有这样一个数列1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,377,610,987,1597,2584,4181,6765,10946,17711,28657,46368……这个数列前两个数均为1,从第3项开端,每一项都等于前两项之和。
数列最早被提出是,公元前200年左右,印度数学家Gopala,他在研讨箱子包装物件长度刚好为1和2时的办法数时首要描绘了这个数列。
也便是这个问题:
有n个台阶,你每次只能跨一阶或两阶,上楼有几种办法?
而最早研讨这个数列的当然便是斐波那契(Leonardo Fibonacci)了,生于公元1170年,卒于1240年,原籍大概是比萨)。
1202年,他撰写了《珠算原理》(Liber Abaci)一书。他是第一个研讨了印度和阿拉伯数学理论的欧洲人。他的父亲被比萨的一家商业集体聘任为交际领事,派驻地址相当于今天的阿尔及利亚区域,列昂纳多因而得以在一个阿拉伯教师的指导下研讨数学。他还曾在埃及、叙利亚、希腊、西西里和普罗旺斯研讨数学。
他其时是为了描绘如下状况的兔子成长数目:
第一个月初有一对刚诞生的兔子,
第二个月之后(第三个月初)它们能够生育,
每月每对可生育的兔子会诞生下一对新兔子,
兔子永不死去。
这个数列出自他大名鼎鼎的高文《核算之书》,后来就被广泛的使用于各种场合了。这个数列是这么界说的:
斐波那契数列通项公式:斐波那契数列指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、……
菲波纳契数列既谓奇特数字,上述数字自有奇特之处,其特色包含:
1、从第三项起,任何一个数字均是其前两个数字的和数,例如1+1=2;1+2=3;2+3=5;3+5=8;5+8=13;8+13=21;13+21=34等。
2、任何两个相隔的数字互相次序相除或倒转相除,所得数字别离挨近0.382及2.618。
挨近0.382比率,例如:8÷21=0.381;13÷34=0.382;21÷55=0.382等。
挨近2.618比率,例如:21÷8=2.625;34÷13=2.615;55÷21=2.619等。
3、除首四个数字(1、1、2、3)外,两个相邻数字互相相除,所得数字别离挨近0.618及1.618比率。
挨近0.618比率,例如:5÷8=0.625;8÷13=0.615;13÷21=0.619等。
挨近1.618比率,例如:8÷5=1.6;13÷8=1.625;21÷13=1.615等。
在天然界中,一些植物的花瓣、叶片、果实的数目以及摆放的办法,都是非常贴合斐波那契数列的。
在必定条件下,咱们通过详尽调查能够发现,向日葵的花盘中有2组螺旋线,一组以顺时针方向环绕,另一组则依照逆时针方向环绕,而且互相相嵌。尽管不同的向日葵种类中,这些顺逆螺旋的数目并不固定,但这些数目往往不会超出34和55、55和89、89和144这三组数字,每组数字都是卖波那契数列中相邻的两个数。
再比方树木的成长。重生的枝条需求一段“歇息”时刻供本身成长,然后才干萌生新枝。一株树苗在一年后长出一条新枝,第二年新枝“歇息”,老枝仍旧萌生;尔后,老枝与“歇息”过一年的枝一同萌生,当年生的新枝则次年“歇息”。这样,一株树本各个年份的枝丫数,便构成斐波那契数列。这个规则,便是生物学上闻名的“鲁德维格规则”。
咱们调查延龄草、野玫瑰、南美血根草、大波斯菊、金凤花、漏斗菜、百合花、蝴蝶花的花瓣,能够发现它们花瓣数目也具有斐波那契数:3、5、8、13、21……一般来说,百合花花瓣数为3,梅花花瓣数为5,飞燕草花瓣数为8,万寿菊花瓣数为13,雏菊有34、55和89三个数意图花瓣数。
这儿咱们以向日葵为例,详细说一下内涵的魅力吧。假如咱们仔细调查,就会发现向日葵盘内的种子构成两组螺旋线,一组是顺时针的,另一组是逆时针的。而这两组螺旋线的条数刚好是两个相邻的斐波那契数,小向日葵是34和55,大向日葵是144和233。
松果种子、菜花外表也有相似的规则。
为什么天然界中有如此之多的斐波那契数列偶然呢?这是植物在大天然中长期适应和进化的成果,是为了让自己最充分地使用阳光和空气,繁育更多的子孙。当然,受气候或病虫害的影响,许多植物成长不必定严厉依照斐波那契数列。
令人惊讶的是,跟着数列项数的添加,斐波那契数列前一项与后一项之比越来越迫临黄金切割的数值0.6180339887…… (黄金切割是指把一线段分为两部分,使得本来线段的长跟较长的那部分的比为黄金切割的点。两个这样的点,约等于0.618:1 )
黄金切割与人类的演化和人体正常发育密切相关。人的进化过程中,骨骼方面以头骨和腿骨改变最大,躯体外形因为近似黄金而矩形改变最小,人体结构中有许多份额联系挨近0.618,近年来,在研讨黄金切割与人体联系时,发现了人体结构中有14个“黄金点”(物体短段与长段之比值为 0.618),12个“黄金矩形”(宽与长比值为 0.618的长方形)和2个“黄金指数”(两物体间的份额联系为 0.618)。
例如肚脐是头顶-足底之切割点;咽喉是头顶-肚脐之切割点;膝关节是肚脐-足底之切割点;肘关节是肩关节-中指尖之切割点等等。奇特的0.618黄金切割律,与咱们的日子休戚相关,也是中老年人养成长命的暗码。最佳睡觉时刻:从子时到午时共12小时,乘以0.618,约为7.5小时。
黄金切割也被广泛使用于修建界,被认为是修建和艺术中最抱负的份额,蕴含着艺术性、份额性、调和性。历史上许多闻名的修建,实际上它们或多或少都使用了黄金切割。
古希腊巴特农神庙是誉满天下的完美修建,建成于公元前477年至前432年,
它坐落在希腊首都雅典卫城的最高点上,是为了庆祝雅典打败波斯而建,神庙的地上和顶部、立面的高和宽,都非常挨近黄金切割比。
埃及金字塔的制作也充分使用了黄金切割的原理,虽历经几千年的天然腐蚀和人为损坏,已破损不胜。但从远处张望金字塔,宏伟巨大的修建体在全体上仍是呈现为一个角锥体,而且是一个最具有美感的四角锥体结构,尽管这些金字塔巨细各异,金字塔底面的边长与高的比都挨近于0.618。
当咱们按斐波那契数列,取边长别离为1、1、2、3、5、8、13、21......的正方形,每一个新的正方形都有一个边,其长度与最近两个正方形的边之和相同长,
这组矩形的边长是两个相邻的斐波那契数,称为斐波那契矩形,也叫黄金矩形
(记住这个黄金矩形,等下还会再次出现)。然后,以各正方形的一个极点为圆心
画出四分之一的曲线,再衔接一切曲线,最终构成的螺旋线便是下图所示的
“斐波那契螺旋线。
人类耳朵的形状也契合这种螺旋形状,这种形状的结构协助人类能够更好地接纳声波,然后增强听觉。
还有便是飓风,关于结构完好的飓风,最多的描述便是螺旋形结构,而这个结构也是契合斐波那契螺旋线的。
八百年来,人们在各个范畴都发现了斐波那契数列。尤其是十九世纪开端,人们发现了斐波那契数列在核算机、物理、化学等范畴的使用,这个陈旧的数列焕发了新的芳华。1963年,斐波那契协会建立,并出书了《斐波那契季刊》用以刊登与斐波那契数列相关的研讨成果。
许多的数学爱好者关于斐波那契数列的研讨热心很高,也编拟出了许多与之有关的数学趣题,下面咱们一同来看看吧。
1.闻名的斐波那契数列指的是数列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,…,这个数列从第三项开端,每一项都等于前两项之和.该数列有许多性质,“相邻两个斐波那契数的比值随序号的添加而逐步趋于黄金切割比0.6180339887…”是其间的一个性质.请通过探求,猜想该数列中的第2020项与2021项的比值与黄金切割比的巨细联系为()
A.大于 B.等于 C.小于 D.无法确认
依据斐波那契数列中奇数项与后一项的比值大于黄金切割比,偶数项与后一项的比值小于黄金切割比即可求解.
∵第2020项是偶数项,∴第2020项与2021项的比值小于黄金切割比.故选:C.
2.阳明山万寿寺前有11级台阶,小敏一步只能上1级台阶或2级台阶,那么:1级台阶只要1种走法:记为(1);2级台阶有两种走法:记为(1、1)、(2);3级台阶有3种走法:记为(1、1、1)、(1、2)、(2、1);4级台阶有5种走法:记为(1、1、1、1);(1、1、2)(1、2、1);(2、1、1);(2、2),小敏发现当台阶数别离为1级、2级、3级、4级、5级、6级、…逐步添加时,上台阶的不同办法的种数顺次为1、2、3、5、8、13、…这便是闻名的斐波那契数列.那么小敏上这11级台阶共有()种不同走法.
A.34 B.89 C.144 D.233
依据斐波那契数列的特色:数列从第三项开端,每一项都等于前两项之和,据此可得答案.
依据题意知第7级的走法有8+13=21种,
第8级的走法有13+21=34种,
第9级的走法有34+21=55种,
第10级的走法有55+34=89种,
第11级的走法有89+55=144种,
故选:C.
3.咱们把1,1,2,3,5,8,13,21,…组数称为斐波那契数列,为了进一步研讨,顺次以这列数为半径作90°圆弧,弧P1P2,弧P2P3,弧P3P4,…得到斐波那契螺旋线,然后顺次衔接P1P2,P2P3,P3P4得到螺旋折线(如图),已知点P1(0,1),P2(﹣1,0),P3(0,﹣1),则该折线上P10的点的坐标为 ______.
咱们把1,1,2,3,5,8,13,21,34,…组数称为斐波那契数列,调查图象,推出P10的方位,即可解决问题.
由题意,P5在P2的正上方,推出P9在P6的正上方,P10在P7的正左方,
且P10的横坐标为:﹣34﹣6=﹣40,P10的纵坐标与P7的纵坐标持平是﹣9,
所以P10的坐标为(﹣40,﹣9),
故答案为:(﹣40,﹣9).
4. 五位同学围成一圈依序循环报数,规则:①第一位同学初次报出的数为1,第二位同学初次报出的数也为1,之后每位同学所报出的数都是前两位同学所报出的数之和;
②若报出的数为3的倍数,则报该数的同学需拍手一次。已知甲同学第一个报数,当五位同学依序循环签到第100个数时,甲同学拍手的总次数为______.