Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Почему 0!=1?

Математика
Иннокентий Луганский
  · 68,9 K
На Кью задали 1 похожий вопрос
Интересующие темы: история математики, история христианства, библеистика.   · 13 мар 2022
По конвенции. Могло и не быть принято, но приняли из нескольких соображений. Пример с гамма-функцией тут уже приводился, но я хотел бы привести другие примеры.
Ограничимся только целочисленным определением факториала без расширения на действительные числа через гамма-функцию или пи-функцию.
Что такое факториал для целых чисел?
Например,
5! = 1 * 2 * 3 * 4 * 5 = 120
Но что такое целые числа АЛГЕБРАИЧЕСКИ? Упорядоченное кольцо. В упорядоченном кольце нейтральным элементом относительно произведения является 1 . Т.о., всякое произведение начинается с умножения на нейтральный элемент:
5! = 1 * 1 * 2 * 3 * 4 * 5 = 120
4! = 1 * 1 * 2 * 3 * 4 = 24
3! = 1 * 1 * 2 * 3 = 6
2! = 1 * 1 * 2 = 2
1! = 1 * 1 = 1
0! = 1
Ситуация, когда нет никаких сомножителей, называется ,"нулевым произведением". По той же причине, кстати, для целых чисел (и только для целых!) где операция возведения в степень определяется как гипероперация над произведением, 0⁰= 1:
3³ = 1 * 3 * 3 * 3 = 27
2² = 1 * 2 * 2 = 4
1¹ = 1 * 1 = 1 — один раз число "1" и один раз нейтральный элемент относительно умножения.
0⁰ = 1 — остался только нейтральный элемент относительно умножения, других множителей нет.
Другой пример — из комбинаторики и теории множеств. Какой может быть смысл у операции факториала? Это количество перестановок множества из заданного количества элементов. Проведите эксперимент: возьмите три монеты и попробуйте их переставить между собой. Сделать Вы это сможете ровно шестью способами. Вот, смотрите, допустим, одну монету обозначим буквой A, вторую буквой B и третью — буквой C:
  1. A B C
  2. A C B
  3. B C A
  4. B A C
  5. C A B
  6. C B A
Можете проверить экспериментально.
Что такое 0! ? Ничто иное, как |{}|! — то есть, количество перестановок пустого множества. А у пустого множества, как и у множества из одного элемента, существует одна-единственная перестановка — "исходная позиция", "ничего не делать", "состояние покоя".
Для двух элементов количество перестановок выглядит так:
  1. A B
  2. B A
Для одного элемента:
  1. A — всего один элемент, единственно возможная перестановка
Для пустого множества:
  1. { } — есть только один сам пустой слот перестановки без элементов.
Факториалами в комбинаторике считают, как раз, вот эти вот слоты с уникальными перестановками элементов.
Хотел бы подчеркнуть ещё раз, 0! = 1 — это конвенция. Вполне возможно задать новую операцию 0!' , в которой такая конвенция работать не будет и вместо нее будет любая другая, о какой договоримся. Но для "классического" факториала была принята именно такая конвенция из трёх соображений:
  1. Комбинаторика и теория множеств.
  2. Алгебраический аргумент.
  3. Практическое удобство расширения целочисленного факториала на действительные и комплексные числа через гамма- и пи-функции.
Программирование, машинное обучение, анализ данных, статистика, теория вероятностей  · 9 дек 2017

Это соглашение, с которым многие формулы с факториалом становятся проще. Например, биномиальный коэффициент C_n^k определяется как n!/(k!*(n-k)!) для всех k от 0 до n. Если бы соглашения про 0! не было, то случаи k=0 и k=n пришлось бы рассматривать отдельно

1 эксперт согласен
Аналогично Aⁿₓ = x!/(x - n)! при n = x =1 Aⁿₓ = 1 тогда и только тогда, если (x - n)! =1, то есть 0! =1.
Написал только для того что бы "далее" нажать  · 18 мая 2022
Вот ещё одно "доказательство" мне пришло в голову. 
Как известно,  e=1+1/1!+1/2!+1/3!+… или sum_(i=0)^(infty) 1/i!  или  1/0!+1/1!+1/2!+…, откуда 1=1/0!, или 0!=1 
Вот
1 эксперт согласен
Член ММО - Московского математического Общества. Кстати, старейшего в мире. Л.М. Коганов.  · 18 мая 2022
Мы хотим сохранить при n = 0 определяющую при n ≥ 1 рекуррентность, а именно: ( n + 1)! = ( n! ) • ( n + 1 ). Подставив значение n = 0 в обе части рекуррентности, что - чуть выше, получим последовательно: 1! = ( 0 ! ) • 1, и, поскольку 1! = 1 по определению (по соглашению = конвенции), то, стало быть, отсюда необходимо, чтобы ( 0! ) = 1. Что и требовалось установить Л.К. Читать далее
1 эксперт согласен
Магрибинец  · 13 дек 2017
Это очень просто доказать. Смотрите: 5!=1*2*3*4*5 4!=1*2*3*4 или 5!/5 3!=1*2*3 или 4!/4 2!=1*2=3!/3 1!=1=2!/2 А значит мы получаем, что: 0!=1!/1 =1 Читать далее
Из вашего доказательства вывод 0!=1 напрямую не следует, так как из самого определения факториала следует, что... Читать дальше
Давайте сначала посчитаем, чему равняется X!. 1 — 1 0.9 — 0.961765832 0.8 — 0.931383771 0.7 — 0.908638733 0.6 — 893515349 0.5 — 0.886226925 0.4 — 0.887263818 0.3 — 0.897470696 0.2 — 0.918168742 0.1 — 0.95135077 Как вы видите, при уменьшении до 0.5, факториал X действительно уменьшается и стремится к нулю. Однако, потом факториал начинает расти, поэтому логично... Читать далее
1 эксперт не согласен
Первое - факториал не определен вне натуральных чисел с нулём. Пытаться называть значения "факториала" для дробных... Читать дальше
Студент НИЯУ МИФИ  · 15 дек 2017
Простые способы показать равенство 0! = 1 были уже разобраны. Давайте немного помучаем себя и докажем это строго! Способ сложный - не для школы точно) Вспомним замечательную гамма-функцию Γ(z). Вообще говоря, это функция комлексного переменного, иными словами: z ∈ ℂ. Но так как ℝ ⊂ ℂ (то есть все действительные числа - комплексные тоже), мы можем подставлять и действител... Читать далее
1 эксперт согласен