Aproximações usando \(\pi\)

Um problema igualmente interessante e diametralmente oposto ao anterior, consiste em obter números inteiros ou fracções racionais a partir de expressões que envolvam \(\pi\).

O exemplo mais conhecido é provavelmente as expressões de Roy Williams\[e^{\pi\sqrt{n}},n\in\mathbb{N}\]

Para alguns valores de \(n\)*, o resultado da expressão aproxima um inteiro.

\(n\) \(e^{\pi\sqrt{n}},n\in\mathbb{N}\)
\(1\) \(23.\, 140\, 692\, 632\, 779\, 269\, 005\)
\(2\) \(85.\, 019\, 695\, 223 \,207 \,217 \,582\)
\(3\) \(230. \,764 \,588 \,319 \,145 \,879 \,240\)
\(7\) \(4071. \,932 \,095 \,225 \,261 \,098 \,524\)
\(11\) \(33506. \,143 \,065 \,592 \,438 \,766 \,681\)
\(19\) \(885479. \,777 \,680 \,154 \,319 \,497 \,537\)
\(25\) \(6635623. \,999 \,341 \,134 \,233 \,266 264\)
\(37\) \(199148647.\, 999 \,978 \,046 \,551 \,856 \,766\)
\(43\) \(884736743. \,999 \,777 \,466 \,034 \,906 \,661\)
\(58\) \(24591257751. \,999 \,999 \,822 \,213 \,241 \,469\)
\(67\) \(147197952743. \,999 \,998 \,662 \,454 \,224 \,506\)
\(74\) \(545518122089. \,999 \,174 \,678 \,853 \,549 \,856\)
\(148\) \(39660184000219160. \,000 \,966 \,674 \,358 \,575 \,246\)
\(163\) \(262537412640768743. \,999 \,999 \,999 \,999 \,250 \,072\)
\(232\) \(604729957825300084759. \,999 \,992 \,171 \,526 856\, 430\)
\(268\) \(21667237292024856735768. \,000 \,292 \,038 \,842 \,412 \,959\)
\(522\) \(14871070263238043663567627879007. \,999 \,848 \,726 \,482 \,794 \,814\)
\(652\) \(68925893036109279891085639286943768. \,000 \,000 \,000 \,163 \,738 \,644\)
\(719\) \(3842614373539548891490294277805829192. \,999 \,987 \,249 \,566 \,012 \,187\)

* Nomeadamente os números de Heegner \(\left\{ 1,2,3,4,11,19,43,67,163\right\}.\)

Digno de registo é o valor \(e^{\pi\sqrt{163}}\) que aproxima um inteiro com um erro inferior a \(10^{-12}.\)