Maor,Eli《Music by the Numbers》作品简介与读书感悟

所谓阶乘,就是指:我们规定,,下面是十以内的阶乘列表。自然数n阶乘n!0111223642451206720750408403209362880103628800说来也奇怪,「把前面正整数都乘起来」,

所谓阶乘,就是指:

我们规定,,下面是十以内的阶乘列表。

自然数n阶乘n!0111223642451206720750408403209362880103628800

说来也奇怪,「把前面正整数都乘起来」,这似乎是刚学乘法的小朋友会提出的问题。数学家为什么要专门定义这种运算?

阶乘与计数原理

把个不同的小球排成一列,总共有多少种排列方法?

读书笔记: 书名:童年 作者:高尔基 好词 瑗际 歪斜凌乱 灰雾茫茫 轻声慢语 胆怯 不知所措 软塌塌 澄澈 耸向 独树一帜 难以置信 琐事 矗立 与人为善 不折不扣 不动声色 窥伺 掩面而笑 绵绵不断 不为所动 好句 1.我看着他好。

顺便我们介绍组合的概念:从个不同的小球中选取个小球的方式有多少种,我们将这个问题的答案记为

1、花鲜红鲜红的,就像一颗颗灿烂的小红星点缀在一片绿叶之中,十分好看。2、朋友,我为我们所生活的这个时代而骄傲,无论是迎着朝阳走进教室,还是披着晚霞离开校园,每当仰望那鲜红的太阳,我心潮激荡,我们沐浴着太阳的。

在这里我不得不提及排列中著名的「错排问题」:

邮递员将封不同收件人的信,全部放错邮箱的情况数?

通过简单的容斥原理

可以计算。其中表示集合的元素个数。

在错排问题中,我们可以设表示第个邮箱放对信的全部情况,于是信都投错的情况恰是(De Morgan定律)

由上述所说的全排列容易计算:

……

利用上面已知的信息,代入容斥原理计算公式可得

再由集合互补的关系可得

Maor,Eli《Music by the Numbers》作品简介与读书感悟

这就是错排问题的答案。

进一步,我们求错排的概率的话——

随着信件数的增加,这个概率会趋于一个常数

也就是说当充分大时,这位粗心的邮递员全部投错邮箱的概率居然高达!(这是一个表示惊叹的叹号)

从这个问题就看得的出,阶乘和自然对数的底有着极为深厚的渊源,顺便提一下一个著名的关于的级数表达式

Maor,Eli《Music by the Numbers》作品简介与读书感悟

阶乘与初等数论

帮忙选下列其中三部名著,写出书的内容简介、精彩片段、读书感悟! 《西游记》、《水浒传》、《朝花夕拾》、《骆驼祥子》、《繁星春水》《鲁滨孙漂流记》、《童年》(高尔基)、《名人传》(罗曼罗兰)、《格列佛游记》、《钢铁是怎样炼成的。

关于阶乘的故事还有很多,接下来我们从初等数论的角度谈一谈。

根据阶乘的定义,我们知道当时,一定是合数,于是自然就会产生试图对其进行质因数分解的想法。有这样的公式吗?还真有——

这个古怪的公式提供了质因数分解中质数的指数的算法,习惯上使用如下符号表示

这个公式的证明不难,主要是利用了取整函数的特性。

既然大于的阶乘是合数,那它有没有可能是一个完全平方数?答案是:否。

利用上面的公式,我们可以给出一个简单的证明。

实际上我们只要证明:不超过但离最近的质数,有

1、美的力量绝不亚于思维的力量。一个再深刻的思维都可能变为常识,只有一个东西是永不衰老的,那就是美。2、秋天的白云,温柔如絮,悠悠远去,梧桐的枯叶,正在秋风里忽闪忽闪地飘落。3、这一幢幢房子,在乡野纯净的天。

证明:分两种情况:

若(质数集合),则命题显然;

若,设是不超过却离最近的质数,现在只需证明即可,于是便有

提起阶乘和素数,不得不说威尔逊定理(wilson's Theorem)——

正整数是质数的充要条件:

因为文章篇幅所限,还有大量关于阶乘的初等数论的结论就不一一列举了。

阶乘与高等数学

接下来关于阶乘的内容涉及大量微积分的内容,我们就点到为止。

Maor,Eli《Music by the Numbers》作品简介与读书感悟

阶乘最关键的发展,毫无疑问归功于欧拉引入的积分,后世称之为欧拉第一积分:

伽马函数图像

欧拉积分所定义的函数叫伽马函数。非常神奇的是,这个函数正是阶乘的「连续光滑版本」,即

《昆虫记》又称《昆虫世界》《昆虫物语》《昆虫学札记》或《昆虫的故事》,是法国昆虫学家、文学家让-亨利·卡西米尔·法布尔创作的长篇生物学著作,共十卷。1879年第一卷首次出版,1907年全书首次出版。该作品是一部概括昆。

伽马函数实际上还可以推广为复变函数,并且其具有某种深刻的对称性——余元公式:

——阶乘和圆周率也产生联系了。后来大数学家黎曼将其与他的泽塔函数联系在了一起:

毫无疑问,泽塔函数是解析数论的中心,黎曼猜想至今是人类悬而未决的重大猜想。关于黎曼猜想推荐大家阅读《素数的音乐》(Marcus du Sautoy),内容跌宕起伏十分精彩。

在维球体积公式中,也有伽马函数(阶乘)的倩影:

我在专栏里曾写过一篇文章《来自无穷维的雨点——正态分布的几何模型》[],其中考虑的是这样一个问题

设单位球中的点,考虑投影映射,于是投影至一维直线上,形成的密度函数有何特点?

高维球内的点投影至1维空间示意图

蒙特卡罗模拟7维的情况

从图像中就可以看出密度曲线是标准的钟形分布,最后我在文中证明了其与正态分布的联系:

而伽马函数(阶乘)依然起到了枢纽的作用,并且我们再次看到了老朋友.

总结

尽管学过乘法的小学生就可以计算阶乘,然而阶乘的身上仍然充斥着未解之谜。本文从中学生较为熟悉的排列组合以及初等数论入手,然后又介绍了其「高阶版本」——伽马函数,展示了其在高等数学中无处不在的身影,体现出数学一以贯之的美感。

数学英才

中学生英才计划

数学学科官方公众号

推送数学微慕课和学习资料

上一篇 2022年12月14 01:25
下一篇 2022年12月18 18:17

相关推荐

  • 怎样可以免费下载歌曲

    没会员,又不想花钱,但那首歌又是自己的心头爱~咋整呢?想听还听不到。在现如今,即使你有会员,手机OTG下载歌曲方法,由于版权的原因,有些歌曲我们也是无法进行下载的,只能够在线播放。而没有会员,播放都成

    2022年12月31 260
  • 天龙功放怎么样,天龙m7功放音质怎么样

    Hao4K影音专注家庭影院、HIFI音乐,服务千万影音发烧友!AVC-X3800H可说是今年天龙AV功放的中级产品,天龙m7功放音质怎么样,虽然维持和上代一样的9声道放大、11声道处理的规格,但支持了

    2023年06月05 268
  • 迈克尔杰克逊怎么死的,杰克逊的鼻子掉了图片

    迈克尔杰克逊:他被誉为流行音乐之王、世界舞王,是世界乐坛绝无仅有的代表人物,杰克逊的鼻子掉了图片,从20世纪80年代起为整个现代流行音乐缔造了一个传奇时代,时至今日没有任何人依然可以打破杰克逊缔造的传

    2023年01月11 233
  • 怎样把歌曲下载到内存卡里

    在咪咕音乐下载的歌曲文件是会默认保存在手机本地的,那么如果我们想要将下载的东西储存到sd卡该怎么弄呢?下面小编就为大家带来了咪咕音乐下载歌曲到sd卡的教程,怎么把歌导入到内存卡,希望对你有所帮助。,咪

    2022年12月31 296
  • [美]克雷格·莱特(CraigWright)《聆听音乐》作品简介与读书感悟

    克雷格莱特,这期书单和大家分享几本古典音乐随笔吧。古典音乐系统而又复杂,入门的难度较大。但是作为普通入门听众,懂一些古典音乐背后的故事比学习枯燥的乐理知识和西方音乐史可能更有意义。分享几本自己囤的一些

    2022年12月22 254
  • 柔软 台词,什么柔软

    《少年的你》改编自玖月晞的小说《少年的你,如此美丽》,电影讲述在高考前夕,被一场校园意外改变命运的两个少年,如何守护彼此成为想成为的成年人的故事。电影中易烊千玺扮演的刘北山(小北)有许多霸气的、感人的

    2022年12月11 213
  • 安娜卡列尼娜多少字,安娜·卡列尼娜最佳译者

    1877年4月,托尔斯泰把小说《安娜·卡列尼娜》的最后几个印张送交《俄罗斯使者》,1877年4月号的《俄罗斯使者》结束了小说第七部的刊载,《安娜·卡列尼娜》的最后结束部分(小说第八部)并没有在《俄罗斯

    2023年04月04 215
  • 广东美女翻唱是谁,广东美女翻唱

    《声生不息》自播出以来备受好评,在上周播出的最新一期中,广东美女翻唱,杨丞琳作为特邀神秘嘉宾在节目中惊喜亮相,演唱经典港剧《使徒行者》片尾曲《越难越爱》,获得广大观众和现场歌手们的一致喜爱。杨丞琳一身

    2023年05月03 211
  • 为什么雷迪嘎嘎这么红,雷迪嘎嘎

    英国37岁的大龄粉丝DonnaMarie为模仿偶像LadyGaga,斥资6万英镑(约合人民币57万元)置办全身行头,并雇舞群展开全球巡演,从妆容到表演,几乎都做到完美再现偶像丰采,甚至连自己的团队都曾

    2023年04月17 210
  • 高进的歌为什么都好听,高进写的歌为什么不自己唱

    很多人可能不太了解高进,但可能听说过他的歌《听着情歌流眼泪》。说起高进,大伙儿肯定是多少不熟的人肯定不知道,可是说起那些日子流行歌曲《刚好遇见你》《盗心贼》《我们不一样》《差一步》这种时下18年最流行

    2023年04月20 203
  • 怎样克服唱歌时口水多,唱歌口水来不及咽

    生活中我们交流时,可能会遇到这样的情况,说一会话嘴里就会出现很多唾液,说道精彩处吐沫横飞,眉飞色舞,但是说话却有时听不清,唱歌口水来不及咽,还有的人说话紧张,不断吞咽吐沫,导致说话经常中断,这些情况是

    2022年12月31 268
  • 耳机有回声该怎样处理,为什么戴耳机说话有回音

    今天的TWS真无线耳机已经衍生出了多个细分市场,例如有主打跑步健身时使用的运动耳机、也有主打超低延迟的游戏耳机;另外,骨传导耳机也是近两年关注度比较高的一个细分市场,其主要优点是佩戴舒适、续航时间长、

    2022年12月28 277
  • 音乐怎么

    很多小伙伴都喜欢听歌,音乐怎么下载到,各种类型的歌曲非常多,有的轻快的,有的缓慢的,但是无论如何正常的音乐的播放速度都是默认的一倍速度,但是有些节奏舒缓的歌曲速度有些缓慢,有小伙伴想要变速,让节奏速度

    2023年02月08 289
关注微信