arctan 関係式一覧

松元隆二
(matsumoto(AT)tech-i.kyutech.ac.jp)
1996/05/08
1998/12/03 データ追加
2000/3/23 データ追加
2014/11/20 データ修正および追加、文字コードをUTF-8に変更
2015/1/14 データ追加
  2016/11/3 データ更新/ファイル形式をtxtからhtmlへ変更

0. 目次


1. はじめに.

円周率の計算に使われている公式の一種に三角関数のarctanを使っている式が あります. 有名な式では,次のマチンの公式があります.

pi/4 = arctan(1) = 4arctan(1/5) - arctan(1/239)
このようなarctanを使った式は,無限にあります. 今回私は条件を絞って, 計算機を使い以上のようなarctanの関係式を探索しました.探索方法は文献 [1]を参考にしました.また2011年以降の探索では[4,5,7]を参考にしてい ます。2016年以降の探索では[12]を参考にしています。

1.1. 日付が1996年分のデータについて

二つの方法で探索を行ないました.

一つ目は,共通の素数を目印にして探索する方法です.``共通の素数''の意味 については,文献[1]を参考にしてください.

-共通の素数の数が1個から4個まで
-arctan(1/X)のXの範囲は 2 <= X <= 1,000,000
-素数の範囲は最大1000まで
-arctan(1/X)の項数は4項まで
を対象とし,
-計算機は Sun micro systems 社製 SparcStation20/SunOS4.1.3JLE
-言語は Swedish Institute of Computer Science 製 SICStus Prolog 2.1
を使い1時間13分かけて探索しました.

二つ目は,連鎖探索法です. この方法も同様に文献[1]を御覧ください.

-計算機は Sun micro systems 社製 SparcStation20/SunOS4.1.3JLE
-言語は Swedish Institute of Computer Science 製 SICStus Prolog 2.1
を使い約4時間かけて探索しました.

1.2. 日付が1997〜8年分のデータについて

1996年に使ったプログラムをPrologからC++に移植し、再探索を行ないました。 方法は共通の素数を目印にして探索する方法です.

探索時のデータですが、長期に渡り、断続的に探索を行なったためデータは残っ ていません。計算機環境は以下の通りです。

-計算機は TowTopショップブランド,PentiumPro200Mhz,Memory128MByte
-OSは Linux Slackware3.2 および FreeBSD-2.2.1
-言語は GNU C++ 2.7.1
2項式・3項式については新たな追加はありません。4項式については、198個追 加しました。別ファイルの5項式については、25688個追加しました。

1.3. 日付が2000年分のデータについて

前項1.2とほぼ同じプログラムを使い、次の二つの条件で探索を行なっていま す。共通の素数を目印にして探索する方法です.

条件1:
-共通の素数の数が1個から3個まで
-arctan(1/X)のXの範囲は 2 <= X < 2^32
-素数の範囲は最大10000まで
-arctan(1/X)の項数は4項まで
という条件で
- RedHat5.2J Rel2 + Linux-2.2.14
- Gateway2000 G7-450 (PentiumIII 450Mhz, Mem128Mbyte)
を使い、約30分をかけて探索。
条件2:
-共通の素数の数が1個から5個まで
-arctan(1/X)のXの範囲は 2 <= X < 2^32
-素数の範囲は最大1000まで
-arctan(1/X)の項数は6項まで
という条件で
- Solaris 2.6
- Sun Ultra Enterprise 450 (UltraSPARC-II 400Mhz x4, Mem3Gbyte)
をSingle CPUで使い、約15時間をかけて探索。
条件3:
-共通の素数の数が1個から3個まで
-arctan(1/X)のXの範囲は 2 <= X < 2^32
-素数の範囲は最大65521まで
-arctan(1/X)の項数は4項まで
という条件で「条件2」と同じ計算機環境で、10日9時間37分24秒をかけて探索。

但し、条件1,3で使用した素因数分解の表は、作成にかなりの時間がかかって います。次の計算機環境

- RedHat5.2J Rel2 + Linux-2.2.14
- Dell Precision 210 (PentiumIII 700Mhz x2 , Mem512Mbyte)
をSingle CPUで使い、約半月かかっています。(途中で複数台での計算に切り 替えたので、正確な時間不明。)

計算結果:
上記の条件1,2の探索で、 新しい4項式を177個、 新しい5項式を53,562個、 6項式を6,341,821個得ています。上記の条件3の探索で、新しい4項式を99個 得てます。

1.4. 日付が2014年分のデータについて

久々に更新を行いました。1997年頃の探索に用いたプログラムはC++の文法変更 により最近のコンパイラで動かなくなり新規作成する必要があり、放置ぎみで したが2011年頃に再作成を行いました。2011年頃から暇を見つけて実行した結 果を今回掲載しています。情報の整理が悪く、細かい計算時間などの情報は残っ ていません。一部データは10,000,000(10M)以下の素数を探索を含んでいます。

また別表として掲載していた既知の公式の4,5,6項の全データも更新を行ってい ます。今回のデータからは発見者の欄を削除しています。4,5,6項すべてに 新公式を多数含んでいます。

1.5. 日付が2015年分のデータについて

久しく連鎖探索法を用いていませんでしたが、2014年12月頃よりperlで作成し たプログラムで再度実行したところ新規に6項の式が大量にみつかりました。ファ イルサイズが大きくなりすぎたため、別掲載の各項毎の全リストはデータ形式 を変更しています。

1.6. 日付が2016年分のデータについて

連鎖探索法を用いて探索しています。 手法としては文献[12]で述べられている以下の式を基に 探索しました。

arctan(m/n)=arctan(1/x)+arctan(1/y) <-> (mx-n)(my-n)=m^2+n^2
別表として掲載している公式すべてに更新を行っています.特に6項式の表は前 回2015年の更新では1.3億個でしたが今回4.8億個になっています。(6項式は計 算機資源の制限でしきい値を設けて処理しています.まだありそうです.)

ソフトウエア環境としては

- OS: CentOS7.x/64bit
- gcc/g++
- Pari/GP 2.7.x
- BerkeleyDB
などを用いています.

公式の立式や検証などにPari/GPを用いています.

連鎖探索法では公式が重複生成されるため,データベース(BerkeleyDB)に入れ て重複を除去しています.かなりデータベースのファイルが大きくなりました のでSSDを増設したり,データベースに入れる公式を公式そのままではなく MD5-hash化して収納するデータを減らす工夫をしています.

次に整数の逆数以外を含む式の探索を,共通の素数を目印にして探索する方法 で行いましたが,本表に含まれる公式には更新はありません。別表のみの更新 になっています.


2. arctan関係式の話題

猪口和則さんにより1998年に「πの公式をデザインする」が出版されました [2]。この書籍は、文献[1]による 所の「連鎖探索法」を追求した本です。120ページを使ってarctan関係式の様々 な変形方法が述べられてます。

次に、雑誌「数学セミナー」1998年3月号の読者参加コーナの「エレガントな解 答をもとむ」で[3]、arctan関係式の2項式は既知の4個し か存在しない事を証明する課題が出されました。6月号で東京商船大学の中村滋 先生により解答の解説が行なわれました。

次に、2002年に東大と日立のグループにより円周率1.2兆桁の計算が行われ当時 の記録更新が行われましたが、計算公式として、高野喜久雄さんが発見した以 下のarctan関係式が用いられました。

pi/4 = +12arctan(1/49)+32arctan(1/57)-5arctan(1/239)+12arctan(1/110443).
なお、発見者の、高野さんは、2006年に逝去されています。

3. arctan関係式一覧

以下の表が、1996〜2015年にかけて得た結果に既知のarctan関係式を加えて表 にしたものです.探索条件は後述の「1. はじめに」を参照ください。

発見者および発見年は文献[1]に頼っています. それ以外の式は,取り敢えず 私松元を発見者にしてありますが,すでに発見された式の場合は,私に御連絡 ください. 書き換えます.

2014年加筆: 今世紀に入り、Webなどの情報元が充実してきました。今回文献 [6,9]を参照して発見者の大幅修正 を行っています。本表の旧版で松元が発見者となっていた公式は多くを修正し ています。表のmemoに(Add2014), (Edit2014)の記載がある分については追加お よび発見者を修正した分です。発見者が松元で日付が2014年の分については新 規に発見したものです。

2015/1/12加筆: 6項式を大量に追加した影響で、ファイルサイズが大きくなり すぎました。全リストはファイル形式を修正しています。

2016/10/31加筆: 松元が新規発見した公式を追加。清宮さんの文献[12]に挙げら れている公式を追加。

3.1. 略号の説明

略号の説明をします. 表で2,3項式は、既知の全公式を掲載しています。4,5,6項式は、既知の公式の中で、 `n'が上位10位と下位10位の公式を掲載しています。

3.2. Arctan 項数 = 2

個数: 全4個

履歴:

--------------------------------------------------
n, K, (pi/4) * K =, [PrimeList], by, year[, memo].
--------------------------------------------------
9256, 1, +4a(1/5)-a(1/239)., [13], J.Machin, 1706.
16396, 1, +2a(1/3)+a(1/7)., [5], J.Machin, 1706, (Edit2014).
22526, 1, +2a(1/2)-a(1/7)., [5], J.Hermann, 1706.
27089, 1, +a(1/2)+a(1/3)., [5], J.Machin, 1706, (Edit2014).
--------------------------------------------------

3.3. Arctan 項数 = 3

個数: 105個

履歴:

--------------------------------------------------
n, K, (pi/4) * K =, [PrimeList], by, year[, memo].
--------------------------------------------------
8933, 1, +12a(1/18)+8a(1/57)-5a(1/239)., [5,13], C.F.Gauss, 1863.
8946, 1, +8a(1/10)-a(1/239)-4a(1/515)., [13,101], Simson, 1723, (Edit2014).
9666, 1, +4a(1/5)-2a(1/478)+a(1/54608393)., [5,13,45697], F.C.M.Stormer, 1896.
10187, 1, +5a(1/7)+4a(1/53)+2a(1/4443)., [5,281], J.W.Wrench.Jr, 1938.
10305, 1, +4a(1/5)-a(1/240)-a(1/57361)., [13,57601], F.C.M.Stoermer, 1896.
10309, 1, +4a(1/5)-a(1/238)+a(1/56883)., [5,13,11329], F.C.M.Stoermer, 1896.
10374, 1, +4a(1/5)-a(1/241)-a(1/28800)., [13,113,257], F.C.M.Stoermer, 1896.
10382, 1, +4a(1/5)-a(1/237)+a(1/28322)., [5,13,41,137], F.C.M.Stoermer, 1896.
10486, 1, +6a(1/8)+2a(1/57)+a(1/239)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
10555, 1, +4a(1/5)-2a(1/577)-a(1/1393)., [5,13,197], F.C.M.Stoermer, 1896.
10599, 1, +4a(1/5)-a(1/252)-a(1/4633)., [5,13,977], F.C.M.Stoermer, 1896.
10659, 1, +4a(1/5)-2a(1/408)+a(1/1393)., [5,13,197], F.C.M.Stoermer, 1896.
10659, 1, +4a(1/5)-a(1/226)+a(1/4155)., [13,3929], F.C.M.Stoermer, 1896.
10693, 1, +4a(1/5)-a(1/265)-a(1/2436)., [13,37,73], F.C.M.Stoermer, 1896.
10820, 1, +4a(1/5)-a(1/213)+a(1/1958)., [5,13,349], F.C.M.Stoermer, 1896.
10866, 1, +6a(1/7)-4a(1/57)+a(1/239)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
10879, 1, +4a(1/5)-a(1/408)-a(1/577)., [5,13,197], F.C.M.Stoermer, 1896.
10959, 1, +5a(1/7)+2a(1/26)-2a(1/2057)., [5,677], L.Euler, 1779(?), (Edit2014).
11061, 1, +5a(1/7)+2a(1/27)+2a(1/1068)., [5,73], F.C.M.Stoermer, 1896.
11063, 1, +5a(1/7)+4a(1/68)+2a(1/117)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896.
11261, 1, +5a(1/7)+2a(1/28)+2a(1/443)., [5,157], F.C.M.Stoermer, 1896.
11395, 1, +5a(1/7)+4a(1/43)-2a(1/117)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896.
11572, 1, +5a(1/6)-a(1/68)-3a(1/117)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896.
11622, 1, +8a(1/8)-4a(1/18)+3a(1/239)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
11706, 1, +5a(1/7)+2a(1/43)+2a(1/68)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896.
11801, 1, +5a(1/7)+2a(1/23)-2a(1/182)., [5,53], F.C.M.Stoermer, 1896.
11880, 1, +4a(1/6)+4a(1/31)-a(1/239)., [13,37], F.C.M.Stoermer, 1896.
11904, 1, +5a(1/6)-a(1/43)-2a(1/117)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896.
12002, 1, +4a(1/7)+4a(1/18)-a(1/239)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
12215, 1, +5a(1/6)-3a(1/43)+2a(1/68)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896.
12367, 1, +5a(1/8)+2a(1/18)+3a(1/57)., [5,13], K.H.Schellbach, 1832.
12369, 1, +4a(1/5)-a(1/70)+a(1/99)., [13,29], L.Euler, 1738(or earlier), (Edit2014).
12482, 1, +3a(1/7)+4a(1/11)-2a(1/682)., [5,61], F.C.M.Stoermer, 1896.
12747, 1, +5a(1/7)+2a(1/18)-2a(1/57)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
12759, 1, +4a(1/5)-a(1/41)+2a(1/99)., [13,29], F.C.M.Stoermer, 1896.
12963, 1, +4a(1/5)+a(1/41)-2a(1/70)., [13,29], F.C.M.Stoermer, 1896.
13555, 1, +2a(1/7)+4a(1/8)+a(1/239)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
13570, 1, +3a(1/7)+4a(1/13)+2a(1/38)., [5,17], F.C.M.Stoermer, 1896.
13664, 1, +3a(1/4)+a(1/20)+a(1/1985)., [17,401], J.Machin, 1706, (Edit2014).
13984, 1, +5a(1/5)-3a(1/18)-2a(1/57)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
14189, 1, +4a(1/4)-4a(1/21)-a(1/239)., [13,17], F.C.M.Stoermer, 1896.
14750, 2, +5a(1/3)-2a(1/53)-a(1/4443)., [5,281], J.W.Wrench.Jr, 1938.
14760, 1, +4a(1/6)+a(1/7)-2a(1/117)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896.
15070, 1, +2a(1/6)+3a(1/7)+2a(1/68)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896.
15429, 5, +12a(1/3)+4a(1/57)-a(1/239)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
15436, 1, +3a(1/7)+2a(1/8)+2a(1/18)., [5,13], K.H.Schellbach, 1832.
15522, 2, +5a(1/3)-a(1/26)+a(1/2057)., [5,677], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
15538, 1, +2a(1/5)+3a(1/8)+a(1/57)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
15624, 2, +5a(1/3)-a(1/27)-a(1/1068)., [5,73], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
15626, 2, +5a(1/3)-2a(1/68)-a(1/117)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
15824, 2, +5a(1/3)-a(1/28)-a(1/443)., [5,157], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
15917, 1, +2a(1/5)+3a(1/7)-2a(1/57)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
15958, 1, +3a(1/4)+a(1/13)-a(1/38)., [5,17], F.C.M.Stoermer, 1896.
15958, 2, +5a(1/3)-2a(1/43)+a(1/117)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
16269, 2, +5a(1/3)-a(1/43)-a(1/68)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
16364, 2, +5a(1/3)-a(1/23)+a(1/182)., [5,53], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
16432, 1, +2a(1/3)+2a(1/14)-a(1/1393)., [5,197], F.C.M.Stoermer, 1896.
16565, 3, +8a(1/3)-4a(1/18)+a(1/239)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
16673, 1, +3a(1/5)+2a(1/8)-a(1/18)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
17045, 1, +3a(1/3)-2a(1/11)+a(1/682)., [5,61], J.W.Wrench,Jr., 1938.
17310, 2, +5a(1/3)-a(1/18)+a(1/57)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
17386, 1, +4a(1/4)-a(1/7)-2a(1/38)., [5,17], F.C.M.Stoermer, 1896.
17643, 1, +2a(1/3)+2a(1/17)+a(1/41)., [5,29], F.C.M.Stoermer, 1896.
18118, 1, +4a(1/3)-4a(1/8)-a(1/239)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
18133, 1, +3a(1/3)-2a(1/13)-a(1/38)., [5,17], F.C.M.Stoermer, 1896.
18213, 1, +2a(1/3)+2a(1/12)-a(1/41)., [5,29], F.C.M.Stoermer, 1896.
18606, 1, +2a(1/5)+a(1/7)+2a(1/8)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
18710, 1, +2a(1/4)+a(1/7)+2a(1/13)., [5,17], F.C.M.Stoermer, 1896.
18864, 1, +2a(1/3)+a(1/8)+a(1/57)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
19041, 1, +2a(1/3)+a(1/9)+a(1/32)., [5,41], F.C.M.Stoermer, 1896.
19176, 1, +2a(1/3)+a(1/12)+a(1/17)., [5,29], F.C.M.Stoermer, 1896.
19634, 1, +3a(1/3)-a(1/6)-a(1/68)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896.
19966, 1, +2a(1/3)+a(1/6)-a(1/43)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896.
19999, 1, +3a(1/3)-a(1/8)-a(1/18)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
20480, 1, +3a(1/3)-a(1/5)+a(1/57)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
20880, 3, +5a(1/2)+2a(1/53)+a(1/4443)., [5,281], J.W.Wrench,Jr., 1938.
21559, 7, +12a(1/2)-4a(1/57)+a(1/239)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
21616, 1, +2a(1/3)+a(1/5)-a(1/18)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
21652, 3, +5a(1/2)+a(1/26)-a(1/2057)., [5,677], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
21754, 3, +5a(1/2)+a(1/27)+a(1/1068)., [5,73], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
21756, 3, +5a(1/2)+2a(1/68)+a(1/117)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
21949, 1, +a(1/3)+2a(1/4)-a(1/38)., [5,17], F.C.M.Stoermer, 1896.
21954, 3, +5a(1/2)+a(1/28)+a(1/443)., [5,157], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
22088, 3, +5a(1/2)+2a(1/43)-a(1/117)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
22399, 3, +5a(1/2)+a(1/43)+a(1/68)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
22494, 3, +5a(1/2)+a(1/23)-a(1/182)., [5,53], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
22563, 1, +2a(1/2)-2a(1/14)+a(1/1393)., [5,197], F.C.M.Stoermer, 1896.
22695, 5, +8a(1/2)+4a(1/18)-a(1/239)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
23175, 2, +3a(1/2)+2a(1/11)-a(1/682)., [5,61], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
23440, 3, +5a(1/2)+a(1/18)-a(1/57)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
23773, 1, +2a(1/2)-2a(1/17)-a(1/41)., [5,29], F.C.M.Stoermer, 1896.
24248, 3, +4a(1/2)+4a(1/8)+a(1/239)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
24263, 2, +3a(1/2)+2a(1/13)+a(1/38)., [5,17], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
24343, 1, +2a(1/2)-2a(1/12)+a(1/41)., [5,29], F.C.M.Stoermer, 1896.
24994, 1, +2a(1/2)-a(1/8)-a(1/57)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
25171, 1, +2a(1/2)-a(1/9)-a(1/32)., [5,41], F.C.M.Stoermer, 1896.
25306, 1, +2a(1/2)-a(1/12)-a(1/17)., [5,29], F.C.M.Stoermer, 1896.
25453, 1, +a(1/2)+2a(1/6)-a(1/117)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896.
25764, 2, +3a(1/2)+a(1/6)+a(1/68)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
26096, 1, +2a(1/2)-a(1/6)+a(1/43)., [5,37], F.C.M.Stoermer, 1896.
26129, 2, +3a(1/2)+a(1/8)+a(1/18)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
26611, 2, +3a(1/2)+a(1/5)-a(1/57)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896, (Edit2014).
27746, 1, +2a(1/2)-a(1/5)+a(1/18)., [5,13], F.C.M.Stoermer, 1896.
29300, 1, +a(1/2)+a(1/5)+a(1/8)., [5,13], L.K.Schulz von Strassnitzkey, 1844.
29403, 1, +a(1/2)+a(1/4)+a(1/13)., [5,17], F.C.M.Stoermer, 1896.
--------------------------------------------------

3.4. Arctan 項数 = 4

個数: 4955個.

全リストは別表「Arctan関係式一覧: 既知の全公式」参照ください。

4項式のベスト1000個のリスト(PlainText)

履歴:

--------------------------------------------------
n, K, (pi/4) * K =, [PrimeList], by, year[, memo].
--------------------------------------------------
7930, 1, +44a(1/57)+7a(1/239)-12a(1/682)+24a(1/12943)., [5,13,61], F.C.M.Stoermer, 1896.
8172, 1, +22a(1/28)+2a(1/443)-5a(1/1393)-10a(1/11018)., [5,157,197], E.B.Escott, 1896.
8554, 1, +17a(1/23)+8a(1/182)+10a(1/5118)+5a(1/6072)., [5,53,373], Arndt, 1993, (Edit2014).
8752, 1, +16a(1/21)+3a(1/239)+4a(1/347)-4a(1/361577)., [5,13,17,12041], MRW, 1980, (Add2014).
8900, 1, +12a(1/49)+32a(1/57)-5a(1/239)+12a(1/110443)., [5,13,1201], 高野喜久雄, 1982.
8982, 1, +16a(1/21)+3a(1/239)+4a(1/343)-4a(1/27493)., [5,13,17,181], 松元隆二, 1996.
9000, 1, +16a(1/21)+3a(1/239)+4a(1/353)+4a(1/21637)., [5,13,17,733], 松元隆二, 1996.
9047, 1, +12a(1/15)-a(1/239)-4a(1/433)+4a(1/1875333)., [5,13,113,18749], CASTELLANOS, 1988, (Add2014).
9066, 3, +44a(1/18)-23a(1/239)+8a(1/682)-16a(1/12943)., [5,13,61], 松元隆二, 1996.
9067, 1, +17a(1/22)+3a(1/172)-2a(1/682)-7a(1/5357)., [5,61,97], 柴田昭彦, 1982.

                       ---  omit. ---

31941, 1, +2a(1/2)-a(1/4)+a(1/10)+a(1/293)., [5,17,101], 松元隆二, 1996.
31971, 1, +a(1/2)+a(1/4)+a(1/23)+a(1/30)., [5,17,53], 松元隆二, 1996.
32033, 1, +a(1/2)+a(1/5)+a(1/13)+a(1/21)., [5,13,17], 松元隆二, 1996.
32408, 1, +a(1/2)+a(1/4)+a(1/11)-a(1/72)., [5,17,61], 松元隆二, 1996.
32512, 1, +2a(1/2)-a(1/4)+a(1/9)-a(1/132)., [5,17,41], 松元隆二, 1996.
32679, 1, +2a(1/2)-a(1/4)+a(1/18)+a(1/21)., [5,13,17], 松元隆二, 1996.
33328, 1, +a(1/2)+2a(1/4)-a(1/6)-a(1/327)., [5,17,37], 松元隆二, 1996.
33441, 1, +2a(1/2)-a(1/4)+a(1/8)-a(1/47)., [5,13,17], 松元隆二, 1996.
34127, 2, +2a(1/2)+a(1/4)+2a(1/5)+a(1/268)., [5,13,17], 松元隆二, 1996.
34233, 1, +a(1/2)+a(1/4)+a(1/8)-a(1/21)., [5,13,17], 松元隆二, 1996.
--------------------------------------------------

3.5. Arctan 項数 = 5

個数: 506232個(50万個),

全リストは別表「Arctan関係式一覧: 既知の全公式」参照ください。

5項式のベスト1000個のリスト(PlainText)

履歴:

--------------------------------------------------
n, K, (pi/4) * K =, [PrimeList], by, year[, memo].
--------------------------------------------------
8041, 1, +24a(1/31)+3a(1/239)-16a(1/14942)-4a(1/474193)-4a(1/7250363755)., [5,13,37,193,197,70241], 清宮宏, 2015, (Add2016). 
8061, 1, +22a(1/28)+2a(1/443)-5a(1/1112)-5a(1/8637069)+5a(1/133280317780182)., [5,41,53,157,397,247309,275393],  ASN, 2009, (Add2014).
8157, 1, +24a(1/31)+3a(1/239)-16a(1/14942)-8a(1/963375)-4a(1/30349818)., [5,13,37,109,193,3089], 松元隆二, 2014. 
8168, 1, +22a(1/28)+2a(1/443)-5a(1/1112)-5a(1/8638168)-5a(1/67922179193)., [5,157,281,247309,430921], 清宮宏, 2015, (Add2016). 
8174, 1, +44a(1/57)-5a(1/239)+12a(1/348)-12a(1/812852)+12a(1/1453603235443)., [5,13,53,181,457,730086601], HCL, 1995, (Add2014).
8211, 1, +44a(1/57)-5a(1/239)+12a(1/348)-12a(1/812857)-12a(1/145361217682)., [5,13,41,53,457,322310489], 清宮宏, 2014, (Add2016). 
8216, 1, +44a(1/57)-5a(1/239)+24a(1/693)-12a(1/73122)-12a(1/28872792057)., [5,13,17,113,1069365377], 清宮宏, 2014, (Add2016). 
8234, 1, +44a(1/57)+7a(1/239)-12a(1/682)+48a(1/25886)-24a(1/8672910142057)., [5,13,61,670084997]., 松元隆二, 2015.
8240, 1, +19a(1/24)-4a(1/882)-9a(1/6948)+a(1/50912)+a(1/983133543)., [5,29,37,421,577,42461], HCL, 2004, (Add2014).
8246, 1, +44a(1/57)-5a(1/239)+12a(1/348)-12a(1/812882)-12a(1/22363952057)., [5,13,29,53,73,97,457,9901], 清宮宏, 2014, (Add2016). 

                       ---  omit. ---

36940, 1, +2a(1/2)-a(1/4)+a(1/6)-a(1/16)+a(1/2843)., [5,17,37,257], 松元隆二, 1996.
37052, 1, +a(1/2)+2a(1/4)-a(1/5)+a(1/33)-a(1/905)., [5,13,17,109], 松元隆二, 1996.
37055, 1, +2a(1/2)+a(1/4)-2a(1/5)+a(1/70)-a(1/157)., [5,13,17,29], 松元隆二, 1996.
37097, 1, +2a(1/2)-a(1/5)+a(1/6)-a(1/9)+a(1/993)., [5,13,37,41], 松元隆二, 1996.
37409, 1, +a(1/2)+2a(1/4)-a(1/5)+a(1/31)-a(1/327)., [5,13,17,37], 松元隆二, 1996.
37420, 1, +2a(1/2)-a(1/4)+a(1/6)-a(1/17)-a(1/302)., [5,17,29,37], 松元隆二, 1996.
37550, 1, +a(1/2)+2a(1/4)-a(1/5)+a(1/30)-a(1/242)., [5,13,17,53], 松元隆二, 1996.
37789, 2, +3a(1/2)+a(1/4)-a(1/6)+a(1/10)+a(1/2818)., [5,17,37,101], 松元隆二, 1996.
38034, 1, +a(1/2)+a(1/4)+a(1/6)-a(1/11)+a(1/438)., [5,17,37,61], 松元隆二, 1996.
38165, 1, +a(1/2)+a(1/4)+a(1/6)-a(1/12)-a(1/191)., [5,17,29,37], 松元隆二, 1996.
--------------------------------------------------

3.6. Arctan 項数 = 6

個数: 486550420個(4.8億個),

全リストは別表「Arctan関係式一覧: 既知の全公式」参照ください。

6項式のベスト1000個のリスト(PlainText)

履歴:

--------------------------------------------------
n, K, (pi/4) * K =, [PrimeList], by, year[, memo].
--------------------------------------------------
6646, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-44a(1/225443)-68a(1/2513489)+22a(1/42483057)+34a(1/7939642926390344818)., [5,113,229,177553,3158813476561], 清宮宏, 2015, (Add2016).
6781, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-22a(1/105218)-24a(1/2513489)-22a(1/7167807)+12a(1/7939642926390344818)., [5,109,113,157,229,3158813476561], M.Wetherfield, 2004(?), (Add2016).
6796, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-22a(1/110443)-68a(1/2513489)+22a(1/4841182)+34a(1/7939642926390344818)., [5,13,113,229,1201,3158813476561], M.Wetherfield(?), 2004(?), (Add2016).
6820, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-44a(1/225443)-34a(1/1256744)+22a(1/42483057)+34a(1/3158812219818)., [5,13,113,229,389,177553,312320641], 清宮宏, 2015, (Add2016).
6820, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-44a(1/225443)-34a(1/1256745)+22a(1/42483057)-34a(1/3158814733307)., [5,113,229,433,1009,1129,1601,177553], 清宮宏, 2015, (Add2016).
6843, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-44a(1/225443)-34a(1/1256742)+22a(1/42483057)+34a(1/631761438568)., [5,113,229,733,177553,430941461], 松元隆二(注), 2016.
6843, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-44a(1/225443)-34a(1/1256747)+22a(1/42483057)-34a(1/631763952057)., [5,113,229,177553,157941302201], 松元隆二(注), 2016.
6870, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-44a(1/225443)-34a(1/1256732)+22a(1/42483057)+34a(1/126351282318)., [5,29,113,229,177553,2178448717], 松元隆二(注), 2016.
6870, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-44a(1/225443)-34a(1/1256757)+22a(1/42483057)-34a(1/126353795807)., [5,13,113,157,229,1297,11933,177553], 松元隆二(注), 2016.
6898, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-44a(1/225443)-34a(1/1256688)+22a(1/42483057)+34a(1/27952844818)., [5,113,229,177553,2795158813], 松元隆二(注), 2016.
6898, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-44a(1/225443)-34a(1/1256801)+22a(1/42483057)-34a(1/27955358307)., [5,113,137,229,177553,51015721], 松元隆二(注), 2016.


                       ---  omit. ---

42520, 2, +4a(1/2)-a(1/4)-a(1/5)+a(1/6)-a(1/302)-a(1/307)., [5,13,17,29,37], 松元隆二, 2000.
42626, 1, +a(1/2)-a(1/4)+2a(1/5)+a(1/6)+a(1/123)-a(1/746)., [5,13,17,37,89], 松元隆二, 2000.
42681, 3, +5a(1/2)+a(1/4)-a(1/6)+a(1/8)-2a(1/12)+a(1/18543)., [5,13,17,29,37], 松元隆二, 2000.
42696, 1, +3a(1/2)-a(1/4)-a(1/5)-a(1/6)+a(1/191)-a(1/307)., [5,13,17,29,37], 松元隆二, 2000.
42765, 1, +2a(1/2)+a(1/4)-a(1/5)-a(1/6)-a(1/41)+a(1/18543)., [5,13,17,29,37], 松元隆二, 2000.
43015, 1, +a(1/2)-a(1/4)+2a(1/5)+a(1/6)+a(1/99)-a(1/302)., [5,13,17,29,37], 松元隆二, 2000.
43355, 2, +2a(1/2)+a(1/4)+a(1/5)+a(1/6)+a(1/28)+a(1/3583)., [5,13,17,37,157], 松元隆二, 2000.
43453, 2, +2a(1/2)+a(1/4)+a(1/5)+a(1/9)+a(1/11)-a(1/5257)., [5,13,17,41,61], 松元隆二, 2000.
43849, 1, +a(1/2)+a(1/4)+a(1/5)-a(1/6)+a(1/23)+a(1/931)., [5,13,17,37,53], 松元隆二, 2000.
44298, 2, +4a(1/2)+a(1/4)-a(1/5)-a(1/6)-2a(1/12)+a(1/18543)., [5,13,17,29,37], 松元隆二, 2000.
--------------------------------------------------
注: 発見者が「松元隆二(注), 2016」となっている公式は参考文献[12]に掲載の式を用いると生成可能な式のため実質的には再発見.

上記の抜粋表で下記のようにXとY部分以外の係数が同じ式が多数あるが,

  π/4=83arctan(1/107)+17arctan(1/1710)-44arctan(1/225443)-X+22arctan(1/42483057)-Y
XとYを足した値はすべての式で同じになっています.
  X + Y = arctan(2/2513489) 
この「arctan(2/2513489) 」は様々な分解が可能であり,参考文献にその分解が掲載されている.それを元に松元が生成した式.

3.7. Arctan項数限定無し: nが小さい式

Arctan項数を限定せずにnが小さい(速い)公式。以下のリストは項の数を限定し ていないため、行の先頭に項の数(t)を追加しています。

本表では、行が長いため式の一部を省略しています。省略されてない式はリン ク先の の ベスト1000個のリスト(PlainText)を参照ください。3.6.で掲載した6項式を再掲してい ます。別表は行が非常に長いファイルになっています。ブラウザやエディッタ によってはクラッシュの可能性があります。

項数tを制限しない場合さらに評価値nが良い(速い)公式がありそうです[12]。

履歴:

-----------------------------------------------------
t, n, K, (pi/4) * K =, [PrimeList], by, year[, memo].
-----------------------------------------------------
14, 5460, 1, +22a(1/28)+a(1/56547)+a(1/20747394343)+a(1/1112172624652580034840) .. ommit ..70807)., [ommit], 清宮宏, 2015, (Add2016).
9, 5839, 1, +22a(1/28)+2a(1/113093)-a(1/10812186007)-2a(1/127512137874) .. ommit ..22943)., [ommit], 清宮宏, 2015, (Add2016).
9, 5927, 1, +22a(1/28)+2a(1/113092)-2a(1/5601699965)+a(1/10812186007) .. ommit ..38932)., [ommit], 清宮宏, 2016.
6, 6646, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-44a(1/225443)-68a(1/2513489)+22a(1/42483057)+34a(1/7939642926390344818)., [ommit], 清宮宏, 2015, (Add2016). 
7, 6704, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-22a(1/103697)-24a(1/2513489)-44a(1/18280007883)+12a(1/7939642926390344818)+22a(1/3054211727257704725384731479018)., [ommit], M.Wetherfield, 2004.
7, 6729, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-44a(1/225443)-68a(1/2513489)+22a(1/42483057)+68a(1/15879285852780689636)-34a(1/2001994613678354896260473080240048507073548373974000280182)., [ommit], 2015, (Add2016).
7, 6743, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-22a(1/103696)-24a(1/2513489)-22a(1/60932772000)+12a(1/7939642926390344818)+22a(1/11138408110872884772003)., [ommit], 清宮宏, 2015, (Add2016).
7, 6747, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-22a(1/103696)-24a(1/2513489)-22a(1/60932772001)+12a(1/7939642926390344818)-22a(1/5569204055527841544002)., [ommit], 清宮宏, 2015, (Add2016).
7, 6751, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-22a(1/103696)-24a(1/2513489)-22a(1/60932772002)+12a(1/7939642926390344818)-22a(1/2227681622247696280801)., [ommit], 清宮宏, 2015, (Add2016).
7, 6754, 1, +83a(1/107)+17a(1/1710)-22a(1/103696)-24a(1/2513489)-22a(1/60932771997)+12a(1/7939642926390344818)+22a(1/1113840811032448982400)., [ommit], 松元隆二, 2016.

                       ---  omit. ---

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3.8. Kが大きい式

項式の項数を限定せずにK ((pi/4)*K)が大きい式。

以下のリストは項の数を限定していないため、行の先頭に項の数(t)を追加しています。 しかしすべて6項式ですが。

履歴:

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t, n, K, (pi/4) * K =, [PrimeList], by, year[, memo].
-----------------------------------------------------
6, 23453, 255, +432a(1/2)-11a(1/239)+68a(1/4193)+48a(1/4246)-28a(1/39307)-8a(1/390112)., [5,13,17,29,97], 松元隆二, 2000.
6, 22946, 215, +364a(1/2)+21a(1/239)+12a(1/2855)+24a(1/58898)+44a(1/110443)+4a(1/4841182)., [5,13,37,229,1201], 松元隆二, 2014.
6, 24948, 209, +352a(1/2)+35a(1/41)+36a(1/463)+56a(1/4193)-14a(1/39307)+6a(1/390112)., [5,13,17,29,97], 松元隆二, 2000.
6, 23226, 199, +337a(1/2)+11a(1/463)+56a(1/4193)+35a(1/4246)-14a(1/39307)-4a(1/390112)., [5,13,17,29,97], 松元隆二, 2000.
6, 24060, 197, +334a(1/2)-11a(1/70)+54a(1/4193)+42a(1/4246)-19a(1/39307)-7a(1/390112)., [5,13,17,29,97], 松元隆二, 2000.
6, 17323, 177, +432a(1/3)+11a(1/239)-68a(1/4193)-48a(1/4246)+28a(1/39307)+8a(1/390112)., [5,13,17,29,97], 松元隆二, 2000.
6, 24017, 172, +291a(1/2)+11a(1/75)+51a(1/4193)+36a(1/4246)-10a(1/39307)-6a(1/390112)., [5,13,17,29,97],  松元隆二, 2000.

                       ---  omit. ---

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3.9. 整数の逆数以外を含む式(Arctan 項数 <= 4)

今まで掲載した公式はArctanの引数が整数の逆数のみですが、整数の逆数以外 でも立式可能です。以下に整数の逆数以外が混在する公式のベスト10を挙げて います。

既知の公式で,評価値nが小さいbest100個

評価値nは整数の逆数以外が混在する場合は再検討の余地がありますが[11]、 以下の表では考慮していません。

以下のリストは項の数を限定していないため、行の先頭に項の数(t)を追加しています。 しかしすべて4項式ですが。

(加筆2016/11/3)項数tを制限しない場合さらに評価値nが良い(速い)公式があり そうです[12]。暫定的に本表では項数4以下に限定しています。

履歴:

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t, n, K, (pi/4) * K =, [PrimeList], by, year[, memo].
-----------------------------------------------------
4, 3897, 1, +2690a(21025635306/74131715073913)+2441a(18413451386633/2086423476993591581)+1838a(4904321815307/8673008485629982251)-2009a(19005422517/280501013155091906)., [5,41,349], 松元隆二, 2015.
4, 3897, 1, +2690a(2983710106787489/10501470120210335127)+2441a(18413451386633/2086423476993591581)-852a(4904321815307/8673008485629982251)+681a(19005422517/280501013155091906)., [5,41,349], 松元隆二, 2015.
4, 3897, 1, +2690a(45608727/160844654564)+2441a(18413451386633/2086423476993591581)+1838a(4904321815307/8673008485629982251)+681a(19005422517/280501013155091906)., [5,41,349], 松元隆二, 2015.
4, 3902, 1, +2690a(11852171/40536459497)-249a(18413451386633/2086423476993591581)+1838a(4904321815307/8673008485629982251)+681a(19005422517/280501013155091906)., [5,41,349], 松元隆二, 2015.
4, 3902, 1, +2690a(21025635306/74131715073913)+2441a(4689032729/499320064735822)-603a(4904321815307/8673008485629982251)-2009a(19005422517/280501013155091906)., [5,41,349], 松元隆二, 2015.
4, 3902, 1, +2690a(21025635306/74131715073913)+2441a(733140716248/77510562861687239)-603a(4904321815307/8673008485629982251)-4450a(19005422517/280501013155091906)., [5,41,349], 松元隆二, 2015.
4, 3902, 1, +2690a(2983710106787489/10501470120210335127)+2441a(4689032729/499320064735822)-3293a(4904321815307/8673008485629982251)+681a(19005422517/280501013155091906)., [5,41,349], 松元隆二, 2015.
4, 3902, 1, +2690a(45608727/160844654564)+2441a(4689032729/499320064735822)-603a(4904321815307/8673008485629982251)+681a(19005422517/280501013155091906)., [5,41,349], 松元隆二, 2015.
4, 3902, 1, +2690a(45608727/160844654564)+2441a(733140716248/77510562861687239)-603a(4904321815307/8673008485629982251)-1760a(19005422517/280501013155091906)., [5,41,349], 松元隆二, 2015.
4, 3902, 1, +2690a(6002361509/20484742216612)-249a(18413451386633/2086423476993591581)-852a(4904321815307/8673008485629982251)-2009a(19005422517/280501013155091906)., [5,41,349], 松元隆二, 2015.
4, 3902, 1, +2690a(62678/213955729)-249a(18413451386633/2086423476993591581)-852a(4904321815307/8673008485629982251)+681a(19005422517/280501013155091906)., [5,41,349], 松元隆二, 2015.

                       ---  omit. ---

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4. 参考文献

以上。 .
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