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阶乘计算器
阶乘计算器计算任何非负整数 n 的阶乘,记作 n!。阶乘是 1 到 n 之间所有正整数的乘积。本工具支持计算高达一百万的值,并以完整形式和科学记数法显示结果。
什么是阶乘?
非负整数 n 的阶乘是所有小于或等于 n 的正整数的乘积。它用 n! 表示,定义为:
按照惯例,0! 被定义为 1。这并非随意设定——它确保了许多数学公式能正确运作,并保持了递归关系 n! = n × (n-1)!。
阶乘示例
- 0! = 1 (根据定义)
- 1! = 1
- 5! = 5 × 4 × 3 × 2 × 1 = 120
- 10! = 10 × 9 × 8 × 7 × 6 × 5 × 4 × 3 × 2 × 1 = 3,628,800
如何使用此计算器
- 输入您的数字:在输入框中输入 0 到 1,000,000 之间的任何非负整数,或使用常用值的快速选择按钮。
- 点击计算:按下“计算阶乘”按钮开始计算 n!。
- 查看结果:查看阶乘值、展开公式、位数和末尾 0 的分析。
- 查看分步过程:对于小数值(≤12),可查看完整的乘法分解过程。
理解您的结果
- 完整结果: 完整的阶乘值(当 n ≤ 9999 时显示)
- 科学记数法: 对于大数值结果,显示为 尾数 × 10^指数
- 位数: 阶乘结果中包含多少位数字
- 末尾 0: 结果以多少个 0 结尾
- 展开: 乘法公式 n × (n-1) × ... × 1
阶乘的应用
🎲 排列
计算排列 n 个不同物体的方法数。例如,5 本书可以按 5! = 120 种不同的方式摆放在书架上。
🎯 组合
使用公式 C(n,k) = n! / (k!(n-k)!) 找出从 n 个项目中选择 k 个项目的方法数,这是概率论的基础。
📐 二项式定理
阶乘出现在用于展开代数和微积分中 (a+b)^n 等表达式的二项式系数中。
∑ 泰勒级数
许多重要函数可以表示为涉及阶乘的无穷级数,例如 e^x = Σ(x^n/n!) 和 sin(x)。
阶乘的增长
阶乘以超指数速度增长——比任何指数函数都要快。这种快速增长就是阶乘在复杂度理论和算法分析中如此重要的原因。
| n | n! | 位数 | 末尾 0 |
|---|---|---|---|
| 5 | 120 | 3 | 1 |
| 10 | 3,628,800 | 7 | 2 |
| 20 | 2,432,902,008,176,640,000 | 19 | 4 |
| 50 | ≈ 3.04 × 10^64 | 65 | 12 |
| 100 | ≈ 9.33 × 10^157 | 158 | 24 |
| 1000 | ≈ 4.02 × 10^2567 | 2,568 | 249 |
为什么 0! = 1?
0! = 1 的定义是一个数学惯例,它使许多公式能正确运作:
- 递归: 关系 n! = n × (n-1)! 意味着 1! = 1 × 0!,因此 0! 必须等于 1。
- 组合数学: 排列零个物体只有一种方法——那就是什么都不做。
- 伽马函数: 广义阶乘 Γ(1) = 0! = 1。
- 空积: 没有数字的乘积被定义为 1(乘法单位元)。
阶乘末尾的 0
n! 末尾的 0 数量等于 10 整除 n! 的次数。由于 10 = 2 × 5,且因子 2 的数量总是多于 5,我们计算因子 5 的数量:
斯特林近似
对于大 n,精确计算 n! 变得不切实际。斯特林近似提供了一个估算值:
随着 n 的增长,这种近似变得越来越准确,对理论计算非常有用。
常见问题解答
什么是阶乘?
阶乘记作 n!,是从 1 到 n 的所有正整数的乘积。例如 5! = 5 × 4 × 3 × 2 × 1 = 120。定义上 0! = 1。阶乘增长极快 - 20! 已有 19 位数,而 100! 有 158 位数。
为什么 0 阶乘等于 1?
0! = 1 是数学上的惯例。它能让数学公式正确工作,特别是在组合数学中。同时它也符合 n! = n × (n-1)! 的递归性质。
阶乘增长有多快?
比指数函数快。10! 是 360 多万,20! 就超过了 200 亿亿。100! 有 158 位数,1000! 有 2,568 位数。这种超快增长在复杂度理论中很重要。
阶乘有什么用?
在组合数学中用于排列组合计数。在概率论、二项式定理、泰勒级数展开中都会出现,是统计学、物理学和计算机科学的必备工具。
如何数阶乘末尾的 0?
0 来自 10 (= 2 × 5)。数因子 5 即可,因为 5 总比 2 少。使用公式:floor(n/5) + floor(n/25) + floor(n/125) + ... 例如 100! 有 24 个 0。
什么是斯特林近似?
斯特林近似用于估算大阶乘:n! ≈ √(2πn) × (n/e)^n。n 越大越准确,在无法计算精确值时很有用。
其他资源
引用此内容、页面或工具为:
"阶乘计算器" 于 https://MiniWebtool.com/zh-cn/阶乘计算器/,来自 MiniWebtool,https://MiniWebtool.com/
由 miniwebtool 团队制作。更新于:2026年1月18日
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