兔子数列
斐波那契数列题目[集锦]
斐波那契数列问题。
(专业C++作业ch4-1)题目描述著名意大利数学家斐波那契(Fibonacci)1202年提出一个有趣的问题。
某人想知道一年内一对兔子可以生几对兔子。
他筑了一道围墙,把一对大兔关在其中。
已知每对大兔每个月可以生一对小兔,而每对小兔出生后第三个月即可成为“大兔”再生小兔。
问一对小兔一年能繁殖几对小兔?提示:由分析可以推出,每月新增兔子数Fn={1,1,2,3,5,8,13,21,34,…}(斐波那契数列),可归纳出F1=1,F2=1,……,Fn=Fn-2+Fn-1。
仿照课本P128页的“2.基本题(1)”进行编程。
注意,(1)课本上的程序显示出数列的前16项的所有数值,这里要求只显示第n项数值;(2)课本上的程序在每次循环时显示数列中的两个数值(i=3时,显示了数列的第3项和第4项)。
输入描述一个正整数n,表示求第n个月的新增的兔子数。
输出描述对输入的n,求第n个月的新增的兔子数。
输入样例16输出样例9872. (18分)求阶乘和。
(专业C++作业ch4-2)题目描述编程求出阶乘和1!+2!+3!+…+n!。
注意:13!=6 227 020 800已经超出unsigned long的范围,故程序中不宜采用整型数据类型,而应使用双精度类型存放结果。
输入描述一个正整数n,n的值不超过18。
输出描述对输入的n,求阶乘和1!+2!+3!+…+n!。
(输出结果时,可以用输出格式控制“cout<<setprecision(17)”来控制双精度类型的结果按17个有效数字的方式显示)输入样例10输出样例40379133. (18分)除法问题。
(专业C++作业ch4-3)题目描述编写一个函数原型为int f(int n);的函数,对于正整数n计算并返回不超过n 的能被3除余2,并且被5除余3,并且被7出余5的最大整数,若不存在则返回0。
应编写相应的主函数调用该函数,在主函数中接受用户输入的正整数n。
自然界中的斐波那契数列
自然界中的斐波那契数列“斐波那契数列(Fibonacci)”的发现者,是意大利数学家列昂纳多•斐波那契。
斐波那契数列指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、……仔细观察这个数列,从第三项开始,每一项都等于前两项之和。
斐波那契数列是怎么得到的呢?它与自然界又有什么样的关系?>>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,生下一对小兔子共有两对;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。
其实人们很早就从植物身上看到了数学的特征,花瓣对称地排列在花托边缘,整个花朵几乎完美无缺地呈现出辐射对称的形状,叶子沿着植物茎秆相互叠起。
植物的种子有圆的、刺状的、伞状的……。
科学家发现,植物的花瓣、萼片、果实的数目以及其他方面的特征,都非常吻合于一个著名的数列——斐波那契数列如上图有1个花瓣的马蹄莲,2个花瓣的虎刺梅,三个花瓣的延龄草,5个花瓣的飞燕草,8个花瓣的大波斯菊,13个花瓣的瓜叶菊……。
此外还有21个花瓣的花:紫菀向日葵的花朵有的是21个,有的是34个的。
斐波那契数列
2. 斐波那契数列
1) 公式 用 F n 表示第 n 个月大兔子的对数,则 有二阶递推公式
F1 F2 1 Fn Fn 1 Fn 2 , n 3, 4, 5
21
2) 斐波那契数列 令n = 1, 2, 3,… 依次写出数列,就是
1,1,2,3,5,8,13,21,34, 55,89,144,233,377,… 这就是斐波那契数列。其中的任一个 数,都与斐波那契数列 一样,与黄金分割有密切的联系:该数列 相邻两数之比,交替地大于或小于黄金 比;并且,两数之比的差随项数的增加而 越来越小,趋近于0,从而这个比存在极 限;而且这个比的极限也是黄金比
5 1 2
。
45
类似于前面提到的数列
u n 1 u n 1 1 2 3 5 8 , , , , , , , , , 1 2 3 5 8 13 v n 1 v n
4
这与“斐波那契数列”有关
若一个数列,前两项等于1,而从第三项
起,每一项是其前两项之和,则称该数
列为斐波那契数列。即:
1 , 1 , 2 , 3 , 5 , 8 , 13 , … …
5
一、兔子问题和斐波那契数列
1. 兔子问题
1) 问题 ——取自意大利数学家 斐波那契的《算盘书》 (1202年)
22
二、 相关的问题
斐波那契数列是从兔子问题中抽象出
来的,如果它在其它方面没有应用,它就 不会有强大的生命力。发人深省的是,斐 波那契数列确实在许多问题中出现。
23
1. 跳格游戏
24
如图,一个人站在“梯子格”的起点处 向上跳,从格外只能进入第1格,从格中, 每次可向上跳一格或两格,问:可以用多 少种方法,跳到第n格? 解:设跳到第n格的方法有 种。 tn 由于他跳入第1格,只有一种方法;跳入 第2格,必须先跳入第1格,所以也只有一 种方法,从而 t1 t 2 1
斐波那契数列
阅读与思考----关于斐波那契数列山西省长治市武乡中学魏春妍高中数学必修五《数列》一章中有一篇阅读与思考---斐波那契数列。
斐波那契数列也称“兔子数列”,这是一个非常有趣的数列,它是自然界中经过长期的适应和进化隐藏着的神秘的数学规律,而且在现代物理、化学、经济等领域都有直接的应用。
为此,笔者对斐波那契数列进行了粗浅的收集整理,以供学生参考学习。
一、斐波那契数列1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, ...二、相关公式(1)递推公式,,(n>=3,n∈N*)(2)前n项和公式:Sn=a1+a2+a3+……+an=1+a1+a2+a3+……+an-1=a2+a1+a2+a3+……+an-1=a3+a2+a3+……+an-1=a4+a3+……+an-1……=an+an-1+an-1=2an+an-1-1(3)通项公式:三、斐波那契数列的由来兔子繁殖问题:斐波那契数列又因数学家斐波那契以兔子繁殖为例引入,故又称为“兔子数列”。
问题:一般而言,若一对成年兔子每个月恰好生下一对小兔子(一雌一雄)。
在年初时,只有一对小兔子。
在第一个月结束时,他们成长为成年兔子,并且第二个月结束时,这对成年兔子将生下一对小兔子。
这种成长与繁殖的过程会一直持续下去,并假设生下的小兔子都不会死,那么一年之后共可有多少对小兔子?繁殖的过程可以通过一棵“家族树”来表示:让我们来推算一下在第五个月结束时兔子的总数:第1个月:只有1对兔子;第2个月:兔子没有长成,仍然只有1对兔子;第3个月:这对兔子生了1对小兔子,这时共有2对小兔子;第4个月:老兔子又生了1对小兔子,而上个月出生的兔子还未成熟,这时共有3对兔子;第5个月:这时已有2对兔子可以生殖,于是生了2对兔子,这时共有5对兔子;如此推算下去,我们不难得出下面的结果(如下表):从表中可知,一年后(第13个月时)共有233对兔子。
这就是说,在短短的一年时间,一对兔子就能自由地繁殖成233对兔子,这是多么惊人的繁衍速度啊!如此往复继续下去,是否要一直这样麻烦地推算下去呢?不妨让我们仔细寻找一下这些数字之间的关系吧:即:“第n个月的兔子总数=第(n-1)个月的兔子总数+第(n-2)个月的兔子总数”四、有趣的关系(1)与黄金分割的关系:在斐波那契数列中,这样一个完全是自然数的数列,通项公式却是用无理数来表达的。
三年级奥数找规律
斐波那契的兔子(数列)知识图谱斐波那契的兔子知识精讲一.数列1.定义:按一定顺序排列的一列数叫做数列.注意:(1)数列的数是按一定次序排列的,因此,如果组成两个数列的数相同而排列次序不同,那么它们就是不同的数列;(2)定义中并没有规定数列中的数必须不同,因此,同一个数在数列中可以重复出现.2.数列的项:数列中的每一个数都叫做这个数列的项.各项依次叫做这个数列的第1项(或首项),第2项,……,第n项(末项).二.常见的数列1.兔子数列(斐波那契数列):从第3项开始,每一项都等于前两项之和的数列.2.等差数列:从第二项起,每一项与它的前一项的差等于同一个数的数列.3.等比数列:从第二项起,每一项除以它的前一项的商等于同一个数的数列.三点剖析本讲主要培养学生的综合创新能力,其次还会注重培养学生的运算能力、观察推理能力和实践应用能力.本讲内容是在整数基本计算与找规律的基础上,进一步了解一列数中数与数之间的关系和规律.后续课程还会学习一些简单数列的计算.课堂引入例题1、 最近,唐小果在家附近的小公园里,总能看见好多小兔子,唐小果就想了解一下兔子繁殖.在上网浏览时遇到了这样一个问题:假设每生产一对兔子必须是一雌兔一雄兔,并且所有的兔子都能进行相互交配,所生下来的兔子都能保证成活.那么有一对兔子,每一个月可以生下一对小兔子,而且假定小兔子在出生的第二个月就可以再生小兔子,那么过三个月后,有多少对兔子?过半年后?9个月呢?带着这个问题,小果就去找她的小伙伴了……聪明的你,知道半年后有多少兔子吗?例题2、 写出课堂引入中每个月的兔子数量组成的这列数,观察有什么特点?兔子数列等例题1、 斐波那契数列(Fibonacci sequence ),又称黄金分割数列、因数学家列昂那多·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”.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兔子.如果所有兔子都不死,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,生下一对小兔子的对数共有两对;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.……以此类推我们利用表格找一找规律:这个是可以用枚举数出来的吧~第一个月,会新出生一对小兔子,所以总共有2对兔子.第二个月,原来的兔子会再生产一对小兔子,而第一个月出生的小兔子还不能生产,所以总共有3对小兔子.那第三个月,原来的兔子会再生产一对小兔子,第一个月出生的小兔子也可以再生产一对小兔子,但第二个月出生的小兔子,还不能生产,所以总共有5对兔子. 这不就是“斐波那契的兔子问题”吗?经过月数 0 1 2 3 4 5 6 7 … 幼崽对数 1 0 1 1 2 3 5 8 … 成兔对数 0 1 1 2 3 5 813… 总体对数11235813 21…幼崽对数=前一个月成年兔子对数;成年兔子对数=前一个月成年兔子对数+前一个月幼崽对数;总体对数=本月成年兔子对数+本月幼崽对数;我们不难发现幼崽对数、成兔对数、总体对数都构成一个数列.(1)一年后,幼崽对数、成兔对数、总体对数各是多少个?15个月之后呢?(2)相邻两个月之间兔子对数的差是多少呢?(3)兔子对数有什么规律吗?试着自己总结一下.例题2、一定数目的点或圆在等距离的排列下可以形成一个等边三角形,这样的数被称为三角形数.古希腊著名科学家毕达哥拉斯把数1,3,6,10,15,21……这些数量的(石子),都可以排成三角形,像这样的数称为三角形数.……仔细观察哦~13610(1)第8个图形中有多少个石子?第15个呢?(2)相邻两个图形的石子数有什么关系吗?这列数有什么规律吗?例题3、中国古代数学家在数学的许多重要领域中处于遥遥领先的地位.中国古代数学史曾经有自己光辉灿烂的篇章,而杨辉三角的发现就是十分精彩的一页.杨辉,字谦光,北宋时期杭州人.在他1261年所著的《详解九章算法》一书中,辑录了如上所示的三角形数表,称之为“开方作法本源”图.杨辉三角是一个由数字排列成的三角形数表,一般形式如下:11 11 2 11 3 3 11 4 6 4 11 5 10 10 5 1…………(1)第10行有几个数?分别是多少?(2)杨辉三角有什么特点?相邻两行有什么关系吗?随练1、斐波那契数列在自然科学的其他分支,有许多应用.例如:树木的生长,由于新生的枝条,往往需要一段“休息”时间,供自身生长,而后才能萌发新枝.所以,一株树苗在一段间隔,例如一年,以后长出一条新枝;第二年新枝“休息”,老枝依旧萌发;此后,老枝与“休息”过一年的枝同时萌发,当年生的新枝则次年“休息”.这个规律,就是生物学上著名的“鲁德维格定律”.观察下图,第一年、第二年、第三年、第四年……第八年各有多少分枝?这些数之间有什么规律?等差等比数列例题1、根据历史传说记载,国际象棋起源于古印度,至今见诸于文献最早的记录是在萨珊王朝时期用波斯文写的.据说,有位印度教宗师见国王自负虚浮,决定给他一个教训.他向国王推荐了一种在当时尚无人知晓的游戏.国王当时整天被一群溜须拍马的大臣们包围,百无聊赖,很需要通过游戏方式来排遣郁闷的心情.国王对这种新奇的游戏很快就产生了浓厚的兴趣,高兴之余,他便问那位宗师,作为对他忠心的奖赏,他需要得到什么赏赐.宗师开口说道:请您在棋盘上的第一个格子上放1粒麦子,第二个格子上放2粒,第三个格子上放4粒,第四个格子上放8粒……(1)第8个格子上放了几粒麦子?第10个格子呢?(2)前5个格子一共放了多少粒麦子?前8个格子呢?(3)这组数列中,相邻两个数有什么规律吗?例题2、数列在生活中也有很多的应用,被用于解决实际问题.如:(1)一百零八塔是中国现存的大型古塔群之一,位于银川市南60公里的青铜峡水库西岸崖壁下,塔群坐西面东,依山临水,塔基下曾出土西夏文题记的帛书和佛祯,可能建于西夏时期是喇嘛式实心塔群.佛塔依山势自上而下,按1、3、3、5、5、7、9、11、13、15、17、19的奇数排列成十二行,总计一百零八座,形成总体平面呈三角形的巨大塔群,因塔数而得名.那么,按照这样的规律,第15行有多少个佛塔?第20行呢?(2)在校技能节比赛中,值周班的同学负责收集同学们喝完水的矿泉水瓶.学校8点开场比赛,每一个小时清点一次收集到的矿泉水瓶,9点钟共收到了120个,10点钟收到了240个,11点钟收到了480个,按这个规律,到下午1点钟,共收到了多少个矿泉水瓶?(3)学校礼堂共有25排座位,后一排比前一排多两个座位,最后一排有70个座位,问第20排有多少个座位?第10排呢?第1排呢?数列在生活中的应用真不少呢!例题3、二分裂一般指生殖方式,无丝分裂、有丝分裂、减数分裂是真核有性生殖的细胞的分裂方式,原核生物如细菌以无性或者遗传重组二种方式繁殖,最主要的方式是以二分裂这种无性繁殖的方式:一个细菌细胞壁横向分裂,形成两个子代细胞.(1)开始有一个细菌,假设一个细菌分裂成两个子代细胞需要30秒,3分钟后有多少个细胞?(2)一个生物瓶中装有1个细菌,假设一个细菌分裂成两个子代细胞需要10秒,半小时后,整个瓶中都是细菌,那么什么时候生物瓶中有半瓶的细菌细胞?仔细观察题目,看清要求哦~随练1、下图是用火柴棒拼出的一列图形,依次类推,则第十个图形中的火柴棒的根数有________根,第n个图形中的火柴棒的根数有________根.随练2、如图一个堆放钢管的V形架的最下面一层放一根钢管,往上每一层都比它下面一层多放一个,最上面一层放30根钢管,求这个V形架上共放着多少根钢管?易错纠改例题1、将一条长方形的纸条对折一次可以得到1条折痕,保持折痕平行时对折两次可以得到3条折痕,对折三次可以得到7条折痕,对折四次可以得到15条折痕,对折十次可以得到多少条折痕?我拿张纸来试一试不就知道了吗?我还是找找它们之间的规律吧?1、3、7、15……下一个是不是29呢?聪明的你知道是多少吗?拓展1、分析并口述题目的做题思路及方法.找规律填数:0,3,8,15,24,(),48,63.2、一根绳子弯成如图形状,当用剪刀沿一条虚线剪断时,绳子被剪成5段;沿两条虚线剪断时,绳子被剪成9段;沿三条虚线剪断时,绳子被剪成13段;以此方法,沿10条虚线剪断时,绳子被剪成多少段?(1)(2)(3)3、下面是由大小相同的小正方体木块叠放而成的图形,第一个图中有1个木块,第二个图中有6个木块,第三个图中有15个木块,第四个图中有28个木块,按照这样的规律摆放下去,则第七个图中小木块的个数是多少?4、下面是按规律排成的一列数,从左向右数第九个数是多少?3,5,9,17,33,65,……5、观察下面的数列,找出其中的规律,并根据规律,在括号中填上合适的数.(1)2,5,8,11,(),17,20.(2)19,17,15,13,(),9,7.(3)1,3,9,27,(),243.(4)64,32,16,8,(),2.(5)1,1,2,3,5,8,()21,34.(6)1,3,4,7,11,18,(),47.(7)1,3,6,10,(),21,28,36,().(8)1,2,6,24,120,(),5040.6、小明上楼梯,每次走一个台阶或两个台阶现在他要上一段楼梯,有12个台阶,有多少种方法呢?(可以先看台阶有1、2、3、4个……会有多少种方法)7、一条直线上一个点可以构成0条线段,两个点可以构成1条线段,三个点可以构成3条线段,四个点可以构成6条线段,以此类推15个不同的点可以构成多少条线段?。
斐波那契数列
斐波那契数列Fibonacci sequence递归数列的一种。
意大利数学家L.斐波那契所著《算盘书》中,有一个古代数学趣题斐济维提雷弗岛的红树之一——兔子问题:假定一对大兔每月能生出一对小兔,而小兔经过一个月就长成大兔,问从一对小兔开始,一年后共繁殖成多少对大兔?这个问题导出一个数列:1,2,3,5 ,8,13,21,34,…,它的规律是,从第三项起,每一项都等于这项的前面两项的和,即an+2=an+1+an。
它的通项公式是斐波那契数公式有趣的是,公式中含有对无理数的运算,但对任一个正整数n,结果都是整数。
以斐波那契數為邊的正方形拼成的長方形斐波那契数(<noinclude>),台灣译為費伯納西數列。
在數學上,斐波那契數列是以遞歸的方法來定義:•<math>F_0=0</math>•<math>F_1=1</math>•<math>F_n = F_{n-1}+ F_{n-2}</math>用文字來說,就是斐波那契數列由0和1開始,之後的斐波那契數就由之前的兩數相加。
首幾個斐波那契數是(OEIS A000045):0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1597, 2584, 4181, 6765, 10946源起根據高德納的《計算机程序設計藝術》,1150年印度數學家Gopala和Hemachandra在研究箱子包裝物件長闊剛好為1和2的可行方法數目時,首先描述這個數列。
在西方,最先研究這個數列的人是比萨的列奥纳多(又名斐波那契),他描述兔子生長的數目時用上了這數列。
•第一個月有一對剛誕生的兔子•第兩個月之後牠們可以生育•每月每對可生育的兔子會誕生下一對新兔子•兔子永不死去假設在n月有新生及可生育的兔子總共a對,n+1月就總共有b對。
斐波那契数列的趣味介绍
斐波那契数列的趣味介绍
斐波那契数列是许多数学家试图解答的自然现象。
它是以著名的数学家斐波那契在公元前一世纪所创造出来的。
斐波那契数列也被称为费布拉斯圆周率序列,它有着令人神往的特点,更是数学界的一大研究课题。
斐波那契数列以兔子繁殖为例而产生,假定有一对1岁的兔子,在每个月都会孕育一对小兔,假设不会有死亡的情况,那么经过第n个月后,一共就会有多少只兔子?
事实上,一共有1,1,2,3,5,8,13,21,34...这样的一系列数字,这就是著名的斐波那契数列。
可以发现,任意一个数字都等于其前两项之和,可以用如下伪码表示: f(1)=1, f(2)=1, f(n)=f(n-1)+f(n-2).
令人吃惊的是,在自然界中,看到许多生物的繁殖工作也属于斐波那契数列的范畴,比如几种物种的年龄结构、植物的芽孢分裂,甚至人口的统计、金融投资等也会隐隐具备斐波那契序列的特征。
斐波那契数列与不同领域有着紧密的关系,这其中蕴藏了很多有趣的现象,比如说,任何一个斐波那契数列的数字,都等于其前两项数字的总和,这其实就是有趣的金字塔方阵数学令人神奇的特征,再或者,斐波那契数字与黄金分割比,它是某个整数加1除以该整数的结果,正好是1.618的比率,可以发现前面的斐波那契数字与黄金分割比有着很密切的关系,这也就直观地体现了自然界蕴藏的美感和数学上封装的流畅。
斐波那契数列是数学界的一大课题,自然界中也蕴藏了不少它的痕迹。
它有着非常有趣的现象,涉及的领域也甚广,很多学者都在一直解答这一种现象,希望能够用唯一的数学理论拟合出它的惊人之处。
兔子数串手抄报,斐波那契数列
兔子数串手抄报,斐波那契数列
八百多年前,一位意大利数学家斐波那契通过研究数字生小兔子,发现了一个有趣的数列:1,1,2,3,5,8,13,21……可是,这个数串关兔子什么事呢?一般来说,兔子在出生两个月后长成大兔子,之后才能生小兔子。
假如我第一个月养了一对小兔子(一公一母),第二个月小兔子变成大兔子,第三个月大兔子生了一对小兔子(也是一公一母),……假如所有的兔子都或者,那么每个月我的养的兔子对数是:……聪明的同学们,你们发现这个数串的规律了吗?。
求解兔子数列(课堂PPT)
(2)编写程序代码,将划线处填写完整 Function f(n As Integer) As Integer If n = 1 Then n=1 Else f=f(n-1)+f(n-2) End If End Function
12
授课人:杨鹏
高中信息技技术必修2:算法与程序设计
3
授课人:杨鹏
问题提出
高中信息技术必修2:算法与程序设计
兔子数列,是意大利数学家列昂纳多·斐波那契 (Leonardo Fibonacci)提出的,他以兔子繁殖为 例子而引入,故斐波那契数列又称为“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。并且如 果所有兔都不死,那么一年以后可以繁殖多少对兔 子?
第29课 求解兔子数列
授课人:1 杨鹏
高中信息技术必修2:算法与程序设计
1.兔子数列。如果兔子在出生两 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。并且如果所有兔都 不死,那么一年以后可以繁 殖多少对兔子?
2.小猴吃桃。有一天小猴子摘若 干个桃子,当即吃了一半还觉 得不过瘾,又多吃了一个。第 二天接着吃剩下桃子中的一 半,仍觉得不过瘾又多吃了 一个,以后小猴子都是吃尚 存桃子一半多一个。到第10 天早上小猴子再去吃桃子的 时候,看到只剩下一个桃子。 问小猴子第一天共摘下了多 少个桃子?
7
授课人:杨鹏
高中信息技术必修2:算法与程序设计
(2)算法分析 Function 有多少对兔子(第几月) 如果是第一月或第二月,那么就有一对兔子。 否则,(本月)兔子数=(本月-1)月的兔子 数+(本月-2)月的兔子数 End Function
8
斐波那契数列
斐波那契数列的探究如果一对兔子每月能生1对小兔子(一雄一雌),而每1对小兔子在它出生后的第三个月里,又能生1对小兔子.假定在不发生死亡的情况下,由1对出生的小兔子开始,50个月后会有多少对兔子?每月底兔子对数是:1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, ……, 50个月后是12586269025 对.这就是著名的斐波那契数列.斐波那契数列:1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, ……●观察斐波那契数列项数之间有什么关系?从第三项开始每一项等于其前两项的和,即若用F n 表示第n 项,则有F n =F n -1+F n-2(n ≥3).通过递推关系式121(1,2)(3)n n n n F F F n --=⎧=⎨+≥⎩,可算出任意项,不过,当n 很大时,推算是很费事的.必须找到更为科学的计算方法.能否找到通项公式,并给予证明? 1730年法国数学家棣莫弗给出其通项表达式n a =n )251(+-n )251(-],19世纪初另一位法国数学家比内首先证明这一表达式,现在称之为——比内公式.1.下面研究一下该通项公式的来历已知:数列{a n }满足a 1=a 2=1, a 3=2,且a n+2 = a n+1+ a n (n≥3),求a n 证明:(利用等比数列性质求解)构造常数A 、B ,使之211()n n n n a Aa B a Aa +++-=-整理得:21()n n n a A B a ABa ++=+-与21n n n a a a ++=+比较得⎩⎨⎧=-=+11AB B A 解之得:A=251±、 B=251μ 不妨取A=251+、 B=251-得:211111()222n n n n a a a a +++++-=-∴1n n a +⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭是以21a -=251-为公比的等比数列。
斐波那契数列的几条性质及其证明
斐波那契数列的几条性质及其证明斐波那契数列也叫兔子数列,它的前几项是1、1、2、3、5、8、13、21、34、55……,递推公式是:n a =1-n a +2-n a ,其中1a =2a =1。
1、斐波那契数列前n 项的和等于第n +2项的值减去1。
即:1a +2a +…+1-n a +n a =2+n a -1证明:左边=2a +1a +2a +…+1-n a +n a -2a=(2a +1a )+2a +…+1-n a +n a -2a根据递推公式n a =1-n a +2-n a 得:上式 =(3a +2a )+…+1-n a +n a -2a 以此类推最后得:左边=1+n a +n a -2a =2+n a -2a =2+n a -1。
等式得证。
2、斐波那契数列前n 项的平方和等于第n 项和第n +1项的值乘积。
即:21a +22a +……+2n a =n a 1+n a证明:根据递推公式n a =1-n a +2-n a 得,左边=21a +2a (3a -1a )+3a (4a -2a )+……+n a (1+n a -1-n a )=21a +2a 3a - 1a 2a +3a 4a -2a 3a +……+n a 1+n a -1-n a n a因为21a =1a 2a ,所以合并同类项后得,左边=n a 1+n a 。
等式得证。
3、斐波那契数列前n 项相邻两项乘积之和,当n 是奇数时等于第n +1项的值的平方,当n 是偶数时等于第n 项和第n +2项的值之积。
即:1a 2a +2a 3a +……+n a 1+n a 当n 是奇数时等于21+n a ,当n 是偶数时等于n a 2+n a 。
证明:(1)、当n 是奇数时,1a 2a +2a 3a +……+n a 1+n a =21+n a左边=1a 2a +2a (4a -2a )+3a 4a +4a (6a -4a )+……+1-n a (1+n a -1-n a )+n a 1+n a =1a 2a +2a 4a -2a 2a +3a 4a +4a 6a -4a 4a +……+1-n a 1+n a -1-n a 1-n a +n a 1+n a 因为1a 2a =2a 2a ,所以上式=2a 4a +3a 4a +4a 6a -4a 4a +……+1-n a 1+n a -1-n a 1-n a +n a 1+n a =(2a +3a )4a -4a 4a +(4a +5a )6a -6a 6a +……-1-n a 1-n a +(1-n a +n a )1+n a根据递推公式n a =1-n a +2-n a 得:上式 =4a 4a -4a 4a +6a 6a -6a 6a +……+1-n a 1-n a -1-n a 1-n a +1+n a 1+n a=21+n a等式得证。
斐波那契数列
斐波那契数列一、简介斐波那契数列(Fibonacci),又称黄金分割数列,由数学家斐波那契最早以“兔子繁殖问题”引入,推动了数学的发展。
故斐波那契数列又称“兔子数列”。
斐波那契数列指这样的数列:1,1,2,3,5,8,13,……,前两个数的和等于后面一个数字。
这样我们可以得到一个递推式,记斐波那契数列的第i项为F i,则F i=F i-1+F i-2.兔子繁殖问题指设有一对新生的兔子,从第三个月开始他们每个月都生一对兔子,新生的兔子从第三个月开始又每个月生一对兔子。
按此规律,并假定兔子没有死亡,10个月后共有多少个兔子?这道题目通过找规律发现答案就是斐波那契数列,第n个月兔子的数量是斐波那契数列的第n项。
二、性质如果要了解斐波那契数列的性质,必然要先知道它的通项公式才能更简单的推导出一些定理。
那么下面我们就通过初等代数的待定系数法计算出通项公式。
令常数p,q满足F n-pF n-1=q(F n-1-pF n-2)。
则可得:F n-pF n-1=q(F n-1-pF n-2)=q2(F n-2-pF n-3)=…=q n-2(F2-pF1)又∵F n-pF n-1=q(F n-1-pF n-2)∴F n-pF n-1=qF n-1-pqF n-2F n-1+F n-2-pF n-1-qF n-1+pqF n-2=0(1-p-q)F n-1+(1+pq)F n-2=0∴p+q=1,pq=-1是其中的一种方程组∴F n-pF n-1= q n-2(F2-pF1)=q n-2(1-p)=q n-1F n=q n-1+pF n-1=q n-1+p(q n-2+p(q n-3+…))=q n-1+pq n-2+p2q n-3+…+p n-1不难看出,上式是一个以p/q为公比的等比数列。
将它用求和公式求和可以得到:F n=q n−1[(pq)n−1]pq−1=p n−q np−q而上面出现了方程组p+q=1,pq=-1,可以得到p(1-p)=-1,p2-p-1=0,这样就得到了一个标准的一元二次方程,配方得p2-p+0.25=1.25,(p-0.5)2=1.25,p=±√1.25+0.5。
Fib(兔子问题)python实现多种方法
Fib(兔⼦问题)python实现多种⽅法# 斐波那契数列是学计算机⼊门最经典的⼀道题⽬# 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推的⽅法定义:F(1)=1,F(2)=1, F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n>=3,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。
# 兔⼦问题(推导法可以得出规律)# 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。
如果所有兔⼦都不死,那么⼀年以后可以繁殖多少对兔⼦?# ⾛楼梯问题(排列组合)(数学归纳法可以得到规律)# 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?# 这两个问题都是典型的斐波那契数列问题# 下⾯是python实现的⼏种⽅法# 1def func(num):'''迭代器实现fib这个效率最⾼,要多少直接给多少:param num:第⼏个fib的索引值:return: 第⼏个索引对应的fib值'''n, a, b = 0, 0, 1while n < num:yield ba, b = b, a + bn = n + 1g = func(50)for i in range(50):print("第" + str(i + 1) + "个值:", g.__next__())# 2def fib(num):'''循环实现fib,效率⽐递归⾼:param num:第⼏个fib的索引值:return: 第⼏个索引对应的fib值'''n, a, b = 0, 0, 1while n < num:print(b)a, b = b, a + bn = n + 1fib(50)# 3def fib(num):'''递归实现求fib的值,这个效率是最低的,所有的递归函数都可以⽤循环实现(之所以效率低是因为有⼀个回溯的过程):param num:第⼏个fib的索引值:return: 第⼏个索引对应的fib值'''if num == 0:return 0else:return int(1 and num < 2) or fib(num - 1) + fib(num - 2) for i in range(50):print(fib(i + 1))# 4def fib(n):'''匿名函数配合三元运算符实现求fib值:param num:第⼏个fib的索引值:return: 第⼏个索引对应的fib值'''f = lambda n, x=0, y=1: x if not n else f(n - 1, y, x + y) return (f(n))for i in range(50):print(fib(i + 1))。
兔子数列,数学
兔子数列即斐波那契数列,“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(Leo nardo 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”。
斐波那契数列指的是这样一个数列:0,1,1,2,3,5,8,13,21……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}【√5表示根号5】很有趣的是: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。
【该数列有很多奇妙的属性】比如:随着数列项数的增加,前一项与后一项之比越逼近黄金分割0.61803398 87……还有一项性质,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。
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。
如果任意挑两个数为起始,比如5、-2.4,然后两项两项地相加下去,形成5、-2.4、2.6、0.2、2.8、3、5.8、8.8、14.6……等,你将发现随着数列的发展,前后两项之比也越来越逼近黄金分割,且某一项的平方与前后两项之积的差值也交替相差某个值。
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”。
斐波那契数列一般而言,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:0 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 89 144 233表中数字0,1,1,2,3,5,8---构成了一个数列。
初一数学布谷数
初一数学布谷数布谷数是一种特殊的数列,它的规律十分有趣。
在布谷数列中,每个数都是前两个数的和。
例如,数列的前几个数字依次为1、1、2、3、5、8、13、21……这个数列中的每个数字都是前两个数字之和。
布谷数列最早是由意大利数学家列奥纳多·斐波那契(Leonardo Fibonacci)在13世纪发现的。
他发现这个数列可以用来描述理想化的兔子繁殖问题。
假设一对兔子每个月能繁殖一对小兔子,并且新生的小兔子在出生后第二个月就能开始繁殖。
那么,第一个月有一对兔子,第二个月会出现第二对兔子,第三个月会出现第三对兔子,以此类推。
这个问题可以用布谷数列来描述,第n个月的兔子对数就是布谷数列的第n个数字。
布谷数列不仅在生物繁殖问题中有应用,还在数学领域中有广泛的应用。
它在自然界中也有出现,如植物叶子的排列方式、花瓣的数目等都与布谷数列有关。
布谷数列还有一些有趣的性质和特点。
首先,它的增长速度非常快。
随着n的增大,布谷数列的每个数字都会越来越大。
其次,布谷数列中的相邻两个数的比值会越来越接近黄金分割比例(约等于1.618)。
这个比例在古代被认为是最美的比例,因此布谷数列也被称为黄金分割数列。
此外,布谷数列还有一些与二项式展开等数学问题相关的特性。
在计算布谷数列时,我们可以使用递归方法或迭代方法。
递归方法是一种将问题分解为更小规模子问题的方法,通过不断调用自身来求解。
迭代方法则是通过循环计算得到结果。
对于较大的n,迭代方法通常更高效。
除了布谷数列,数学中还有许多有趣的数列和数学问题值得我们探索和研究。
例如,等差数列和等比数列都是常见的数列类型,它们都有自己的特点和规律。
在解决实际问题时,我们可以通过找到数列的规律,进而推导出通用的解决方法。
数学是一门充满魅力的学科,通过学习数学,我们可以培养逻辑思维和问题解决能力。
布谷数列作为数学中的一个有趣的问题,不仅能够激发我们对数学的兴趣,还能让我们从中感受到数学的美妙和深邃。
兔子数列
趣味数学:兔子繁殖与斐波纳奇数列(适合四、五、六年级)公元13世纪,在意大利有一位天才的数学家名字叫斐波纳奇,他在一本《算盘之书》的著作里记载了这样一道数学题:有一对兔子,每一个月可以生下一对小兔子,而且假定小兔子在出生的第二个月便有生育能力,那么过一年后,问一共能有多少对兔子?假设每产一对必须是一雌兔一雄兔,并且所有的兔子都能进行相互交配,所生下来的兔子都能保证成活率。
究竟有多少对呢?我们不妨计算一下,一对兔子,在一个月后生出了一对,总数是两对。
而在这两对当中,只有第一对兔子有生育能力,因而两个月后一共有三对兔子,三个月后第一第二对兔子都有生育能力,因此又新出生两对兔子,总共有五对兔子,这样依此类推,经过一年(十二个月)后,兔子总数为233对。
即兔子的对数依次为:1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,研究一下这个数列,我们会惊奇地发现它有许多有趣的性质:从第三项起,每一项的数都是紧挨着它前面的两项的数字之和。
即3=2+1;5=2+3;8=3+5;……233=89+144,这个数列的发现对人类数学及自然科学的发展具有重大的意义,人们为了纪念大数学家斐波纳奇,因而把此数列命名为斐波纳奇数列。
斐波纳奇数列在生活中有着广泛的运用。
试举一例:一个人上楼梯,可以一步上一级台阶,也可以一步上两级台阶。
现在假设某层楼梯有10级台阶。
那么从这层楼的下面走到上面,共有多少种不同的走法?解:根据题意列出各级楼梯的走法如下:括号里面的数字表示每次上楼梯走的级数,1个算式或数表示一种走法)第一级:1种(1)第二级:2种(1+1,2)第三级:3种(1+1+1,2+1,1+2)第四级:5种(1+1+1+1,1+1+2,1+2+1,2+1+1,2+2)第五级:8种(1+1+1+1+1,1+1+1+2,1+1+2+1,1+2+1+1,2+1+1+1,1+2+2,2+1+2,2+2+1)第六级:……其规律为:从第三项起,每一项的数都是紧挨着它前面的两项的数字之和。
高中数学攻克斐波那契数列秘籍
【高中数学解题秘籍系列】————一篇文章攻克斐波那契数列斐波那契,公元 13 世纪意大利数学家,他在自己的著作《算盘书》中记载着这样一个“兔子繁殖”问题:假定有一对大兔子,每一个月可生下一对小兔子,并且生下的这一对小兔子两个月后就具有繁殖能力。
假如一年内没有发生死亡,那么,从一对小兔子开始,一年后共有多少对兔子? 斐波那契在研究时,发现有这样一个数列的数学模型:1,1,2,3,5,8,13,21,34,......,其中从 第三个数起,每一个数都等于它前面两个数的和,亦即数列n a 满足:121,1a a ==且()213n n n a a a n --+=≥.这个数列就是著名的“斐波那契数列”,而这个数列中的每一项称为“斐波那契数”.事实上,斐波那契数列{}n a 的通项公式为11515225n nn a ⎡⎤⎛⎫⎛⎫+-⎢⎥=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,其神奇之处在于通项公式中含有无理数,但每一项又都不是无理数.斐波那契数列的意义不仅在于求解通项公式,许多问题甚至题目中丝毫不出现递推关系,但题目求解却蕴含斐波那契数列的思想,这些问题甚至包含了看似普通的代数甚至组合的问题,本文就以斐波那契数列为背景的试题做一展示,欢迎大家交流一、以斐波那契数列的概念为背景的命题例1. 如图是一个树形图的生长过程,依据图中所示的生长规律,第 15 行的实心圆点的个 数等于________.【解析】从第二行开始,各行的实心圆点的个数依次 为1,1, 2, 3, 5,8,, 显然符合斐波那契数列的定义,第 15 行的实心圆点个数为第 14 个斐波那契数377, 其中从第三个数起样的一列数所组成的数列称为22015a ++是斐波那契数项.【解析】斐波那契数列总有a ⋯,(20152016a a =22015a +=220152015a ++22015a ++ 是斐波那契数列中的第2na a +=他在自己的著作 , 其中从第三个数起, 每一个数都等于它前面两个数的和. 那么 12015a a + 4252015,,,a a a -==20152016a a +=.2015a + 是斐波那契数列中的第 2016 斐波那契数列的奇数项之和: 21n a -+=例5. 同学们都有这样的解题经验:在某些数列的求和中, 可把其中一项分裂成两项之差,使得某些项可以相互抵消,从而实现化简求和. “斐波那契数列”是数学史上一个著名的数列,这个数列中的每一项称为“斐波那契数”.在斐波那契数列中121,1,a a ==21(3)n n n a a a n --+=≥. 若2016a a =, 那么数列{}n a 的前2014项的和为________.【解析】由 11231342453201420152013,,,,,a a a a a a a a a a a a a a ==-=-=-=-可得:123201420142015220161 1.a a a a a a a a a ++++=+-=-=-故数列 {}n a 的前 2014 项的和为 1a -. 【性质3】斐波那契数列的前 n 项之和 12321n n n S a a a a a +=++++=-, 即211.ni n i a a +==-∑【性质4】连续二顶斐波那契数后两项乘积与前两项乘积的差, 是中间项的平方, 即211(2)n n n n n a a a a a n +--=≥.【归纳】斐波那契数列的简单性质的证明总是运用其特征式12n n n a a a +++=的变形21n n n a a a ++=-或12n n n a a a ++=-进行裂项, 从而达到相消求和的目的.例6.(2021·T8联考)数列{}:1,1,2,3,5,8,13,21,34,n a ,称为斐波那契数列(Fibonacci sequence ),该数列是由十三世纪意大利数学家莱昂纳多斐波那契(Leonardo Fibonacci)以兔子繁殖为例子而引入,故又称为"兔子数列" 在数学上,斐波那契数列可表述为121,a a == 12(3n n n a a a n --=+≥,*n ∈N ),设该数列的前n 项和为n S ,记 2023a m = ,则2021S =__________. (用m 表示) 【答案】1m - 【解析】法一:由12n n n a a a --=+, 得21n n n a a a ++=+, 即()*21n n n a a a n ++=-∈N .()()()()202132435420232022a a a a a a a a a +=-+-+-++-=2021202020202019a a a a +++ 3n a +=,,()f n =33(1)n n n a a ++-=47,2x -≤≤。