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輸入計算

請輸入一個非負整數(0 到 170)。

數學公式

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結果

5! equals
120
factorial of 5
輸入值 (n) 5
n! 120

什麼是階乘?

非負整數 n 的階乘記作 n!,指的是從 1 到 n 之間所有正整數連乘的結果。舉例來說,\(5! = 1 \times 2 \times 3 \times 4 \times 5 = 120\)。依數學慣例,\(0! = 1\)(也就是所謂的空乘積)。階乘成長的速度極快——光是 10!就已經超過三百萬——因此本計算機支援的範圍是 0 到 170,這也是標準雙精度浮點數所能容納的最大階乘值。

展示階乘為遞減整數乘積的示意圖
階乘把從 n 到 1 的所有整數相乘。

如何使用本計算機

只要輸入一個 0 到 170 之間的整數 \(n\),工具便會立即算出 n!。除此之外不需要任何額外設定:階乘僅對非負整數有定義,因此小數或負數都不會被接受。結果區會完整顯示算出的 n!數值。

公式說明

就數學定義而言,$$n! = 1 \times 2 \times 3 \times \cdots \times n$$它也可以用遞迴的方式表示為 \(n! = n \times (n - 1)!\),並以 \(0! = 1\) 作為基底情形。每一步都只是把目前的乘積再乘上下一個整數。階乘代表的是「將 n 個相異物件依序排列」的方法總數(即排列數),這也是為什麼它會頻繁出現在組合數學、機率,以及級數展開之中。

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展示階乘值快速增長的長條圖
隨著 n 增大,階乘的值增長極快。

實例演算

想求出 6!,可以一步步相乘:\(1 \times 2 = 2\),\(\times 3 = 6\),\(\times 4 = 24\),\(\times 5 = 120\),\(\times 6 = 720\)。因此 \(6! = 720\)。這代表六個相異物件總共有 720 種不同的排列方式。

常見問題

為什麼 0!等於 1?階乘計算的是排列數,而把零個物件排列起來只有唯一一種方式(也就是空排列)。同時,這也讓像 nCr 這類組合公式得以保持一致。

我可以計算小數的階乘嗎?基本的階乘無法做到。若要把階乘延伸到非整數,必須使用伽瑪函數(Gamma function),而本計算機並不涵蓋此功能。

為什麼上限是 170?\(170! \approx 7.26 \times 10^{306}\),這是小於雙精度浮點數所能儲存之最大值的最大階乘;一旦到了 171!便會溢位而變成無限大。

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