搜档网
当前位置:搜档网 › 斐波那契数列的认识

斐波那契数列的认识

斐波那契数列的认识
斐波那契数列的认识

浅谈对斐波那契数列的认识

摘要:斐波那契数列自问世以来,不断显示出它在数学理论和应用上的重要作用。而且斐波那契数列在现代物理、准晶体结构、生物、交通、化学等领域都有直接的应用.这个数列既是数学美的完美体现.又与许多数学概念有着密切的联系,很多看上去似乎彼此独立的数学概念,通过斐波那契数列,人们发现了其中的数学联系.从而进一步激发了人们探索数学的兴趣.对数学的认知更加系统化。因此对斐波那契数列的研究是一项非常重要的研究,它不仅能给各个学科带来很好的用处,它也会对我们的生活产生长远的影响,斐波那契数列的前景是不可估量的。

关键词: 斐波那契数列 应用 通项 一、问题提出:

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?

分析:我们不妨拿新出生的一对小兔子分析一下,并且要求兔子的正常年龄大于1岁: 第一个月:小兔子没有繁殖能力,所以还是1对; 两个月后:生下一对小兔民数共有2对;

三个月后: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3对;

四个月后:老兔子又生下一对,第二各月生的兔子也有了繁殖能力,所以也生下一队兔子,所以共有5对;

……

这个数列是意大利中世纪数学家斐波那契(Fibonacci,1170—1250)在《算盘全书》中提出的我们称这个数列为斐波那契数列。

二、斐波那契数列的通项及其递推公式

如果设n F 为该数列的第n 项()n N +∈

,那么由上面的一列数知道:数列从第三项起,任意一项都是前面两项之和。即:12,n

n n F F F +

++=显然,这是一个线性递推数列。 因此总结有以下几种推倒方式: 方法一(利用特征方程):

线性递推数列的特征方程为:21x x =+

解得:112x += , 212x -=

则1122n n

n F c x c x =+

∵121F F ==

∴112222

1122

11c x c x c x c x =+??=+? 解得: 1c =2c = ∴n n

n F ???=-??????

□ 方法二(递推法):

设,,n N r s R +?∈?∈?“1123()n n n n n F rF s F rF ---≥?-=-”

由12n n n F F F +++=有1r s +=,1rs =-

因此当3n ≥时有:112()n n n n F rF s F rF ----=-

1223()n n n n F rF s F rF -----=- 2334()n n n n F rF s F rF -----=-

……

3221()F rF s F rF -=-

将以上2n -个式子相乘得:2121()n n n F rF s F rF ---=-

上式可化简得:11n n n F s rF --=+

同时等式两边除以n s 得:111n n n n F F r s s s s --=+,令n n n

F T s =有:11n n r

T T s s

-=+ 则有:121n n r

T T s s

--=+;

因此112()n n n n r

T T T T s ----=-

所以:112n n n n T T r T T s ----=-,所以有数列{}1n n T T --为首项为21T T -,公比为r

s

的等比数列。

因此:1n n T T --=221()()n r

T T s

--

又与11n n r

T T s s -=+联立消去1n T -得:

由121F F == ,n n n F T s

=得:()n n

n n r s T s r s -=-,

又n

n n F T s =得:n n

n r s F r s

-=-

由1r s +=,1rs =-

得:s =

,t =

综上所述:n n

n F ????=-????????

□ 方法三(黄金分割法):

因为

251+,251-是方程012=--x x

的两根(其中11x =黄金分割比)。012=--x x 得到12+=x x ,再左右同时乘以n x 即得到:

n

n n x x x 11121+=++ ①

n

n n x x x 21

2

2

2

+=++ ②

由①,②容易得到:

2

1212

11

21

1

2

12

22

1

x x x x x x x x x x x x n

n n n n n --+--=

--++++ 现在我们令1212n

n

n x x F x x -=-

得:n n

n F ???=-??????

□ 其实,该数列得求解通项方法的很多种,这里只列举其中得三种方法共读者参考。下面我们一起研究一下该数列的一些性质。

三、斐波那契数列的性质

如果我们记:012340,1,1,2,3,F F F F F =====……,那么该数列有以下性质:

性质一、12,n n n F F F +++=

性质二、1352121,n n F F F F F -+++???+=- 性质三、0242211,n n F F F F F ++++???+=- 性质四、2222201231,n n n F F F F F F F +++++???+=

性质五、01231(1)(1)()1,n n n n n F F F F F F F +-+-+???+-=--+ 性质六、11,m n m n m n F F F F F +--=+ 性质七、2111(1),n n n n F F F --+=-+

性质八、22212,n n n F F F --=- [4]

上面是斐波那契数列通过观察,由通项公式得到的一些性质,下面我们着重来研究一下数列的应用。 四、斐波那契数列的应用 1、数列与黄金分割的关系,

定理一、若数列{}n F

为斐波那契数列,则1lim n n n F F +→∞=

为黄金分割比。

证明:我们记:112x +=

,212

x -=则有

1111221211212()n n n n n n n n n F x x x x x x F x x x x +++--=-==-- 因此,我们分别讨论n 为奇数、偶数的两种情形,因为2n

x 有符号之别;

ⅰ)当n

21n

x x ?<=??

所以0ε?>

,取2

1

log x x N =,则n N >

时有:

1n n F F ε+-<

即1lim

n n n

F F +→∞=。

这正好说明n 为奇数时成立,下面我们证明n 为偶数时。

ⅱ)当n

2

2111)1)n

n

n

x x x x ??<= ???

所以0ε?>

,取2

1

log x x N =,则n N >

时有:

1n n F F ε+<

即11lim

2n n n

F F +→∞+=。

综上所述有1lim

n n n

F F +→∞=结论成立。□

这个结论的成立,让我们看见斐波那契数列与这个最完美和谐的黄金数有了联系。

2、数列与高等代数得关系

定理二、若数列{}n F 为斐波那契数列,记0123451,1,2,3,5,8,F F F F F F ======则有:

1,(0)110100111000()011100000011

n n F n N +=?

?

?????-????=∈?-??????????????????????????????-??

说明:数列得初始条件和递推关系结合起来,把它看作是一个关于012,,,,n F F F F ???的线性方程组,

则有克兰姆法则可以得到。[1]

3、数列与排列组合的关系

定理三、若数列{}n F 为斐波那契数列,记0123451,1,2,3,5,8,F F F F F F ======则有:

012122012(1)212(1)2()()

n n n n n n n n

n n n C C C C n F C C C C n -----+?+++???+?

=?

?+++???+?为偶数为奇数

证明:如图1,是杨辉三角与斐波那契数列的关系;首先讨论是列的前8项,

则有:0

01C F == 0111C F ==

01212112C C F +=+== 01323123C C F +=+==

012432

41315C C C F ++=++==

01254351438C C C F ++=++== 012365436156113C C C C F +++=+++== 0123765471610421C C C C F +++=+++==

……

由上面的等式可猜想:0122

122012(1)12(1)2()()

n n n n n n n n

n n n C C C C n F C C C C n -----+?+++???+?

=??+++???+?为偶数为奇数

下面我们用数学归纳法证明猜想成立。

当0,1n =是结论显然成立。 当1,n k k =-时结论成立。

首先我们讨论k 为偶数的时候,由递推关系有:

01220121

111221232

k k k k k k k k k k k k k F F F C C C C C C C C -+------=+=+++???+++++???+ 01021221

112222()()()k k k k k k k k k C C C C C C C -----=+++++???++ 01221121k k k k k C C C C +-+=+++???+ 012[(1)1]11[(1)1]2k k k k k C C C C +-+-++=+++???+

这正好表明,当n 为偶数时结论成立。 同理可以证明当n 为奇数时结论成立。

因此定理三成立。[1] □

定理三告诉了我们斐波那契数列与组合数有密切的关系,并且就连起通项公式都可以用组合数表示出来,难道这还不能够说明他们密切关系吗?这还不算什么,更重要的是几百年前意大利的数学家斐波那契与我国的数学家杨辉建立了密切的关系。

4、斐波那契数列的前n 项和。

定理四、若数列{}n F 为斐波那契数列,则数列的前n 项和为:

22

1n n n S ++???=--??????

证明:∵123n n S F F F F =+++???+

13142536413211()()()()()()()n n n n n n F F F F F F F F F F F F F F F ---+-=+-+-+-+-+???+-+-+- 21n n F F F +=-++ 22n F F +=-21n F +=-

22

1n n n S ++???=--??????

□ 以上我们从数列通项各种方法,数列通项的不同的表达式以及数列前n 和做了简单的介绍,使得我们对斐波那契数列有了一定的了解,下面我们一起来看一下数列中,蕴藏着的其他有趣而有丰富的结论。

五、斐波那契数列的其他有趣结论。

1 1

2 3 5 8 13

1 1 1 1

2 1 1

3 3 1 1

4 6 4 1 1

5 10 10 5 1

1 6 15 20 15 6 1

图1

定理五、若数列{}n F

为斐波那契数列,则12n n F ??

??+??= ? ???????

,其中[]x 表示取距离x 最近得整数。 定理六、若数列{}n F 为斐波那契数列,则数列的最大立方数是68F =

定理七、在数列{}n F 为斐波那契数列中,除3之外,若n F 为素数,则n 一定为素数。反之不成立。(第一个反例是194181F =,但是418137113=?)[2]

定理八、在数列{}n F 为斐波那契数列中,除3之外,若n 为合数,则n F 为合数。 定理九、在数列{}n F 为斐波那契数列中,若,,,A B C D 为四个连续的斐波那契数,则有:

22C B A D -=?

六、斐波那契数列与现实生活 1、登楼梯;

有一段楼梯有10级台阶,规定每一步只能跨一级或两级,要登上第10级台阶有几种不同的走法? 这就是一个斐波那契数列:登上第一级台阶有一种登法;登上两级台阶,有两种登法;登上三级台阶,有三种登法;登上四级台阶,有五种登法……

1,2,3,5,8,13,21,……所以,登上十级,有89种; 2、一些花瓣数;

(1)细察下列各种花,它们的花瓣的数目具有斐波那契数: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。

(2)细察以下花的类似花瓣部分,它们也具有斐波那契数:紫宛、大波斯菊、雏菊。 斐波那契数经常与花瓣的数目相结合: 3……………………百合和蝴蝶花

5……………………蓝花耧斗菜、金凤花、飞燕草 8……………………翠雀花 13…………………金盏草 21…………………紫宛 34,55……………雏菊

3、光的反射

通过面对面的玻璃板的斜光线的路线,一条不反射的光线一唯一的一条路线通过玻璃板,如果光线反射1次,有2条路线;反射2次,有3条路线,反射3次,有5条路线,依次类推,反射n 次,则有2n F +条路线。

4、树木的生长

如图2,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。 七、小结

以上通过从斐波那契数列的问题提出、通项求解、性质、和一些重要的结论加以介绍,从而是我们对这个几百年前就产生的兔子出生问题做了明确回答。更重要的是我们通过对她的一系列性质进行讨论,明白了一个问题,我们的数学大家族是万物相同的,而绝对不是孤立的。

通过观察了解,简单的介绍了斐波那契数列与现实生活的一些联系,其实,她与我们的生活远远不只是这些联系,大家只要留心生活,便会在身边发出惊人的成绩——斐波那契数列无处不在。正等待我们去寻找和发现。 参考文献:

[1] 赵振威著. 数学发现导论[]M . 安徽:安徽教育出版社,1991:51. [2] 欧阳绎著. 数学方法溯源[]M . 江苏:江苏教育出版社,1990:49.

[3] 张雄,李得虎著. 数学方法论与解题研究[]M .北京:高等教育出版社,2005:60 [4] 选载网站:https://www.sodocs.net/doc/c23526840.html,

斐波那契数列资料

斐波那契数列

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-2 F 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-1 F 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: 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。随意取出一组解即可: 这就是著名的斐波那契数列通项公式。有了它,斐波那契数列的一些性质 也不难得出了。比如斐波那契数列相邻两项的比值趋向于黄金分割比,即:

斐波那契数列应用

生活中我们常常相信亲眼所见,但又常常为自己的眼睛所骗,魔术就是一个很好的例子。数学中也有这种欺骗我们眼睛的奇妙的数学魔术,我们还是来看一个简单的问题吧,将图3中面积为13×13=169的正方形裁剪成图中标出的四块几何图形,然后重新拼接成图4,计算可知长方形的面积为8×21=168,比正方形少了一个单位的面积,真不可思议! 这两个问题是这样的令人惊奇和难以理解,我们在白纸上将正方形量好画出,剪成四块,重新安排后拼成长方形,除非图形做得很大并且作图和剪裁都十分精确,我们一般是不会发现拼接成的长方形在对角线附近发生了微小的重叠,正是沿对角线的微小重叠导致了一个单位面积的丢失。要证实这一点我们只要计算一下长方形对角线的斜率和正方形拼接各片相应边的斜率,比较一下就会清楚了。 问题2中涉及到四个数据5、8、13和21,有一定数学基础的同学会认出这是著名的斐波那契数列中的四项,斐波那契数列的特征是它的每一项都是前两项之和:1,1,2,3,5,8,13,21,34,……。我们还可以使用这个数列中的其他相邻四项来试验这个过程,无论选取哪四项,都可以发现正方形和长方形的面积是不会相等的,有时正方形的面积比长方形多一个单位面积,有时则正好相反。多做几次上述实验,我们就会得出斐波那契数列的一个重要性质:这个数列任意一项的平方等于它前后相邻两项之积加1或减1。用公式表示就是:。其中表示正方形的面积,表示长方形的面积。知道了这个事实,我们就可以自己构造类似于问题2的几何趣题。 爬梯子问题(斐波那契数列应用) 1.小明要上楼梯,他每次能向上走一级、两级或三级,如果楼梯有10级,他有几种不同的走法? 这里我们不妨也来研究一下其中的规律:如果楼梯就一级,他有1种走法;如果楼梯有两级,他有2种走法;如果楼梯有三级,他有4种走法;如果有五级楼梯,他有7种走法. 既:楼梯的级数:12345678... 上楼梯的走法:124713244481... 这其中的规律就是,这里从第4个数开始,每一个数都等于它前面的3个数之和。

斐波那契数列的隐含周期性质

图形计算器研究斐波那契数列隐含周期性 所在省市:天津市 作者姓名:李元亨 所在学校:天津耀华中学 指导教师:王洪亮

一.简单背景介绍 斐波那契数列,又称兔子数列,是一种最简单的递归数列;它的提出,首先在斐波那契的《算盘之书》中出现,有趣的是,斐波那契只是把这种简单的计算关系作为十进制数字比罗马数字简单的优越性的一个例子,这个例子又叫做兔子谜题,原题如下: 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? 简单分析一下,可知: 幼仔对数=前月成兔对数 成兔对数=前月成兔对数+前月幼仔对数 总体对数=本月成兔对数+本月幼仔对数 可以看出幼仔对数、成兔对数、总体对数都构成了一个数列。这个数列有十分明显的特点,那是:前面相邻两项之和,构成了后一项。 这样我们就得到了一个递归式:Fn =F(n-1)+F(n-2)(n>=2,n∈N*) 三.关于斐波那契数列周期性性质的探究 斐波那契数列的无穷递增的性质很容易根据图形计算器的图形得到探究。我相信任何一个无穷递增数列的性质应当不仅仅与数列中每项的数字或数本身有关,也应当进行其在与数字进行其他运算方法的关系。利用类比的数学思想,我认为,有许多种无穷递增数列,即使在每项本身没有较易发现的关系,在经过某种运算后也可以体现出特殊的性质——体现周期性。因此,我们有不太充分的理由可以相信,斐波那契数列经过一种或几种特殊的运算之后也应当可以体现出某种周期关系。 为了让一个递增数列体现出一种周期性,我们只可以使其失去递增的特点,否则永远无法继续上一个周期。首先我只是认为斐波那契数列的末位数应当有周期关系(只要出现连续两项于前面的连续两项相等,后面必定具有周期性,证明从略)为了探讨这个问题,我将斐波那契数列一直用笔列至70项,使用了大量的时间,经过了巨大的运算量才发现了规律。后来,经过分析我认为斐波那契数列中每一项的末尾数即是每一项除以10的余数。 所以我们可以探讨对其他数取余的情况,经过了如此大规模的计算,我认为我应当可以减少计算量。突然,一个想法映入我的脑海:可使用图形计算其强大的计算功能来帮助我进行研究,并可以使用图表、递归等多种方式生动的将我的结论展现出来。 (一)斐波那契数列的周期性关系 对于斐波那契数列是否具有隐含的周期性,及余数的周期性我们应当先进行较为一般性的探究,所以我们定义一个数列bn = bn mod m(m是整数),以探究bn的周期性。为了更深层地讨论周期性问题,我们可以定义一个数列kn,以代表bn= bn mod n的周期长度。 1)首先我们讨论一下周期的存在性 利用上面建立的斐波那契数列an 建立一个bn 体现其余数关系。 我们任取一个数,比如说11 (bn=an+1-int(an+1/11)*11)即斐波那契数列中每一项对11取余。

斐波那契数列与黄金分割的应用研究

斐波那契数列与黄金分割 应用研究 作者姓名 院系6系 学号

摘要 “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”。斐波那契数列是一个古老而有趣的问题,由于其所具有的各种特殊属性,它与最优美的黄金分割有这密不可分的关系。在数学领域以及自然界中随处可见,而且正逐渐被应用在人们的日常生活与娱乐中。 关键词:斐波那契,黄金分割,应用 1 引言 斐波那契数列又称“斐波那契神奇数列”,是由13世纪的意大利数学家斐波那契提出的,当时是和兔子的繁殖问题有关的,它是一个很重要的数学模型。假设一对成年兔子放于围栏中,每月可生下一对一雌一雄的小兔,而小兔出生一个月后便可以生育小兔,且每月都生下一对一雌一雄的小兔.问把这样一对初生的小兔置于围栏中,一年后围栏中共有多少对兔子(假定兔子没有死亡)?据此,可得月份与兔子对数之间的对应关系如下: 月份0 1 2 3 4 5 6 7 ? 大兔对数0 1 1 2 3 5 8 13 ? 小兔对数 1 0 1 1 2 3 5 8 ? 兔子总对数 1 1 2 3 5 8 13 21 ? 如果用F n 表示第n个月兔子的总对数,那么F n能构成一个数列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89?.这个数列显然有如下的递推关系: F n =F n-1 +F n-2 (n>1,n为正整数),F0 =0,F1 =1 (1) 满足(1)式的数列就叫做斐波那契数列,这是一个带有初值的用递推关系表示的数列。这个数列一问世就吸引了无数数学家的兴趣,以下是费氏数列的定义及通项公式。 费氏数列是是由一连串的数字所组成的(1、1、2、3、5、8、13、…),而且这串数字之间具有一定的规则,就是每一个数字必须是前两个数字的和( an =

斐波那契数列的通项公式推导解析

斐波那契数列的通项公式推导 山西省原平市原平一中任所怀 做了这些年的数学题,我时常有这样的感受。一个新的数学题初次接触时,会觉得这个题的解题技巧很妙,甚至有点非夷所思,但如果把同类型问题多做几个,你就会发现原来所谓的技巧,其实是一种再正常不过的想法,是一种由已知到未知的必然之路。这样我们就由解题的技巧而转化到了通解通法,进一步就会形成解题的思想,所以我对于数学爱好者建议,做题时要把同类型题多种总结和分析,这样你的数学才会有长足的进步。 下面我们就由递推推导通项的问题,进行对比分析。 例1在数列中,,求数列的通项。(普通高中课程标准实验教科书人教A版必修5第69页6题) 分析:此题可分两步来进行,首先由构造一个等比数列,其中 ,并写出的通项;然后利用,两边同除以得 ,由累加法,就可求出数列的通项。 解:( 设,则()所以数列为等比数列,且首项为 ,公比为3。所以。 于是有,两边都除以得 设,则有 由累加法可得

因为所以() 于是有。 总结:上面的求解过程实质,求是一个把已知条件逐步化简的过程,由相邻三项的递推关系化为相邻两项的递推关系,进一步求出通项公式。 下面我们来研究一下著名的斐波那契数列的通项。 已知数列,其中,,求数列的通项。 解:首先我们要构造一个等比数列,于是设 则有。(1) 则由已知得(2) 对照(1)(2)两式得解得或。 我们取前一解,就会有。 设,则有 所以数列为等比数列,首项为,公比为

所以。即(3) 再次构造等比数列,设 则有 对照(3)式,可得所以 x=. 于是有 设,则有数列为等比数列,首项为,公比为,于是= 所以有。

小学奥数 斐波那契数列典型例题

拓展目标: 一:周期问题的解决方法 (1)找出排列规律,确定排列周期。 (2)确定排列周期后,用总数除以周期。 ①如果没有余数,正好有整数个周期,那么结果为周期里的最后一个 ②如果有余数,即比整数个周期多n个,那么结果为下一个周期的第n个。 例1: (1)1,2,1,2,1,2,…那么第18个数是多少? 这个数列的周期是2,1829 ÷=,所以第18个数是2.(2)1,2,3,1,2,3,1,2,3,…那么第16个数是多少? 这个数列的周期是3,16351 ÷=???,所以第16个数是1.二:斐波那契数列 斐波那契是 的有关兔子的问题:

假设一对刚出生的小兔,一个月后就能长成大兔,再过一个月便能生下一对小兔,并且此后每个月都生一对小兔。一年内没有发生死亡。那么,由一对刚出生的兔子开始,12个月后会有多少对兔子呢? 斐波那契数列(兔子数列) 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, … 你看出是什么规律:。【前两项等于1,而从第三项起,每一项是其前两项之和,则称该数列为斐波那契数列】 【巩固】 (1)2,2,4,6,10,16,(),() (2)34,21,13,8,5,(),2,() 例1:有一列数:1,1,2,3,5,8,13,21,34…..这个有趣的“兔子”数列,在前120个数中有个偶数?个奇数?第2004个数是数(奇或偶)?

【解析】120÷3=40 2004÷3=668 【巩固】有一列数按1、1、2、3、5、8、13、21、34……的顺序排列,第500个数是奇数还是偶数? 例2:(10秒钟算出结果!) (1)1+1+2+3+5+8+13+21+34+55= (2)1+2+3+5+8+13+21+34+55+89= 数学家发现:连续10个斐波那契数之和,必定等于第7个数的11 倍! 巩固:34+55+89+144+233+377+610+987+1597+2584== 例3:1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, … (1)这列数中第2013个数的个位数字是几? 分析:相加,只管个位,发现60个数一循环

斐波那契数列的性质

斐波那契数列的性质 一、通项公式:a n = √5〔1+√52〕n - √5〔1?√52〕n 二、设p,q,u,v 为自然数且p = min{ p ,q , u , v} . 若p + q = u + v , 则对于斐波那契数列{ an} ,以下公式恒成立: a p a q - a u a v = (-1)p +1a u-p a q-u 三、a n+1a n?1 - a n 2 = (?1)n (n >= 1, n 属于 N) 四、a 2n+1 = a n+12 + a n 2 (n 属于N ) 五、a n+12 - a n?12 = a n 2 (n >= 1, n 属于N) 六、a n+m = a n?1a m + a n a m+1 (n >= 1, n 和m 属于N) 七、a 2n+2a 2n?1 - a 2n a 2n+1 = 1(n >= 1, n 属于N) 八、a m+n 2 - a m?n 2 = a 2m * a 2n (m > n >= 1) 九、a n?1?a n+2 - a n ?a n+1 = (?1)n (n >= 2) 十、{f 2n f 2n+1} 有极限且等于黄金分割率√5 ?12 下面是一篇文章:

第四项3是奇数,但它是偶数项,第五项5是奇数,它是奇数项,如果认为数字3和5都是奇数项,那就误解题意,怎么都说不通) 如果你看到有这样一个题目:某人把一个8*8的方格切成四块,拼成一个5*13的长方形,故作惊讶地问你:为什么64=65?其实就是利用了斐波那契数列的这个性质:5、8、13正是数列中相邻的三项,事实上前后两块的面积确实差1,只不过后面那个图中有一条细长的狭缝,一般人不容易注意到。 斐波那契数列的第n项同时也代表了集合{1,2,...,n}中所有不包含相邻正整数的子集个数。 斐波那契数列(f(n),f(0)=0,f(1)=1,f(2)=1,f(3)=2……)的其他性质: 1.f(0)+f(1)+f(2)+…+f(n)=f(n+2)-1 2.f(1)+f(3)+f(5)+…+f(2n-1)=f(2n) 3.f(2)+f(4)+f(6)+…+f(2n) =f(2n+1)-1 4.[f(0)]^2+[f(1)]^2+…+[f(n)]^2=f(n)·f(n+1) 5.f(0)-f(1)+f(2)-…+(-1)^n·f(n)=(-1)^n·[f(n+1)-f(n)]+1 6. f(m+n)=f(m-1)·f(n-1)+f(m)·f(n) 利用这一点,可以用程序编出时间复杂度仅为O(log n)的程序。 7. [f(n)]^2=(-1)^(n-1)+f(n-1)·f(n+1) 8. f(2n-1)=[f(n)]^2-[f(n-2)]^2

浅谈斐波那契数列在生活中的应用

浅谈斐波那契数列在生活中的应用 发表时间:2019-07-29T11:38:49.093Z 来源:《基层建设》2019年第14期作者:孙烨赵倩[导读] 摘要:数学是一门来自生活又高于生活的科学,数学研究是人类社会进步的动力。 山东协和学院山东济南 250107摘要:数学是一门来自生活又高于生活的科学,数学研究是人类社会进步的动力。数列知识在生活中也有着广泛的应用,例如生物种群数量的变化,银行的利息计算,人口增长,粮食增长、住房建设等,都会用到数学知识。本文介绍斐波那契数列的简单情况,可以帮助学生提高对数列的知识。数列是数学学习中一个非常重要的分支,并且因为数列的研究和计算与社会经济和资源生活紧密相关,加上灵活 多变的计算,有趣的问题等,都使得对于数列的研究受到越来越多人的关注。 关键词:斐波那契数列应用黄金分割 1 引言 数列在我们的生活中具有广泛的应用,例如资源计算等问题,并且在解决诸如投资分配,汇率计算和资源利用分配等问题方面具有无可比拟的优势。本文将简要介绍数列广泛应用,分析斐波那契数在上述几个生活领域中的应用。 斐波那契数列在现实生活中被广泛使用,研究它以使其服务于我们的生活具有很大的意义。 人类很早就看到了大自然的数学特征:蜜蜂的繁殖规律,树枝、钢琴音阶的排列以及花瓣在花托边缘的对称分布、整个花朵几乎完美无缺地呈现出辐射对称性……,所有这一切向我们展示了许多美丽的数学模式。对自然、社会和生活中的许多现象的解释,通常可归因于斐波那契数列上来。 斐波那契数列在数学理论中有许多有趣的特性,似乎在自然界中也存在着这个性质,都被斐波那契数列支持。 2 斐波那契数列的应用 (1)斐波那契数列和花瓣数花瓣数是极有特征的。多数情况下,花瓣的数目都是3,5,8,13,21,34,55,…这些数恰好是斐波那契数列的某些项,例如,海棠2瓣花瓣,铁栏、百合花和兰花以及茉莉花都有3瓣花瓣,洋紫荆、黄蝉和蝴蝶兰是5瓣花瓣。万寿菊的花瓣有13瓣;至良属的植物有5瓣花瓣;许多翠雀属植物有8瓣花瓣;雏菊属植物有89、55或者34个瓣花瓣。 (2)斐波那契数列和仙人掌的结构在仙人掌的结构中有这一数列的特征。研究人员分析了仙人掌的形状、叶片的厚度以及控制仙人掌情况的其他因素,并将数据输入计算机,结果发现仙人掌的斐波那契序列结构使仙人掌能够最大限度地减少能量消耗并适应干旱沙漠中的生长环境。 (3)斐波那契数列和向日葵种子排列向日葵种子的排列是典型的数学模型。仔细观察向日葵盘,你会发现两组螺旋,一组顺时针旋转,另一组螺旋逆时针旋转,彼此嵌套。虽然不同向日葵品种的种子选装方向和螺旋线的数量有所不同,但往往不会超出34和55、55和89或者89和144这3组数字,每组数字就是斐波那契序列中的两个相邻数字。前一个数字是顺时针旋转的线数,后一个数字是逆时针旋转的线数。回想起向日葵。种子全都紧密排列在花盘当中,每个种子都保证按照适合的角度生长大小还基本保持一致又疏密得当,与此同时,螺旋的数目也是斐波那契序列中的数字,世界如此繁琐,却又如此的井然有序。 (4)斐波那契数列与台阶问题当只有一个台阶时,只有一种移动方式,F1=1两个台阶,有2种走法,一步上两个台阶或者一阶一阶的上,所以F2=2。三个台阶时,走法有一步一阶,2阶再1阶,1阶再2阶,因此,F3=3。四个台阶时,走法有(1,1,1,1),(1,1,2),(1,2,1),(2,1,1)(0,2,2),共5种方法,所以F4=5依此类推,有数列:1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,...斐波那契与自然,生活和科学上有很多联系,但是从这几个例子中,我们可以看到斐波那契数列的应用的广泛性,我们可以看到数学之美无处不在。它是一门科学,同时也是一种艺术,一种语言,它就像一朵盛开的茉莉花,白皙而优雅,简言而之,数学伴随着自然生活共同发展。 (5)斐波那契数列与蜜蜂的家谱蜜蜂的“家谱”:蜜蜂的繁殖规律十分有趣。雄蜂只有一个母亲,没有父亲,因为蜂后所产的卵,未受精的孵化为雄蜂,受精的孵化为雌蜂(即工蜂或蜂后)。人们在追踪雄蜂的家谱时,发现1只雄蜂的第n代子孙的数目刚好就是斐波那契数列的第n项f(n)。 (6)黄金分割与斐波那契的联系斐波那契和黄金比例(也称黄金分割,Φ,取三位小数1.618)密切相关。黄金法则,也称为黄金比率,是指将直线分成两部分,使得一部分与整体的比率等于剩余部分与该部分的比率,即0.618/1=0.382/0.618。0.618是斐波那契数列相邻两项之比的近似值,一般称之为黄金分割数。这是古希腊哲学家、数学家毕达哥拉斯于公元前6世纪由提出,后被著名的希腊美学家柏拉图称为“黄金比例率”。 (7)斐波那契数列和鳞片的关系菠萝果实上的菱形鳞片排成一列,8排向左倾斜,13排向右倾斜;挪威云杉的球果在一个方向上有3排鳞片,在另一个方向上有5排鳞片;常见的落叶松是一种针叶树,松果上有鳞片,两个方向也排成5行8行;美国松树松鳞片在两个方向上排成3行和5行。 (8)影视作品中的斐波那契数列斐波那契数列在欧美可以说是是每个人都知道,在电影这种通俗艺术中也经常的出现,例如在风靡一时的《达芬奇密码》当中它就作为一个重要的符号和情节线索出现,在《魔法玩具城》当中也出现过。由此可见此数列就像黄金分割那样的流行。可是虽说叫得上名,大多数人并没有深入理解研究。在电视剧中也经常看到斐波那契数列的影子,比如:日剧《考试之神》的第五回,义嗣做全国模拟考试题中的最后一道数学题。还在FOX热播美剧《Fringe》中也是多次引用,甚至被当做全剧宣传海报的主要设计元素。 3 结束语 除了上文中涉及的几个方面外,斐波那契数列在生活的其他领域当中例如现代物理、准晶体结构、化学等领域,斐波纳契数列都有着广泛的应用。这个奥秘神奇的序列就在我们生活中任何常见的事物中隐藏,植被如一朵向日葵,一棵花菜,宏观如飓风以及星系,微观小至细胞的分裂,斐波那契数列都有存在。而且,通过对上文数列在生活中应用的几个方面的分析,也希望能激发大家对斐波那契数列的兴趣,感受数学的魅力。

(完整版)斐波那契数列、走台阶问题

走台阶问题 如: 总共100级台阶(任意级都行),小明每次可选择走1步、2步或者3步,问走完这100级台阶总共有多少种走法? 解析: 这个问题本质上是斐波那契数列,假设只有一个台阶,那么只有一种跳法,那就是一次跳一级,f(1)=1;如果有两个台阶,那么有两种跳法,第一种跳法是一次跳一级,第二种跳法是一次跳两 级,f(2)=2。如果有大于2级的n级台阶,那么假如第一次跳一级台阶,剩下还有n-1级台阶,有f(n-1)种跳法,假如第一次条2级台阶,剩下n-2级台阶,有f(n-2)种跳法。这就表示f(n)=f(n- 1)+f(n-2)。将上面的斐波那契数列代码稍微改一下就是本题的答案f(n)=f(n-1)+f(n+2) 斐波那契数列 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:F(n)=F(n-1)+F(n-2) 递推数列显然这是一个线性。 数学定义: 递归斐波纳契数列以如下被以的方法定义:F(0)=0,F(1)=1,F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n≥2,n∈N*) 由兔子生殖问题引出、生物 (计算科学)

特性: 这个数列从第3项开始,每一项都等于前两项之和。 特别指出:第1项是0,第2项是第一个1。 代码: public class Test { static final int s = 100; //自定义的台阶数 static int compute(int stair){ if ( stair <= 0){ return0; } if (stair == 1){ return1; } if (stair == 2){ return2; } return compute(stair-1) + compute(stair-2); //return 递归进行计算 --->递归思想进行数据计算处理 在斐波那契数列中后一项的值等于前两项的和 } public static void main(String args[]) { System.out.println("共有" + compute(s) + "种走法"); } } return compute(stair-1) + compute(stair-2); 在return子句中调用调用compute函数 由斐波那契数列特性得到最后的值 分值拆分

浅谈菲波纳契数列的内涵和应用价值

浅谈菲波纳契数列的内涵和应用价值 99数学本四班 莫少勇 指导教师 孙丽英 摘 要 本文从菲波那契数列出发,通过探究其数学内涵和它在实际生活中的应用,提高学生对数学的欣赏能力,初步建立数学建模的思想,从而提高用数学知识分析实际问题的能力。 关键词 Fibonacci 数列 黄金数 优选法 数学美不仅有形式的和谐美,而且有内容的严谨美;不仅有语言的简明、精巧美,而且有公式、定理的结构整体美;不仅有逻辑、抽象美,而且有创造应用美。古希腊的毕达哥拉斯学派,首先从数的比例中求出美的形式,发现了黄金数。神奇的菲波纳契数列正是黄金数之后的一大发现,它又被誉为“黄金数列”。 一. F ibonacci 数列的由来 Fibonacci 数列的提出,当时是和兔子的繁殖问题有关的,它是一个很重要的数学模型。这个问题是:有小兔一对,若第二个月它们成年,第三个月生下小兔一对,以后每月生产一对小兔,而所生小兔亦在第二个月成年,第三个月生产另一对小兔,以后亦每月生产小兔一对,假定每产一对小兔必为一雌一雄,且均无死亡,试问一年后共有小兔几对? 对于n=1,2,……,令F n 表示第n 个月开始时兔子的总对数,B n 、A n 分别是未成年和成年的兔子(简称小兔和大兔)的对数,则F n = A n +B n 根据题设,有 显然,F 1=1,F 2=1,而且从第三个月开始,每月的兔子总数恰好等于它前面两个月的兔子总数之和,于是按此规律我们得到一个带有初值的递推关系式: ?? ?==∈≥+=1 F 1,F Z)n 3,(n F F F 212-n 1-n n 若我们规定F 0=1,则上式可变为 ?? ?==∈≥+=1F 1,F Z)n 2,(n F F F 102-n 1-n n 这就是Fibonacci 数列的通常定义,也就是数列1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,……, 这串数列的特点是:其中任一个数都是前两数之和。 这个兔子问题是意大利数学家梁拿多(Leomardo )在他所著的《算盘全集》中提出的,而梁拿多又名菲波纳契(Fibonacci ),所以这个数列称作菲波纳契数列,其中每一项称作Fibonacci 数。 它的通项是F n =51[(25 1+)n+1-(251-)n+1 ],由法国数学家比内(Binet )求出的。 二.Fibonacci 数列的内涵 (1)Fibonacci 数列的通项的证明我们可以通过求解常系数线性齐次递推关系或者利用生成函数法来实现。 证法一:

斐波那契数列

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-2 F 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-1 F 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: 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。随意取出一组解即可: 这就是著名的斐波那契数列通项公式。有了它,斐波那契数列的一些性质也不难得出了。比如斐波那契数列相邻两项的比值趋向于黄金分割比,即: 根据斐波那契数列通项公式,可以得到 因为n是趋向于正无限的,因此我们可以知道: 那么我们就可以把分子和分母的第二项同时省略掉,即 这就是斐波那契数列的魅力之一——它和黄金分割比有密切的关系。下面将给出斐波那契数列的几个性质及其证明。

浅谈菲波纳契数列的内涵和应用价值

浅谈菲波纳契数列的内涵和应用价值 99数学本四班莫少勇指导教师孙丽英 摘要本文从菲波那契数列出发,通过探究其数学内涵和它在实际生活中的应用,提高学生对数学的欣赏能力,初步建立数学建模的思想,从而提高用数学知识分析实际问题的能力。 关键词 Fibonacci数列黄金数优选法 数学美不仅有形式的和谐美,而且有内容的严谨美;不仅有语言的简明、精巧美,而且有公式、定理的结构整体美;不仅有逻辑、抽象美,而且有创造应用美。古希腊的毕达哥拉斯学派,首先从数的比例中求出美的形式,发现了黄金数。神奇的菲波纳契数列正是黄金数之后的一大发现,它又被誉为“黄金数列”。 一.Fibonacci数列的由来 Fibonacci数列的提出,当时是和兔子的繁殖问题有关的,它是一个很重要的数学模型。这个问题是:有小兔一对,若第二个月它们成年,第三个月生下小兔一对,以后每月生产一对小兔,

而所生小兔亦在第二个月成年,第三个月生产另一对小兔,以后亦每月生产小兔一对,假定每产一对小兔必为一雌一雄,且均无死亡,试问一年后共有小兔几对? 对于n=1,2,……,令F n 表示第n 个月开始时兔子的总对数,B n 、A n 分别是未成年和成年的兔子(简称小兔和大兔)的对数,则F n = A n +B n 根据题设,有 显然,F 1=1,F 2=1,而且从第三个月开始,每月的兔子总数恰好等于它前面两个月的兔子总数之和,于是按此规律我们得到一个带有初值的递推关系式: ?? ?==∈≥+=1 F 1,F Z)n 3,(n F F F 212-n 1-n n 若我们规定F 0=1,则上式可变为 ?? ?==∈≥+=1 F 1,F Z)n 2,(n F F F 102-n 1-n n

斐波那契提出的问题

斐波那契是欧洲中世纪颇具影响的数学家,公元1170年生于意大利的比萨,早年曾就读于阿尔及尔东部的小港布日,后来又以商人的身份游历了埃及、希腊、叙利亚等地,掌握了当时较为先进的阿拉伯算术、代数和古希腊的数学成果,经过整理研究和发展之后,把它们介绍到欧洲。公元1202年,斐波那契的传世之作《算法之术》出版。在这部名著中,斐波那契提出了以下饶有趣味的问题:假定一对刚出生的小兔一个月后就能长成大兔,再过一个月便能生下一对小兔,并且此后每个月都生一对小兔。一年内没有发生死亡。问一对刚出生的兔子,一年内能繁殖成多少对兔子?图 1 逐月推算,我们可以得到数列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233。这个数列后来便以斐波那契的名字命名。数列中的每一项,则称为“斐波那契数”。第十三位的斐波那契数,即为一对刚出生的小兔,一年内所能繁殖成的兔子的对数。这个数字等于233。从斐波那契数的构造明显看出:斐被那契数列从第三项起,每项都等于前面两项的和。假定第n项斐波那契数为,于是我们有:通过以上关系式,我们可以一步一个脚印地算出任意,不过,当n很大时,推算是很费事的。我们必须找到更为科学的计算方法。为此,我们在以下一列数中去导求满足关系式的解答。解上述q的一元二次方程得: [!--empirenews.page--] 。据此,设,并结合,可确定α,β,从而可以求出:以上公式是法国数学家比内首先求得的,通称比内公式。令人惊奇的是,比内公式中的是用无理数的幂表示的,然而它所得的结果却是整数。读者不信,可以找几个n的值代进去试试看!斐波那契数列有许多奇妙的性质,其中有一个性质是这样的:有兴趣的读者,不难自行证明上述等式。斐波那契数列的上述性质,常被用来构造一些极为有趣的智力游戏。例如,美国《科学美国人》杂志就曾刊载过一则故事: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,因为商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?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(如图4),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”。

使用fork()调用计算Fibonacci数列

实验二Linux 进程创建 实验目的 ?加深对进程概念的理解 ?练习使用fork()系统调用创建进程 ?练习Linux操作系统下C程序设计 实验准备知识 1. fork()函数:创建一个新进程. ?调用格式: #include #include int fork(); ?返回值: 正确返回时,等于0表示创建子进程,从子进程返回的ID值;大于0表示从父进程返回的子进程的进程ID值。 错误返回时,等于-1表示创建失败 实验内容:使用fork()调用计算Fibonacci数列 ?Fibonacci数列是0,1,1,2,3,5,8…….通常表示为:fib0=0, fib1=1,fib n=fib n-1+fib n-2 ?写一个C程序,使用fork()系统调用产生一个子进程来计算 Fibonacci数列,序列通过命令行显示。例如,如果参数为5,Fibonacci数列的前5个数字将在子进程中被输出。 ?因为父进程和子进程拥有各自的数据拷贝,所以需要由子进程

输出。在退出程序之前,父进程调用wait()等待子进程完成。 要求提供必要的错误检测以保证在命令行传递的参数是非负数. 实验程序: #include #include #include #include int main(int argc, char* argv[]) { pid_t pid; int i; int f0,f1,f2; f0=0; f1=1; if(argv[1]<0) { fprintf(stderr,"request a nun-negative number"); } pid=fork(); //printf("pid = %d ",pid); if(pid<0) { fprintf(stderr,"fork failed"); exit(-1); } else if(pid==0) { printf("argv[1] = %d\n",atoi(argv[1])); printf("0 1 "); for(i=2; i<=atoi(argv[1]);i++) { f2=f0+f1; f0=f1; f1=f2; printf("%d ",f2); }

用初等数学方法求斐波那契数列的通项公式

用初等数学方法求斐波那契数列的通项公式 斐波那契 (Fibonacci) 数列是着名的数列,有很高的实用价值。多年来,学者们一直在探究它的通项公式的求解方法,已经涌现出了多种方法。但据笔者们所知,这些方法大都需要比较高深的数学知识,例如组合数学的方法、概率的方等等,让人比较难理解,不容易接受。基于此,研究给出了一种简易的初等数学方法,先探求它们的特征多项式,然后通过求解线性方程组的思想,得出它们的通项公式。这种方法深入浅出,有一定的实用价值。 1.斐波那契数列的由来 13 世纪意大利数学家斐波那契在他的《算盘书》的修订版中增加了一道着名的兔子繁殖问题. 问题是这样的: 如果每对兔子(一雄一雌)每月能生殖一对小兔子(也是一雄一雌,下同),每对兔子第一个月没有生殖能力,但从第二个月以后便能每月生一对小兔子.假定这些兔子都没有死亡现象,那么从第一对刚出生的兔子开始,12 个月以后会有多少对兔子呢解释说明为:一个月:只有一对兔子;第二个月:仍然只有一对兔子;第三个月:这对兔子生了一对小兔子,共有1+1=2 对兔子.第四个月:最初的一对兔子又生一对兔子,共有2+1=3对兔子.则由第一个月到第十二个月兔子的对数分别是:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,……,人为了纪念提出兔子繁殖问题的斐波纳契,将这个兔子数列称为斐波那契数列,即把 1,1,2,3,5,8,13,21,34…这样的数列称为斐波那契数列。 2.斐波那契数列的定义 定义:数列F1,F2,… ,Fn,…如果满足条件121==F F ,21--+=n n n F F F (对所有的正整数n ≥ 3),则称此数列为斐波那契(Fibonacci)数列。

斐波那契数列的应用

+斐波那契数列的应用 第一章斐波那契数列的提出 意大利数学家斐波那契在《算盘全集》中提出了一个有趣的兔子繁殖问题:如果每队兔子(一雄一雌)每月能生殖一对小兔子(也是一雄一雌,下同)每队兔子第一个月没有生殖能力,但从第二个月以后便能每月生一对小兔子。假定这些兔子都不死亡现象,那么从一对刚出生的兔子开始,一年只有会有多少对兔子呢?解释说明为:一个月:只有一对兔子;第二个月:仍然只有一对兔子;第三个月:这对兔子生了一对小兔子,共有1+1=2对兔子。第四个月:最初的一对兔子又生一堆兔子,共成为2+1=3对兔子。后人为了纪念兔子繁殖问题的斐波纳契将这个兔子数列成为斐波那契数列。也就是把1,1,2,3,5,8,13,21,34…这样的数列称为斐波那契数列。 第二章斐波那契数列的应用 人类很早就从自然界中看到了数学特征:蜜蜂的繁殖规律,树的分枝,钢琴音阶的排列以及花瓣对称排列在花托边缘、整个花朵几乎完美无缺地呈现出辐射对称状……,所有这一切向我们展示了许多美丽的数学模式。而对这些自然、社会以及生活中的许多现象的解释,最后往往都能归结到Fibonacci数列上来。

斐波那契数列在数学理论上有许多有趣的性质,不可思议的是在自然界中也存在着这个性质,似乎完全没有秩序的植物的纸条彼此相隔的距离或叶子的生长凡是,都被斐波那契数列支持着。 2.1 斐波那契数列与花朵的花瓣数 花瓣数是极有特征的。多数情况下,花瓣的数目都是3,5,8,13,21,34,55,…这些数恰好是斐波那契数列的某些项,例如,百合花有3瓣花瓣,至良属的植物有5瓣花瓣;许多翠雀属植物有8瓣花瓣;万寿菊的花瓣有13瓣,更有趣的是,有一位学者细心地数过一朵花的花瓣,发现这朵花的花瓣刚好有157瓣。且他又发现其中有13瓣与其他144瓣有显著的不同,是特别长并卷曲向内,这表明这朵花的花瓣树木是由F1=13和F2=144合成的。 2.2 斐波那契数列与仙人掌的结构 在仙人掌的结构中有这一数列的特征。研究人员分析了仙人掌的形状、叶片厚度和一系列控制仙人掌情况的各种因素,并将所得数据输入电脑,结果发现仙人掌的Fibonacci数列结构特征能让仙人掌最大限度地减少能量消耗,适应其在干旱沙漠的生长环境。 2.3 斐波那契数列与向日葵种子排列方式 向日葵种子的排列方式,就是一种典型的数学模式。仔细观察向日葵花盘,你就会发现两组螺旋线,一组顺时针方向盘旋,另一组则逆时针方向盘旋,并且

高三数学 教案 斐波那契数列通项公式推导过程

斐波那契数列 斐波那契数列,又称黄金分割数列、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”,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。 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, 55, 89, 144, 233,377,610,987,1597,2584,4181,6765,10946,17711,28657,46368........ 自然中的斐波那契数列 这个数列从第3项开始,每一项都等于前两项之和。 斐波那契数列的定义者,是意大利数学家列昂纳多·斐波那契,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”。1202年,他撰写了《算盘全书》(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,派驻地点于阿尔及利亚地区,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、西西里和普罗旺斯等地研究数学。 通项公式 递推公式 斐波那契数列:1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 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::F(n)=F(n-1)+F(n-2) 显然这是一个线性递推数列。 通项公式

人教B版高中数学必修5-2.3斐波那契数列的应用

斐波那契数列的应用 在期货应用技术分析时,大家知道黄金分割率的重要性,并能够举出大量例子证明其神奇的功能。事实上,自然界中,无数现象也在默默地展示菲波那奇数列的神奇规律。 一、从黄金分割到斐波那契 1、黄金分割早在古希腊时代,人们就已经认识到0.618的神奇,并将其称为黄金分割率。出于对这一数字的偏爱,它被应用到建筑和绘画等领域,从巴台农神庙到美国纽约众议院大楼,甚至基督十字架的分割比例也由它来定义,黄金分割率已经成为西方人追求外在美的内在规则。与此同时,人们也逐渐认识到黄金分割率广泛存在于自然界中,从花朵的图案、棕榈树的叶子到肚脐对人体的分割,几乎无处不在。 2、斐波那契数列在黄金分割被应用了很久以后,1202年斐波那契出版了一本名为《关于算盘的书》。书中,他用了一个简单的数学题提出了斐波那契数列的概念。问题是这样的:″假定每对家兔每月可繁殖两只小兔,并且每只家兔到两个月后就可以繁殖后代。那末,若开始时有一对家兔,经过一年的时间将繁殖多少只家兔?″问题的答案并不复杂,但由此了一个有趣的现象,即每月底的家兔数量将做如下变化:1、2、 3、5、8、13、21、3 4、5 5、89、144、233、……,该数列中每个数字均是前两个数字之和。这就是著名的斐波那契数列,将数列中每相邻两数的前者除以后者,其极限结果就是″黄金分割率″--0.618。这一数列的提出使我们对黄金分割的认识从静态走向动态,自然界的变化规律已经触手可及了。 二、从斐波那契到普遍性的增长和衰竭在技术分析的领域中,每一种价格的变动模式都对应着斐波那契数列的不同的表现。因此,下面就从应用的角度扩展数列的模型。 1、从自然增长到普遍增长在菲波那奇数列中,“1、1”的基点是数列的基础,但在现实世界中,基点“1、1”只是一种特殊的现象,如果将基点加以推广,就能构造出更加普遍的增长数列。例如:以4和7为基点进行推倒的增长数列就是不同于斐波那契数列的新数列,但最终极限值仍是0.618,只是基点不同形成了

相关主题