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[转载]斯特林(Stirling)公式的推导

(2011-06-16 18:26:41)
标签:

算法

计算数学

杂谈

分类: 数学

【Stirling公式的意义】

Stirling公式的意义在于:当n足够大之后n!计算起来十分困难,虽然有很多关于n!的不等式,但并不能很好的对阶乘结果进行估计,尤其是n很大之后,误差将会非常大.但利用Stirling公式可以将阶乘转化成幂函数,使得阶乘的结果得以更好的估计.而且n越大,估计得就越准确.

斯特林(Stirling)公式:
http://hiphotos.baidu.com/vincentz/pic/item/da2f221f1f9896c3a78669db.jpg

这个公式的推导过程大体来说是先设一个套,再兜个圈把结果套进来,同时把公式算出来。Stirling太强了。

1Wallis公式

http://hiphotos.baidu.com/vincentz/pic/item/a9c885261da2591c8a82a1a8.jpg

 

证明过程很简单,分部积分就可以了。

x的取值可得如下结论:

  http://hiphotos.baidu.com/vincentz/pic/item/4179902b676772f1e6cd40a9.jpg

http://hiphotos.baidu.com/vincentz/pic/item/e29b563d22f41ee53d6d97b4.jpg

化简得
http://hiphotos.baidu.com/vincentz/pic/item/607264279c50b008918f9d8a.jpg

k无限大时,取极限可知中间式子为1。所以

  http://hiphotos.baidu.com/vincentz/pic/item/8a38222df0a26f3f349bf791.jpg

第一部分到此结束,k!被引入一个等式之中。

2Stirling公式的求解

继续兜圈。

关于lnX的图像的面积,可以有三种求法,分别是积分,内接梯形分隔,外切梯形分隔。分别是:

  http://hiphotos.baidu.com/vincentz/pic/item/894665d00889d684a0ec9c9c.jpg

 

另外,网上有一个证明过程:

 

 

 


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