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我们说这种拼法在第2、3、4、6、7、9和10单元处是可以拆分的。(也就是说,除了双方块的中间位置,其他地方都是可以拆分的。)而在第1、5、8单元处是不可拆分的。
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第二种方法:我们分两种情况考虑,即在第5单元处可以拆分的拼图和在该处不可拆分的拼图。在第5单元处可以拆分、长度为10的拼图共有多少种呢?这样的拼图可以一分为二,前一半有f5= 8种拼法,后一半也有f5= 8种拼法。因此,根据第4章介绍的乘法法则,如下图所示,共有f25= 82种拼法。
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长度为10且在第5单元处可以拆分的拼图有f种
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长度为10且在第5单元处不可拆分的拼图有多少种?在这样的拼图中,第5、6单元必然是一个双方块,如下图所示。在这种情况下,左右两边各有f4= 5种拼法,因此,在第5单元处不可拆分的长条共有f24= 52种拼法。把这两种情况加总,就会得到f10=f25+f24。证明完毕。
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长度为10且在第5单元处不可拆分的拼图有f种
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一般而言,取长度为2n的拼图,考虑中间位置可以拆分与不可拆分的情况,就可以得出下面这个美观简练的规律:
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f2n=f2n+f2n– 1
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延伸阅读
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有了上面这个等式之后,我们可能希望推而广之,以便在类似情况下也可以使用它。例如,长度为m+n的拼图。在第m单元处可以拆分的拼图有多少种?左边有fm种拼法,右边有fn种拼法,因此共有fmfn种拼法。在第m单元处不可拆分的拼图有多少种呢?这种拼图的第m和m+ 1单元必然是一个双方块,因此其余的位置有fm–1fn–1种拼法。加到一起,就会得到下面这个非常有用的等式。对于m,n≥0:
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fm+n=fmfn+fm– 1fn– 1
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接下来,我们介绍另一个规律。把斐波那契数列中数字的二次幂相加,观察和有什么特征。
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12+ 12= 2 = 1×2
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12+ 12+ 22= 6 = 2×3
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12+ 12+ 22+ 32= 15 = 3×5
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12+ 12+ 22+ 32+ 52= 40 = 5×8
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12+ 12+ 22+ 32+ 52+ 82= 104 = 8×13
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…
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哇,太棒了!斐波那契数列中数字的平方和,就是最后一个数字与下一个数字的乘积!为什么1、1、2、3、5、8的平方和等于8×13呢?用几何图形可以“看出”其中的奥秘。取边长分别是1、1、2、3、5、8的正方形,按下图所示的方式拼到一起。
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我们先放一个1×1的正方形,再在旁边放另一个1×1的正方形,就会得到一个1×2的长方形。在这个长方形的下面,放一个2×2的正方形,就会得到一个3×2的长方形。沿着长方形的长边,放一个3×3的正方形(得到一个3×5的长方形)。然后,在下面放置一个5×5的正方形(得到一个8×5的长方形)。最后,在旁边放置一个8×8的正方形,就会得到一个8×13的长方形。现在,我们考虑一个简单的问题。
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