什么是裴波拉契数列

2024-04-30 08:22

1. 什么是裴波拉契数列

斐波那契数列(Fibonacci sequence),又称黄金分割数列、因数学家列昂纳多·斐波那契(Leonardoda Fibonacci)以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”,指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、34、……在数学上,斐波纳契数列以如下被以递归的方法定义:F(0)=0,F(1)=1, F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n>=2,n∈N*)在现代物理、准晶体结构、化学等领域,斐波纳契数列都有直接的应用,为此,美国数学会从1963年起出版了以《斐波纳契数列季刊》为名的一份数学杂志,用于专门刊载这方面的研究成果。
斐波那契数列指的是这样一个数列 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233,377,610,987,1597,2584,4181,6765,10946,17711,28657,46368........
自然中的斐波那契数列
这个数列从第3项开始,每一项都等于前两项之和。
斐波那契数列的定义者,是意大利数学家列昂纳多·斐波那契(Leonardo Fibonacci),生于公元1170年,卒于1250年,籍贯是比萨。他被人称作“比萨的列昂纳多”。1202年,他撰写了《算盘全书》(Liber Abacci)一书。他是第一个研究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团体聘任为外交领事,派驻地点相当于今日的阿尔及利亚地区,列昂纳多因此得以在一个阿拉伯老师的指导下研究数学。他还曾在埃及、叙利亚、希腊、西西里和普罗旺斯等地研究数学。

什么是裴波拉契数列

2. 裴波那契数列的计算公式?

方法一:利用特征方程(线性代数解法)   线性递推数列的特征方程为:   X^2=X+1   解得   X1=(1+√5)/2,,X2=(1-√5)/2。   则F(n)=C1*X1^n + C2*X2^n。   ∵F(1)=F(2)=1。   ∴C1*X1 + C2*X2。   C1*X1^2 + C2*X2^2。   解得C1=√5/5,C2=-√5/5。   ∴F(n)=(√5/5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}(√5表示根号5)。  
 方法二:待定系数法构造等比数列1(初等代数解法)   设常数r,s。   使得F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]。   则r+s=1, -rs=1。   n≥3时,有。   F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]。   F(n-1)-r*F(n-2)=s*[F(n-2)-r*F(n-3)]。   F(n-2)-r*F(n-3)=s*[F(n-3)-r*F(n-4)]。   ……   F(3)-r*F(2)=s*[F(2)-r*F(1)]。   联立以上n-2个式子,得:   F(n)-r*F(n-1)=[s^(n-2)]*[F(2)-r*F(1)]。   ∵s=1-r,F(1)=F(2)=1。   上式可化简得:   F(n)=s^(n-1)+r*F(n-1)。   那么:   F(n)=s^(n-1)+r*F(n-1)。   = s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*F(n-2)。   = s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) + r^3*F(n-3)。   ……   = s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1)*F(1)。   = s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1)。   (这是一个以s^(n-1)为首项、以r^(n-1)为末项、r/s为公比的等比数列的各项的和)。   =[s^(n-1)-r^(n-1)*r/s]/(1-r/s)。   =(s^n - r^n)/(s-r)。   r+s=1, -rs=1的一解为 s=(1+√5)/2,r=(1-√5)/2。   则F(n)=(√5/5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}。 
  方法三:待定系数法构造等比数列2(初等代数解法)   已知a1=1,a2=1,an=a(n-1)+a(n-2)(n>=3),求数列{an}的通项公式。   解 :设an-αa(n-1)=β(a(n-1)-αa(n-2))。   得α+β=1。   αβ=-1。   构造方程x^2-x-1=0,解得α=(1-√5)/2,β=(1+√5)/2或α=(1+√5)/2,β=(1-√5)/2。   所以。   an-(1-√5)/2*a(n-1)=(1+√5)/2*(a(n-1)-(1-√5)/2*a(n-2))=[(1+√5)/2]^(n-2)*(a2-(1-√5)/2*a1)`````````1。   an-(1+√5)/2*a(n-1)=(1-√5)/2*(a(n-1)-(1+√5)/2*a(n-2))=[(1-√5)/2]^(n-2)*(a2-(1+√5)/2*a1)`````````2。   由式1,式2,可得。   an=[(1+√5)/2]^(n-2)*(a2-(1-√5)/2*a1)``````````````3。   an=[(1-√5)/2]^(n-2)*(a2-(1+√5)/2*a1)``````````````4。   将式3*(1+√5)/2-式4*(1-√5)/2,化简得an=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}。

3. 裴波那契数列

如果设所求的数列通项为a(n),那么由于这个数列的相邻两项的差为裴波那契数列,所以我们可以得到弟推式:a(n+1)-a(n)=f(n).由这个弟推公式我们可以得到以下一些式子:a(2)-a(1)=f(1)
a(3)-a(2)=f(2)
a(4)-a(3)=f(3)
.............
a(n-1)-a(n-1)=f(n-1)
a(n)-a(n-1)=f(n-1)
将功赎罪以上式子左右对加我们可以很容易地得到:
a(n)-a(1)=f(1)+f(2)+...+f(n-1)=s(n-1)(是斐波那契数列的前n-1项和),那么至此,我们的问题就转化为了求斐波拉契数列的前n项和的问题了,下面将给出斐裴波那契数列的前n项和的过程.
我们早已知道,对于斐波那契数列f(n)来说我们有这样一个递推公式,即:f(n+1)=f(n)+f(n-1)(n.2),由这个式子的们可以得到:f(n-1)=f(n+1)-f(n)s,由此我们可以得到:
f(1)=f(3)-f(2)
f(2)=f(4)-f(3)
f(3)=f(5)-f(4)
.............
f(n-1)=f(n+1)-f(n)
f(n)=f(n+2)-f(n+1)
将以上n个式了左右对加可以得到:
f(1)+f(2)+f(3)+.....+f(n)=f(n+2)-f(2)=f(n+2(-1=s(n).这个式子说明斐波那契数列的前n项和恰好为斐波那契数列的第n+2项减1.
现在,斐波那契数列的求和问题我们也解决了,
由前面得到的那个式子可知a(n)-a(1)=s(n-1),由于a(1)=0.所以:a(n)-0=a(n)=s(n-1)=f(n+1)-1={[(1+√5)/2]^(n+1)-[(1-√5)/2]^(n+1)}/√5
-1

裴波那契数列

4. 裴波那契数列是怎样的数列?

斐波纳契数列(Fibonacci Sequence),又称黄金分割数列,指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、……在数学上,斐波纳契数列以如下被以递归的方法定义:F0=0,F1=1,Fn=F(n-1)+F(n-2)(n>=2,n∈N斐波那契数列中的斐波那契数会经常出现在我们的眼前——比如松果、凤梨、树叶的排列、某些花朵的花瓣数、黄金矩形、黄金分割、等角螺线等,有时也可能是我们对斐波那契额数过于热衷,把原来只是巧合的东西强行划分为斐波那契数。比如钢琴上白键的8,黑键上的5都是斐波那契数,应该把它看做巧合还是规律呢?   随着数列项数的增加,前一项与后一项之比越来越逼近黄金分割的数值0.6180339887……   从第二项开始,每个奇数项的平方都比前后两项之积多1,每个偶数项的平方都比前后两项之积少1。(注:奇数项和偶数项是指项数的奇偶,而并不是指数列的数字本身的奇偶,比如第四项3是奇数,但它是偶数项,第五项5是奇数,它是奇数项,如果认为数字3和5都是奇数项,那就误解题意,怎么都说不通)因为:经计算可得:an^2-aa=(-1)^(n-1) *)在现代物理、准晶体结构、化学等领域,斐波纳契数列都有直接的应用

5. 裴波那契数列是怎样的数列?

“斐波那契数列”的发明者,是意大利数学家列昂纳多·斐波那契(Leonardo Fibonacci,生于公元1170年,卒于1240年,籍贯大概是比萨)。他被人称作“比萨的列昂纳多”。1202年,他撰写了《珠算原理》(Liber Abaci)一书。他是第一个研究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团体聘任为外交领事,派驻地点相当于今日的阿尔及利亚地区,列昂纳多因此得以在一个阿拉伯老师的指导下研究数学。他还曾在埃及、叙利亚、希腊、西西里和普罗旺斯研究数学。
  斐波那契数列指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、…… 
  这个数列从第三项开始,每一项都等于前两项之和。它的通项公式为:(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}(又叫“比内公式”,是用无理数表示有理数的一个范例。)
  有趣的是:这样一个完全是自然数的数列,通项公式居然是用无理数来表达的。
【奇妙的属性】
  随着数列项数的增加,前一项与后一项之比越来越逼近黄金分割的数值0.6180339887…… 
  从第二项开始,每个奇数项的平方都比前后两项之积多1,每个偶数项的平方都比前后两项之积少1。(注:奇数项和偶数项是指项数的奇偶,而并不是指数列的数字本身的奇偶,比如第五项的平方比前后两项之积多1,第四项的平方比前后两项之积少1)
  如果你看到有这样一个题目:某人把一个8*8的方格切成四块,拼成一个5*13的长方形,故作惊讶地问你:为什么64=65?其实就是利用了斐波那契数列的这个性质:5、8、13正是数列中相邻的三项,事实上前后两块的面积确实差1,只不过后面那个图中有一条细长的狭缝,一般人不容易注意到。
  斐波那契数列的第n项同时也代表了集合{1,2,...,n}中所有不包含相邻正整数的子集个数。
  斐波那契数列(f(n),f(0)=0,f(1)=1,f(2)=1,f(3)=2……)的其他性质:
  1.f(0)+f(1)+f(2)+…+f(n)=f(n+2)-1
  2.f(1)+f(3)+f(5)+…+f(2n-1)=f(2n)-1
  3.f(0)+f(2)+f(4)+…+f(2n)=f(2n+1)-1
  4.[f(0)]^2+[f(1)]^2+…+[f(n)]^2=f(n)·f(n+1)
  5.f(0)-f(1)+f(2)-…+(-1)^n·f(n)=(-1)^n·[f(n+1)-f(n)]+1
  6.f(m+n)=f(m-1)·f(n-1)+f(m)·f(n)
  利用这一点,可以用程序编出时间复杂度仅为O(log n)的程序。
  7.[f(n)]^2=(-1)^(n-1)+f(n-1)·f(n+1)
  8.f(2n-1)=[f(n)]^2-[f(n-2)]^2
  9.3f(n)=f(n+2)+f(n-2)
  10.f(2n-2m-2)[f(2n)+f(2n+2)]=f(2m+2)+f(4n-2m) [ n〉m≥-1,且n≥1]斐波那契数列
  在杨辉三角中隐藏着斐波那契数列
  1
  1 1
  1 2 1
  1 3 3 1
  1 4 6 4 1
  ……
  过第一行的“1”向左下方做45度斜线,之后做直线的平行线,将每条直线所过的数加起来,即得一数列1、1、2、3、5、8、……
  斐波那契数与植物花瓣
  3………………………百合和蝴蝶花
  5………………………蓝花耧斗菜、金凤花、飞燕草
  8………………………翠雀花
  13………………………金盏草
  21………………………紫宛
  34、55、89……………雏菊
  斐波那契数还可以在植物的叶、枝、茎等排列中发现。例如,在树木的枝干上选一片叶子,记其为数0,然后依序点数叶子(假定没有折损),直到到达与那息叶子正对的位置,则其间的叶子数多半是斐波那契数。叶子从一个位置到达下一个正对的位置称为一个循回。叶子在一个循回中旋转的圈数也是斐波那契数。在一个循回中叶子数与叶子旋转圈数的比称为叶序(源自希腊词,意即叶子的排列)比。多数的叶序比呈现为斐波那契数的比。
【相关的数学问题】
  1.排列组合
  有一段楼梯有10级台阶,规定每一步只能跨一级或两级,要登上第10级台阶有几种不同的走法? 
  这就是一个斐波那契数列:登上第一级台阶有一种登法;登上两级台阶,有两种登法;登上三级台阶,有三种登法;登上四级台阶,有五种登法……
  1,2,3,5,8,13……所以,登上十级,有89种走法。
  2.数列中相邻两项的前项比后项的极限
  当n趋于无穷大时,F(n)/F(n+1)的极限是多少?
  这个可由它的通项公式直接得到,极限是(-1+√5)/2,这个就是黄金分割的数值,也是代表大自然的和谐的一个数字。
  3.求递推数列a(1)=1,a(n+1)=1+1/a(n)的通项公式
  由数学归纳法可以得到:a(n)=F(n+1)/F(n),将斐波那契数列的通项式代入,化简就得结果。
【斐波那契数列别名】
  斐波那契数列又因数学家列昂纳多·斐波那契以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”。
  一般而言,兔子在出生两个月后,就有繁殖能力,一对兔子每个月能生出一对小兔子来。如果所有兔都不死,那么一年以后可以繁殖多少对兔子? 
  我们不妨拿新出生的一对小兔子分析一下: 
  第一个月小兔子没有繁殖能力,所以还是一对;
  两个月后,生下一对小兔民数共有两对;
  三个月以后,老兔子又生下一对,因为小兔子还没有繁殖能力,所以一共是三对;
  ------ 
  依次类推可以列出下表: 
  经过月数:---1---2---3---4---5---6---7---8---9---10---11---12
  兔子对数:---1---1---2---3---5---8--13--21--34--55--89--144
  表中数字1,1,2,3,5,8---构成了一个数列。这个数列有关十分明显的特点,那是:前面相邻两项之和,构成了后一项。 
  这个特点的证明:每月的大兔子数为上月的兔子数,每月的小兔子数为上月的大兔子数,即上上月的兔子数,相加。
  这个数列是意大利中世纪数学家斐波那契在<算盘全书>中提出的,这个级数的通项公式,除了具有a(n+2)=an+a(n+1)的性质外,还可以证明通项公式为:an=1/√[(1+√5/2)n-(1-√5/2) n](n=1,2,3.....)

裴波那契数列是怎样的数列?

6. 裴波那契数列的通项公式?

递推公式:an=a(n-1)+a(n-2)通项公式及推导方法:斐波那契数列公式的推导  斐波那契数列:1、1、2、3、5、8、13、21、……   如果设F(n)为该数列的第n项(n∈N+)。那么这句话可以写成如下形式:   F(0) = 0,F(1)=F(2)=1,F(n)=F(n-1)+F(n-2) (n≥3)   显然这是一个线性递推数列。   通项公式的推导方法一:利用特征方程   线性递推数列的特征方程为:   X^2=X+1   解得   X1=(1+√5)/2,,X2=(1-√5)/2   则F(n)=C1*X1^n + C2*X2^n   ∵F(1)=F(2)=1   ∴C1*X1 + C2*X2   C1*X1^2 + C2*X2^2   解得C1=1/√5,C2=-1/√5   ∴F(n)=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}(√5表示根号5)   通项公式的推导方法二:普通方法   设常数r,s   使得F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]   则r+s=1, -rs=1   n≥3时,有   F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]   F(n-1)-r*F(n-2)=s*[F(n-2)-r*F(n-3)]   F(n-2)-r*F(n-3)=s*[F(n-3)-r*F(n-4)]   ……   F(3)-r*F(2)=s*[F(2)-r*F(1)]   将以上n-2个式子相乘,得:   F(n)-r*F(n-1)=[s^(n-2)]*[F(2)-r*F(1)]   ∵s=1-r,F(1)=F(2)=1   上式可化简得:   F(n)=s^(n-1)+r*F(n-1)   那么:   F(n)=s^(n-1)+r*F(n-1)   = s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*F(n-2)   = s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) + r^3*F(n-3)   ……   = s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1)*F(1)   = s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1)   (这是一个以s^(n-1)为首项、以r^(n-1)为末项、r/s为公比的等比数列的各项的和)   =[s^(n-1)-r^(n-1)*r/s]/(1-r/s)   =(s^n - r^n)/(s-r)   r+s=1, -rs=1的一解为 s=(1+√5)/2,r=(1-√5)/2   则F(n)=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}   迭代法   已知a1=1,a2=1,an=a(n-1)+a(n-2)(n>=3),求数列{an}的通项公式   解 :设an-αa(n-1)=β(a(n-1)-αa(n-2))   得α+β=1   αβ=-1   构造方程x^2-x-1=0,解得α=(1-√5)/2,β=(1+√5)/2或α=(1+√5)/2,β=(1-√5)/2   所以   an-(1-√5)/2*a(n-1)=(1+√5)/2*(a(n-1)-(1-√5)/2*a(n-2))=[(1+√5)/2]^(n-2)*(a2-(1-√5)/2*a1)`````````1   an-(1+√5)/2*a(n-1)=(1-√5)/2*(a(n-1)-(1+√5)/2*a(n-2))=[(1-√5)/2]^(n-2)*(a2-(1+√5)/2*a1)`````````2   由式1,式2,可得   an=[(1+√5)/2]^(n-2)*(a2-(1-√5)/2*a1)``````````````3   an=[(1-√5)/2]^(n-2)*(a2-(1+√5)/2*a1)``````````````4   将式3*(1+√5)/2-式4*(1-√5)/2,化简得an=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n} 谢谢,希望采纳和好评。注意黑体字上所写的推导方法,这几种方法还是比较经典的。 

7. 什么是裴波那契数列

斐波那契数列指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、……   这个数列从第三项开始,每一项都等于前两项之和。
斐波那契数列通项公式见图

什么是裴波那契数列

8. 裴波那契数列的通项公式?

递推公式:an=a(n-1)+a(n-2) 通项公式及推导方法:斐波那契数列公式的推导 斐波那契数列:1、1、2、3、5、8、13、21、……  如果设F(n)为该数列的第n项(n∈N+)。那么这句话可以写成如下形式:  F(0) = 0,F(1)=F(2)=1,F(n)=F(n-1)+F(n-2) (n≥3)  显然这是一个线性递推数列。  通项公式的推导方法一: 利用特征方程  线性递推数列的特征方程为:  X^2=X+1  解得 X1=(1+√5)/2,,X2=(1-√5)/2  则F(n)=C1*X1^n + C2*X2^n  ∵F(1)=F(2)=1  ∴C1*X1 + C2*X2  C1*X1^2 + C2*X2^2  解得C1=1/√5,C2=-1/√5  ∴F(n)=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}(√5表示根号5)  通项公式的推导方法二: 普通方法  设常数r,s  使得F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]  则r+s=1, -rs=1  n≥3时,有  F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]  F(n-1)-r*F(n-2)=s*[F(n-2)-r*F(n-3)]  F(n-2)-r*F(n-3)=s*[F(n-3)-r*F(n-4)]  ……  F(3)-r*F(2)=s*[F(2)-r*F(1)]  将以上n-2个式子相乘,得:  F(n)-r*F(n-1)=[s^(n-2)]*[F(2)-r*F(1)]  ∵s=1-r,F(1)=F(2)=1  上式可化简得:  F(n)=s^(n-1)+r*F(n-1)  那么:  F(n)=s^(n-1)+r*F(n-1)  = s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*F(n-2)  = s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) + r^3*F(n-3)  ……  = s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1)*F(1)  = s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1)  (这是一个以s^(n-1)为首项、以r^(n-1)为末项、r/s为公比的等比数列的各项的和)  =[s^(n-1)-r^(n-1)*r/s]/(1-r/s)  =(s^n - r^n)/(s-r)  r+s=1, -rs=1的一解为 s=(1+√5)/2,r=(1-√5)/2  则F(n)=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}  迭代法  已知a1=1,a2=1,an=a(n-1)+a(n-2)(n>=3),求数列{an}的通项公式  解:设an-αa(n-1)=β(a(n-1)-αa(n-2))  得α+β=1  αβ=-1  构造方程x^2-x-1=0,解得α=(1-√5)/2,β=(1+√5)/2或α=(1+√5)/2,β=(1-√5)/2  所以 an-(1-√5)/2*a(n-1)=(1+√5)/2*(a(n-1)-(1-√5)/2*a(n-2))=[(1+√5)/2]^(n-2)*(a2-(1-√5)/2*a1)`````````1  an-(1+√5)/2*a(n-1)=(1-√5)/2*(a(n-1)-(1+√5)/2*a(n-2))=[(1-√5)/2]^(n-2)*(a2-(1+√5)/2*a1)`````````2  由式1,式2,可得  an=[(1+√5)/2]^(n-2)*(a2-(1-√5)/2*a1)``````````````3  an=[(1-√5)/2]^(n-2)*(a2-(1+√5)/2*a1)``````````````4  将式3*(1+√5)/2-式4*(1-√5)/2,化简得 an=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}  谢谢,希望采纳和好评。注意黑体字上所写的推导方法,这几种方法还是比较经典的。