谈谈斐波纳契数列

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意大利比萨的数学家斐波纳契在1202年研究兔子生长规律(主要关注生物学角度而非数学角度)时,揭示了一种重要的数字排列方式——斐波纳契数列。斐波那契数列,按照特定规则展开,各项数值依次为,一,一,二,三,五,八,十三,二十一,三十四,五十五,八十九,往后无限延伸,其数学表达式为,相邻两项之和等于下一项,初始条件设定为,第一项与第二项均为,一,满足关系式,下标为n加二项的值等于下标为n加一项与下标为n项的值之和,记作,F下标n加二等于F下标n加一加F下标n,同时规定,F下标一等于F下标一,……

意大利比萨的数学家斐波纳契在1202年研究兔子繁衍规律(主要侧重生物学角度而非数学角度)时,揭示了一种关键的数字排列——斐波纳契数列。

1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,……

用递归关系式描述,序列{Fn}里,

斐波那契数列中,后项等于前两项之和,首两项的值均为一,第一项等于第二项,第二项也等于一

其通项公式是

{F}_{n}等于一除以五的平方根,这个值乘以一个数

黄金比例的n次方减去其共轭根的n次方,前者减后者

通项公式的推导方式有很多,详见百度百科:斐波纳契数列

喜爱这些数目并非仅限于兔子,植物的花瓣数量也常是斐波纳契数列中的数值。延龄草的花瓣有3片,紫罗兰的花瓣有5片,飞燕草的花瓣有3或8片,万寿菊的花瓣有13片,菊苣的花瓣有21片,除虫菊的花瓣有34片,向日葵的花瓣则常常有55片或者89片。

松果和菠萝上也能见到斐波纳契数列的数字,除了花朵之外。香蕉剖开时会显现出三个组成部分;苹果从梗部切到底部可以形成一个五角星图案;莎隆果切开之后会出现一个八角星图案。

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贝壳的生成模式,跟这些数字有着密切联系。蜗牛幼体时期开yun体育app入口登录,它的壳非常细小,等到蜗牛逐渐长大,就会不断叠加圈层来构筑居所。然而,由于生长空间受到局限,它只能在旧壳上添筑一个,这个新空间的体积正好等于前两个空间体积的总和,这一现象恰好呼应了斐波那契数列的规律——序列中每一个数值都是前两个数值的累加结果。这个成长阶段虽然过程简单,却形成了一个非常精妙的螺旋形态,如下图所示,你还能从图中找到许多斐波那契数列的规律,对这方面感兴趣的读者可以亲自验证一下,比如求和公式\sum ^{n}_{i=1} {{F}^{2}_{i}}等于{F}_{n}乘以{n+1}项的斐波那契数。

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此外,斐波那契数列与质数仿佛存在某种奇妙联系,以下是该数列开头的几个数值,

这串数字,每个数都是前两个数之和,呈现出了斐波那契的规律,它从1开始,接着是1,然后是2,紧接着是3,再往下是5开元ky888棋牌官网版,然后是8,往下是13,再往下是21,然后是34,紧接着是55,再往下是89,然后是144,紧接着是233,再往下是377,最后是610。

九百八十七,一千五百九十七开元棋官方正版下载,二千五百八十四,四千一百八十一,六千七百六十五,一万零九百四十六,一万七千七百一十一,二万八千六百五十七,四万六千三百六十八,

……

在质数情形下,斐波纳契数列相应位置项也是质数,比如11是个质数,第11个斐波纳契数89也是质数,假如这个规律成立,就能提供寻找质数的新途径,不过这个规律并非普遍适用,比如19是质数,但第19个斐波纳契数4181不是质数,4181等于37乘以113。能否断定斐波那契数是素数,那么它对应的序号也是素数吗?如果对此感兴趣,可以深入研究。另外,迄今为止,还没有科学依据证明斐波那契数列中是否存在无限个素数。这其实也是众多与素数相关的问题中尚未解决的一个。

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