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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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