理论教育 探索斐波那契数列的奥秘及其应用

探索斐波那契数列的奥秘及其应用

时间:2023-07-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于这个数列是由斐波那契首先提出来的,所以,后人就称这个数列为斐波那契数列。人们发现斐波那契数列与我们熟知的杨辉三角形有关,与著名的黄金分割也有关系。有趣的是,很多植物的生长现象也与斐波那契数列有关。后来,人们陆续发现了斐波那契数列的许多重要性质及应用,特别由于的极限是,这便与黄金分割联系起来了。有关斐波那契数列的新发现还在不断地发现着。

探索斐波那契数列的奥秘及其应用

13世纪意大利数学家斐波那契在名为«算法之书»的数学著作中,记载了一个特别有趣的问题:

兔子出生两个月后就能每月生一次小兔子,若每次不多不少恰好生一对(一雌一雄),那么,假如养了初生的一对小兔,所有小兔都存活,一年后共有多少对兔子。

现在我们来讨论这个问题。设1月份有一对刚生的小兔子,2月份仍为一对,而到3月份它们生了一对,总数为2对。4月份则为3对。到了5月份时,3月份生的兔子也能生小兔了,所以5月份就有5对兔子。如此推断下去,可得下面的表:

月份123456兔子数(对)112358月份789101112兔子数(对)1321345589144如果我们用Fn表示第n个月小兔的对数,则得到一个数列{Fn}:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,……后来,人们发现,{Fn}有如下定义:F1=1,F2=1,Fn=Fn-2+Fn-1(n=3,4,5…)。由于这个数列是由斐波那契首先提出来的,所以,后人就称这个数列为斐波那契数列。

再后来有人求出了斐波那契数列的通项为

一个正整数数列的通项公式竞要用无理数来表达,这是一个令人惊讶的结果。

人们发现斐波那契数列与我们熟知的杨辉三角形有关,与著名的黄金分割也有关系。

我们知道,二项式展开式的系数构成杨辉(贾宪)三角形。

1

11

121

1331

14641(www.daowen.com)

15101051

1615201561

……

利用杨辉三角形可以很快写出a+b的任意次幂的展开式。

如果我们将杨辉三角形各行的位置错一下,排成一个直角三角形,然后把斜线上的数字相加,其和写在右上方,这样就能得到一列数,所得的这列数,恰好是斐波那契数列。

……

有趣的是,很多植物的生长现象也与斐波那契数列有关。

例如,许多花的花瓣的数目与斐波那契数列有关:延龄草有三个花瓣,飞燕草有5个花瓣,翠雀花有8个花瓣,金盏草有13个花瓣,紫宛有21个花瓣,雏菊有34、55、84个花瓣……人们深信这不是偶然的。

斐波那契数列还可以在植物的叶、枝、茎等的排列中发现,还能在松果、向日葵、菠萝等一些果实的种子排列中发现。

后来,人们陆续发现了斐波那契数列的许多重要性质及应用,特别由于的极限是,这便与黄金分割联系起来了。因而斐波那契数列在优选法中得到应用。

有关斐波那契数列的新发现还在不断地发现着。

1963年,美国的一群斐波那契迷创办了一种杂志«斐波那契季刊»,专门登载有关这个数列的新发现。该杂志头三年发表的研究文章接近1千页。

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