生活中的數列 ==費氏數列==.

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生活中的數列 ==費氏數列==

費波那西數列(Fibonacci Sequence) 又譯費波拿契數、斐波那契數列、費氏數列、黃金分割數列。 十三世紀的義大利數學家費伯納西 (Fibonacci) 寫了一本商用的算術和代數手冊《Liber abacci》。在這本書裏,他提出了這麼一個有趣的問題:假定一對兔子在它們出生整整兩個月以後可以生一對小兔子,其後每隔一個月又可以再生一對小兔子。假定現在在一個籠子裡有一對剛生下來的小兔子,請問一年以後籠子裏應該有幾對兔子?

動動腦時間 讓我們仔細地算一下。 第一、第二個月,小兔子長成大兔子,但還沒成熟不能生小兔子,所以總共只有一對。 第三個月,原有的一對大兔子生了一對小兔子,現在一共有二對了。 第四個月,大兔子又生了一對小兔子,但是第二代的那對小兔子還沒成熟,還不能生小兔子,所以總共有三對。 第五個月,第一、二兩代的兩對兔子各生了一對小兔子,連同四月份原有的三對,現在一共有五對了。 第六個月,在四月份已經有的三對兔子各生一對小兔了,連同五月份原有的五對兔子,現在一共有八對了。 依此類推,每個月份所有的兔子對數應該等於其上一個月所有的兔子對數(也就是原有的兔子對數)及其上上個月所有的兔子對數(這些兔子各生了一對小兔子)的總和。所以每個月的兔子對數應該是1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144、233、…,每一項都是前兩項之和。因此,一年後籠子裡應該有233對兔子了。

這些兔子的數目我們稱之為費氏數(Fibonacci numbers)。為方便起見,我們用 Fn 表示第 n 代兔子的數目。         我們觀察到F1 = F2 = 1 而 當 n≧3 時,Fn = Fn - 1 + Fn – 2 

生活中的費氏數列 自然界中到處可見費氏數列的蹤跡。樹枝上的分枝數,多數花的瓣數都是費氏數:火鶴 1、百合 3,梅花 5,桔梗常為 8,金盞花 13,…等等。 鸚鵡螺 松果 鳳梨 向日葵

鸚鵡螺的半徑

松果 一片片的鱗片在整粒松果上順著兩組螺線排列: 一組呈順時針旋轉,另一組呈反時針,仔細瞧瞧,順時針螺線的排列數目是 8,反時針方向則為 13,而另一組常出現的數字是「5 及 8」。

鳳梨的外皮鱗片 鳳梨上的生成螺線更是清楚可數,因為它的外皮可被分成一些幾乎是六角形的小格子,如圖。 其中有五條較平緩的平行螺線往右上旋,有八條較陡的平行螺線往左上旋,另外還有更陡的十三條平行螺線是往右上旋。

向日葵種子的螺旋排列 向日葵花心的排列中,可以看到一組順時鐘方向的螺線,及另一組逆時鍾方向的螺線,這兩組螺線的數目,恰好是費氏數列的「相鄰兩項」,有些菊花是13,21或21,34。 向日葵依不同品種,可能是34,55或55,89或89,144。

無所不在的費氏數列 1.排磚塊 2.蜂巢問題 3.坐位子 以長 × 高為 2 × 1 的磚塊為基本素材,組合成高度為2、 長度為n 的圍牆。請問:磚塊的組合方式有多少種可能? 2.蜂巢問題 若一隻蜜蜂要飛到蜂巢,而蜜蜂只能前進、不能後退, 則抵達第n號蜂巢的方法有多少種? 3.坐位子 如果有 n 張椅子,每個人都不希望旁邊有其他人坐。 總共有多少種坐法呢? 

愛美的費氏數列 ( x + y ): x =x: y 在費氏數列中,1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、 89、144、233、377……可算出後項與前項的比值: ( x + y ): x =x: y 這種分割方式叫做「黃金分割」,而分割出來的兩線段的比,就叫做「黃金比例」。為了方便,我們把 y 當作1,那麼經過運算之後,x 大約等於 1.618,這就是古希臘人發現的「黃金比例」。