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2n的阶乘是n的阶乘2倍吗

2026-01-03 00:53:44
最佳答案

2n的阶乘是n的阶乘2倍吗】在数学中,阶乘是一个常见的概念,表示为“n!”,即从1乘到n的所有正整数的积。那么,问题来了:“2n的阶乘是n的阶乘2倍吗?”这是一个看似简单却容易误解的问题。

一、问题解析

首先,我们明确几个基本概念:

- n! 表示n的阶乘,即 $ n! = n \times (n-1) \times (n-2) \times \cdots \times 1 $

- (2n)! 表示2n的阶乘,即 $ (2n)! = (2n) \times (2n-1) \times \cdots \times 1 $

问题是:(2n)! 是否等于 2 × n!?

答案是否定的。下面我们通过具体例子和公式来验证这一点。

二、实例分析

n n! 2n (2n)! 2×n! (2n)! 与 2×n! 的关系
1 1 2 2 2 相等
2 2 4 24 4 24 > 4
3 6 6 720 12 720 > 12
4 24 8 40320 48 40320 > 48
5 120 10 3628800 240 3628800 > 240

从上表可以看出,当n=1时,(2n)! 确实等于 2×n!;但随着n增大,(2n)! 的增长速度远快于2×n!。因此,只有在n=1的情况下成立,其他情况下都不成立。

三、数学推导

我们可以用数学方法进一步解释:

$$

(2n)! = (2n)(2n - 1)(2n - 2)\cdots(n+1)n!

$$

也就是说,(2n)! 可以拆分为从n+1到2n的连续乘积,再乘以n!。因此:

$$

(2n)! = [ (2n)(2n - 1)\cdots(n+1) ] \times n!

$$

显然,这部分乘积(从n+1到2n)远大于2,所以:

$$

(2n)! > 2 \times n!

$$

除非n=1,否则不成立。

四、总结

项目 结论
2n的阶乘 是 (2n)!
n的阶乘的2倍 是 2 × n!
是否相等 仅当n=1时相等,其他情况不等
增长速度 (2n)! 比 2×n! 快得多

综上所述,“2n的阶乘是n的阶乘2倍吗”这一问题的答案是否定的,除了n=1外,其余情况均不成立。理解阶乘的增长规律有助于我们在组合数学、概率论等领域更准确地进行计算和推理。

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