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斯特林公式(斯特林公式的推广)

时间:2026-02-12 来源:体育直播免费高清在线无插件

斯特林公式的基础

斯特林公式是一种极为重要的数学公式,它能够在很多领域中得到应用。斯特林公式最初由苏格兰数学家詹姆斯·斯特林在1730年提出,它的形式如下:

n! ≈ √(2πn)(n/e)^n

其中n!表示n的阶乘,e为自然常数,π为圆周率。这个公式的意义在于,当n趋近于正无穷的时候,n!的值可以用这个公式来近似计算。

斯特林公式的推导

斯特林公式的推导过程相对较复杂,下面我们简要介绍一下。

  1. 首先,对ln(n!)进行泰勒展开,得到:
  2. ln(n!) = nln(n) - n + O(ln(n))

  3. 将上式中的ln(n!)代入n!的定义中,得到:
  4. n! = e^(nln(n)-n) × e^O(ln(n))

  5. 对n!取对数,得到:
  6. ln(n!) = nln(n) - n + O(ln(n))

  7. 将上式中的ln(n!)代入斯特林公式中,得到:
  8. n! ≈ e^(nln(n)-n) × e^O(ln(n)) × √(2πn)

  9. 进一步化简得到:
  10. n! ≈ √(2πn)(n/e)^n

斯特林公式的应用

斯特林公式在很多领域中都有广泛的应用,下面我们介绍其中几个:

  1. 计算阶乘的近似值:斯特林公式可以用来计算比较大的阶乘,例如1000!的值可以用斯特林公式来近似计算。
  2. 计算组合数:由于组合数中含有阶乘,因此斯特林公式可以用来计算组合数的近似值。
  3. 概率论中的应用:斯特林公式可以用来计算二项分布的连续近似,从而在概率论中得到应用。
  4. 统计学中的应用:斯特林公式可以用来计算正态分布的近似值,从而在统计学中得到应用。

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