斐波那契数列
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斐波那契数列通项公式
fibonacci 数列由十九世纪意大利数学家莱昂内里·斐波那契首次提出,由数列1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, …..构成的数列。
这个数列也被称为“黄金分割率数列”,因为其中数字之间的比值恰好等于黄金分割率(约为0.618)。
斐波那契数列的通式为:f(n) = f(n-1) + f(n-2),其中f(0) = 0,f(1) = 1。
当n大于1时,斐波那契数列将以前两项之和作为每一项的值,每一项都等于它前面两项之和。
斐波那契数列在许多领域都有应用,其中最主要的应用是算法和数学方面。
它可以用于解决计算机程序中的递归问题,也可以用来解决许多数学问题。
斐波那契数列也可以用来求一些规律性的物理问题,如分段弦的变形、碰撞的合力和振动的波型。
斐波那契数列不仅仅是一个数学概念,它也可以用来分析金融市场和投资过程。
它可以帮助我们更好地理解金融市场的发展情况,有助于投资者制定更有效的投资策略。
此外,斐波那契数列也可以用来帮助生物和医学研究。
斐波那契数列可以用来描述一些生物进化过程,也可以用来描述病毒抗性的下降趋势。
总之,斐波那契数列是一个十分重要的数学概念,它在科学研究、投资和金融分析等领域都得到了广泛的应用。
掌握斐波那
契数列的基本原理和特性,将有助于我们更好地实现解决各类问题的目标。
斐波那契数值
斐波那契数列是一组数列,其每个数字都是前两个数字之和。
数列的前几个数字为0、1、1、2、3、5、8、13、21等。
这些数字在自然界中广泛存在,如植物的叶序、螺旋形状等。
斐波那契数列不仅在数学领域有重要意义,还被应用在计算机编程、金融学、生物学等领域。
斐波那契数列的递推公式为:F[0]=0,F[1]=1,F[n]=F[n-1]+F[n-2](n>=2)。
在编程中,可以使用递归或循环等方式来计算斐波那契数列。
斐波那契数列的性质十分有趣,例如,相邻两项的比值越来越接近黄金分割比例(约为1.618),并且随着数列项数的增加,其比值越来越接近黄金分割点的值。
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斐波那契数列性质
斐波那契数列性质:
性质1:每n个斐波那契数中有且仅有1个数能被F(n)整除。
性质2:10个连续的斐波那契数相加的和一定是11的倍数,且等于第7个数的11倍。
性质3:斐波那契数列前n项和等于第n+2项减1。
性质4:前n个项数为奇数的斐波那契数之和等于第2n个斐波那契数,或者说,第偶数项的斐波那契数等于其前面所有奇数项斐波那契数之和。
性质5:前n个项数为偶数的斐波那契数之和等于第2n+1个斐波那契数减1,或者说,第奇数项的斐波那契数等于其前面所有偶数项斐波那契数之和再加1。
斐波那契数列的几条性质及其证明斐波那契数列也叫兔子数列,它的前几项是1、1、2、3、5、8、13、21、34、55……,递推公式是:n a =1-n a +2-n a ,其中1a =2a =1。
1、斐波那契数列前n 项的和等于第n +2项的值减去1。
即:1a +2a +…+1-n a +n a =2+n a -1证明:左边=2a +1a +2a +…+1-n a +n a -2a=(2a +1a )+2a +…+1-n a +n a -2a根据递推公式n a =1-n a +2-n a 得:上式 =(3a +2a )+…+1-n a +n a -2a 以此类推最后得:左边=1+n a +n a -2a =2+n a -2a =2+n a -1。
等式得证。
2、斐波那契数列前n 项的平方和等于第n 项和第n +1项的值乘积。
即:21a +22a +……+2n a =n a 1+n a证明:根据递推公式n a =1-n a +2-n a 得,左边=21a +2a (3a -1a )+3a (4a -2a )+……+n a (1+n a -1-n a )=21a +2a 3a - 1a 2a +3a 4a -2a 3a +……+n a 1+n a -1-n a n a因为21a =1a 2a ,所以合并同类项后得,左边=n a 1+n a 。
等式得证。
3、斐波那契数列前n 项相邻两项乘积之和,当n 是奇数时等于第n +1项的值的平方,当n 是偶数时等于第n 项和第n +2项的值之积。
即:1a 2a +2a 3a +……+n a 1+n a 当n 是奇数时等于21+n a ,当n 是偶数时等于n a 2+n a 。
证明:(1)、当n 是奇数时,1a 2a +2a 3a +……+n a 1+n a =21+n a左边=1a 2a +2a (4a -2a )+3a 4a +4a (6a -4a )+……+1-n a (1+n a -1-n a )+n a 1+n a =1a 2a +2a 4a -2a 2a +3a 4a +4a 6a -4a 4a +……+1-n a 1+n a -1-n a 1-n a +n a 1+n a 因为1a 2a =2a 2a ,所以上式=2a 4a +3a 4a +4a 6a -4a 4a +……+1-n a 1+n a -1-n a 1-n a +n a 1+n a =(2a +3a )4a -4a 4a +(4a +5a )6a -6a 6a +……-1-n a 1-n a +(1-n a +n a )1+n a根据递推公式n a =1-n a +2-n a 得:上式 =4a 4a -4a 4a +6a 6a -6a 6a +……+1-n a 1-n a -1-n a 1-n a +1+n a 1+n a=21+n a等式得证。
“斐波那契数列(Fibonacci)”的发明者,是意大利数学家列昂纳多·斐波那契(Leonardo Fibonacci,生于公元1170年,卒于1240年,籍贯大概是比萨)。
他被人称作“比萨的列昂纳多”。
1202年,他撰写了《珠算原理》(Liber Abaci)一书。
他是第一个研究了印度和阿拉伯数学理论的欧洲人。
他的父亲被比萨的一家商业团体聘任为外交领事,派驻地点相当于今日的阿尔及利亚地区,列昂纳多因此得以在一个阿拉伯老师的指导下研究数学。
他还曾在埃及、叙利亚、希腊、西西里和普罗旺斯研究数学。
斐波那契数列通项公式斐波那契数列指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、……这个数列从第三项开始,每一项都等于前两项之和。
它的通项公式为:(见图)(又叫“比内公式”,是用无理数表示有理数的一个范例。
)有趣的是:这样一个完全是自然数的数列,通项公式居然是用无理数来表达的。
斐波那契数列在自然界中的体现“斐波那契数列(Fibonacci)”的发现者,是意大利数学家列昂纳多•斐波那契。
斐波那契数列指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、1 3、21、……仔细观察这个数列,从第三项开始,每一项都等于前两项之和。
斐波那契数列是怎么得到的呢?它与自然界又有什么样的关系?>>斐波那契数列别名斐波那契数列又因数学家列昂纳多•斐波那契以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”。
一般而言,兔子在出生两个月后,就有繁殖能力,一对兔子每个月能生出一对小兔子来。
如果所有兔都不死,那么一年以后可以繁殖多少对兔子?我们不妨拿新出生的一对小兔子分析一下:第一个月小兔子没有繁殖能力,所以还是一对;两个月后,生下一对小兔子共有两对;三个月以后,老兔子又生下一对,因为小兔子还没有繁殖能力,所以一共是三对;依次类推可以列出下表:经过月数:--1--2--3--4--5--6--7---8---9---10--11---12兔子对数:--1--1--2--3--5--8--13--21--34—55--89--1 44表中数字1,1,2,3,5,8---构成了一个数列。
斐波那契数列一、简介斐波那契数列(Fibonacci),又称黄金分割数列,由数学家斐波那契最早以“兔子繁殖问题”引入,推动了数学的发展。
故斐波那契数列又称“兔子数列”。
斐波那契数列指这样的数列:1,1,2,3,5,8,13,……,前两个数的和等于后面一个数字。
这样我们可以得到一个递推式,记斐波那契数列的第i项为F i,则F i=F i-1+F i-2.兔子繁殖问题指设有一对新生的兔子,从第三个月开始他们每个月都生一对兔子,新生的兔子从第三个月开始又每个月生一对兔子。
按此规律,并假定兔子没有死亡,10个月后共有多少个兔子?这道题目通过找规律发现答案就是斐波那契数列,第n个月兔子的数量是斐波那契数列的第n项。
二、性质如果要了解斐波那契数列的性质,必然要先知道它的通项公式才能更简单的推导出一些定理。
那么下面我们就通过初等代数的待定系数法计算出通项公式。
令常数p,q满足F n-pF n-1=q(F n-1-pF n-2)。
则可得:F n-pF n-1=q(F n-1-pF n-2)=q2(F n-2-pF n-3)=…=q n-2(F2-pF1)又∵F n-pF n-1=q(F n-1-pF n-2)∴F n-pF n-1=qF n-1-pqF n-2F n-1+F n-2-pF n-1-qF n-1+pqF n-2=0(1-p-q)F n-1+(1+pq)F n-2=0∴p+q=1,pq=-1是其中的一种方程组∴F n-pF n-1= q n-2(F2-pF1)=q n-2(1-p)=q n-1F n=q n-1+pF n-1=q n-1+p(q n-2+p(q n-3+…))=q n-1+pq n-2+p2q n-3+…+p n-1不难看出,上式是一个以p/q为公比的等比数列。
将它用求和公式求和可以得到:F n=q n−1[(pq)n−1]pq−1=p n−q np−q而上面出现了方程组p+q=1,pq=-1,可以得到p(1-p)=-1,p2-p-1=0,这样就得到了一个标准的一元二次方程,配方得p2-p+0.25=1.25,(p-0.5)2=1.25,p=±√1.25+0.5。
斐波那契数列
斐波那契数列是美术,建筑,自然环境里面,一个很常见的规则之一。
下面讲一些自然环境里面的斐波那契数列的实例。
斐波那契数与植物花瓣
3………………………百合和蝴蝶花
5………………………蓝花耧斗菜、金凤花、飞燕草8………………………翠雀花
13………………………金盏
21………………………紫宛
34、55、89……………雏菊
斐波那契数还可以在植物的叶、枝、茎等排列中发现。
例如,在树木的枝干上选一片叶子,记其为数0,然后依序点数叶子(假定没有折
损),直到到达与那息叶子正对的位置,则其间的叶子数多半是斐波那契数。
叶子从一个位置到达下一个正对的位置称为一个循回。
叶子在一个循回中旋转的圈数也是斐波那契数。
在一个循回中叶子数与叶子旋转圈数的比称为叶序比。
多数的叶序比呈现为斐波那契数的比。
斐波那契数列与黄金比
1/1=1,2/1=2,3/2=1.5,5/3=1.6…,8/5=1.6,…………89/55=1.61818…,…………233/144=1.618 055…
斐波那契数列别名
斐波那契数列又因数学家列昂纳多·斐波那契以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”。
一般而言,兔子在出生两个月后,就有繁殖能力,一对兔子每个月能生出一对小兔子来。
如果所有兔都不死,那么一年以后可以繁殖多少对兔子?
我们不妨拿新出生的一对小兔子分析一下:
第一个月小兔子没有繁殖能力,所以还是一对;
两个月后,生下一对小兔民数共有两对;
三个月以后,老兔子又生下一对,因为小兔子还没有繁殖能力,所以一共是三对;
------
次类推可以列出下表:
经过月数:---1---2---3---4---5---6---7---8---9---10---11---12
兔子对数:---1---1---2---3---5---8--13--21--34--55--89--14 4
表中数字1,1,2,3,5,8---构成了一个数列。
这个数列有关十分明显的特点,那是:前面相邻两项之和,构成了后一项。
斐波那契弧线
斐波那契弧线,第一,此趋势线以二个端点为准而画出,例如,最低点反向到最高点线上的两个点。
三条弧线均以第二个点为中心画出,并在趋势线的斐波纳契水平:38.2%,50%和61.8%交叉。
斐波纳契弧线,是潜在的支持点和阻力点水平价格。
斐波纳契弧线和斐波纳契扇形线常常在图表里同时绘画出。
支持点和阻力点就是由这些线的交汇点得出。
要注意的是弧线的交叉点和价格曲线会根据图表数值范围而改变因为弧线是圆周的一部分,它的形成总是一样的。
斐波那契扇形线
斐波那契扇形线,例如,以最低点反向到最高点线上的两个端点画出的趋势线。
然后通过第二点画出一条“无形的(看不见的)”垂直线。
然后,从第一个点画出第三条趋势线:38.2%,50%和61.8%的无形垂直线交叉。
这些线代表了支撑点和阻力点的价格水平。
为了能得到一个更为精确的预报,建议和其他斐波纳契工具一起使用。
斐波那契数列的应用
数学游戏
一位魔术师拿着一块边长为8英尺的正方形地毯,对他的地毯匠朋友说:“请您把这块地毯分成四小块,再把它们缝成一块长13英尺,宽5英尺的长方形地毯。
”这位匠师对魔术师算术之差深感惊异,因为两者之间面积相差达一平方英尺呢!可是魔术师竟让匠师用图2和图3的办法达到了他的目的!
这真是不可思议的事!亲爱的读者,你猜得到那神奇的一平方英尺究竟跑到哪儿去呢?
实际上后来缝成的地毯有条细缝,面积刚好就是一平方英尺。
斐波那契数列在自然科学的其他分支,也有许多应用。
例如,树木的生长,由于新生的枝条,往往需要一段“休息”时间,供自身生长,而后才能萌发新枝。
所以,一株树苗在一段间隔,例如一年,以后长出一条新枝;第二年新枝“休息”,老枝依旧萌发;此后,老枝与“休息”过一年的枝同时萌发,当年生的新枝则次年“休息”。
这样,一株树木各个年份的枝桠数,便构成斐波那契数列。
这个规律,就是生物学上
著名的“鲁德维格定律”。
另外,观察延龄草、野玫瑰、南美血根草、大波斯菊、金凤花、耧斗菜、百合花、蝴蝶花的花瓣,可以发现它们花瓣数目具有斐波那契数:3、5、8、13、21、……
斐波那契螺旋
具有13条顺时针旋转和21条逆时针旋转的螺旋的蓟的头部
这些植物懂得斐波那契数列吗?应该并非如此,它们只是按照自然的规律才进化成这样。
这似乎是植物排列种子的“优化方式”,它能使所有种子具有差不多的大小却又疏密得当,不至于在圆心处挤了太多的种子而在圆周处却又稀稀拉拉。
叶子的生长方式也是如此,对于许多植物来说,每片叶子从中轴附近生长出来,为了在生长的过程中一直都能最佳地利用空间(要考虑到叶子是一片一片逐渐地生长出来,而不是一下子同时出现的),每片叶子和前一片叶子之间的角度应该是222.5度,这个角度称为“黄金角度”,因为它和整个圆周360度之比是黄金分割数0.618033989……的倒数,而这种生长方式就
决定了斐波那契螺旋的产生。
向日葵的种子排列形成的斐波那契螺旋有时能达到89,甚至144条。
三角形的三边关系定理和斐波那契数列的一个联系
现有长为144cm的铁丝,要截成n小段(n>2),每段的长度不小于1cm,如果其中任意三小段都不能拼成三角形,则n的最大值为多少?
分析:由于形成三角形的充要条件是任何两边之和大于第三边,因此不构成三角形的条件就是任意两边之和不超过最大边。
截成的铁丝最小为1,因此可以放2个1,第三条线段就是2(为了使得n最大,因此要使剩下来的铁丝尽可能长,因此每一条线段总是前面的相邻2段之和),依次为:1、1、2、3、5、8、13、21、34、55,以上各数之和为143,与144相差1,因此可以取最后一段为56,这时n 达到最大为10。
我们看到,“每段的长度不小于1”这个条件起了控制全局的作用,正是这个最小数1产生了斐波那契数列,如果把1换成其他数,递推关系保留了,但这个数列消失了。
这里,三角形的三边关系定理和斐波那契数列发生了一个联系。
在这个问题中,144>143,这个143是斐波那契数列的前n项和,我们是把144超出143的部分加到最后的一个数上去,如果加到其他数上,就有3条线段可以构成三角形了。
影视作品中的斐波那契数列
斐波那契数列在欧美可谓是尽人皆知,于是在电影这种通俗艺术中也
时常出现,比如在风靡一时的《达芬奇密码》里它就作为一个重要的符号和情节线索出现,在《魔法玩具城》里又是在店主招聘会计时随口问的问题。
可见此数列就像黄金分割一样流行。
可是虽说叫得上名,多数人也就背过前几个数,并没有深入理解研究。
斐波那契螺旋
具有13条顺时针旋转和21条逆时针旋转的螺旋的蓟的头部
这些植物懂得斐波那契数列吗?应该并非如此,它们只是按照自然的规律才进化成这样。
这似乎是植物排列种子的“优化方式”,它能使所有种子具有差不多的大小却又疏密得当,不至于在圆心处挤了太多的种子而在圆周处却又稀稀拉拉。
叶子的生长方式也是如此,对于许多植物来说,每片叶子从中轴附近生长出来,为了在生长的过程中一直都能最佳地利用空间(要考虑到叶子是一片一片逐渐地生长出来,而不是一下子同时出现的),每片叶子和前一片叶子之间的角度应该是222.5度,这个角度称为“黄金角度”,因为它和整个圆周360度之比是黄金分割数0.618033989……的倒数,而这种生长方式就决定了斐波那契螺旋的产生。
向日葵的种子排列形成的斐波那契螺旋有时能达到89,甚至144条。
这些实例里面,可以看到斐波那契数列是在各个方面常用的比例规则。
如果建筑学里面用这个比例的话,可以更加强大建筑物的美观和动态感。
我们将来要好好把握斐波那契数列的基本原理,建筑设计里面好好
表现出来的话,我们的设计也能达到更高的水平。