അനന്തശ്രേണികളുടെ സാധുത

ഭാരതീയഗണിതം (Indian Mathematics)

ചില അനന്തശ്രേണികള്‍ എന്ന ലേഖനത്തില്‍ ഭാരതീയഗണിതജ്ഞര്‍ പൈയുടെ മൂല്യം കണ്ടുപിടിക്കാന്‍ ഉണ്ടാക്കിയ ചില സമവാക്യങ്ങള്‍ കൊടുത്തിരുന്നു. അതില്‍ ആദ്യത്തെയൊഴികെയുള്ളവയുടെ തെളിവുകള്‍ എനിക്കറിയില്ല.

ഞാന്‍ അവയുടെ ആദ്യത്തെ ഒരു ലക്ഷം പദങ്ങള്‍ ഒരു കമ്പ്യൂട്ടര്‍ പ്രോഗ്രാം ഉപയോഗിച്ചു് (സാധാരണ പ്രോഗ്രാമുകളില്‍ 14 സ്ഥാനങ്ങളില്‍ കൂടുതല്‍ കൃത്യത കിട്ടാത്തതുകൊണ്ടു് GMP, LiDIA എന്നീ ലൈബ്രറികളുപയോഗിച്ചു് ഒരു C++ പ്രോഗ്രാം എഴുതി 100 സ്ഥാനങ്ങളുടെ കൃത്യതയിലാണു് ഇവ കണ്ടുപിടിച്ചതു്) കണ്ടുപിടിച്ചതിന്റെ വിവരങ്ങള്‍ താഴെച്ചേര്‍ക്കുന്നു. പൈയുടെ മൂല്യത്തിന്റെ എത്ര ദശാംശസ്ഥാനങ്ങള്‍ വരെ ശരിയായി എന്ന വിവരമാണു് ഇതു്.

കര്‍ത്താവു്‍ സമവാക്യം n പദങ്ങള്‍ കണക്കുകൂട്ടിയാല്‍ ശരിയാകുന്ന ദശാംശസ്ഥാനങ്ങള്‍
n=10‍ n=100‍ n=1000 n=10000‍ n=100000‍
മാധവന്‍ 0 1 2 3 4
പുതുമന സോമയാജി 3 6 9 12 14
പുതുമന സോമയാജി 4 7 10 13 16
ശങ്കരന്‍‍ 5 15 15 15 15

(പ്രോഗ്രാമിന്റെ ഔട്ട്പുട്ട് ഇവിടെ കാണാം.)

ഇതില്‍ നിന്നു താഴെപ്പറയുന്ന കാര്യങ്ങള്‍ അനുമാനിക്കാം.

  1. നാലാമത്തേതു് ശ്രേണി പൈയുടെ മൂല്യം 15 ദശാംശസ്ഥാനം വരെ ശരിയായി നല്‍കുന്ന, പെട്ടെന്നു converge ചെയ്യുന്ന ഒരു ശ്രേണിയാണു്. അതു പൈയിലേക്കല്ല, അതിന്റെ ഒരു approximation-ലേക്കാണു converge ചെയ്യുന്നതു്. അതുകൊണ്ടു് അതു ശരിയല്ല.
  2. 1, 2, 3 എന്നിവ പൈയിലേക്കു തന്നെ converge ചെയ്യുമെന്നു തോന്നുന്നു. കൂടുതല്‍ പദങ്ങള്‍ കണക്കുകൂട്ടിയാല്‍ കൂടുതല്‍ കൃത്യത കിട്ടുന്നു.
  3. ഒന്നാമത്തേതു് തികച്ചും ഉപയോഗശൂന്യം. രണ്ടാമത്തേതും മൂന്നാമത്തേതും കൂടുതല്‍ നല്ലതു്.

ശ്രീനിവാസരാമാനുജന്‍ (1887-1920) പൈയുടെ മൂല്യം കണ്ടുപിടിക്കാന്‍ കുറേ ശ്രേണികള്‍ നല്‍കിയിട്ടുണ്ടു്. അതില്‍ ഏറ്റവും പ്രശസ്തമായതു് താഴെച്ചേര്‍ക്കുന്നു:

ഈ ശ്രേണി ഓരോ പദത്തിലും എട്ടു ദശാംശസ്ഥാനങ്ങള്‍ കൂടുതല്‍ ശരിയാക്കുമത്രേ. ഇതാണു് ഇതുവരെ കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ള fastest converging series for pi.

J.M. Borwein, P.B. Borwein എന്നീ ഗണിതജ്ഞര്‍ ഈ സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ചു് പൈയുടെ മൂല്യം ഒരു ബില്യണ്‍ ദശാംശസ്ഥാനങ്ങള്‍ വരെ കണ്ടുപിടിച്ചിട്ടുണ്ടു്. കൂടുതല്‍ വിവരങ്ങള്‍ക്കു് ഇവിടെ നോക്കുക.

ഈ സമവാക്യം സത്യം പറഞ്ഞാല്‍ രാമാനുജന്റേതല്ല. രാമാനുജന്‍ നല്‍കിയ ഒരു സമവാക്യത്തിന്റെ ഒരു വിശേഷരൂപ(special case)ത്തില്‍ ചില ഭേദഗതികള്‍ വരുത്തി ഉണ്ടാക്കിയതാണതു്. എങ്കിലും അതു് രാമാനുജന്റേതായി അറിയപ്പെടുന്നു.