階乘符号

階乘符号

數學術語
一個正整數的階乘(英語:factorial)是所有小于及等于該數的正整數的積,并且有0的階乘為1。自然數n的階乘寫作n!。1808年,基斯頓·卡曼引進這個表示法。亦即n!=1×2×3×n。階乘亦可以遞歸方式定義:0!=1,n!=(n-1)!×n。階乘亦可定義于整個實數(負整數除外),其與伽瑪函數的關系為:n!可質因子分解為,如6!=24×32×51。
    中文名:階乘符号 外文名:factorial 定義: 符号:n! 最早涉及年份:1751年

内容

1751年,歐拉以大寫字母M表示m階乘,即M=1×2×3×m。

1799年,魯非尼在他出版的方程論着述中,則以小寫字母π表示m階乘,而在1813年,高斯則以Π(n)來表示n階乘。而用來表示n階乘的方法起源于英國,但仍未能确定始創人是誰。直至1827年,由于雅萊特的建議而得到流行,現在有時也會以這個符号作為階乘符号。

而最先提出階乘符号n!的人是克拉姆(1808),後來經過歐姆等人的提倡而流行,直至現在仍然通用。

當n較大時,直接計算n!變得不可能,這時可通過斯特靈(Stirling)公式計算近似算或取得大小範圍。

由fxccommercial提出,系fxccommercial本人發現并歸納整理成為一個新的數學定理猜想.這個公式描述的是,從大到小排列的n+1個數,對每個數取n次方,用(-1)^nC_n^k做系數,實現奇偶項數的差項和,則這列數的和為n!,目前fxccommercial已得到一個關于他的推論,經驗證是正确的。曆史上并沒有人得到過類似的公式,可以認為它是人類對數學的又一個深刻的認識,但目前關于這個定理的證明尚無人能給出,筆者期待這個定理證明的解決。

約定∑_k=0_n表示對從0到n的n+1項求和,則該定理表述為:∑_k=0_n(-1)^k*C_n^k*(a-mk)^n=m^n*n!(a屬于R,k,m,n屬于N)n^k:n的k次方,^用來表示上标;a/b:a除以b;a*b:a乘以b,有時可以忽略*;n!:n的階乘;[x]:不超過x的最大整數;:x的小數部分;a_n:數列第n項,_用來表示下标n;C_n^k:組合數,表示n個元素裡取k個元素。

全排列

所謂階乘數是指其最低位的基為1,即逢一進一,每高一位則基加一,即進位依次為二、三…,n位階乘數共有n!個。如三位階乘數從小到大依次為:000,010,100,110,200,210。設n元集合S={a0,a1,a2,…an-1},則S的全排列與n位階乘數一一對應。

對應方式為:從n個元素中選取第一個元素有n種方法,被選取的元素的下标值為0到n-1之間的一個整數,将這個數作為n位階乘數的最高位,将剩下的元素按下标從0到n-2重新編号,重新編号時不改變它們的相對次序,則選取第二個元素有n-1種方法,被選取的元素的下标值為0到n-2之間的一個整數,将這個數作為n位階乘數的次高位。

選取最後一個元素隻有1種方法,被選取的元素的下标值為0,将這個數作為n位階乘數的最低位,這樣任何一種排列必可對應一個n位階乘數,顯然這種對應關系是一一對應的。問題:請用階乘數法生成1到n的全排列。[算法設計]首先用最低位加一的方法依次産生所有的n位階乘數,對任意一個n位階乘數用上述方法求出其對應的排列。

參考程序[programex5(input,output);constmaxn=9;typearraytype=array[0maxn]ofinteger;vari,j,n:integer;a,b,p:arraytype;beginwrite('Inputn:');readln(n);fori:=0ton-1dob[i]:=0;whileb[n]=0dobeginfori:=0ton-1doa[i]:=i+1;fori:=n-1downto0dobeginp[i]:=a[b[i]];forj:=b[i]toi-1doa[j]:=a[j+1]end;fori:=n-1downto0dowrite(p[i],'');write('':20-2*n);b:=b+1;i:=0;whileb[i]>idobeginb[i]:=0;b[i+1]:=b[i+1]+1;i:=i+1endend;writelnend.解釋程序。

計算

階乘展開表示形式标量乘算法是橢圓曲線密碼的一種快速标量乘算法。

計算n!時,當n不太大時,普通的科學計算機都可以計算,能夠處理不超過數值的計算機可以計算至69!。

當n很大時,可以用斯特林公式估計。

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