斐波那契数列

斐波那契数列,起源于数学家列昂纳多·斐波那契的著作,是一种每个数字都是前两个数字之和的数列。它在自然界中广泛存在,并在现代物理学、化学和准晶体结构中有重要应用。

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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(3)=2,F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n>=4,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。
递推公式斐波那契数列:1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, …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(n)=F(n-1)+F(n-2)显然这是一个线性递推数列。斐波那契数列通项公式 (如上,又称为“比内公式”,是用无理数表示有理数的一个范例。)注:此时 斐波那契数列通项公式推导方法一:利用特征方程(线性代数解法)线性递推数列的特征方程为:
  x²=x+1
  解得  , .
  则
  ∵
  ∴  
  解得
   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 则r+s=1,-rs=1n≥3时,有 …… 联立以上n-2个式子,得: ∵ , 上式可化简得: 那么 …… (这是一个以 为首项、以 为末项、 为公比的等比数列的各项的和)。 , 的解为 则 方法三:待定系数法构造等比数列2(初等代数解法)设 得 构造方程 解得 ,所以 由(1)(2)式得 化简可得 方法四:母函数法。对于斐波那契数列{an},有a1=a2=1,an=an-1+an-2(n>2时)令S(x)=a1x+a2x2+…+anxn+…那么有S(x)*(1-x-x2)=a1x+(a2-a1)x2+…+(an-an-1-an-2)xn+…=x因此S(x)= .不难证明1-x-x2=-(x+ )(x+ )=(1- *x)(1- *x).因此S(x)= *[x/(1- *x)-x/(1- *x)].再利用展开式1/(1-x)=1+x+x2+x3+…+xn+…于是就可以得S(x)=b1x+b2x2+…+bnxn+…其中bn= *[( )n - ( )n].因此可以得到an=bn= *[( )- ( )]

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