1.数学魔术
1.数学魔术
动脑想一想
魔术师背朝观众,请观众在纸上随意写下两个数字,再把这两个相加,得到第三数,把第二、第三个数相加,得到第四个数,把第三、第四个数相加,得到第五个数……以此类推,写满十个数为止。例如,观众开始写下的是8和5,就得到这十个数:8、5、13、18、31、49、80、129、209、338。魔术师请观众把这十个数给他看一下。他的目光只在这十个数上一扫,立刻报出这十个数相加的总和等于880,他怎么算得这样快?这里面有个秘密,如果你掌握了这一秘密,你也可以表演这套魔术了。
游戏中的科学
其实,按魔术师的要求写下的是一个数列,即著名的斐波那契数列。这一数列有一个奇妙的特点,前十项的和等于第七项的11倍。因此,只要把第七项(上例中的80)乘以11,就能得出这个数的和。
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奇妙的斐波那契数列
“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,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:(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n-[(1-√5)/2]^n}(又叫“比内公式”,是用无理数表示有理数的一个范例。)(√5表示根号5)
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。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……
从第二项开始,每个奇数项的平方都比前后两项之积多1,每个偶数项的平方都比前后两项之积少1。(注:奇数项和偶数项是指项数的奇偶,而并不是指数列的数字本身的奇偶,比如第五项的平方比前后两项之积多1,第四项的平方比前后两项之积少1)
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。