打字猴:1.700995936e+09
1700995936 这部著作论述了很多计算问题,其中有一个有趣的“兔子问题”:假设兔子永远不会死,小兔子长大需要1个月,然后每个月生一对小兔子;如果一开始的时候有一对小兔子,那么12个月之后共有多少对兔子?
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1700995938 我们可以用图形或者符号来呈现这个问题。用小写字母“r”表示一对小兔子,用大写字母“R”表示成年兔子。每个小写的“r”到下一个月就会变成大写的“R”,大写的“R”则变成“Rr”。(也就是说,小兔子长成大兔子,大兔子生下小兔子。)
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1700995943 我们利用下表对问题建模。我们发现,在前6个月里,兔子的对数分别是1、1、2、3、5、8。
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1700995948 我们在不具体列出兔群构成的情况下,可以证明到第7个月时有13对兔子。那么,其中有多少对成年兔子呢?由于第6个月的所有兔子到第7个月时都是成年兔子,因此第7个月有8对成年兔子。
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1700995950 第7个月又有多少对小兔子呢?它在数量上等于第6个月的成年兔子的对数,即5对(与第5个月时的兔子总数必然相等)。因此,第7个月的兔子对数为8 + 5 = 13。
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1700995952 如果把斐波那契数列的前两项分别定义为F1= 1,F2= 1,随后各项分别为其前面两个数字之和,那么,对于n≥3,有:
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1700995954 Fn=Fn–1+Fn–2
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1700995956 如下表所示,F3= 2,F4= 3,F5= 5,F6= 8,以此类推。
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1700995961 斐波那契数列的前13个数字
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1700995963 因此,前文中兔子问题的答案是F13= 233(包含F12= 144对成年兔子和F11= 89对小兔子)。
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1700995965 除了研究人口动态以外,斐波那契数列还有无数其他应用,而且我们经常可以在自然界中发现它的踪影。例如,花朵的花瓣数常常是斐波那契数列中的一个数字,向日葵、菠萝、松球等的螺旋结构中也常常含有斐波那契数列中的数字。但是,最让我沉醉不已的是斐波那契数列表现出来的那些美丽动人的规律。
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1700995970 例如,我们把斐波那契数列的前几个数字相加,看看它们的和有什么特点。
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1700995975 这些和大多不是斐波那契数列中的数字,但却非常接近。事实上,这些和分别比斐波那契数列小1。下面,我们来看看其中的奥秘。以最后一个等式为例,我们把每个数字改写成其后两个数字之差的形式,上式就会变成:
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1700995977 1 + 1 + 2 + 3 + 5 + 8 + 13
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1700995979 =(2 – 1) + (3 – 2) + (5 – 3) + (8 – 5) + (13 – 8) + (21 – 13) + (34 – 21)
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1700995981 = 34 – 1
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1700995983 请注意观察,(2 – 1)中的2会被(3 – 2)中的2抵消,(3 – 2)中的3会被(5 – 3)中的3抵消,最终,除了最后一项中的34和第1项中的(–1)以外,所有项均相互抵消了。一般而言,斐波那契数列的前n个数字相加有一个非常简单的求和公式:
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1700995985 F1+F2+F3+ … +Fn=Fn+2–1
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