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Bac+88 formules

Factorielle et fonction Gamma : formules et valeurs

La factorielle n’est définie que pour les entiers. La fonction Gamma de Euler la prolonge à tous les nombres positifs : pour un entier n, Γ(n) = (n − 1)!.

Voici sa définition, la relation de récurrence qui permet de la calculer, les valeurs à connaître et l’équivalent de Stirling pour les grandes factorielles.

Les formules

3 formules sur 8 sont contrôlées automatiquement : le site les teste sur des valeurs tirées au hasard à chaque mise à jour. Les autres (définitions, conditions, relations entre grandeurs) ne se testent pas ainsi.

La fonction Gamma

  • Définition

    Γ(z) = ∫ de 0 à +∞ de tz − 1 e−t dt

    z strictement positif

  • Relation de récurrenceContrôlée

    Γ(z + 1) = z Γ(z)

  • Lien avec la factorielleContrôlée

    Γ(n) = (n − 1)!

    pour tout entier n ≥ 1

  • Valeurs

    Γ(1) = 1 et Γ(1/2) = √π

  • Demi-entiers

    Γ(n + 1/2) = (2n)! / (4n × n!) × √π

Grandes factorielles

  • Formule de Stirling

    n! ≈ √(2 π n) × (n / e)n

    l’écart relatif tend vers 0 quand n grandit

  • Zéros finals

    zéros de n! = E(n / 5) + E(n / 25) + E(n / 125) + …

  • Factorielles utilesContrôlée

    5! = 120, 6! = 720, 7! = 5 040, 8! = 40 320, 9! = 362 880, 10! = 3 628 800

La méthode pas à pas

  1. Pour Γ(n) avec n entier, calculez (n − 1)! : Γ(7) = 6!.
  2. Pour retrouver n à partir de Γ(x) = valeur, cherchez la factorielle égale à cette valeur : x − 1 est son rang.
  3. Pour un demi-entier, appliquez la récurrence jusqu’à Γ(1/2) = √π.

Exemples résolus

Les pièges à éviter

S’entraîner

Chaque type d’équation ci-dessous se résout de tête avec la méthode de cette page : la réponse est toujours un nombre entier. Lancez une partie de dix questions, le jeu vous montre la méthode après chaque erreur.

Astuces de calcul mental liées : Multiplier par 5 de tête.

Ce cours fait partie du programme de : Bac+8.

À lire ensuite

Tous les cours

Relecture et vérification

Ce cours est rédigé par l’éditeur du site. Les exemples chiffrés sont recalculés à chaque mise à jour, et 3 formules sur 8 sont testées sur des valeurs aléatoires. Il n’a pas encore été relu par un enseignant de mathématiques : si vous repérez une erreur ou une formule manquante, signalez-la, elle sera corrigée.

Pour vérifier ou aller plus loin : NIST Digital Library of Mathematical Functions, chapitre 5 : la fonction Gamma.

Sources

Ce que la page écrit au-delà de ces documents est de l’éditeur : des techniques classiques de calcul mental, des exemples recalculés par les tests du site et des choix de présentation.

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