133. Разложение arctg x.
Здесь мы будем поступать так же, как и при разложении
. Мы имеем
Получаем, интегрируя,
где
, как и в примере из [98], имеет главное значение. Мы имеем, следовательно,
где
Ряд
для которого отношение
наверно, расходится при
нам поэтому достаточно ограничиться случаем
, т. е.
Считая сначала
из формулы (42), в силу VII [95], получим:
так как, очевидно,
Если
, то, вводя вместо t новую переменную,
, получим
Здесь верхний предел
уже положителен, а потому опять имеет место указанная выше оценка для
, т. е. разложение
имеет место при всех значениях
не превосходящих единицу по абсолютному значению.
В частности, при
получаем
Ряд этот, ввиду весьма медленной сходимости, непригоден для вычисления числа
. Ряд (44) сходится тем быстрее, чем меньше
Положим, например,
Мы имеем
Так как
мало отличается от единицы, то угол
мало отличается
. Введем эту малую разность
Отсюда выводим
что
Оба ряда в скобках — знакопеременные [123], а потому, ограничившись в каждом из них лишь написанными членами, мы сделаем ошибку, не превосходящую
Желая получить
с точностью до
мы будем вычислять отдельные члены с семью знаками, так как тогда ошибка при определении не превзойдет
а ошибка при определении
не превзойдет
Вычисление будем производить по следующей схеме:
Значение числа
с восьмью знаками есть 3,141 591 65.
Можно получить при
разложение