翻訳|factorial
自然数nについて,n以下のすべての自然数の積をnの階乗といい,n!で表す。すなわち,n!=1×2×……×(n-1)×n例えば,n個の異なるものの並べ方の数はn!であり,n個の異なるものから,r個をとり出す組合せの数は,n・(n-1)……(n-r+1)/r!に等しい。いま,0の階乗を0!=1,また,nC0=1と定めれば,nCrは0≦r≦nについて,nCr=n ! /r ! (n-r) ! と書くことができ,
と表される(二項定理)。このことから,nCrを二項係数とも呼ぶ。
など,多項定理にも階乗の記号が現れ,この場合も,0!=1とした約束が役に立っている。そのほか,テーラー展開,マクローリン展開など,階乗の記号は,数学の多くの公式中にしばしば現れる。n!は,nが大きくなるとき急速に大きくなるが,もちろんnnより小さく,であることが知られている(スターリングの公式)。ここで,πは円周率,eは自然対数の底である。なお,ガンマ関数Γ(x)を用いると,n!=Γ(n+1)とも書ける。
執筆者:西村 純一
出典 株式会社平凡社「改訂新版 世界大百科事典」改訂新版 世界大百科事典について 情報
自然数nに対して
n・(n-1)・(n-2)・……・2・1
をnの階乗(ファクトリアルfactorial)といい、n!または
と書く。この値は、n個の異なるものを一列に並べてつくる順列の総数に等しい。また、n個の異なるものからr個とってつくる順列の総数はn!/(n-r)!となるが、この式がn=rのときも形式的に成り立つように0!=1と定義する。
n!の値は、nが増加するにつれて急激に増加する。たとえば
3!=6, 5!=120, 10!=3628800, 12!=479001600
であり、100!は158桁(けた)、200!は375桁の自然数になる。n!については次の式が成り立つ。
これをスターリングstirlingの公式といい、このことを利用して、nの大きな値に対するn!の近似値を
によって計算することができる。
[植竹恒男]
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