تقریب استرلینگ یا فرمول استرلینگ، به فرمولی در ریاضیات اشاره دارد که برای تقریبزنی فاکتوریلهای بزرگ بهکار میرود و به یاد جیمز استرلینگ (به انگلیسی: James Stirling) نامگذاری شده است.
فرمول
محاسبهٔ مقدار واقعی
برای
های بزرگ خستهکننده است، به جای آن میتوان مقدار
را از فرمول استرلینگ و لگاریتم طبیعی، محاسبه کرد:[۱]

خطای نسبی این تقریب که از فرمولِ

بهدست میآید، در حالت بیشینه برابر است با:

اثبات
با استفاده از تابع گاما میتوان فرمولی جایگزین برای
به شکل ذیل بهدست آورد:[۲]

با تغییر متغیر
، به معادله پایین دست مییابیم:

حال با استفاده از روش لاپلاس برای تخمین انتگرال خط پیشین به معادله پایین میرسیم:

با جایگزینی انتگرال خواهیم داشت:

عبارت بالا همان تقریب استرلینگ است، یعنی:

البته روش لاپلاس را برای محاسبه دقیقتر تقریب نیز میتوان مورد استفاده قرار داد، به این معنی که:

و تقریب دقیقتری به شکل پایین بهدستآورد:

مثال
مقدار واقعی ۱۵! میشود ۱۳۰۷۶۷۴۳۶۸۰۰۰، مقدار تقریبی ۱۵! با استفاده از فرمول استرلینگ به صورت زیر بهدست میآید:

بنابراین:

(خطای نسبی در حدود ۰٫۰۰۶ است)
منابع
- ↑ بهبودیان، جواد (۱۳۸۸). «قوانین شانس یا احتمال». آمار و احتمال مقدماتی. قوانین شمارش: دانشگاه امام رضا (ع). ص. ۹۳. شابک ۹۶۴-۶۵۸۲-۰۲-۸.
- ↑ Phillipe Flajolet and Robert Sedgewick, Analytic Combinatorics, p. 555.