1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : التفاضل و التكامل :

Falling Factorial

المؤلف:  Abramowitz, M. and Stegun, I. A.

المصدر:  Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, 1972.

الجزء والصفحة:  ...

19-5-2019

2092

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.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي