斐波那契数列 黄金分割 c++
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c语言用斐波那契数列求黄金分割比斐波那契数列是指从0和1开始,后面的每个数都等于前面两个数之和的数列,即0、1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144……。
黄金分割比是一种数学比例,通常用希腊字母φ表示,它的值约为1.6180339887。
它与斐波那契数列有着密切的关系,两者的关系在数学上被称为黄金分割定理。
黄金分割比还被广泛应用于建筑、艺术、音乐等领域中。
在C语言中,我们可以通过编写代码来求解斐波那契数列和黄金分割比。
以下是一个简单的例子:#include <stdio.h>int main() {int n;double golden_ratio;double f1 = 0, f2 = 1, fn;printf('请输入斐波那契数列的项数:');scanf('%d', &n);for(int i = 0; i < n; i++) {if(i <= 1) {fn = i;} else {fn = f1 + f2;f1 = f2;f2 = fn;}printf('%.0f ', fn);}golden_ratio = f2 / f1;printf('黄金分割比为:%.10f', golden_ratio);return 0;}在这个例子中,我们通过输入要求斐波那契数列的项数,然后利用for循环来计算斐波那契数列中的每一项,并输出到屏幕上。
最后,我们通过计算斐波那契数列中相邻两项的比值来得到黄金分割比。
在实际应用中,我们可以利用黄金分割比来设计各种物品和系统,以达到更加美观和高效的效果。
同时,利用斐波那契数列和黄金分割比的思想还可以应用到很多其他的领域中,如金融、自然科学等。
波浪理论数学结构——斐波那契数列与黄金分割率斐波那契数列(Fibonacci sequence),又称黄金分割数列、因数学家列昂纳多·斐波那契(Leonardoda Fibonacci)以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”,指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、34、……在数学上,斐波纳契数列以如下被以递推的方法定义:F(1)=1,F(2)=1, F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n>=3,n∈N*)在现代物理、准晶体结构、化学等领域,斐波纳契数列都有直接的应用,为此,美国数学会从1963年起出版了以《斐波纳契数列季刊》为名的一份数学杂志,用于专门刊载这方面的研究成果。
黄金分割是指将整体一分为二,较大部分与整体部分的比值等于较小部分与较大部分的比值,其比值约为0.618。
这个比例被公认为是最能引起美感的比例,因此被称为黄金分割。
1、波浪理论的推动浪,浪形为5(1、2、3、4、5),调整浪的浪型为3(a\b\c),合起来为8。
若把波浪细化,大的推动浪又可分为1、3、5浪为推动,2、4为调整。
a、c为推动,b为调整。
这样大的推动浪为5+3+5+3+5=21,调整浪为5+3+5=13,合起来为34。
若再进行更详细的浪形划分,大的推动浪为21+13+21+13+21=89,调整浪为21+13+21=55,合起来为144。
所以,波浪理论怎么细分,都精确在这个数列上:1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144、2332、这个数列就是斐波那契数列。
它满足如下特性:每两个相连数字相加等于其后第一个数字;前一个数字大约是后一个数字的0.618倍;前一个数字约是其后第二个数字的0.382倍;后一个数字约是前一个数字的1.618倍;后一个数字约是前面第二个数字的2.618倍;3、由此计算出常见的黄金分割率为(0.5和1.5外):0.191、0.236、0.382、0.618、0.809、1.236、1.382、1.618、1.764、1.809 4、黄金分割比率对于股票市场运行的时间周期和价格幅度模型具有重要启示及应用价值。
斐波那契数列斐波那契数列斐波纳契数列,又称黄金分割数列,指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、……在数学上,斐波纳契数列以如下被以递归的方法定义:F0=0,F1=1,Fn=F(n-1)+F(n-2)(n>=2,n∈N*)在现代物理、准晶体结构、化学等领域,斐波纳契数列都有直接的应用,为此,美国数学会从1960年代起出版了《斐波纳契数列》季刊,专门刊载这方面的研究成果。
定义斐波那契数列指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、34……这个数列从第三项开始,每一项都等于前两项之和。
斐波那契数列的发明者,是意大利数学家列昂纳多〃斐波那契(Leonardo Fibonacci),自然中的斐波那契数列生于公元1170年,卒于1240年,籍贯是比萨。
他被人称作“比萨的列昂纳多”。
1202年,他撰写了《珠算原理》(Liber Abacci)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。
通项公式递推公式斐波那契数列:1、1、2、3、5、8、13、21、……如果设F(n)为该数列的第n项(n∈N+)。
那么这句话可以写成如下形式:F(1) = 1,F(2)=1,F(n)=F(n-1)+F(n-2) (n≥3),显然这是一个线性递推数列。
通项公式斐波那契数列通项公式(见上图)(又叫“比内公式”,是用无理数表示有理数的一个范例。
)注:此时a1=1,a2=1,an=a(n-1)+a(n-2)(n>=3,n∈N*)通项公式的推导方法一:利用特征方程(线性代数解法)线性递推数列的特征方程为:X^2=X+1解得X1=(1+√5)/2,,X2=(1-√5)/2。
则F(n)=C1*X1^n + C2*X2^n。
斐波那契数列与黄金分割关系黄金分割是我们在生活中接触得比较多的数学美学问题,有了它生活的色彩就更显多彩:建筑师们早就懂得使用黄金分割比了.在公元前3000年建成的埃及法老胡夫的金字塔和公元前432年建成的雅典帕特农神庙就采用了这个神奇之比,因此它的整个结构以及它与外界的配合是那样的和谐美观.我们现在的窗户大小,一般都按黄金分割比制成.在艺术领域里更是神奇.众所周知的维纳斯女神像,她优美的身段可说是完美无缺,而她上下身的比正是黄金分割比.芭蕾舞演员顶起脚尖,正是为了使人体的上下身之比更符合黄金比.在1483年左右完成的"圣久劳姆"画,作画的外框长方形也符合这个出色的黄金分割比.像二胡,提琴这样的弦乐器,当乐师们把它们的码子放在黄金分割比的分点上时,乐器发出的声音是最动人美丽的."黄金比"的精确值是0.61803398874989484820458683436564 学习过一元二次方程的同学都会解方程x^2-x-1=0,它的一个正根是.这个数就是黄金分割比.数列前项比后项与黄金分割的差的绝对值1 1.000000000000000000 0.3819660112501051522 0.500000000000000000 0.1180339887498948483 0.666666666666666667 0.0486326779167718195 0.600000000000000000 0.0180339887498948488 0.625000000000000000 0.00696601125010515213 0.615384615384615385 0.00264937336527946421 0.619047619047619048 0.00101363029772419934 0.617647058823529412 0.00038692992636543655 0.618181818181818182 0.00014782943192333489 0.617977528089887640 0.000056460660007208144 0.618055555555555556 0.000021566805660707233 0.618025751072961373 0.000008237676933475377 0.618037135278514589 0.000003146528619741610 0.618032786885245902 0.000001201864648947987 0.618034447821681864 0.0000004590717870161597 0.618033813400125235 0.0000001753497696132584 0.618034055727554180 0.0000000669776593314181 0.618033963166706530 0.0000000255831883196765 0.618033998521803400 0.00000000977190855210946 0.618033985017357939 0.00000000373253690917711 0.618033990175597087 0.00000000142570223828657 0.618033988205325051 0.00000000054456979746368 0.618033988957902001 0.00000000020800715375025 0.618033988670443186 0.000000000079451663121393 0.618033988780242683 0.000000000030347835196418 0.618033988738303007 0.000000000011591841317811 0.618033988754322538 0.000000000004427689514229 0.618033988748203621 0.000000000001691227832040 0.618033988750540839 0.0000000000006459911346269 0.618033988749648102 0.0000000000002467472178309 0.618033988749989097 0.0000000000000942493524578 0.618033988749858848 0.0000000000000360005702887 0.618033988749908599 0.0000000000000137519227465 0.618033988749889596 0.00000000000000525214930352 0.618033988749896854 0.00000000000000200624157817 0.618033988749894082 0.00000000000000076639088169 0.618033988749895141 0.00000000000000029363245986 0.618033988749894736 0.000000000000000112102334155 0.618033988749894891 0.000000000000000043165580141 0.618033988749894832 0.000000000000000016267914296 0.618033988749894854 0.000000000000000006433494437 0.618033988749894846 0.000000000000000002发现规律没有?奇数项与偶数项的比值大于黄金分割数,偶数项与奇数项的比值小于黄金分割数An/(An+1)当n趋向于无穷大时等于黄金分割比好象还可以证明。
第八讲 黄金分割与斐波那契数列一、 黄金分割1. 黄金分割的概念把一条线段分割为两部分,使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比。
其比值是(√5-1):2,取其小数点后三位的近似值是0.618。
由于按此比例设计的造型十分美丽柔和,因此称为黄金分割,也称为中外比。
这是一个十分有趣的数字。
德国天文学家开普勒(J.Kepler )曾说“几何学有两大宝藏,其一为毕氏定理,其二为将一线段分成外内比。
前者如黄金,后者如珍珠。
”所谓将一线段分成“中外比(或称中末比或外内比)”,这是欧几里得在《几何原本》(公元前三世纪前后)里的说法:A straight line is said to have been cut in extreme and mean radio when, as the whole line is to the greater segment, so is the greater to the less.分一线段为二线段,当整体线段比大线段等于大线段比小线段时,则称此线段被分为中外比。
关于黄金分割的历史,可以追溯到公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯学派,他们已经研究过正五边形和正十边形的作图,因此现代数学家们推断当时毕达哥拉斯学派已经触及甚至掌握了黄金分割。
公元前4世纪,古希腊数学家欧多克索斯第一个系统研究了这一问题,并建立起比例理论。
而《几何原本》是吸收了欧多克索斯的研究成果,进一步系统论述了黄金分割,成为最早的有关黄金分割的论著。
中世纪后,黄金分割被披上神秘的外衣,意大利数学帕乔利称之为神圣比例,并专门为此著书立说。
德国天文学家开普勒称之为神圣分割。
当时,人们都还是称之为“中外比”,直到19世纪初,黄金分割这个名称才出现。
黄金分割在文艺复兴前后,经过阿拉伯人传入欧洲,受到了欧洲人的欢迎,他们称之为“金法”,17世纪欧洲的一位数学家,甚至称它为“各种算法中最可宝贵的算法”。
这种算法在印度称之为“三率法”或“三数法则”,也就是我们常说的比例方法。
斐波那契数列、黄金分割以及它们在C++语言中的应用
一、概述
1.1 斐波那契数列的定义与性质
斐波那契数列是古典数学中最为常见的数列之一,它的定义如下: F(0) = 0, F(1) = 1, F(n) = F(n-1) + F(n-2),其中n为正整数。
斐波那契数列具有许多有趣的性质,例如任意两个相邻的斐波那契数都是互质的等等。
1.2 黄金分割的概念
黄金分割是指一条线段在“分割”时,分割成两部分的比例恰好等于整体与较大部分的比例相同。
这个比例通常用希腊字母φ(phi)表示,其值约为1.618。
1.3 C++语言在数学计算中的应用
C++作为一种广泛应用的编程语言,其在数学计算领域也有着重要的应用。
通过C++语言,我们可以实现对斐波那契数列和黄金分割的计算和应用。
二、斐波那契数列在C++中的实现
2.1 递归方法
在C++中,可以利用递归的方法来实现斐波那契数列的计算。
递归的代码如下所示:
```cpp
int fibonacci(int n) {
if (n <= 1) {
return n;
}
return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}
```
2.2 迭代方法
除了递归方法外,我们还可以使用迭代的方法来计算斐波那契数列。
迭代的代码如下所示:
```cpp
int fibonacci(int n) {
int a = 0, b = 1, c;
if (n == 0) {
return a;
}
for (int i = 2; i <= n; i++) {
c = a + b;
a = b;
b = c;
}
return b;
}
```
三、黄金分割在C++中的应用
3.1 黄金分割比例的计算
在C++中,可以编写函数来计算黄金分割的比例。
下面是一个简单的示例代码:
```cpp
double golden_ratio() {
return (1 + sqrt(5)) / 2;
}
```
3.2 黄金分割点的求解
除了计算黄金分割的比例外,我们还可以通过黄金分割的比例来实现对线段的黄金分割点的求解。
下面是一个简单的示例代码:
```cpp
double golden_section(int a, int b) {
return a + (b - a) / golden_ratio();
}
```
四、斐波那契数列和黄金分割的综合应用
4.1 斐波那契数列与黄金分割的通联
斐波那契数列与黄金分割有着紧密的通联,其中最为著名的是在斐波那契数列中,相邻两个数的比值趋近于黄金分割比例。
4.2 利用斐波那契数列和黄金分割的特性优化算法
在实际应用中,我们可以利用斐波那契数列和黄金分割的特性来优化算法,例如在搜索算法或者排序算法中应用黄金分割点来进行优化。
五、结语
5.1 总结
斐波那契数列和黄金分割作为数学中重要的概念,在C++语言中具有广泛的应用。
通过本文的介绍,我们可以了解斐波那契数列和黄金分割在C++中的实现方法以及它们的综合应用。
5.2 展望
随着数学计算和算法优化的深入研究,斐波那契数列和黄金分割在C++中的应用将会变得更加广泛,为更多的领域和问题提供解决方案。
通过以上文章的介绍,读者可以更深入地了解斐波那契数列、黄金分
割以及它们在C++语言中的实现和应用,在实际编程中可以更加灵活地运用这些数学概念解决问题。