Математика. Комбинаторика. Факториал. Свойства факториала. Примеры + решения.

Факториал числа – математическое понятие, применимое только для целых неотрицательных чисел. Эта величина представляет собой произведение всех натуральных числе от 1 до основания факториала. Понятие находит применение в комбинаторике, теории чисел и функциональном анализе.  

Факториал натурального числа n – это произведение всех натуральных чисел от 1 до n включительно.

Обозначается вот так: n! То есть, 

      Например,

Свойства факториала

        Рассмотрим не очень понятное с точки зрения определения факториала выражение 0! Так уж в математике договорились, что

        Да-да! Такое вот интересное равенство. Что от единицы, что от нуля факториал один и тот же – единичка.)) Пока примем это равенство за догму, а вот почему это именно так, будет ясно чуть позже, на примерах.))

        Следующие два очень похожих свойства:

        Доказываются они элементарно. Прямо по смыслу факториала.)

        Эти две формулки позволяют, во-первых, легко считать факториал текущего натурального числа через факториал предыдущего числа. Или следующего через текущий.) Такие формулы в математике называются рекуррентными.

        Во-вторых, с помощью этих формул можно упрощать и считать некоторые хитрые выражения с факториалами. Типа таких.

        Вычислить:

        Как действовать будем? Последовательно перемножать все натуральные числа от 1 до 1999 и от 1 до 2000? Это одуреешь! А вот по свойствам пример решается буквально в одну строчку:

        Или так:

        Или такое задание. Упростить:

        Снова работаем прямо по свойствам:

        Зачем нужны факториалы и откуда они появились? Ну, зачем нужны – вопрос философский. В математике просто так, чисто для красоты, ничего не бывает.)) На самом деле приложений у факториала великое множество. Это и бином Ньютона, и теория вероятностей, и ряды, и формула Тейлора, и даже знаменитое число e, которое представляет собой вот такую интересную бесконечную сумму:

        Чем больше задаётся n, тем большее число слагаемых в сумме и тем ближе будет эта сумма к числу e. А в пределе при  она станет равна в точности числу e.