兔子繁殖问题:初始值不为1,不在第三个月繁殖的深入推理。

本文通过构建数学模型,探讨了兔子繁殖规律。从初始2对兔子开始,详细记录了每个月兔子数量的变化,揭示了兔子繁殖的周期性特点,并推导出了兔子数量随时间增长的通用公式。

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兔子繁殖问题:第一个月兔子数量为2对,到第四个月开始繁殖,即有4对,整个过程中无兔子死亡,问在第n个月有多少只兔子?

设a、b、c、d为四个状态,a为新生兔子数量,b为新生兔子成长的一个月之后的数量,b为新生兔子成长的两个月之后的数量,c为新生兔子成长的三个月之后的数量,d为新生兔子成长的四个月之后的数量。

设S为当前月份总数量。

月份abcdS
12   2
2 2  2
3  2 2
42  24
522 26
622228
7422412
8642618
9864826
1012861238

S_n为第n个月的兔子总数量。

由上表可以得到:

 S_n-S_n_-_1 = a_n = c_n_-_1 + d_n_-_1 = b_n_-_2 + c_n_-_2 + d_n_-_2

b_n_-_2 + c_n_-_2 + d_n_-_2 = a_n_-_3 + b_n_-_3 + c_n_-_3 + d_n_-_3 = S_n_-3

即第n个月的总数量减第n-1月总数量等于第n个月新生兔子a_n的数量,也等于第n-1月c_n_-_1(成长的三个月之后的数量)与d_n_-_1(成长的四个月之后的数量)之和,也等于第n-3个月数量总和。

将上式整理可得S_n = S_n_-_1 + S_n_-_3,其中n \geq 4。

可以发现,n \geq 4的情况可以直接算出来作为已知条件;S_n_-_3中的3为成长所需的月份,即三个月,由这个例子应该能得出初始值不为一对兔子,且月份不是到第三个月繁殖的情况的算法。

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