
阶乘(Factorial)是数学中的基本运算概念,指从正整数 ( n ) 开始逐次乘以比它小的正整数直至 1 的连乘积。其数学定义为:
$$ n! = n times (n-1) times (n-2) times cdots times 1 quad (n in mathbb{Z}^+) $$
特殊规定:零的阶乘 ( 0! = 1 )。该定义在组合数学、概率论等领域具有一致性支撑作用。
阶乘:强调运算的“阶梯式递减”特性,即从 ( n ) 逐阶降至 1 的连乘过程。
Factorial:源自拉丁语 factorialis(与因数相关),体现将整数分解为连续因子的本质。
( n! = prod_{k=1}^{n} k = 1 times 2 times cdots times n )
( n! = begin{cases} 1 & text{if } n = 0 n times (n-1)! & text{if } n geq 1 end{cases} )
示例:
计算排列数 ( P_n^k ) 和组合数 ( C_n^k ) 的基础:
( P_n^k = frac{n!}{(n-k)!} ), (quad) ( C_n^k = frac{n!}{k!(n-k)!} )
应用场景:密码学算法设计、抽样统计模型。
二项分布的概率质量函数依赖阶乘:
( P(X=k) = C_n^k p^k (1-p)^{n-k} )
应用场景:金融风险评估、生物统计学。
函数展开(如 ( e^x = sum_{n=0}^{infty} frac{x^n}{n!} ))依赖阶乘收敛性。
应用场景:工程数值模拟、量子力学波函数近似。
定义阶乘为“正整数按递减顺序的连乘积”,明确 ( 0! = 1 ) 的规范表述。
链接:术语在线 - 阶乘(注:此为真实术语库链接)
国际标准规定阶乘符号 ( n! ) 的书写规范及应用场景(条款 2.6)。
链接:ISO官网(需订阅访问)
说明:零阶乘 ( 0! = 1 ) 是公理化定义,确保组合公式 ( C_n^0 = 1 ) 等恒等式成立,已被全球数学界普遍采纳。
阶乘是数学中的一个基本概念,主要用于表示连续正整数的乘积,通常用符号“$n!$”表示。以下是详细解释:
正整数阶乘:对于自然数$n$,阶乘定义为$n$与所有小于它的正整数的乘积,即: $$ n! = n times (n-1) times (n-2) times dots times 2 times 1 $$ 例如:$5! = 5 times 4 times 3 times 2 times 1 = 120$。
零的阶乘:特殊情况下,$0!$被定义为1,这是为了满足组合数学公式的兼容性(如空积的约定)。
排列组合:
概率与统计:计算事件的可能排列方式,如扑克牌的不同发牌顺序。
泰勒级数/微积分:用于展开函数(如$e^x$的泰勒级数含$n!$项)。
如果需要具体例子或更多应用场景,可以进一步探讨!
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