兔子数列
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“兔子数列”和黄金分割点
赵子尧
假定一对刚出生的小兔一个月能长成大兔,再过一个月便能生下一对小兔,并且此后每个月都生一对小兔。如果一切正常没有死亡,公母兔也比例适调,那么一对刚出生的兔子,一年可以繁殖成()对兔子。
A.144
B.233
C.288
D.466
【答案】B。按照题干的条件,就是说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。如果所有兔都不死,那么一年以后可以繁殖成多少对兔子?我们拿新出生的一对小兔子来推导一下:
1个月后,小兔子仍没有繁殖能力,所以还是1对,但变成了大兔子;2个月后,生下一对小兔子,所以共有2对;3个月后,大兔子又继续生下1对小兔子,而此时小兔子变成大兔子,但还没有繁殖能力,所以一共是3对;
依次类推我们可以列出下表:
从上表中找寻数据之间的规律:
小兔子对数=上个月大兔子对数
大兔子对数=上个月大兔子对数+上个月小兔子对数
总体对数=本月大兔子对数+本月小兔子对数
通过上表,我们发现,经过0,1,2,3,……11,12个月后兔子的总数目,构成了这样一个数列:
1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233...
这个数列的特点非常明显,它的递推特征是从第三项开始,每项等于前两项数字之和,即2=1+1,3=1+2,5=2+3……以此类推。这个数列就是意大利数学家斐波那契提出的著名的“斐波那契数列”,也就是传说中的“兔子数列”。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。
兔子数列有很多奇妙的属性,比如: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;随着数列项数的增加,前一项与后一项之比越逼近0.6180339887……,这不是一个循环小数,它是一个无理数,我们称之为黄金分割点,也叫黄金比。
什么是黄金分割点?是要切割黄金吗?一个数字如何切割黄金,之所以叫黄金分割点,是因为这个数字极为神秘,似乎隐含着某些生命的秘密。比如肚脐眼就在人体的0.618处,花瓣的数量都是斐波那契数列中的数,如兰花是五个花瓣,雏菊是十三瓣,甚至松果的种子也是排成八或十三条,大自然里的神秘还没有人能解开。黄金分割点也神秘地包含着美的信息,我们最常见的五角星,人们都觉得它的图案极其美丽和谐,而他相邻两个顶点的连线,和隔一点的顶点连线长之比居然就是黄金比
0.6180339887……
建筑学家早就懂得使用黄金比,埃及法老胡夫的金字塔就采用了这个神奇的比例,所以它的整个结构和搭配是那样美观。另外,像二胡、小提琴等弦乐器,当弹奏者把琴码放在黄金分割点时,乐器发出的声音最动听。
兔子数列和黄金分割点有着紧密的联系,只有不断研究和探索,才能解开她神秘而美丽的面纱,才能发现蕴藏在数学中的理性之美。