斯特林公式
1. 数学表示
该公式是一个 Γ 函数的渐进近似,其中
Γ(ν+1)=ν!
数学上常用的表示形式为
n→∞limnnnenn!=2π
或者
n→∞lim2πn(en)nn!=1
斯特林公式来自于鞍点法:
Γ(ν+1)=ν!=∫e−ttνdt=∫eg(t)dt
换元
g(t)g′(t)tmg′′(tm)Γ(ν+1)=−t=−1+tν=μ=−ν1≈ν→∞eg(tm)∫exp(21g′′(tm)(t−tm)2)dt
得出
ν!≈ν→∞e−ν+νlogν2πν
2. 斯特林近似
考虑到
lnn!=ln1+ln2+⋯+lnn=i=1∑nlni≈n→∞∫1nlnxdx=[xlnx−x]1n=nlnn−n+1
由斯特林公式,当 n 足够大时,有
n!≈2πn(en)n
当 n 充分大时,这两个估计结果是一致的。