斐波那契数列的设计应用

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中偶然发现树叶的生长分布都符合一种特殊的

数学规律:斐波那契数列,在这种情况下树叶的

光和效率最高。

我们若仔细观察常见的车前草,就不难发现,

它们的叶片是按螺旋线轨迹向上排列着叶柄基

部,相邻两片叶之间的弧度大小非常接近,都为

137.5 度。按照137.5 度的排列模式,叶子可以

占有最多的空间,获取最多的阳光开yunapp体育官网入口下载手机版,承受最多的

雨水。我们观察向日葵果实排列方式,都是按照

一条曲线以不变的角度延伸,呈现为卷曲的形态,这种卷曲的形态角度为137.5 度。1979年,英国一位科研人员借助机器推演了向日葵种子分布的规律,测算表明,当种子分布角度是137.3度时,花盘上会出现空隙,并且只能观察到一组朝顺时针方向旋转的纹路;当分布角度是137.6度时,花盘上同样会出现空隙,此时能够看到一组朝逆时针方向旋转的纹路;唯有分布角度恰好为137.5度,当观察花盘中的果实时,会发现它们排列成两组互为镜像的螺旋线,且线条之间没有任何空隙。通过统计分析可以确认,只有采用137.5度的扩散角度进行布局,向日葵花盘上的果实才会呈现出数量最多、排列最密集且分布最均匀的状态。不仅如此,在蓟、菊花、松果以及菠萝的植物身上,也能观察到类似的生长模式。而且值得注意的是,这些植物无论朝哪个方向延伸开元棋官方正版下载,其螺旋边缘的数量都完全符合斐波那契数列中的数值。

137.5 度有什么特别之处吗?假如借助黄金分割数0.618来分割完整的圆周开yun体育官网入口登录app,那么360度会被分成大约222.5度和137.5度两个部分。这种比例关系,其实源自斐波那契数列的计算结果。换句话说,斐波那契数列这一非凡的数学模式,在人类认识它之前数万年,自然界中的生物就已经掌握了它的奥秘。

那么,斐波那契数列是如何体现黄金分割率的呢?根据了解,这个数列源自于斐波那契所描述的兔子繁衍现象,

通常情况下,新生兔子满两个月便能开始生育,一对兔子每月会繁殖出幼崽一对。倘若所有兔子都得以存活,那么数量会

年以后可以繁殖多少对兔子?

将每个月的兔子数量列为数列,即得到:

这一串数字里,每一个数值都等于紧邻前两个数值之和,具体表现为,第一项是一,第二项是二,第三项是三,第四项是五,第五项是八,第六项是十三,以此类推。

个数之和,这就是斐波那契数列。而项数越

大,前一项与后一项的比就越接近0.618。

这一过程是一个波动着的趋近过程,若第二

个比值相对于第一个比值上升,第三个必然

第二项的下滑,只能看作是自然的一种自我平衡机制,它总是朝着均衡的目标自行修正,持续地减小误差。黄金分割率的初衷是:将一条线段分成两个部分,让其中一个部分占整体的比例,等于另一个部分占这个部分的比例。由此能够实现一个完美的状态:无需修正,没有误差。但现实中,这种状态是无法实现的。

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