定義
一個正整數的 階乘(英語: factorial)是所有小於及等於該數的正整數的積,並且有0的階乘為1。自然數n的階乘寫作n!。1808年,基斯頓·卡曼引進這個表示法。
亦即n!=1×2×3×...×n。階乘亦可以遞歸方式定義:0!=1,n!=(n-1)!×n。
階乘亦可定義於整個實數(負整數除外),其與伽瑪函式的關係為:
n!可質因子分解為 ,如6!=2×3×5。
計算
計算n!時,當n不太大時,普通的科學計算機都可以計算,能夠處理不超過 數值的計算機可以計算至69!。
當n很大時,可以用斯特林公式估計:
更精確的估計是:
其中
變化
定義擴展
階乘的定義可推廣到複數,其與伽瑪函式的關係為:
伽瑪函式滿足 。
遞進/遞降階乘
遞進階乘:
遞降階乘:
雙階
表示雙階乘,其定義為:
廣義的雙階乘
無視上述定義的n!!因為即使值的N,雙階乘為奇數可擴展到最實數和複數z的注意到,當z是一個正的奇數則:
z!!定義為所有複數除負偶數。
使用它的定義,半徑為R的n維超球其體積可表示為: n=1,3,5,... n=2,4,6,...
多重階乘
被稱為n的k重階乘,定義為:
廣義的多重階乘
能將 多重階乘推廣到複數(甚至是四元數):
hyper階乘
hyper階乘(hyperfactorial有時譯作 過度階乘)寫作H(n),其定義為:
hyper階乘和階乘差不多,但產生更大的數。hyper階乘的增長速度卻並非跟一般階乘在大小上相差很遠。 前幾項的hyper階乘為:
1,4,108, 27648, 86400000, ...
超級階乘
1995年,尼爾·斯洛恩和西蒙·普勞夫定義了超級階乘(superfactorial)為首n個階乘的積。一般來說
自然數階冪
階冪也稱 疊冪或者 重冪記作 (感嘆號!寫在自然數的右上角),它的定義是將自然數1至n的數由大到小作冪指數重疊排列,數學定義如下:
其中n ≥ 1,前幾項的重冪數為:
1 , 2 , 9 , 262144 , ...
第5個重冪數是一個有183231位阿拉伯數字組成的超大自然數。
二次階冪:
相應地,m次階冪定義如下:
其中n,m≥1,且n,m。