0的階乘為什麼等於1?

myw58


1的階乘等於1,0的階乘也等於1,1的階乘和0的階乘相等,這不是互相矛盾嗎?0的階乘為什麼等於1?因為這是人為定義的,是一種特殊形式的階乘記號。

通常我們所說的階乘是指所有小於及等於該數的正整數的積,即n!=1×2×3×……×n。由於在計算過程中經常會遇到零的階乘無意義的情況,於是為了計算方便,才規定0的階乘為1。如果我們把階乘從正整數拓展到實數乃至複數領域,就形成了廣義階乘的概念。

在數學上,像這種人為規定的例子還很多。比如我們規定0為自然數。0為什麼是自然數?像這種問題,在數學上是無法給出證明的。為了學習使用方便,我們通常規定負數無對數,其實在複數領域,負數也有對數。

再舉一個比較貼切的例子。對於單項式,單項式中所有字母的指數的和叫做這個單項式的次數。只含有一個字母的單項式,它的次數就是1。但是單獨一個數也是單項式,於是我們又規定單獨一個數看成單項式時,它的次數為0。任何數(零除外)的0次方不是等於1嗎?邏輯上看似有問題,不過這並不打緊,因為這只是人為規定的。

不過我們可以問為什麼數學家會這樣規定?給零的階乘下定義只是為了讓相關數學公式的表述及運算更方便,事實證明這是有必要的,而且在邏輯上也並沒有什麼問題。


科學探索菌


0!=1.

由於以前沒有把階乘拓寬,高中數學書上只是作了硬性的規定。

其實,拓寬到負整數階乘以後,自然而然的就解釋了0的階乘等於1.

就是:

因為(-1)!=-1*-2*-3*-4*-5*...

0*(-1)!=1.

所以0!=1.

詳見《張氏數演奕》之《張氏階乘數》



創新數


階乘最初是定義在自然數域,n!=1*2*…*n。這個很好理解。搞數學的都喜歡擴張領域,那階乘!能不能推廣到自然數以外呢?

很顯然,階乘的實質很容易提煉出一個遞推公式:(n+1)!=(n+1)*n!

那麼把n=0代入,有1!=1*0!,這就是0!=1的由來。

當然當我們想繼續推廣時會發現負整數的階乘沒法定義,按上述遞推公式,負整數的階乘應該在±∞交錯。

但如果你以為數學家們就此止步了,呵呵…

【前方高能預警】!!!

歐拉(又是他!)首先開始考慮把階乘推廣到實數域乃至複數。出發點仍然是那個遞推公式:

F(x+1)=(x+1)*F(x),此外有F(0)=1。

如果只考慮初等函數自然是不太可能的,但作為一個“把微積分從嬰兒一手帶大”(伯努利語)的大神,歐拉的武器庫早就不是冷兵器時代。

其實這個可以作為大學生一個特別好的微積分延展學習。如果給出提示:用含參數x的積分式來定義F,利用分部積分來滿足遞推公式。聰明的數學專業學生就應該想到使用兩個經典函數:

- 以x為指數的冪函數積分(產生遞推因子x)。

- 還有自然常數的指函數(積分不動點)。

從而有機會自己想出下面的公式:

x!=F(x)=∫yˣe⁻ʸdy,對y從0到+∞積分。

不難證明這個積分式滿足階乘的遞推公式,而且可以推廣到整個實數域甚至複數域。而且很明顯,除了負整數積分不收斂之外,其它都有確定值。


帖木兒


答:對階乘進行解析延拓後,就能得到著名的伽馬函數,我們根據伽馬函數,就可以得到"0!=1"。


階乘

階乘是指所有小於以及等於某個數的正整數之積,記為:

n!=1×2×3×……×n;

在排列組合中我們經常遇到階乘運算,比如5個人按照順序進行排隊的話,就有“5!=120種”排列方法。

按照階乘的定義,我們很容易得出這麼一個結論:

(n+1)!=(n+1)*n!,其中n≥1且為整數;

至於n=0的情況,超出了階乘的定義範圍,但是我們為了讓上面式子繼續成立,我們強行把n=0帶進去有:

(0+1)!=(0+1)*0!

由於1!=1,所以我們得出0!=1的結論,大家要注意了,這只是一個試探性的結論,不過我們為了保證數學公式的連續性,完全可以定義:

0!=1

這樣的話,對於階乘來說,我們就能把定義域再加上一個“0”;那麼0的階乘等於零又有何意義呢?這樣的定義是否合理?


伽馬函數

對於0的階乘等於零,更嚴謹的證明需要用到伽馬函數Γ(n):

這是大數學家歐拉在1729年,經過解析延拓後得到的函數,也是對階乘函數的擴展,這個函數擁有一個非常有趣的性質:

Γ(n+1)=nΓ(n),其中n>0;

於是我們很容易得到:

對於最後一個公式,當n=1時:

Γ(1)=(1-1)!=0!=1

得證!

伽馬函數的定義域不在僅限於整數,對於非整數也是成立的,如果利用伽馬函數的遞歸公式,還可以把伽馬函數的定義域擴展到負數上。


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艾伯史密斯


從階乘的定義出發。從階乘表達式n!=n×(n-1)!中,知道一個數的階乘是遞推定義的。比如要計算一個任意的整數m的階乘,我們就把m作為初值,計算m!=m×(m-1)!。

同樣的,當m=l時,m!=1!=1×0!=1,取等式中最後一個等號的兩邊,即1×0!=1,這個等式兩邊同時約去1,就得到如下結果:0!=1。

階乘的計算方法是1乘以2乘以3乘以4,一直乘到所要求的數。例如所要求的數是6,則階乘式是1×2×3×…×6,得到的積是720,720就是6的階乘。

如果所要求的數是n,則階乘式是1×2×3×…×n,設得到的積是x,x就是n的階乘。任何大於1的自然數n的階乘的表示方法是:n!=1×2×3×……×n或n!=n×(n-1)!。


懂小姐的先生


在自然數域中,階乘時遞減至1為止,不是至0為止。O乘以任何數均為0。在自然數域內不存在O的階乘。嚴格地講,O並不具有自然數的性質,把O當自然數推演,要小心引出悖論。<例>。O×1=O,0×2=O。O×1=0×2。左右消去”等值數0",得l=2。??演算過程無誤,關鍵是概念錯誤。所以特別提醒年輕朋友,在涉及數理力學科時,要牢固把握"基本概念"。粗略看過幾位朋友的論式,其實都在於沒搞請0的本質,把它當自然數去推演。另外,階乘運算只在自然數域,沒有1.5!或(一1)!的說法。建議對數學有興趣的朋友,手邊常備一冊中小型《數學手冊》。


王祖蔭1


你學過算法沒,求多個數的和時首先置變量為O,再s=s+n,而求多個數的積時,首先置變量為1,再s=s*n,這樣才保證s不會為O,階乘顯然是積的形式,只能置初始變量為1


虹子69085567


0!本身沒有意義,但是在計算過程中又需要使用它,就補充定義了0!=1,僅此而已。有些人胡亂發揮想當然。


星43849490


1是表示你有一種選擇,0是表示沒有選擇,而沒有選擇就是你唯一的選擇!


曉春796


階乘只是噶嘛函數的特例


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