donde A es el área de un squircle con radio menor r,
es la función gamma.

Donde A es el área de una epicicloide con el círculo más pequeño del radio r y el círculo más grande del radio kr ()
), suponiendo que el punto inicial está en el círculo más grande.

Donde A es el área de una rosa con frecuencia angular k ()
) y amplitud a.

donde L es el perímetro de la lemniscata de Bernoulli con distancia focal c.

donde V es el volumen de una esfera y r es el radio.

donde SA es el área de la superficie de una esfera y r es el radio.

donde H es el hipervolumen de una 3-esfera y r es el radio.

donde SV es el volumen de la superficie de una esfera tridimensional y r es el radio.
Poligones convexos regulares
Suma S de los ángulos internos de un polígono convexo regular de n lados:

Área A de un polígono convexo regular con n lados y longitud de lado s:

Radio interno r de un polígono convexo regular de n lados y longitud de lado s:

Radio circunscrito R de un polígono convexo regular de n lados y longitud de lado s:

Física
- La constante cosmológica:

- Principio de incertidumbre de Heisenberg:

- Ecuación de campo de Einstein de la relatividad general:

- Ley de Coulomb para la fuerza eléctrica en vacío:

- Permeabilidad magnética del espacio libre:

- Período aproximado de un péndulo simple con pequeña amplitud:

- Exacto período de un péndulo simple con amplitud
()
es la media aritmética-geométrica:

- La tercera ley de Kepler del movimiento planetario:


Un rompecabezas que involucra "bolas de billar que chocan":

es el número de colisiones que se producen (en condiciones ideales, perfectamente elásticas y sin fricción) entre un objeto de masa m inicialmente en reposo entre una pared fija y otro objeto de masa b2Nm, al ser golpeado por el otro objeto. (Esto da los dígitos de π en base b hasta N dígitos después del punto de la base.)
Integrales
(integrando dos mitades
para obtener el área del círculo de unidad)



(ver también la distribución Cauchy)
(véase Dirichlet integral)
(ver Gaussian integral).
(cuando el camino de la integración vientos una vez contrarreste alrededor de 0. Vea también la fórmula integral de Cauchy).


(ver también Prueba de que 22/7 excede π).


(donde)
es el medio aritmético-geométrico; vea también elíptico integral)
Note que con componentes simétricos
, fórmulas de la forma
también se puede traducir a fórmulas
.
Serie infinita eficiente
(ver también Doble factorial)


(ver algoritmo de Chudnovsky)
(véase la serie Srinivasa Ramanujan, Ramanujan–Sato)
Los siguientes son eficientes para calcular dígitos binarios arbitrarios de π:

(ver fórmula Bailey–Borwein–Plouffe)


Serie de Plouffe para calcular dígitos decimales arbitrarios de π:

Otras series infinitas
(véase también el problema de Basilea y la función Riemann zeta)

Donde B2n es un número de Bernoulli.




(ver fórmula Leibniz para pi)
(Newton, Segunda carta a Oldenburg, 1676)
(Medhava series)







En general,

Donde
es
El número de Euler.


(ver coeficientes Gregory)
(donde)
es el factorial creciente)
(Nilakantha series)
(donde)
es n- el número Fibonacci)
(donde)
es la función suma de visores)
(donde)
es el número de factores principales de la forma
de
)
(donde)
es el número de factores principales de la forma
de
)


Las dos últimas fórmulas son casos especiales de

que generan infinitamente muchas fórmulas análogas para
cuando 
Aquí se dan algunas fórmulas que relacionan a π con los números armónicos. Otras series infinitas que involucran a π son:
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Donde
es el símbolo Pochhammer para el factorial creciente. Vea también la serie Ramanujan–Sato.




(la fórmula original de Machin)




Productos infinitos
(Euler)- donde los numeradores son los primeros impares; cada denominador es el múltiple de cuatro más cercano al numerador.

(ver también producto Wallis)
(Otra forma de producto de Wallis)
La fórmula de Viète:

Una fórmula de producto doblemente infinito que involucra la secuencia de Thue-Morse:

- Donde
y
es la secuencia Thue-Morse (Tóth 2020).


Donde
tales que
.

Donde
es k- el número Fibonacci.

siempre
y
,
,
son números reales positivos (ver Lista de identidades trigonométricas). Un caso especial

Funciones complejas
(Identidad de Euler)
Las siguientes equivalencias son verdaderas para cualquier complejo
:


También

Supongamos una celosa
se genera por dos períodos de sesiones
. Definimos el cuasi-períodos de esta celosa
y
Donde
es la función Weierstrass zeta (
y
son de hecho independientes de
). Luego los períodos y cuasi-períodos están relacionados por los Identidad legendaria:

fracciones continuadas

(Ramanujan,
es la constante de lemniscate)




Para obtener más información sobre la cuarta identidad, consulte la fórmula de fracción continua de Euler.
(Véase también Fracción continua y Fracción continua generalizada.)
algoritmos iterativos

(cercamente relacionado con la fórmula de Viète)
(donde)
es la entrada h+1-th del código gris m-bit,
)
(convergencia cuadrada)
(convergencia cúbica)
(El algoritmo de Arquimedes, ver también la media armónica y la media geométrica)
Para conocer algoritmos más iterativos, consulte el algoritmo de Gauss-Legendre y el algoritmo de Borwein.
Asintotics
(tasa de crecimiento asintotico de los coeficientes binomiales centrales)
(tasa de crecimiento sintomático de los números catalanes)
(Su aproximación)

(donde)
es la función totiente de Euler)

El símbolo
significa que ratio del lado izquierdo y el lado derecho tiende a uno como
.
El símbolo
significa que diferencia entre el lado izquierdo y el lado derecho tiende a cero como
.
Inversiones hipergeométricas
Con
siendo la función hipergeométrica:

donde

y
es la suma de dos cuadrados función.
De manera similar,

donde

y
es una función divisor.
Se pueden dar más fórmulas de esta naturaleza, como lo explica la teoría de Ramanujan de funciones elípticas para bases alternativas.
Tal vez las inversiones hipergeométricas más notables son los dos ejemplos siguientes, con la función de Ramanujan tau
y los coeficientes Fourier
de la J-invarianteOEIS: A000521):


donde en ambos casos

Además, al expandir la última expresión como una serie de potencias en

y configuración
, obtenemos una serie rápidamente convergente para
:

Varios
(La fórmula de reflexión de Euler, vea la función Gamma)
(la ecuación funcional de la función Riemann zeta)

(donde)
es la función Hurwitz zeta y el derivado se toma con respecto a la primera variable)
(véase también la función Beta)
(donde el agm es la media aritmética-geométrica)
(donde)
y
son las funciones de Jacobi theta)
(debido a Gauss,
es la constante de lemniscate)
(donde)
es la función de Gauss N)
(donde)
es el valor principal del logaritmo complejo)
(donde)
es el resto en la división de n por k)
(Suponiendo el área de un círculo)
(Riemann suma para evaluar el área del círculo de unidad)
( combinando la aproximación de Stirling con el producto Wallis)
(donde)
es la función modular de lambda)
(donde)
y
son invariantes de clase de Ramanujan)
Véase también
- Lista de identidades matemáticas
- Listas de temas de matemáticas
- Lista de identidades trigonométricas – Igualdad que implica funciones trigonométricas
- Lista de temas relacionados con π – Temas relacionados con la constante matemática
- Lista de representaciones de e
Referencias
Notas
- ^ La relación
fue válido hasta la redefinición 2019 de las unidades base SI. - ^ (forma integrada de arctan sobre todo su dominio, dando el período de tan)
- ^ Los coeficientes se pueden obtener revirtiendo la serie Puiseux de

a
. - ^ El
th root with the smallest positive principal argument is chosen. - ^ Cuando
, esto da aproximaciones algebraicas a la constante de Gelfond
. - ^ Cuando
, esto da aproximaciones algebraicas a la constante de Gelfond
.
Otros
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- ^ Carl B. Boyer, Una historia de matemáticas, Capítulo 21., págs. 488 a 489
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- Tóth, László (2020), "Productos Infinitos Transcendentales Asociados con el +-1 Thue-Morse Sequence" (PDF), Journal of Integer Sequences, 23: 20.8.2, arXiv:2009.02025.
Más lectura
- Borwein, Peter (2000). "El número increíble π" (PDF). Nieuw Archief voor Wiskunde5a serie. 1 (3): 254–258. ZBL 1173.01300.
- Kazuya Kato, Nobushige Kurokawa, Saito Takeshi: Teoría Número 1: Sueño de Fermat. American Mathematical Society, Providence 1993, ISBN 0-8218-0863-X.
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