斐波那契數列

斐波那契數列

數學術語
斐波那契數列(意大利語:SuccessionediFibonacci),又稱黃金分割數列、費波那西數列、費波拿契數、費氏數列,指的是這樣一個數列:0、1、1、2、3、5、8、13、21、……在數學上,斐波納契數列以如下被以遞歸的方法定義:F0=0,F1=1,Fn=F(n-1)+F(n-2)(n>=2,n∈N*),用文字來說,就是斐波那契數列列由0和1開始,之後的斐波那契數列系數就由之前的兩數相加。特别指出:0不是第一項,而是第零項。在現代物理、準晶體結構、化學等領域,斐波納契數列都有直接的應用,為此,美國數學會從1960年代起出版了《斐波納契數列》季刊,專門刊載這方面的研究成果。[1]
    中文名:斐波那契數列 外文名: 别名: 英文名:The Fibonacci sequence 别 名:黃金分割數列 學 科:數論 發明者:列昂納多·斐波那契 應 用:樹木的生長、投資交易

通項公式

遞推公式

斐波那契數列:0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,...

如果設F(n)為該數列的第n項(n∈N*),那麼這句話可以寫成如下形式:

顯然這是一個線性遞推數列。

黃金分割

有趣的是:這樣一個完全是自然數的數列,通項公式卻是用無理數來表達的。而且當n趨向于無窮大時,後一項與前一項的比值越來越逼近黃金分割0.618.(或者說後一項與前一項的比值小數部分越來越逼近黃金分割0.618、前一項與後一項的比值越來越逼近黃金分割0.618)

1÷1=1,2÷1=2,3÷2=1.5,5÷3=1.666...,8÷5=1.6,…………,89÷55=1.6181818…,…………233÷144=1.618055…75025÷46368=1.6180339889…...

越到後面,這些比值越接近黃金比.

與黃金分割的證明

a[n+2]=a[n+1]+a[n]。

兩邊同時除以a[n+1]得到:

a[n+2]/a[n+1]=1+a[n]/a[n+1]。

若a[n+1]/a[n]的極限存在,設其極限為x,

則lim[n->;;∞](a[n+2]/a[n+1])=lim[n->;;∞](a[n+1]/a[n])=x。

所以x=1+1/x。

即x²=x+1。

所以極限是黃金分割比。

相關特性

平方與前後項

從第二項開始,每個奇數項的平方都比前後兩項之積少1,每個偶數項的平方都比前後兩項之積多1。

如:第二項1的平方比它的前一項1和它的後一項2的積2少1,第三項2的平方比它的前一項1和它的後一項3的積3多1。

(注:奇數項和偶數項是指項數的奇偶,而并不是指數列的數字本身的奇偶,比如從數列第二項1開始數,第4項5是奇數,但它是偶數項,如果認為5是奇數項,那就誤解題意,怎麼都說不通)

證明經計算可得:[f(n)]^2-f(n-1)f(n+1)=(-1)^(n-1)

與集合子集

斐波那契數列的第n+2項同時也代表了集合{1,2,...,n}中所有不包含相鄰正整數的子集個數。

求和

奇數項求和

偶數項求和

平方求和

加減求和

和項數公式

奇數項與某兩項的平方

偶數項與某兩項的平方

隔項關系

f(2n-2m-2)[f(2n)+f(2n+2)]=f(2m+2)+f(4n-2m)[n〉m≥-1,且n≥1]

兩倍項關系

f(2n)/f(n)=f(n-1)+f(n+1)

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