斐波那契数列

2024-11-08 08:45:10

  斐波那契数列(Fibonacci Sequence)又称黄金分割数列。  该数列指的是这样的一列数字:0、1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144、233、377、610、987、1597、2584、4181、6765、10946、17711、28657、46368…  特别指出:第0项是0,第1项是第一个1。此数列从第2项开始,每一项都等于前两项之和。  在数学上,斐波纳契数列被以递归的方法定义:F(0)=0,F(1)=1,F(n)=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,斐波纳契数列都有着直接的应用。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,用于专门刊载斐波那契数列此方面的研究成果。

斐波那契数列

斐波那契数列

1、  斐波那契数列的发明者,意大利数学家列昂纳多·斐波那契(Leonardo Fibonacci),生于公元1170年,卒于1250年,籍贯是比萨。他被人称作“比萨的列昂纳多”。  列昂那多·斐波那契于1202年研究兔子产崽问题时发现了此数列。设一对大兔子每月生一对小兔子,每对新生兔在出生一个月后又下崽,假若兔子都不死亡。问:一对兔子一年能繁殖成多少对兔子?  题中本质上有两类兔子:一类是能生殖的兔子,为大兔子;新生的兔子不能生殖,为小兔子;小兔子一个月就长成大兔子,求的是大兔子与小兔子的总和?

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2、  十二月时有大兔子144对,小兔子89对,共有兔子144+89=233对从上表看出:  ①每月小兔对数=上月大兔对数  ②每月大兔对数等于上个月大兔对数与小兔对数之综合①②两点可得:每月大兔对数等于前两个月大兔对数之和  如果用un表示第n月的大兔对数,则有un=un-1+un-2(n > 2)  每月大兔对数un排成数列为:1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144…  那么此组数列就称为斐波那契数列

斐波那契数列

斐波那契数列通项公式

1、递推公式:  斐波那契数列:0、1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144…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:显然这是一个线性递推数列。通项公式:

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2、此公式又称为“比内公式”,是用无理数表示有理数的一个范例。

斐波那契数列

斐波那契数列应用

1、生活中的斐波那契数列  斐波那契数列中的斐波那契数会经常出现在我们的眼前——比如松果、凤梨、树叶的排列、一些花朵的花瓣数(典型的有向日葵花瓣),蜂巢,蜻蜓翅膀,黄金矩形、黄金分割、等角螺线,十二平均律等。  斐波那契数与植物花瓣:  3————————兰花、百合花、茉莉花  5————————蓝花耧斗菜、金凤花、飞燕草、毛茛花  8————————翠雀花  13————————金盏和玫瑰  21————————紫宛  34、55、89————雏菊

斐波那契数列

2、  斐波那契数还可以在植物叶、枝、茎等排列中发现。例如,在树木枝干上选一片叶子,记其为数0,然后依序点数叶子(假定没有折损),一直到与那些叶子正对的位置,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,多数的叶序比呈现为斐波那契数的比。

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3、黄金分割  随着数列项数的增加,前一项与后一项之比越来越逼近黄金分割的数值0.6180339887…

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4、杨辉三角  将杨辉三角左对齐,成如图所示排列,将同一斜行的数加起来,即得一数列:1、1、2、3、5、8…  公式表示如下:  f⑴=C(0、0)=1  f⑵=C(1、0)=1  f⑶=C(2、0)+C(1、1)=1+1=2  f⑷=C(3、0)+C(2、1)=1+2=3  f⑸=C(4、0)+C(3、1)+C(2、2)=1+3+1=5  f⑹=C(5、0)+C(4、1)+C(3、2)=1+4+3=8  f⑺=C(6、0)+C(5、1)+C(4、2)+C(3、3)=1+5+6+1=13  ……  F(n)=C(n-1、0)+C(n-2、1)+…+C(n-1-m、m) (m<=n-1-m)

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5、质数数量  斐波那契数列的整除性与素数生成性每3个连续的数中有且只有一个被2整除每4个连续的数中有且只有一个被3整除每5个连续的数中有且只有一个被5整除每6个连续的数中有且只有一个被8整除每7个连续的数中有且只有一个被13整除每8个连续的数中有且只有一个被21整除每9个连续的数中有且只有一个被34整除.......可以看到第5、7、11、13、17、23位分别是素数:5、13、89、233、1597、28657

6、尾数循环  斐波那契数列的个位数:一个60步的循环11235、83145、94370、77415、61785、38190、99875、27965、16730、33695、49325、72910…  进一步,斐波那契数列的最后两位数是一个300步的循环,最后三位数是一个1500步的循环,最后四位数是一个15000步的循环,最后五位数是一个150000步的循环…

7、自然界中巧合  斐波那契数列在自然科学的其他分支同样有许多应用。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”。

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