斯特林公式（n的阶乘近似）

斯特林公式

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斯特林公式（Stirling's approximation）是一条用来取n的阶乘的近似值的数学公式。一般来说，当n很大的时候，n阶乘的计算量十分大，所以斯特林公式十分好用，而且，即使在n很小的时候，斯特林公式的取值已经十分准确。

中文名

斯特林公式

外文名

Stirling's approximation

别    称

斯特灵公式

表达式

n!≈√(2πn)·(n/e)^n

提出者

亚伯拉罕 棣莫弗

应用学科

数学

适用领域范围

数学

适用领域范围

数学

目录

1. 1 定义
2. 2 应用
3. ▪ 求n!的位数

1. 3 斯特林公式的形式
2. 4 证明

1. 5 更加精确的公式

定义

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斯特林公式在理论和应用上都具有重要的价值，对于概率论的发展也有着重大的意义。在数学分析中，大多都是利用Г函数、级数和含参变量的积分等知识进行证明或推导，很为繁琐冗长。近年来，一些国内外学者利用概率论中的指数分布、泊松分布、χ²分布证之。

应用

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求n!的位数

利用斯特林（Stirling）公式的进行求解。下面是推导得到的公式：
　　res=(long)( (log10(sqrt(4.0*acos(0.0)*n)) + n*(log10(n)-log10(exp(1.0)))) + 1 );
　　当n=1的时候，上面的公式不适用，所以要单独处理n=1的情况！
　　这种方法速度很快就可以得到结果。

斯特林公式的形式

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或更精确的

或

证明

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令

 

则

 

所以

  

即

  

，即单调递减，又由积分放缩法有

 

即

  

，即

 

由单调有界定理

  

的极限存在，

设

 

利用Wallis公式，

 

所以

 

即

 

更加精确的公式

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更加精确的近似公式为：

其中：

• .

 

斯特林公式实际上是以下级数（现在称为斯特林级数）的第一个近似值。