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输入计算

请输入一个非负整数(0 到 170)。

数学公式

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结果

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

什么是阶乘?

非负整数 n 的阶乘记作 n!,表示从 1 到 n 之间所有正整数的连乘积。例如 \(5! = 1 \times 2 \times 3 \times 4 \times 5 = 120\)。按照数学约定,\(0! = 1\)(即空乘积)。阶乘的增长速度非常惊人——10! 就已经超过三百万,因此本计算器支持的取值范围是 0 到 170,而 170! 正是标准双精度浮点数能够表示的最大阶乘。

展示阶乘为递减整数乘积的示意图
阶乘把从 n 到 1 的所有整数相乘。

如何使用本计算器

只需输入一个 0 到 170 之间的整数 n,工具就会立即返回 n! 的结果。无需任何额外设置:阶乘仅对非负整数有定义,因此小数和负数都不被接受。结果面板会完整显示 n! 的计算值。

公式详解

从数学上看,$$\text{n}! = \prod_{i=1}^{\text{n}} i = 1 \times 2 \times 3 \times \cdots \times \text{n}$$ 它也可以用递归形式表示为 \(\text{n}! = \text{n} \times (\text{n} - 1)!\),其基本情形为 \(0! = 1\)。每一步都只是把当前的乘积再乘以下一个整数。阶乘表示将 n 个不同对象按顺序排列的方式总数(即排列数),这也正是它频繁出现在组合数学、概率论以及级数展开中的原因。

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展示阶乘值快速增长的条形图
随着 n 增大,阶乘的值增长极快。

计算示例

要计算 6!,可以逐步相乘:$$1 \times 2 = 2,\ \times 3 = 6,\ \times 4 = 24,\ \times 5 = 120,\ \times 6 = 720$$ 所以 \(6! = 720\)。这意味着六个不同的物品共有 720 种不同的排列顺序。

常见问题

为什么 0! 等于 1? 阶乘表示排列数,而把零个对象进行排列恰好只有一种方式(即空排列)。这样约定还能让 nCr 等公式保持一致。

可以计算小数的阶乘吗? 基本阶乘做不到。要把阶乘扩展到非整数,需要用到伽马函数(Gamma 函数),而本计算器并不涉及这一功能。

为什么上限是 170? \(170! \approx 7.26 \times 10^{306}\),是双精度浮点数所能容纳的最大值以内的最大阶乘;而 171! 会溢出为无穷大。

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