斐波那契数列与黄金分割关系
斐波那契数列与黄金分割
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答案是 6710。
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)
解:设跳到第n格的方法有 tn种。
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 t2 1
22
而能一次跳入第n格的,只有第 n 1
和第 n 2 两格,因此,跳入第 n 格的方法
数,是跳入第n 1格的方法数 tn1,加上跳入
第 n 2 格的方法数 tn2 之和。
2
再作
A(AE)交 AB于 C ,则
AC
AB
5 1 ,C 即
2
为 AB的黄金分割点。
D
5
E
1
A
C
B2Βιβλιοθήκη 38证:不妨令 BD 1 ,则 AB 2 , AD 22 1 5 , AE AD ED 5 1,
AC AE
AC 5 1,
5 1
AB 2
证完。
39
4. 黄金分割的美 黄金分割之所以称为“黄金”分割,是 比喻这一“分割”如黄金一样珍贵。黄金 比,是工艺美术、建筑、摄影等许多艺术 门类中审美的因素之一。认为它表现了恰 到好处的“合谐”。 例如:
如果把该连分数从第 n 条分数线截住,即
把第n 1条分数线上、下的部分都删去,就
得到该连分数的第n 次近似值,记作 un 。
vn
斐波那契数列和黄金分割的关系
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斐波那契数列和黄金分割的关系
斐波那契数列与黄金分割密切相关。
黄金分割是将一条线段分成两个部分,使其中一部分和全长之比等于另一部分和这部分之比,即(a+b)/a=a/b。
这个比例值大约是1.618。
斐波那契数列也有类似的特征,即每个数与它前面的数的比值都趋近于黄金分割比例值。
例如,3/2≈1.5≈1.618/1;5/3≈1.666≈1.618/1.在斐波那契数列中,相邻两个数的比值已经趋近于黄金分割比例值,而随着数列的不断增长,这个比值会越来越接近黄金分割比例值。
因此,斐波那契数列与黄金分割有着紧密的关系。
斐波那契数列应用
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斐波那契数列应用斐波那契数列,又称黄金分割数列,是一个无限序列,其前两个数字为0和1,之后的每个数字都是前两个数字之和。
换句话说,斐波那契数列的通项公式为Fn = Fn-1 + Fn-2,其中F0 = 0,F1 = 1。
斐波那契数列最早由古代印度数学家斐波那契在13世纪发现并用于描述兔子繁殖问题,随后被广泛地应用于许多领域。
本文将介绍斐波那契数列的几个主要应用。
1. 数学与自然科学中的应用斐波那契数列在数学和自然科学中有广泛的应用。
例如,数学中的黄金分割比例就与斐波那契数列相关。
黄金分割比例是指将一条线段分割为两个部分时,较长部分与整体长度的比等于较短部分与较长部分的比。
这个比值接近1.618,而这个比值是由相邻的斐波那契数相除得出的。
在自然科学中,斐波那契数列也有出现。
例如,植物的生长和分枝模式、鳗鱼的身体颜色分布、蜂巢的排列结构等都与斐波那契数列相关。
这是因为斐波那契数列具有一种优美的对称性和平衡性,在自然界中被广泛应用于设计和模式形成。
2. 计算机科学中的应用斐波那契数列在计算机科学中有着重要的应用。
特别是在算法和编程中,斐波那契数列经常被用作示例问题和练习题。
其中一个常见的应用是斐波那契数列的递归求解法。
通过编写递归函数,可以直接根据斐波那契数列的定义求解任意项的值。
但是,递归算法的效率较低,随着计算项数的增加,计算时间呈指数级增长。
为了提高效率,还可以使用动态规划的方法来求解斐波那契数列。
动态规划是通过将问题分解为更小的子问题,并将子问题的解存储起来,以避免重复计算。
这种方法可以大大减少计算时间,特别是在需要求解大量斐波那契数的情况下。
3. 金融和投资中的应用斐波那契数列在金融和投资领域中也有一定的应用。
斐波那契数列与黄金分割比例的关系,使其被应用于金融分析和技术分析中。
例如,黄金分割比例被用于预测股价的波动和趋势。
通过斐波那契数列与黄金分割比例的关系,可以确定股价可能的支撑位和阻力位。
斐别列级数
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斐别列级数
斐别列级数(Fibonacci sequence),又称斐波那契数列,是一组由0和1开始的数列,其后续每一项都是前面两项之和。
例如:0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144...依此类推。
斐波那契数列在数学、生物学、金融和经济领域等方面有许多应用。
在数学上,斐波那契数列与黄金分割(Golden Ratio)有密切关系,许多数学家研究了这一数列的性质和规律。
在生物学上,斐波那契数列可以用来研究植物的生长规律,如树枝的分叉规律;在金融和经济领域,斐波那契数列则被用来预测市场趋势和价格波动。
斐波那契数列的通项公式为:F(n) = (1/√5) * [((1 + √5) / 2)^n - ((1 -√5) / 2)^n]。
通过这个公式,可以计算出斐波那契数列的任意一项。
此外,斐波那契数列还有一些有趣的性质,如:
1. 斐波那契数列的前两项之比接近黄金分割比例(约0.6180339889...);
2. 斐波那契数列的项数越多,相邻两项的比值越接近黄金分割比例;
3. 斐波那契数列的平方和数列(如1,1,2,5,13,31,...)也具有类似的性质,且与斐波那契数列有密切关系。
总之,斐波那契数列是一个具有广泛应用和重要意义的数列,不仅存在于数学领域,还涉及到其他多个学科。
斐波那契数列是黄金分割
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斐波那契数列是黄金分割
斐波那契数列(Fibonacci sequence),又称黄金分割数列,因数学家莱昂纳多·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”,指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、34、……在数学上,斐波那契数列以如下被以递推的方法定义: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,斐波那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《斐波那契数列季刊》为名的一份数学杂志,用于专门刊载这方面的研究成果。
定义
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...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,是意大利数学家莱昂纳多·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“比萨的莱昂纳多”。
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,派驻地点于阿尔及利亚地区,莱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。
另外斐波那契还在计算机C语言程序题中应用广泛。
斐波那契数列与黄金分割 ppt课件
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F1 1 F2 1
第三个月兔子数
F 3F 1F 2 1 12
随着时间不断流逝。。。。。。
第n个月兔子 数
Fn Fn1Fn2
按照递推公式计算,得到 1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,• • •
从第三项起每一项都等于前两项之和。19世纪法国数 学家路卡斯给这个数列起了一个颇适合的名字:“斐波那契数 列”,数列中的每一个数称为斐波那契数.
数学家们已经发现了许多关于斐波那契数列的特性。例如:
1 , 1 , 2 , 3 , 5 , 8 , 13 , 21 , 34 , 55 , 89 , 144 , …
• 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
• 第3、第6、第9、第12项的数字,能夠被 2整除
古希腊的数学家不必说了,中世纪的意 大利数学家裴波那契(Fibonacci, 约1170— 1240), 文艺复兴时代的德国天文学家开普勒 (Kepler, 1571—1630),以及当代的一些著名 科学家都对它十分关注,并投入了大量的精 力。
意大利的数学家列昂 那多·斐波那契在1202 年提出这样一个问题
1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,• • •
21个花瓣的紫菀
34个花瓣的雏菊 1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,• • •
斐波那契数有时也称松果数,因为连续的 斐波那契数会出现在松果的左和右的两种 螺旋形走向的数目之中
1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,• • •
斐波那契(Leonardo Pisano
F ibonacci ; 1170 1250 )
斐波那契数列 黄金分割 c++
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斐波那契数列、黄金分割以及它们在C++语言中的应用一、概述1.1 斐波那契数列的定义与性质斐波那契数列是古典数学中最为常见的数列之一,它的定义如下: F(0) = 0, F(1) = 1, F(n) = F(n-1) + F(n-2),其中n为正整数。
斐波那契数列具有许多有趣的性质,例如任意两个相邻的斐波那契数都是互质的等等。
1.2 黄金分割的概念黄金分割是指一条线段在“分割”时,分割成两部分的比例恰好等于整体与较大部分的比例相同。
这个比例通常用希腊字母φ(phi)表示,其值约为1.618。
1.3 C++语言在数学计算中的应用C++作为一种广泛应用的编程语言,其在数学计算领域也有着重要的应用。
通过C++语言,我们可以实现对斐波那契数列和黄金分割的计算和应用。
二、斐波那契数列在C++中的实现2.1 递归方法在C++中,可以利用递归的方法来实现斐波那契数列的计算。
递归的代码如下所示:```cppint fibonacci(int n) {if (n <= 1) {return n;}return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);}```2.2 迭代方法除了递归方法外,我们还可以使用迭代的方法来计算斐波那契数列。
迭代的代码如下所示:```cppint fibonacci(int n) {int a = 0, b = 1, c;if (n == 0) {return a;}for (int i = 2; i <= n; i++) {c = a + b;a = b;b = c;}return b;}```三、黄金分割在C++中的应用3.1 黄金分割比例的计算在C++中,可以编写函数来计算黄金分割的比例。
下面是一个简单的示例代码:```cppdouble golden_ratio() {return (1 + sqrt(5)) / 2;}```3.2 黄金分割点的求解除了计算黄金分割的比例外,我们还可以通过黄金分割的比例来实现对线段的黄金分割点的求解。
黄金分割比例数列
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黄金分割比例数列
黄金分割比例数列(Golden Ratio Sequence)是指一个数列,每个数都等于它前两个数的和。
数列的前几个数依次为:0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, ...
该数列也被称为斐波那契数列(Fibonacci Sequence),得名于13世纪的意大利数学家斐波那契(Fibonacci)。
斐波那契数列具有许多有趣的数学性质和应用,如矩形长宽比接近黄金分割比例。
黄金分割比例(Golden Ratio)是指一种特殊的比例关系,可用一个无理数φ (约等于1.618)表示。
具体来说,如果将一条线段分成两部分,较长部分与整条线段的比例等于较短部分与较长部分的比例。
这一比例关系即为黄金分割比例。
数列中相邻两个数的比例逐渐趋近于黄金分割比例。
例如,当n近似无穷大时,数列的第n项与第n-1项的比例趋近于φ,即lim(n→∞) Fn/F(n-1) = φ。
黄金分割比例数列的性质和应用非常广泛,涉及到数学、自然科学、艺术等多个领域。
斐波那契-黄金分割
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斐波那契-黄⾦分割斐波那契数列普通递推F0=0,F1=1,F n=F n−1+F n−2快速倍增递推F2n=F n(2F n+1−F n)F2n=F n(F n+1+F n−1)F2n+1=F2n+1+F2n 矩阵递推1 1 1 0F n−1F n−2=F nF n−1通项公式及其推导令ϕ=1+√52,ˆϕ=1−√52∵F_n = \dfrac{1}{\sqrt{5}}(\phi^n-\hat\phi^n)=\lfloor \dfrac{\phi^i}{\sqrt{5}} + \dfrac{1}{2} \rfloor所以、斐波那契以指数形式增长1.母函数法$ \digamma(x)=\sum\limits_{\infin} F_nx n\ \digamma(x)=x2\digamma(x)+x\digamma(x)+x\ \digamma(x)=\dfrac{1-x-x2} $母函数进⾏展开,⾸先我们要知道⽜顿⼆项式定理、⽜顿⼴义⼆项式定理、⼆项式定理的推⼴⽜顿⼆项式定理(n \in N^{+})(x+y)^n = \sum\limits_{i=0}^{n} C_{n}^{i} x^{n-i}y^{i}**⼆项式定理推⼴⾄(n \in N) **(1+x)^n=\sum\limits_{i=0}^{\infin} C_{n}^{i} x^i~~~~(n>0)(1+x)^{-n} = \sum\limits_{i=0}^{\infin} C_{-n}^{i} x^i=\sum\limits_{i=0}^{\infin}(-1)^i C_{n+i-1}^{i} x^i⽜顿⼴义⼆项式定理(\alpha \in R)(x+y)^{\alpha}=\sum\limits_{i=0}^{\infin}\tbinom{\alpha}{i} x^{\alpha-i}y^k其中\tbinom{\alpha}{i}类似组合数\tbinom{\alpha}{i}=\dfrac{\alpha(\alpha-1)\cdots(\alpha-i+1)}{i!}特殊形式(1+x)^n = (1-x)^{-n} = \sum\limits_{i=0}^{\infin} C_{n}^{i}x^i推导开始:设~\digamma(x)=\frac{x}{1-x-x^2}=\frac{A}{1-\alpha x}+\frac{B}{1-\beta x} \\=\frac{A+B-x(A\beta+B\alpha)}{1-(\alpha+\beta)x+\alpha\beta x^2}\\ \left\{ \begin{matrix} A+B=0\\A\beta+B\alpha=-1\\ \alpha+\beta=1\\ \alpha\beta=-1 \end{matrix} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{matrix} A=\frac{1}{\sqrt{5}}\\ B=-\frac{1}{\sqrt{5}}\\ \alpha=\phi\\ \beta=\hat\phi\end{matrix} \right.\\ \therefore \digamma(x)=\frac{1}{\sqrt{5}}(\frac{1}{1-\phi x}-\frac{1}{1-\hat\phi x})\\ \because\frac{1}{1-x}=\sum\limits_{n=0}^{\infin}x^n\\ \digamma(x)=\frac{1}{\sqrt{5}}\sum\limits_{n=0}^{\infin}(\phi^n-\hat\phi^n) x^n2.数列待定系数法类似于求解a_n = pa_{n-1}+q性质1.卡西尼性质F_{n-1}F_{n+1}-F_n^2=(-1)^n证:F_{n-1}F_{n+1}-F_n^2\\ =det \left( \left[ \begin{matrix} F_{n+1}~~F_{n}\\ F_{n}~~F_{n-1} \end{matrix} \right] \right) =det \left( \left[ \begin{matrix} 1~~~~1\\ 1~~~~0 \end{matrix} \right] \right)^n = \left( det \left( \left[ \begin{matrix} 1~~~~1\\ 1~~~~0 \end{matrix} \right] \right) \right)^n=(-1)^n2.附加性质F_{n+m}=F_m F_{n+1}+F_{m-1}F_{n}证:\because \left[ \begin{matrix} F_{n}~~~F_{n-1}\\ F_{n-1}~~~F_{n-2} \end{matrix} \right] = \left[ \begin{matrix} 1~~~~1\\ 1~~~~0 \end{matrix} \right]^{n-1}\\ \therefore \left[ \begin{matrix} F_{n+m}~~~F_{n+m-1}\\ F_{n+m-1}~~~F_{n+m-2} \end{matrix} \right] = \left[ \begin{matrix} 1~~~~1\\ 1~~~~0 \end{matrix} \right]^{n+m-1}=\left[ \begin{matrix} 1~~~~1\\ 1~~~~0\end{matrix} \right]^{n} \left[ \begin{matrix} 1~~~~1\\ 1~~~~0 \end{matrix} \right]^{m-1}= \left[ \begin{matrix} F_{n+1}~~~F_{n}\\ F_{n}~~~F_{n-1} \end{matrix} \right] \left[ \begin{matrix} F_{m}~~~F_{m-1}\\ F_{m-1}~~~F_{m-2} \end{matrix} \right]\\ \therefore F_{n+m}=F_{n+1}F_{m}+F_nF_{m-1}变形:F_{2n} = F_n(F_{n+1}+F_{n-1}) .3.整除与GCD性质\forall a,b \in N,F_a|F_b\Leftrightarrow a|b[][][](F_n,F_m) = F_{(n,m)}证:设~n>m~~则~(F_n,F_m)=(F_{n-km},F_m)\\ 设~r=n-km~,r<m~则~(F_r,F_m)=(F_r,F_{m-kr})\\ 这就类似于欧⼏⾥德算法的过程\\ \therefore~(F_n,F_m)=F_{(n,m)}4.求和公式奇数项:\sum\limits_{i=1}^{2n-1}[2\nmid i] F_{i}= F_{2n}偶数项:\sum\limits_{i=2}^{2n}[2\mid i] F_{i}= F_{2n+1}-1平⽅项:\sum\limits_{i=1}^{n}F_i^2=F_n F_{n+1}证:画图推⼴1.⼴义斐波那契数列当n<0时F_n=F_{n+2}-F_{n+1}F_{-n}=(-1)^{n-1}F_n2 .类斐波那契数列⼜称斐波那契—卢卡斯数列对于数列G,若G_0=a,G_1=b,且数列满⾜递推关系式,则称G是类斐波那契数列G_n =a F_{n-1} + b F_{n}⽤矩阵可证类斐波那契数列也有部分斐波那契数列的性质任意两个或两个以上斐波那契—卢卡斯数列之和或差仍然是斐波那契—卢卡斯数列3. Lucas数列与Fibonacci数列Lucas数列为a=2,b=1的类斐波那契数列,记为LL_n = (\dfrac{1+\sqrt{5}}{2})^n+(\dfrac{1-\sqrt{5}}{2})^n~~~~(n\ge 2)Lucas数列能够辅助写出看似很困难的等式2L_{n+m}=5 F_n F_m+L_n L_m\\ 2F_{n+m}=5 F_n L_m+L_n F_m\\ L_{2n}=L_n^2-2(-1)^n\\ F_{2n}=F_n L_n\\ L_n=F_{n+1}+F_{n-1}4.编码(齐肯多夫定理)齐肯多夫表述法表⽰任何正整数都可以表⽰成若⼲个不连续的斐波那契数之和证:若~m~为斐波那契数,成⽴\\ 否则考虑最⼤~n1~满⾜~F_{n1}< m<F_{n1+1}\\ 继续考虑最⼤~n2~满⾜~F_{n2} < m-F_{n1}<F_{n2+1}\\ 反证:\\ 若~F_{n1}~和~F_{n2}~为连续斐波那契数\\ 则~F_{n1+1}<m~与~F_{n1+1}>m~⽭盾模意义下的循环对于任意整数n , 数列为F_i~(mod~n)周期数列. ⽪萨诺周期\pi(n)记为该数列的周期.例如,模3的斐波那契数列前若⼲项为:0, 1, 1, 2, 0, 2, 2, 1, 0, 1, 1, 2, 0, 2, 2, 1, 0, 1, 1, 2, 0, 2, 2, 1, 0\cdots\therefore \pi(3) = 8.性质:1.~~\pi(n)\le 6 n且只有满⾜n=2*5^k的形式时才取得到等号2.~~\forall a,b\in N~且~(a,b)=1,\pi(a)\pi(b)=\pi(ab)Loading [MathJax]/jax/element/mml/optable/MathOperators.js。
数学与自然界的奥秘斐波那契数列和黄金分割
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数学与自然界的奥秘斐波那契数列和黄金分割数学与自然界的奥秘:斐波那契数列和黄金分割数学作为一门精确而又抽象的科学,被广泛应用于自然界的解释和描述。
其中,斐波那契数列和黄金分割作为数学与自然界奥秘的具体例子,引人入胜。
它们不仅在数学领域有着重要的意义,而且在生物学、物理学、艺术等多个领域中都有着广泛的应用。
本文将为你揭示这两个数学奥秘的魅力。
一、斐波那契数列的魅力斐波那契数列是一个起源于12世纪的数列,由意大利数学家斐波那契首次提出。
它的定义方式非常简单,即从第三项开始,每一项都是前两项的和。
数列的前几项为0、1、1、2、3、5、8、13……1. 自然界中的斐波那契数列斐波那契数列在自然界中广泛存在,它们出现在很多自然物体的生长和排列中。
树枝、花瓣、蜂窝等都呈现出斐波那契数列的特性。
例如,一棵树的主干会在第一个分支处分为两个分支,之后每一个分支都会以斐波那契数列的规律逐渐生长。
这种规律不仅让我们惊叹于自然的智慧,也让我们深入理解数学与自然的奥秘。
2. 黄金比例与斐波那契数列斐波那契数列与黄金比例之间有着紧密的联系。
黄金比例是指一段线段分成两部分,其中较大部分与整体的比值等于较小部分与较大部分的比值。
这个比例约等于1:1.618。
而斐波那契数列的相邻两项接近黄金比例,当数列项数越往后推进,这种趋势就越明显。
二、黄金分割的神秘之处黄金分割作为一种比例,被广泛应用于数学、美术、建筑等领域。
它被认为是一种最具美感和完美比例的存在。
1. 黄金分割与艺术许多著名的艺术品都采用了黄金分割的设计原则。
画家们在构图时往往按照黄金分割比例来分割画面空间,以达到视觉上的平衡和和谐。
同时,建筑师们也常常运用黄金分割来设计建筑物的比例和布局,使其具有更加美感和舒适感。
2. 黄金分割在自然界中的体现黄金分割比例也在自然界中随处可见。
例如,我们身体的比例就在一定程度上符合黄金分割。
人脸的眼睛、耳朵、嘴巴的布局和大小关系往往符合黄金分割比例。
斐波那契数列与黄金分割
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我们可以在鹦鹉螺的外壳发现这样的螺线
所谓黄金三角形是一个 等腰三角形其底与腰的长 度比为黄金比值。我们若 以底边为一腰作一等腰三 角形则此三角形亦为一黄 金三角形,如下图。图中 三种不同长度的线段,其 中次长的线段(蓝色)与 最长的线段(红色)比是 黄金比例,最短的线段 (绿色)与次长线段(蓝 色)也是黄金比例。
1 5 ,其正根为 x 2
5 1 x 0.6180339 0.618 2 A B
小段 大段
3.黄金矩形
定义:一个矩形,如果从中裁去 一个最大的正方形,剩下的矩形的宽与长 之比,与原矩形的一样(即剩下的矩形与 原矩形相似),则称具有这种宽与长之比 的矩形为黄金矩形。黄金矩形可以用上述 方法无限地分割下去。
Fn Fn1 Fn2 , n 2.
每月大兔对数 Fn 排成数列为: 0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,
•••
4
定义:若一个数列,前两项均等于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 , … …
(1)人体各部分的比Fra bibliotek肚 脐:
印堂穴:
(头—脚)
(口—头顶)
肘关节: (肩—中指尖) 膝 盖: (髋关节—足尖)
(2)著名建筑物中各部分的比
如埃及的金字塔,高(137米)与底边长 (227米)之比为0.629
雅典的帕德侬神庙 (Parthenon at Athens) 庄严、宏伟,被认为 是古希腊最伟大的建筑之一。有 人认为它之所以显得那么和谐, 是因为这个建筑符合黄金比。
Field daisies have 34 petals
c语言用斐波那契数列求黄金分割比
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c语言用斐波那契数列求黄金分割比黄金分割比是一种非常特殊的比例关系,它被广泛应用于建筑、艺术、设计等领域。
而斐波那契数列则是一种非常有趣的数列,它的每一项都是前两项的和。
在本文中,我们将探讨如何使用C语言来计算斐波那契数列,并利用它来求解黄金分割比。
让我们来看一下斐波那契数列的定义。
斐波那契数列的第一项和第二项都是1,从第三项开始,每一项都是前两项的和。
因此,斐波那契数列的前几项是1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144等。
接下来,我们可以使用C语言来编写一个简单的程序来计算斐波那契数列。
代码如下:```#include <stdio.h>int main(){int n, i, t1 = 1, t2 = 1, nextTerm;printf("请输入要输出的斐波那契数列的项数:");scanf("%d", &n);printf("斐波那契数列的前 %d 项为:\n", n);for (i = 1; i <= n; ++i){printf("%d, ", t1);nextTerm = t1 + t2;t1 = t2;t2 = nextTerm;}return 0;}```在这个程序中,我们首先定义了三个变量:n表示要输出的斐波那契数列的项数,i表示当前项数,t1和t2分别表示当前项和下一项。
然后,我们使用for循环来计算并输出斐波那契数列的前n项。
现在,我们已经可以计算斐波那契数列了。
接下来,让我们来看一下如何使用斐波那契数列来求解黄金分割比。
黄金分割比是指将一条线段分成两部分,使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比。
这个比例关系可以用一个数学公式来表示:```a /b = (a + b) / a```其中,a表示较长的线段,b表示较短的线段。
将这个公式变形一下,可以得到:```a /b = (1 + √5) / 2```这个公式就是黄金分割比的定义式。
黄金分割法原理
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黄金分割法原理
黄金分割法是一种古老而受人尊敬的数学原理,其基本概念是将一条线段分割为两部分,使得整条线段的比例与较短部分与较长部分之间的比例相同。
这个比例被称为黄金比。
黄金分割法可以用一个简单的公式来表示:a / b = b / (a - b),
其中a是整条线段的长度,b是较短部分的长度。
这个公式可
以通过求解二次方程而得到。
黄金分割法有许多应用。
在艺术和设计中,黄金分割法经常用来划分画面,使其看起来更加和谐和美观。
在建筑设计中,黄金分割法可以用来确定房间的尺寸和布局,以达到视觉上的平衡。
在数学中,黄金分割法与斐波那契数列密切相关。
斐波那契数列是一个无限序列,每个数字都是前两个数字之和。
斐波那契数列的比值趋近于黄金比,这也是黄金分割法的基础之一。
黄金分割法的原则是以一种简洁而美丽的方式将事物划分为两部分,使其比例相对完美。
它是一种普遍存在于自然中的原理,从花朵的排列到蜗牛壳的形状,都可以看到黄金分割法的影子。
总而言之,黄金分割法是一种数学原理,它可以应用于艺术、设计和建筑等领域,以达到视觉和审美上的平衡。
它是一种普遍存在于自然界中的原理,体现了数学与美学之间的关联。
斐波那契与黄金分割
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斐波那契比萨的列奥纳多,又称斐波那契(Leonardo Pisano ,Fibonacci, Leonardo Bigollo,1175年-1250年),意大利数学家,西方第一个研究斐波那契数,并将现代书写数和乘数的位值表示法系统引入欧洲。
目录1人物背景2数列3质数4重要作品1人物背景家庭列奥纳多的父亲Guilielmo(威廉),外号Bonacci(意即「好、自然」或「简单」)。
因此列奥纳多就得到了外号斐波那契 (Fibonacci,意即filius Bonacci,Bonacci之子)。
威廉是商人,在北非一带工作(今阿尔及利亚Bejaia),当时仍是小伙子的列奥纳多已经开始协助父亲工作。
于是他就学会了阿拉伯数字。
学习有感使用阿拉伯数字比罗马数字更有效,列奥纳多前往地中海一带向当时著名的阿拉伯数学家学习,约于1200年回国。
1202年,27岁的他将其所学写进计算之书(Liber Abaci)。
这本书通过在记帐、重量计算、利息、汇率和其他的应用,显示了新的数字系统的实用价值。
这本书大大影响了欧洲人的思想,可是在三世纪后印制术发明之前,十进制数字并不流行。
(例子:1482年,Ptolemaeus世界地图,Lienhart Holle在Ulm印制)成就列奥纳多曾成为热爱数学和科学的腓特烈二世 (神圣罗马帝国)的坐上客。
欧洲数学在希腊文明衰落之后长期处于停滞状态,直到12世纪才有复苏的迹象。
这种复苏开始是受了翻译、传播希腊、阿拉伯著作的刺激。
对希腊与东方古典数学成就的发掘、探讨,最终导致了文艺复兴时期(15~16世纪)欧洲数学的高涨。
文艺复兴的前哨意大利,由于其特殊地理位置与贸易联系而成为东西方文化的熔炉。
意大利学者早在12~13世纪就开始翻译、介绍希腊与阿拉伯的数学文献。
欧洲,黑暗时代以后第一位有影响的数学家斐波那契(约1175~1240),其拉丁文代表著作《算经》、《几何实践》等也是根据阿拉伯文与希腊文材料编译而成的,斐波那契,即比萨的列昂纳多(Leonardo of Pisa),早年随父在北非从师阿拉伯人习算,后又游历地中海沿岸诸国,回意大利后即写成《算经》(Liber Abac·1202,亦译作《算盘书》)。
斐波那契数列与黄金分割
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斐波那契数列斐波那契数列斐波纳契数列,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*)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1960年代起出版了《斐波纳契数列》季刊,专门刊载这方面的研究成果。
定义斐波那契数列指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、34……这个数列从第三项开始,每一项都等于前两项之和。
斐波那契数列的发明者,是意大利数学家列昂纳多〃斐波那契(Leonardo Fibonacci),自然中的斐波那契数列生于公元1170年,卒于1240年,籍贯是比萨。
他被人称作“比萨的列昂纳多”。
1202年,他撰写了《珠算原理》(Liber 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、西西里和普罗旺斯研究数学。
通项公式递推公式斐波那契数列: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(1) = 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。
通项公式斐波那契数列通项公式(见上图)(又叫“比内公式”,是用无理数表示有理数的一个范例。
)注:此时a1=1,a2=1,an=a(n-1)+a(n-2)(n>=3,n∈N*)通项公式的推导方法一: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。
黄金分割与斐波那契数列
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第八讲 黄金分割与斐波那契数列一、 黄金分割1. 黄金分割的概念把一条线段分割为两部分,使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比。
其比值是(√5-1):2,取其小数点后三位的近似值是0.618。
由于按此比例设计的造型十分美丽柔和,因此称为黄金分割,也称为中外比。
这是一个十分有趣的数字。
德国天文学家开普勒(J.Kepler )曾说“几何学有两大宝藏,其一为毕氏定理,其二为将一线段分成外内比。
前者如黄金,后者如珍珠。
”所谓将一线段分成“中外比(或称中末比或外内比)”,这是欧几里得在《几何原本》(公元前三世纪前后)里的说法:A straight line is said to have been cut in extreme and mean radio when, as the whole line is to the greater segment, so is the greater to the less.分一线段为二线段,当整体线段比大线段等于大线段比小线段时,则称此线段被分为中外比。
关于黄金分割的历史,可以追溯到公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯学派,他们已经研究过正五边形和正十边形的作图,因此现代数学家们推断当时毕达哥拉斯学派已经触及甚至掌握了黄金分割。
公元前4世纪,古希腊数学家欧多克索斯第一个系统研究了这一问题,并建立起比例理论。
而《几何原本》是吸收了欧多克索斯的研究成果,进一步系统论述了黄金分割,成为最早的有关黄金分割的论著。
中世纪后,黄金分割被披上神秘的外衣,意大利数学帕乔利称之为神圣比例,并专门为此著书立说。
德国天文学家开普勒称之为神圣分割。
当时,人们都还是称之为“中外比”,直到19世纪初,黄金分割这个名称才出现。
黄金分割在文艺复兴前后,经过阿拉伯人传入欧洲,受到了欧洲人的欢迎,他们称之为“金法”,17世纪欧洲的一位数学家,甚至称它为“各种算法中最可宝贵的算法”。
这种算法在印度称之为“三率法”或“三数法则”,也就是我们常说的比例方法。
奇妙的裴波那契数列和黄金分割
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奇妙的裴波那契数列和黄金分割“斐波那契数列〞的创造者,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教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:0,1,1,2,3,5,8,13,21这个数列从第三项开场,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。
〕【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】比方: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0.6180339887还有一项性质,从第二项开场,每个奇数项的平方都比前后两项之积少〔请自己验证后自己确定〕1,每个偶数项的平方都比前后两项之积多〔请自己验证后自己确定〕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,比方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开展,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。
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斐波那契数列与黄金分割关系
黄金分割是我们在生活中接触得比较多的数学美学问题,有了它生活的色彩就更显多彩:建筑师们早就懂得使用黄金分割比了.在公元前3000年建成的埃及法老胡夫的金字塔和公元前432年建成的雅典帕特农神庙就采用了这个神奇之比,因此它的整个结构以及它与外界的配合是那样的和谐美观.我们现在的窗户大小,一般都按黄金分割比制成.在艺术领域里更是神奇.众所周知的维纳斯女神像,她优美的身段可说是完美无缺,而她上下身的比正是黄金分割比.芭蕾舞演员顶起脚尖,正是为了使人体的上下身之比更符合黄金比.在1483年左右完成的"圣久劳姆"画,作画的外框长方形也符合这个出色的黄金分割比.像二胡,提琴这样的弦乐器,当乐师们把它们的码子放在黄金分割比的分点上时,乐器发出的声音是最动人美丽的.
"黄金比"的精确值是学习过一元二次方程的同学都会解方程x^2-x-1=0,它的一个正根是.这个数就是黄金分割比.
数列前项比后项与黄金分割的差的绝对值
1
2
3
5
8
13
21
34
55
89
144
233
377
610
987
1597
2584
4181
6765
10946
17711
28657
46368
75025
121393
196418
317811
514229
832040
1346269
2178309
3524578
5702887
9227465
5
1
6
7
发现规律没有?
奇数项与偶数项的比值大于黄金分割数,偶数项与奇数项的比值小于黄金分割数An/(An+1)当n趋向于无穷大时等于黄金分割比
好象还可以证明。