零的雙階乘等于多少

零的雙階乘等于1。

這項結(jié)論并不直觀,因為雙階乘本身并不是我們在日常生活中經(jīng)常用到的數(shù)學(xué)概念。那么什么是雙階乘?

雙階乘是指對于一個正整數(shù)n,其雙階乘定義為n!!=n\times(n-2)\times(n-4)\times\cdots\times3\times1。顯然,n必須是正整數(shù),若n為奇數(shù),則最后一項是1,否則為2。

那么回到零的雙階乘等于1,我們?nèi)绾谓忉屵@個結(jié)論呢?實際上,0!!的定義與1的階乘的定義是類似的,即0!!=1。這是因為雙階乘的定義涉及到了從一個正整數(shù)n開始的連乘運(yùn)算,而0!=1是這種定義的自然延伸。

另一方面,我們也可以通過遞推法來證明0!!=1。根據(jù)雙階乘的定義,如果n是奇數(shù),則n!!=n\times(n-2)!!,如果n是偶數(shù),則n!!=n\times(n-2)!!\times2!!。當(dāng)n=0時,我們可以將上述遞推關(guān)系反復(fù)展開:

0!!=0\times(-2)!!=-2\times(-4)!!=4\times(-6)!!=-24\times(-8)!!=\cdots=1。

我們得到了0!!=1這個結(jié)論。

零的雙階乘等于1這個結(jié)論在組合數(shù)學(xué)、概率論等領(lǐng)域中經(jīng)常用到。例如,當(dāng)我們考慮從n個元素選出k個元素時,方案數(shù)為C(n,k)=n!/k!(n-k)!。當(dāng)k=0時,因為0!=1,所以C(n,0)=1。當(dāng)k>n時,因為n-k<0,所以C(n,k)的定義式中會存在0!的項,但通過0!!=1這個結(jié)論,我們可以將0!替換為1,從而避免出現(xiàn)除0的情況。

在實際問題中,零的雙階乘等于1的應(yīng)用還有很多,例如在計算鞅論(martingale theory)中,一些重要的概率測度涉及到對零的雙階乘的求和。零的雙階乘還可以被用來解決一些奇怪的數(shù)學(xué)問題,例如計算自由度為0的熱力學(xué)系統(tǒng)的配分函數(shù)等。

雖然0!!這個概念聽起來很玄乎,但它在實際問題中的作用卻是不可忽略的,而0!!=1這個結(jié)論則是解決這些問題的基礎(chǔ)。