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Fibonacci数列(斐波那契数列)


1 5 1 5 f n C1 C 2 2 2
n
n
3.Fibonacci数列的通项公式
根据初始条件 f1 f 2 1 ,可能确定常数
c1 , c2 ,
[c1,c2]=solve('c1*(1+sqrt(5))/2+c2* (1sqrt(5))/2=1','c1*((1+sqrt(5))/2)^2+ c2*((1-sqrt(5))/2)^2=1')
4.自然界中的斐波那契数列
科学家发现,很多植物的花瓣、萼片、果实 的数目以及排列的方式上,都有一个神奇的 规律,它们都非常符合著名的斐波那契数列。
4.自然界中的斐波那契数列
现代科学研究表明,0.618在养生中起重要作 用。注意了这些黄金分割点,对养生健体大 有好处。现在发现此比值和医学保健、健康 长寿有着千丝万缕的联系,亦可称为健康的 黄金分割律。在人体结构上,0.618更是无处 不在。脐至脚底与头顶至脐之比;躯干长度 与臀宽之比;下肢长度与上肢长度之比,均 近似于0.618。
4.自然界中的斐波那契数列
另外,也确实因为它具有悦目的性质,所以 有时人们在时间中并非注意到这个比例,而 特意去运用它,但往往就不自觉中,进入了 这个法则之中。这也说明了,黄金分割的本 身就存在有美的性质。
5.练习
借助计算机,求解下列线性差分方程(即求 出数列的通项公式)。
an2 2an1 2an a1 3, a2 8
得到
fn2 fn1 fn n2 n 1 n
3.Fibonacci数列的通项公式
消去因子有
解得
1
2
1 5 1 2
1 5 2 2
由此可知这两个都是差分方程的解。
3.Fibonacci数列的通项公式
1 和 2 都是差分方程的解,都是数列 猜测: 的通项,但这是不怎么可能,因为数列不会 有两个通项吧。猜测 1 与 2 的线性组合仍 是差分方程的解。设 fn C11n C22n ,代入 差分方程进行检验,猜测确实成立! 因此,差分方程的解为:
4.自然界中的斐波那契数列
而且,越是接近于这个值,整个形体就越匀 称,越令人觉得完美。人在环境气温22℃- 24℃下生活感到最适宜.因为人体的正常体温 是36℃-37℃,这个体温与0.618的乘积恰 好是22.4℃-22.8℃,而且在这一环境温度 中,人体的生理功能、生活节奏等新陈代谢 水平均处于最佳状态。再如,营养学中强调, 一餐主食中要有六成粗粮和四成细粮的搭配 进食,有益于肠胃的消化与吸收,避免肠胃 病。
3.Fibonacci数列的通项公式
求解得
1 C1 5
1 C2 5
因此得Fibonacci数列的通项公式为:
n n 1 1 5 1 5 fn 2 2 5
4.自然界中的斐波那契数列
4.自然界中的斐波那契数列
这也可纳入饮食的0.618规律之列。抗衰老有 生理与心理抗衰之分,哪个为重?研究证明, 生理上的抗衰为四,而心理上的抗衰为六, 也符合黄金分割律。充分调动与合理协调心 理和生理两方面的力量来延缓衰老,可以达 到最好的延年益寿的效果。一天合理的生活 作息也符合0.618的分割,24小时中,2/3时 间是工作与生活,1/3时间是休息与睡眠;在 动与静的关系上,究竟是"生命在于运动",还 是"生命在于静养"?

fn ,则有 gn f n1
5 1 lim gn 0.618 , n 2
这是一个美丽的数学常数----黄金分割比。 有趣的是,这个数字在自然界和人们生活中到 处可见:人们的肚脐是人体总长的黄金分割点, 人的膝盖是肚脐到脚跟的黄金分割点。大多数 门窗的宽长之比也是0.618…;
如何求它的通项呢?(粗略地求) 拟合法
利用excel拟合 先绘制散点图 利用拟合方法拟合
2.观察Fabonacci数列
利用matlab拟合 直接拟合有点难! 把数列的前20个数取对数,然后再绘散点图, 看看有什么规律?
取对数后散点图 为直线,可以利 用线性回归知识 拟合直线了!
2.观察Fabonacci数列
利用matlab的polyfit(x,y,n)命令拟合得
程序:
f(1)=1; f(2)=1; for i=3:20 f(i)=f(i-1)+f(i-2); end y=log(f); p=polyfit(x,y,1)
2.观察Fabonacci数列
p 0.4782n 0.7624
为了能直观了解数列的特性,首先计算出 Fabonacci数列的前20项。 Excel法 Matlab法
2.观察Fabonacci数列
Matlab程序 f(1)=1; f(2)=1; for i=3:20 f(i)=f(i-1)+f(i-2); end [1:20;f]'
2.观察Fabonacci数列
Q p ln( f ) f e
p
0.4782n
f e
0.4782 n0.7624
0.4665e
这是粗略通项公式,那怎样寻找精确的通项公式呢?
3.Fibonacci数列的通项公式
数列满足递推关系 fn2 fn1 fn ,称这样 的递推关系为二阶线性差分方程。 猜测:根据前面的观察,可以猜测 f n 具有 n f 指数形式。不妨设为 n 进行尝试。将 n 代入差分方程:
4.自然界中的斐波那契数列
医学研究已表明,秋季是人的免疫力最佳的 黄金季节。因为7月至8月时人体血液中淋巴 细胞最多,能生成大量的抵抗各种微生物的 淋巴因子,此时人的免疫力强.
4.自然了,如建 处门窗、橱柜、书桌;我们常接触的书本、 报纸、杂志;现代的电影银幕。电视屏幕, 以及许多家用器物都是近似这个数比关系构 成的。它特别表现艺术中,在美术史上曾经 把它作为经典法则来应用。有许多美术家运 用它创造了不少不朽的著名。
Fibonacci数列(斐波那契数列)
1. 提出问题
13世纪初,意大利的数学家 Fibonacci(1170-1250)提出了一个有趣的 问题:如果最初有一对刚出生的小兔,两个 月后就成熟,成熟后每月生一次且恰好生一 对(一雌一雄),且出生的小兔都能成活, 则一年后共有多少对兔?
1. 提出问题
4.自然界中的斐波那契数列
从辩证观和大量的生活实践证明,动与静的 关系同一天休息与工作的比例一样,动四分, 静六分,才是最佳的保健之道. 动静:从辩证 观点看,动和静是一个0.618比例关系,大致 四分动六分静才是较佳养生之法。饮食:医 学专家分析后还发现,饭吃六七成饱的人几 乎不生胃病;摄入的饮食以六分粗粮、四分 精食为适宜。从黄金分割律看,结婚的最佳 季节是一年12个月的0.618处,约在7月底至 8月底。
1. 提出问题
越往后就越复杂,最后归纳得
数列{Fn}称为Fibonacci数列.直到1634年, 才有数学家奇拉特发现此数列具有非常简单的 递推关系: F1=F2=1, Fn=Fn-2+Fn-1. 由于这一发现,此问题引起了人们的极大兴趣, 后来又发现了该数列的更多性质
2.观察Fabonacci数列
4.自然界中的斐波那契数列
黄金分割对摄影画面构图可以说有着自然联 系。例如照相机的片窗比例:135相机就是 24X36即2:3的比例,这是很典型的。120相 机4.5X6近似3:5,6X6虽然是方框,但在后 期制作用,仍多数裁剪为长方形近似黄金分 割的比例。只要我们翻开影集看一看,就会 发现,大多数的画幅形式,都是近似这个比 例。这可能是受传统的影响,也养成了人们 的审美习惯。
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