Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Kiedy w matematyce często pojawia się jakieś wyrażenie lub działanie, matematycy próbują uprościć zapis szukając jakiegoś skrótu lub wprowadzając nowy symbol. Okazuje się, że w kombinatoryce, analizie matematycznej, matematyce dyskretnej i innych działach matematyki pojawiają się wyrażenia typu: 1·2·3·4·5, 1·2·3··31·32·33, czyli iloczyny kolejnych liczb naturalnych, w których najmniejszym czynnikiem jest liczba 1. Christian Kramp (francuski lekarz i matematyk) uznał, że wprowadzenie nowego działania i oznaczenie go symbolem ! uprości zapis skomplikowanych mnożeń.

silnia z liczby n (lub “silnia liczby n”)
Definicja: silnia z liczby n (lub “silnia liczby n”)

iloczyn wszystkich liczb naturalnych od 1 do n. Oznaczamy ją n! I czytamy “n silnia”. Z przyczyn praktycznych umawiamy się ponadto, że 0!=1.

Definicję silni liczby naturalnejsilnia liczby naturalnej nsilni liczby naturalnej n możemy również zapisać symbolicznie:

0!=1
n!=1·2·3·n-2·n-1·n, n+

Przydaje się również (zwłaszcza w informatyce) definicja rekurencyjna silni:

0!=1
n!=n-1!·n, n+

Przykład 1

Obliczymy silnie kilku liczb naturalnych:

0!=1 (z definicji)

1!=1 (z definicji)

2!=1·2=2

3!=1·2·3=6

4!=1·2·3·4=24

5!=1·2·3·4·5=120

6!=1·2·3·4·5·6=720

Zwróć uwagę na to, jak szybko rosną liczby pod wpływem silni. Poniżej znajduje się wykres, który to obrazuje. Znajduje się tam kilka punktów, których drugie współrzędne są równe silniom z ich pierwszych współrzędnych.

RcBsBESBxdX1Z
Przykład 2

Zbadamy, ile kolejnych końcowych (licząc od rzędu jedności) zer ma liczba 24!.

Z definicji silni wynika, że 24!=1·2·3·4·5··9·10·11··14·15·16··19·20·21·22·23·24

Zauważmy najpierw, że zero na końcu liczby bierze się z pomnożenia liczb 252·5=10. Każdy z czynników 1020 wygeneruje jedno końcowe zero. Iloczyn liczb 154 (czyli 60) również spowoduje pojawienie się zera na końcu liczby. Zatem liczba 24! kończy się czterema zerami.

Zauważmy jeszcze, że aby uzyskać poprawny wynik, w iloczynie 2·5 liczbę 2 można zastąpić dowolną liczbą parzystą niepodzielną przez 5 występującą w rozkładzie 24!. Podobnie w iloczynie 15·4 czynnik 4 możemy zastąpić przez dowolną liczbę parzystą niepodzielną przez 5 występującą w rozkładzie na czynniki liczby 24!.

Przykład 3

Obliczymy wartości liczbowe wyrażeń zawierających silnie.

5-3!=2!=2

5!-3!=120-6=114

6-2!=4!=24

6!-2!=720-2=718

3+2!=5!=120

3!+2!=6+2=8

4+2!=6!=720

4!+2!=24+2=26

Czasami w matematyce używa się również tzw. podwójnej silni.

podwójna silnia z liczby n
Definicja: podwójna silnia z liczby n

Iloczyn wszystkich liczb naturalnych dodatnich o tej samej parzystości co n niewiększych od n. Oznaczamy ją n!! i czytamy “n podwójna silnia”. Ponadto wprowadzamy umowę, że 0!!=1.

Definicję podwójnej silni możemy zapisać następująco:

0!!=1

1!!=1

n!!=n·n-2·n-4··5·3·1, dla nieparzystych liczb naturalnych n

n!!=n·n-2·n-4··6·4·2, dla parzystych liczb naturalnych n

Podwójna silnia liczby naturalnejpodwójna silnia liczby naturalnej nPodwójna silnia liczby naturalnej n ma też definicję rekurencyjną:

0!!=1

1!!=1

n!!=n·n-2!!, dla liczb naturalnych n większych lub równych 2

Przykład 4

Obliczymy:

5!!=5·3·1=15

6!!=6·4·2=48

Ważne!

Zauważmy, że liczba n!! nie jest równa liczbie n!!.

Na przykład 4!!=4·2=8, zaś 4!!=24!=1·2·3··22·23·24.

Słownik

silnia liczby naturalnej n
silnia liczby naturalnej n

iloczyn wszystkich liczb naturalnych od 1 do n włącznie, oznaczamy ją n! (czyt. “n silnia”); przyjmujemy dodatkowo, że 0!=1

podwójna silnia liczby naturalnej n
podwójna silnia liczby naturalnej n

iloczyn wszystkich liczb naturalnych o tej samej parzystości co n, od 1 do n włącznie, oznaczamy ją n!! (czyt. “n podwójna silnia”); przyjmujemy dodatkowo, że 0!!=1