斐波那契數列的通項公式是什麼,及推導過程

2021-12-16 20:08:04 字數 9098 閱讀 1148

1樓:致意

那麼這句話可以寫成如下形式: f(0) = 0,f(1)=f(2)=1,f(n)=f(n-1)+f(n-2) (n≥3) 顯然這是一個線性遞推數列。 通項公式的推導方法一:

利用特徵方程 線性遞推數列的特徵方程為: x^2=x+1 解得 x1=(1+√5)/2,,x2=(1-√5)/2 則f(n)=c1*x1^n + c2*x2^n ∵f(1)=f(2)=1 ∴c1*x1 + c2*x2 c1*x1^2 + c2*x2^2 解得c1=1/√5,c2=-1/√5 ∴f(n)=(1/√5)*(√5表示根號5) 通項公式的推導方法二:普通方法 設常數r,s 使得f(n)-r*f(n-1)=s*[f(n-1)-r*f(n-2)] 則r+s=1, -rs=1 n≥3時,有 f(n)-r*f(n-1)=s*[f(n-1)-r*f(n-2)] f(n-1)-r*f(n-2)=s*[f(n-2)-r*f(n-3)] f(n-2)-r*f(n-3)=s*[f(n-3)-r*f(n-4)] …… f(3)-r*f(2)=s*[f(2)-r*f(1)] 將以上n-2個式子相乘,得:

f(n)-r*f(n-1)=[s^(n-2)]*[f(2)-r*f(1)] ∵s=1-r,f(1)=f(2)=1 上式可化簡得: f(n)=s^(n-1)+r*f(n-1) 那麼: f(n)=s^(n-1)+r*f(n-1) = s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*f(n-2) = s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) + r^3*f(n-3) …… = s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1)*f(1) = s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1) (這是一個以s^(n-1)為首項、以r^(n-1)為末項、r/s為公比的等比數列的各項的和) =[s^(n-1)-r^(n-1)*r/s]/(1-r/s) =(s^n - r^n)/(s-r) r+s=1, -rs=1的一解為 s=(1+√5)/2,r=(1-√5)/2 則f(n)=(1/√5)* 迭代法 已知a1=1,a2=1,an=a(n-1)+a(n-2)(n>=3),求數列的通項公式 解:

設an-αa(n-1)=β(a(n-1)-αa(n-2)) 得α+β=1 αβ=-1 構造方程x²-x-1=0,解得α=(1-√5)/2,β=(1+√5)/2或α=(1+√5)/2,β=(1-√5)/2 所以 an-(1-√5)/2*a(n-1)=(1+√5)/2*(a(n-1)-(1-√5)/2*a(n-2))=[(1+√5)/2]^(n-2)*(a2-(1-√5)/2*a1)`````````1 an-(1+√5)/2*a(n-1)=(1-√5)/2*(a(n-1)-(1+√5)/2*a(n-2))=[(1-√5)/2]^(n-2)*(a2-(1+√5)/2*a1)`````````2 由式1,式2,可得 an=[(1+√5)/2]^(n-2)*(a2-(1-√5)/2*a1)``````````````3 an=[(1-√5)/2]^(n-2)*(a2-(1+√5)/2*a1)``````````````4 將式3*(1+√5)/2-式4*(1-√5)/2,化簡得an=(1/√5)* an=(1/√5)* 這個就是通項公式! `````

2樓:匿名使用者

斐波那契數列的通項公式an=(1/√5)×

推導過程見wrod檔案

斐波那契數列的通項公式是什麼,及推導過程

3樓:迷路明燈

方法二:待定係數法構造等比數列1(初等代數解法)

設常數r,s

使得f(n)-r*f(n-1)=s*[f(n-1)-r*f(n-2)]。

則r+s=1, -rs=1。

n≥3時,有。

f(n)-r*f(n-1)=s*[f(n-1)-r*f(n-2)]。

f(n-1)-r*f(n-2)=s*[f(n-2)-r*f(n-3)]。

f(n-2)-r*f(n-3)=s*[f(n-3)-r*f(n-4)]。

……f⑶-r*f⑵=s*[f⑵-r*f⑴]。

聯立以上n-2個式子,得:

f(n)-r*f(n-1)=[s^(n-2)]*[f⑵-r*f⑴]。

∵s=1-r,f⑴=f⑵=1。

上式可化簡得:

f(n)=s^(n-1)+r*f(n-1)。

那麼:f(n)=s^(n-1)+r*f(n-1)。

= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*f(n-2)。

= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) + r^3*f(n-3)。

……= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1)*f⑴。

= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1)。

(這是一個以s^(n-1)為首項、以r^(n-1)為末項、r/s為公比的等比數列的各項的和)。

=[s^(n-1)-r^(n-1)*r/s]/(1-r/s)。

=(s^n - r^n)/(s-r)。

r+s=1, -rs=1的一解為 s=(1+√5)/2,r=(1-√5)/2。

則f(n)=(√5/5)*。

方法三:待定係數法構造等比數列2(初等代數解法)

已知a1=1,a2=1,an=a(n-1)+a(n-2)(n>=3),求數列的通項公式。

解 :設an-αa(n-1)=β(a(n-1)-αa(n-2))。

得α+β=1。

αβ=-1。

構造方程x^2-x-1=0,解得α=(1-√5)/2,β=(1+√5)/2或α=(1+√5)/2,β=(1-√5)/2。

所以。an-(1-√5)/2*a(n-1)=(1+√5)/2*(a(n-1)-(1-√5)/2*a(n-2))=[(1+√5)/2]^(n-2)*(a2-(1-√5)/2*a1)`````````1。

an-(1+√5)/2*a(n-1)=(1-√5)/2*(a(n-1)-(1+√5)/2*a(n-2))=[(1-√5)/2]^(n-2)*(a2-(1+√5)/2*a1)`````````2。

由式1,式2,可得。

an=[(1+√5)/2]^(n-2)*(a2-(1-√5)/2*a1)``````````````3。

an=[(1-√5)/2]^(n-2)*(a2-(1+√5)/2*a1)``````````````4。

將式3*(1+√5)/2-式4*(1-√5)/2,化簡得an=(1/√5)*。

方法四:母函式法。

對於斐波那契數列,有a(1)=a(2)=1,a(n)=a(n-1)+a(n-2)(n>2時)

令s(x)=a(1)x+a(2)x^2+……+a(n)x^n+……。

那麼有s(x)*(1-x-x^2)=a(1)x+[a(2)-a(1)]x^2+……+[a(n)-a(n-1)-a(n-2)]x^n+……=x

.因此s(x)=x/(1-x-x^2).

不難證明1-x-x^2=-[x+(1+√5)/2][x+(1-√5)/2]=[1-(1-√5)/2*x][1-(1+√5)/2*x].

因此s(x)=(1/√5)*.

再利用式1/(1-x)=1+x+x^2+x^3+……+x^n+……

於是就可以得s(x)=b(1)x+b(2)x^2+……+b(n)x^n+……

其中b(n)=(1/√5)*.

因此可以得到a(n)=b(n)==(1/√5)*

斐波那契數列通項公式,詳細過程。

4樓:匿名使用者

即斐波那契數列,「斐波那契數列」的發明者,是義大利數學家列昂納多·斐波那契(leonardo fibonacci,生於公元2023年,卒於2023年。籍貫大概是比薩)。他被人稱作「比薩的列昂納多」。

2023年,他撰寫了《珠算原理》(liber abaci)一書。他是第一個研究了印度和阿拉伯數學理論的歐洲人。他的父親被比薩的一家商業團體聘任為外交領事,派駐地點相當於今日的阿爾及利亞地區,列昂納多因此得以在一個阿拉伯老師的指導下研究數學。

他還曾在埃及、敘利亞、希臘、西西里和普羅旺斯研究數學。

斐波那契數列指的是這樣一個數列:1,1,2,3,5,8,13,21……

這個數列從第三項開始,每一項都等於前兩項之和。它的通項公式為:(1/√5)*【√5表示根號5】

很有趣的是:這樣一個完全是自然數的數列,通項公式居然是用無理數來表達的。

【該數列有很多奇妙的屬性】

比如:隨著數列項數的增加,前一項與後一項之比越逼近**分割0.6180339887……

還有一項性質,從第二項開始,每個奇數項的平方都比前後兩項之積多1,每個偶數項的平方都比前後兩項之積少1。

如果你看到有這樣一個題目:某人把一個8*8的方格切成四塊,拼成一個5*13的長方形,故作驚訝地問你:為什麼64=65?

其實就是利用了斐波那契數列的這個性質:5、8、13正是數列中相鄰的三項,事實上前後兩塊的面積確實差1,只不過後面那個圖中有一條細長的狹縫,一般人不容易注意到。

如果任意挑兩個數為起始,比如5、-2.4,然後兩項兩項地相加下去,形成5、-2.4、2.

6、0.2、2.8、3、5.

8、8.8、14.6……等,你將發現隨著數列的發展,前後兩項之比也越來越逼近**分割,且某一項的平方與前後兩項之積的差值也交替相差某個值。

斐波那契數列的第n項同時也代表了集合中所有不包含相鄰正整數的子集個數。

【斐波那契數列別名】

斐波那契數列又因數學家列昂納多·斐波那契以兔子繁殖為例子而引入,故又稱為「兔子數列」。

斐波那契數列

一般而言,兔子在出生兩個月後,就有繁殖能力,一對兔子每個月能生出一對小兔子來。如果所有兔都不死,那麼一年以後可以繁殖多少對兔子?

我們不妨拿新出生的一對小兔子分析一下:

第一個月小兔子沒有繁殖能力,所以還是一對;

兩個月後,生下一對小兔民數共有兩對;

三個月以後,老兔子又生下一對,因為小兔子還沒有繁殖能力,所以一共是三對;

------

依次類推可以列出下表:

經過月數:0123456789101112

兔子對數:1123581321345589144233

表中數字1,1,2,3,5,8---構成了一個數列。這個數列有關十分明顯的特點,那是:前面相鄰兩項之和,構成了後一項。

這個數列是義大利中世紀數學家斐波那契在<算盤全書>中提出的,這個級數的通項公式,除了具有a(n+2)=an+a(n+1)/的性質外,還可以證明通項公式為:an=1/√[(1+√5/2) n-(1-√5/2) n](n=1,2,3.....)

【斐波那挈數列通項公式的推導】

斐波那契數列:1,1,2,3,5,8,13,21……

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:

f(1)=f(2)=1,f(n)=f(n-1)+f(n-2) (n≥3)

顯然這是一個線性遞推數列。

通項公式的推導方法一:利用特徵方程

線性遞推數列的特徵方程為:

x^2=x+1

解得x1=(1+√5)/2, x2=(1-√5)/2.

則f(n)=c1*x1^n + c2*x2^n

∵f(1)=f(2)=1

∴c1*x1 + c2*x2

c1*x1^2 + c2*x2^2

解得c1=1/√5,c2=-1/√5

∴f(n)=(1/√5)*【√5表示根號5】

通項公式的推導方法二:普通方法

設常數r,s

使得f(n)-r*f(n-1)=s*[f(n-1)-r*f(n-2)]

則r+s=1, -rs=1

n≥3時,有

f(n)-r*f(n-1)=s*[f(n-1)-r*f(n-2)]

f(n-1)-r*f(n-2)=s*[f(n-2)-r*f(n-3)]

f(n-2)-r*f(n-3)=s*[f(n-3)-r*f(n-4)]

……f(3)-r*f(2)=s*[f(2)-r*f(1)]

將以上n-2個式子相乘,得:

f(n)-r*f(n-1)=[s^(n-2)]*[f(2)-r*f(1)]

∵s=1-r,f(1)=f(2)=1

上式可化簡得:

f(n)=s^(n-1)+r*f(n-1)

那麼:f(n)=s^(n-1)+r*f(n-1)

= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*f(n-2)

= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) + r^3*f(n-3)

……= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1)*f(1)

= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1)

(這是一個以s^(n-1)為首項、以r^(n-1)為末項、r/s為公差的等比數列的各項的和)

=[s^(n-1)-r^(n-1)*r/s]/(1-r/s)

=(s^n - r^n)/(s-r)

r+s=1, -rs=1的一解為 s=(1+√5)/2, r=(1-√5)/2

則f(n)=(1/√5)*

【c語言程式】

main()

; int i;

for(i=2;i<40;i++)

for(i=0;i<40;i++)

return 0;

} 【pascal語言程式】

varfib: array[0..40]of longint;

i: integer;

begin

fib[0] := 1;

fib[1] := 1;

for i:=2 to 39 do

fib[i ] := fib[i-1] + fib[i-2];

for i:=0 to 39 do

write('f', i, '=', fib[i ]);

end.

【數列與矩陣】

對於斐波那契數列1,1,2,3,5,8,13…….有如下定義

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

f(1)=1

f(2)=1

對於以下矩陣乘法

f(n+1) = 1 1 * f(n)

f(n) 1 0 f(n-1)

它的運算就是

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

f(n)=f(n)

可見該矩陣的乘法完全符合斐波那契數列的定義

設1 為b,1 1為c

1 1 0

可以用迭代得到:

斐波那契數列的某一項f(n)=(bc^(n-2))1

這就是斐波那契數列的矩陣乘法定義.

另矩陣乘法的一個運演算法則a¬^n(n為偶數)=a^(n/2)* a^(n/2).

因此可以用遞迴的方法求得答案.

時間效率:o(logn),比模擬法o(n)遠遠高效。

**(pascal)

program fibonacci;

type

matrix=array[1..2,1..2] of qword;

varc,cc:matrix;

n:integer;

function multiply(x,y:matrix):matrix;

vartemp:matrix;

begin

temp[1,1]:=x[1,1]*y[1,1]+x[1,2]*y[2,1];

temp[1,2]:=x[1,1]*y[1,2]+x[1,2]*y[2,2];

temp[2,1]:=x[2,1]*y[1,1]+x[2,2]*y[2,1];

temp[2,2]:=x[2,1]*y[1,2]+x[2,2]*y[2,2];

exit(temp);

end;

function getcc(n:integer):matrix;

vartemp:matrix;

t:integer;

begin

if n=1 then exit(c);

t:=n div 2;

temp:=getcc(t);

temp:=multiply(temp,temp);

if odd(n) then exit(multiply(temp,c))

else exit(temp);

end;

procedure init;

begin

readln(n);

c[1,1]:=1;

c[1,2]:=1;

c[2,1]:=1;

c[2,2]:=0;

if n=1 then

begin

writeln(1);

halt;

end;

if n=2 then

begin

writeln(1);

halt;

end;

cc:=getcc(n-2);

end;

procedure work;

begin

writeln(cc[1,1]+cc[1,2]);

end;

begin

init;

work;

end.

【數列值的另一種求法】

f(n) = [ (( sqrt ( 5 ) + 1 ) / 2) ^ n ]

其中[ x ]表示取距離 x 最近的整數。

【數列的前若干項】

1 1

2 2

3 3

4 5

5 8

6 13

7 21

8 34

9 55

10 89

11 144

12 233

13 377

14 610

15 987

16 1597

17 2584

18 4181

19 6765

20 10946

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設x3是3的倍bai數,則後面依次dux4,x5,x6,直到x7才是zhi3的倍數。x5 x4 x3 daox6 x5 x4 x7 x6 x5 整理得x7 2x3 3x4,顯然是版3的倍數。由於1,1,2,3前4項已經決權定x3 3 是一個3的倍數,所以以上結論以此類推成立。哈哈。你把du遞推式子往...

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運用數學歸納bai法 當n 1時,命題成 du立假設n k時,命題成立 當zhin k 1時,f daok 3 專 1 f k 1 f k 2 1 f k 1 f 1 f 2 屬.f k f 1 f 2 f k 1 命題成立 主函式已經給出了,只要編寫函式fibo,如下 int fibo int n...

用c語言求斐波那契數列第n項的值

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