Razumevanje faktoriala (!) v matematiki in statistiki

matma / Getty Images

V matematiki so simboli, ki imajo določene pomene v angleškem jeziku lahko pomeni zelo specializirane in različne stvari. Na primer, upoštevajte naslednji izraz:

3!

Ne, nismo uporabili klicaj da pokažemo, da smo navdušeni nad tremi, zadnjega stavka pa ne smemo brati s poudarkom. V matematiki je izraz 3! se bere kot 'faktoriel treh' in je v resnici skrajšan način za označevanje množenja več zaporednih celih števil.

Ker je v matematiki in statistiki veliko mest, kjer moramo števila množiti, je faktorial zelo uporaben. Nekaj ​​glavnih mest, kjer se pojavi, sta kombinatorika in verjetnost račun .

Opredelitev

Definicija faktoriala je, da za vsako pozitivno celo število n , faktoriel:

n ! = n x (n -1) x (n - 2) x. . . x 2 x 1

Primeri za majhne vrednosti

Najprej si bomo ogledali nekaj primerov faktoriala z majhnimi vrednostmi n :

• 1! = 1
• 2! = 2 x 1 = 2
• 3! = 3 x 2 x 1 = 6
• 4! = 4 x 3 x 2 x 1 = 24
• 5! = 5 x 4 x 3 x 2 x 1 = 120
• 6! = 6 x 5 x 4 x 3 x 2 x 1 = 720
• 7! = 7 x 6 x 5 x 4 x 3 x 2 x 1 = 5040
• 8! = 8 x 7 x 6 x 5 x 4 x 3 x 2 x 1 = 40320
• 9! = 9 x 8 x 7 x 6 x 5 x 4 x 3 x 2 x 1 = 362880
• 10! = 10 x 9 x 8 x 7 x 6 x 5 x 4 x 3 x 2 x 1 = 3628800

Kot lahko vidimo, postane faktorial zelo hitro zelo velik. Nekaj, kar se morda zdi majhno, na primer 20! dejansko ima 19 števk.

Faktorile je enostavno izračunati, vendar je lahko njihovo izračunavanje nekoliko dolgočasno. Na srečo ima veliko kalkulatorjev faktorski ključ (poiščite simbol !). Ta funkcija kalkulatorja bo avtomatizirala množenje.

Poseben primer

Ena druga vrednost faktoriala, za katero zgornja standardna definicija ne velja, je vrednost of nič faktorial . Če sledimo formuli, potem ne bi prišli do nobene vrednosti za 0!. Ni pozitivnih celih števil, manjših od 0. Iz več razlogov je primerno definirati 0! = 1. Faktoriel za to vrednost je prikazan zlasti v formulah za kombinacije in permutacije .

Naprednejši izračuni

Ko se ukvarjamo z izračuni, je pomembno, da premislimo, preden pritisnemo faktorsko tipko na našem kalkulatorju. Če želite izračunati izraz, kot je 100!/98! obstaja nekaj različnih načinov za to.

Eden od načinov je uporaba a kalkulator najti oba 100! in 98!, nato delite enega z drugim. Čeprav je to neposreden način izračuna, ima nekaj težav, povezanih z njim. Nekateri kalkulatorji ne morejo obravnavati izrazov, velikih kot 100! = 9,33262154 x 10¹⁵⁷. (Izraz 10¹⁵⁷je znanstveni zapis, ki pomeni, da pomnožimo z 1, čemur sledi 157 ničel.) Ne samo, da je to število ogromno, ampak je tudi samo ocena dejanske vrednosti 100!

Drug način za poenostavitev izraza s faktoriali, kot je prikazan tukaj, sploh ne zahteva kalkulatorja. Način, kako pristopiti k tej težavi, je spoznati, da lahko prepišemo 100! ne kot 100 x 99 x 98 x 97 x . . . x 2 x 1, ampak namesto tega kot 100 x 99 x 98! Izraz 100!/98! zdaj postane (100 x 99 x 98!)/98! = 100 x 99 = 9900.