神機妙算 !—— 類斐波那契數列簡介
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請看下面的一串數:
我們來求從上面第一個數開始連續任意多個數的和,比如下面數串中橫線以上數字的和:
我們其實不用一個個地把它們加起來,因爲若橫線上面數很多,加起來也很容易出錯。而我有簡單的方法一下子就可以說出結果:
518。
爲什麼?我是怎麼神機妙算的?很簡單,我用橫線下面的第二個數,這裏是521,減去最上面第二個數,這裏是3,得到518。爲什麼這樣算是正確的呢?
這裏涉及“類斐波那契數列”的概念,所謂類斐波那契數列是這樣的,任給兩個數,然後從第三個數起,它是其前面兩個數的和。也就是說,把斐波那契數列的頭兩個數F1=F2=1換成任意兩個數,而遞推關係式Fn=Fn-1+Fn-2不變。
上面的式子就是這樣得來的,頭兩個數是1和3。我們要求的前11個數的和,可以寫成:
F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7+F8+F9+F10+F11
橫線劃在F11的下面,於是,橫線下面的第二個數就是F13,所以,我們就要證明:
F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7+F8+F9+F10+F11=F13-F2
把右端(-F2 )移到左邊(變符號),所以,我們就是要證明:
F2+F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7+F8+F9+F10+F11=F13
由於
F1+F2 = F3,
F2+F3 = F4,
F3+F4 = F5,
F4+F5 = F6,
F5+F6 = F7,
F6+F7 = F8,
F7+F8 = F9,
F8+F9 = F10,
F9+F10 = F11,
F10+F11 = F12,
F11+F12 = F13,
所以有:
左邊
=F2+F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7+F8+F9+F10+F11
= F2+F3+F3+F4+F5+F6+F7+F8+F9+F10+F11
= F4+F5+F5+F6+F7+F8+F9+F10+F11
= F6+F7+F7+F8+F9+F10+F11
= F8+F9+F9+F10+F11
= F10+F11+F11
= F12+F11
= F13
=右邊
這就解釋了我上面的神機妙算是怎麼做到的。
一般化後,對任意的n,可以得到:
如果是斐波那契數列,則F2=1,所以,
這是斐波那契數列的一條性質,即斐波那契數列前n項和加1等於第n+2項。
本期用了一個有趣的計算問題,引出了斐波那契數列的性質。以後我還會陸續介紹斐波那契數列的其他一些性質,也力爭做到從有趣的實例引入。當然,有趣歸有趣,數學味道卻一點不能少!
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