Археологические открытия

Открытия Джеймса Стирлинга: формула приближения, теорема, числа и матрица

Формула приближения Стирлинга

Для больших n факториал можно оценить с помощью формулы

$$n! \approx \sqrt{2\pi n}\,\left(\frac{n}{e}\right)^n$$

Эта приближённая формула даёт хорошее значение $n!$ при больших $n$.

Теорема Стирлинга

Эквивалентно формуле приближения, теорема формулируется так:

$$\lim_{n\to\infty}\frac{n!}{n^n e^{-n}} = \sqrt{2\pi}$$

Числа Стирлинга

Числа Стирлинга первого и второго рода тесно связаны с числами Белла, которые считают количество разбиений множества.

Числа Стирлинга первого рода c(n,k) учитывают знаки перестановок, в которых ровно $k$ элементов имеют меньший индекс в исходном порядке, чем в полученной перестановке. Числа Стирлинга второго рода S(n,k) дают количество способов разбить $n$‑элементное множество на $k$ непустых подмножеств.

Матрица Стирлинга

Матрица Стирлинга порядка $n$ — квадратная матрица $S_n$ размером $n\times n$, элементы $s_{nk}$ которой являются числами Стирлинга второго рода.