这个计算器能做什么
本工具可在一段 \(x\) 取值区间内,为以下四个相关量之一生成数值表并绘制折线图:阶乘 \(x!\)、其自然对数 \(\ln(x!)\)、双阶乘 \(x!!\),或其自然对数 \(\ln(x!!)\)。这是纯粹的数学运算,在任何地方结果都完全一致,不涉及任何单位或国家/地区的特定规则。
使用方法
先从下拉菜单中选择一个函数,然后填入区间起点(Range x from)、区间终点(Range x to)以及步长(Increment)。计算器会按 \(x = \) 起点、起点+步长、起点+2×步长……依次生成各行,直到包含区间上限为止。步长必须大于零,且为保持表格简洁,最多生成 101 行。
公式详解
阶乘即连乘 \(1\cdot 2\cdot 3\cdot \ldots \cdot x\),并约定 \(0! = 1\)。为支持较大数值和连续绘图,本工具采用伽马函数来求值,即 $$x! = \Gamma(x+1) = \prod_{k=1}^{x} k$$ 对数则使用对数伽马函数 $$\ln(x!) = \ln\Gamma(x+1)$$ 这样即使数值极大也不会溢出。双阶乘则每隔一项相乘:\(6!! = 6\cdot 4\cdot 2 = 48\),而 \(5!! = 5\cdot 3\cdot 1 = 15\)。其基本取值为 \(0!! = 1\)、\(1!! = 1\) 和 \((-1)!! = 1\)。负整数处阶乘无定义(伽马函数在那里有极点),因此对应行会显示“未定义”。
实例演示
选择 \(x!\),区间取 0 到 6、步长为 1,会得到七行:\(0!=1\)、\(1!=1\)、\(2!=2\)、\(3!=6\)、\(4!=24\)、\(5!=120\)、\(6!=720\)。切换到 \(\ln(x!)\) 并取 \(x=6\),可得 \(\ln(720) \approx 6.5793\);而 \(\ln(x!!)\) 在 \(x=5\) 时为 \(\ln(15) \approx 2.7081\)。
常见问题
\(x\) 可以是小数吗? 可以。非整数参数会采用基于伽马函数的连续形式,因此曲线是平滑的。
为什么某一行显示“无穷大”? 阶乘增长极快(\(70! \approx 1.2\times 10^{100}\));当数值超出双精度浮点数的范围时,就会被标记为无穷大——此时请改用对应的 \(\ln\) 版本,它始终保持有限。
为什么最多只有 101 行? 这是为了避免表格无限膨胀;如需覆盖更大范围,可缩小区间或增大步长。