证明:指数函数和阶乘谁增长的更快?

2024-03-24 23:12

本文主要是介绍证明:指数函数和阶乘谁增长的更快?,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

先说结论,阶乘增长速度比指数函数快,也就是说:

\lim_{n \to \infty }\frac{a^n}{n!}=0

可以用简单的指数函数y=4^x的图形和阶乘函数图形做一个对比,可以发现,在自变量取值比较小的时候,指数函数(红色)是大于阶乘的,但是当自变量取值逐渐增加时,阶乘函数后来居上,增长率和数值上远远大于了指数函数。

这个规律是不是对所有整数为底的指数函数都适用呢?不管底数多大,指数函数最终追不上阶乘函数,根据本文开头的结论,答案是肯定的。这里证明以一下:

\boldsymbol{0\leq \frac{a^n}{n!}=\frac{a\cdot a\cdot a \cdot a \cdot \cdot a }{1\cdot 2 \cdot 3 \cdot 4 \cdot \cdot n}=\frac{a\cdot a\cdot a \cdot a \cdot \cdot a }{1\cdot 2 \cdot 3 \cdot 4 \cdot \cdot a}\times \frac{a\cdot a\cdot a \cdot a \cdot \cdot a }{(a+1)\cdot (a+2) \cdot (a+3) \cdot (a+4) \cdot \cdot n}=M\cdot \frac{a\cdot a\cdot a \cdot a \cdot \cdot a }{(a+1)\cdot (a+2) \cdot (a+3) \cdot (a+4) \cdot \cdot n}=}

\boldsymbol{M\cdot \frac{a\cdot a\cdot a \cdot a \cdot \cdot a }{(a+1)\cdot (a+2) \cdot (a+3) \cdot (a+4) \cdot \cdot n}=M\cdot \frac{a}{a+1}\cdot \frac{a}{a+2}\cdot \cdot \frac{a}{n}\leq M\cdot \frac{a}{n}=0}

所以:

\boldsymbol{0\leq \frac{a^n}{n!}\leq 0}

根据夹逼准则:

\boldsymbol{\lim_{n \to \infty }\frac{a^n}{n!}=0}

成立!

参考文章

数据结构与算法分析(排序,递归,链表)_数据结构的算法分析-CSDN博客


结束

这篇关于证明:指数函数和阶乘谁增长的更快?的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/843098

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