المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر

عذاب المؤمنين الفاسقين
2023-08-27
Orbital energies in a hydrogen-like species
27-6-2019
خصائص القوة الطبيعية – الموقع البحري أو (الموقع من اليابس والماء)
15-11-2021
قرار الشورى الحاسم أو رأي زعيم الأنصار
11-5-2017
Nint Zeta Function
12-9-2019
تنصري بقايا الصقليين.
2023-08-18

Falling Factorial  
  
1689   11:35 صباحاً   date: 19-5-2019
Author : Abramowitz, M. and Stegun, I. A.
Book or Source : Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, 1972.
Page and Part : ...


Read More
Date: 1-8-2019 2482
Date: 24-3-2019 1328
Date: 6-8-2019 4482

Falling Factorial

FallingFactorial

The falling factorial (x)_n, sometimes also denoted x^(n__) (Graham et al. 1994, p. 48), is defined by

 (x)_n=x(x-1)...(x-(n-1))

(1)

for n>=0. Is also known as the binomial polynomial, lower factorial, falling factorial power (Graham et al. 1994, p. 48), or factorial power.

The falling factorial is related to the rising factorial x^((n)) (a.k.a. Pochhammer symbol) by

 (x)_n=(-1)^n(-x)^((n)),

(2)

The falling factorial is implemented in the Wolfram Language as FactorialPower[xn].

A generalized version of the falling factorial can defined by

 (x)_n^((h))(x)=x(x-h)...(x-(n-1)h)

(3)

and is implemented in the Wolfram Language as FactorialPower[xnh].

The usual factorial is related to the falling factorial by

 n!=(n)_n

(4)

(Graham et al. 1994, p. 48).

In combinatorial usage, the falling factorial is commonly denoted (x)_n and the rising factorial is denoted (x)^((n)) (Comtet 1974, p. 6; Roman 1984, p. 5; Hardy 1999, p. 101), whereas in the calculus of finite differences and the theory of special functions, the falling factorial is denoted x^((n)) and the rising factorial is denoted (x)_n (Roman 1984, p. 5; Abramowitz and Stegun 1972, p. 256; Spanier 1987). Extreme caution is therefore needed in interpreting the meanings of the notations (x)_n and x^((n))In this work, the notation (x)_n is used for the falling factorial, potentially causing confusion with the Pochhammer symbol.

The first few falling factorials are

(x)_0 = 1

(5)

(x)_1 = x

(6)

(x)_2 = x(x-1)

(7)

= x^2-x

(8)

(x)_3 = x(x-1)(x-2)

(9)

= x^3-3x^2+2x

(10)

(x)_4 = x(x-1)(x-2)(x-3)

(11)

= x^4-6x^3+11x^2-6x

(12)

(OEIS A054654).

The derivative is given by

 d/(dz)(z)_n=(H_z-H_(z-n))(z)_n,

(13)

where H_z is a harmonic number.

A sum formula connecting the falling factorial (x)_n and rising factorial x^((n)),

 (x)_n=sum_(k=0)^nc_(nk)x^((k)),

(14)

is given using the Sheffer formalism with

g(t) = 1

(15)

f(t) = e^t-1

(16)

h(t) = 1

(17)

l(t) = 1-e^(-t),

(18)

which gives the generating function

 sum_(n=0)^infty(t_n(x))/(n!)t^n=sum_(n=0)^infty1/(n!)sum_(k=0)^nc_(nk)x^kt^k 
=e^(tx/(1+t)) 
=1+xt+1/2(x^2-2x)t^2+1/6(x^3-6x^2+6x)t^3+1/(24)(x^4-12x^3+36x^2-24x)t^4+...,

(19)

where

 t_n(x)=sum_(k=0)^nc_(nk)x^k.

(20)

Reading the coefficients off gives

 c_(00)=1 
c_(11)=1    c_(10)=0 
c_(22)=1    c_(21)=-2    c_(20)=0 
c_(33)=1    c_(32)=-6    c_(31)=6    c_(30)=0,

(21)

so,

(x)_0 = x^((0))

(22)

(x)_1 = x^((1))

(23)

(x)_2 = x^((2))-2x^((1))

(24)

(x)_3 = x^((3))-6x^((2))+6x^((1)),

(25)

etc. (and the formula given by Roman 1984, p. 133, is incorrect).

The falling factorial is an associated Sheffer sequence with

 f(t)=e^t-1

(26)

(Roman 1984, p. 29), and has generating function

sum_(k=0)^(infty)((x)_k)/(k!)t^k = e^(xln(1+t))

(27)

= (1+t)^x,

(28)

which is equivalent to the binomial theorem

 sum_(k=0)^infty(x; k)t^k=(1+t)^x.

(29)

The binomial identity of the Sheffer sequence is

 (x+y)_n=sum_(k=0)^n(n; k)(x)_k(y)_(n-k),

(30)

where (n; k) is a binomial coefficient, which can be rewritten as

 (x+y; n)=sum_(k=0)^n(x; k)(y; n-k),

(31)

known as the Chu-Vandermonde identity. The falling factorials obey the recurrence relation

 x(x)_n=(x)_(n+1)+n(x)_n

(32)

(Roman 1984, p. 61).


REFERENCES:

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, 1972.

Comtet, L. Advanced Combinatorics: The Art of Finite and Infinite Expansions, rev. enl. ed. Dordrecht, Netherlands: Reidel, 1974.

Graham, R. L.; Knuth, D. E.; and Patashnik, O. Concrete Mathematics: A Foundation for Computer Science, 2nd ed. Reading, MA: Addison-Wesley, 1994.

Hardy, G. H. Ramanujan: Twelve Lectures on Subjects Suggested by His Life and Work, 3rd ed. New York: Chelsea, p. 101, 1999.

Roman, S. "The Lower Factorial Polynomial." §1.2 in The Umbral Calculus. New York: Academic Press, pp. 5, 28-29, and 56-63, 1984.

Sloane, N. J. A. Sequences A054654 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Spanier, J. and Oldham, K. B. "The Pochhammer Polynomials (x)_n." Ch. 18 in An Atlas of Functions. Washington, DC: Hemisphere, pp. 149-165, 1987.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.