登陆注册
2219600000002

第2章 兔子数列

由于研究兔子繁殖问题,引出了一个极为奇妙而重要的数列。

有位养兔专业户想知道兔子繁殖的规律,于是他围了一个栅栏,把一对刚出生的小兔子关在里面。已知一对小兔子出生后两个月就开始生兔子,以后则每月可再生一对,假如不发生伤亡现象,满一年时,栅栏内有几对兔子呢?

现在,我们来帮他算一算。为了寻找规律,我们用“成”字表示已成熟的一对小兔子,“小”表示未成熟的一对小兔子,因为一对小兔子生下两个月就开始生小兔子,所以我们可以画出以下图表。

可见,头6个月的兔子的对数是1,1,2,3,5,8。

这个数列有什么规律呢?稍加观察就可发现它的特点:从第三项起,每一项都等于其前两项之和。根据这个特点,我们就可以把这个数列继续写下去,从而得到一年内兔子总对数

1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144。

可见,满一年时,一对刚出生的兔子可变成144对。

斐波那契是意大利人,12世纪、13世纪欧洲数学界的中心人物。他曾到埃及、叙利亚、希腊、西西里、法国南部等地游历,回国后便将所搜集的算术和代数材料加以研究,编写成《算盘书》。该书对欧洲大陆产生了很大影响,它用大量的题目说明理论内容。兔子繁殖问题就是其中的一题。所谓斐波那契数列就是指由兔子繁殖问题引出的数列

1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,…

其中an=an-1+an-2

斐波那契数列也可叫兔子数列,该数列中的每一项都称为斐波那契数。

它的通项公式为

an=151+52n-1-52nn∞αnan+1=1-52n。斐波那契数列有着广泛的应用。它和现代的优选法有密切关系。所谓优选法就是,尽可能少做试验,尽快地找到最优生产方案的数学方法。70年代经著名数学家华罗庚的倡导,优选法在我国得到广泛的推广和应用,取得了很多成果。优选法中有个“0.168法”,所谓“0.168”就是5-12的近似值。因此,人们就可用相邻两个斐波那列数之比来近似代替0.168。在这基础上,人们还创造了一种“斐波那契法”,来寻找最优方案。

最使人们感到惊奇的是,自然界很多现象都与斐波那契数列有关。科学家们发现蜜蜂的繁殖速度也符合斐波那契数列。除了动物的繁殖外,植物的生长也与斐波那契数有关。如果一棵树每年都在生长,那么,一般说来,第一年只有主干,第二年有2枝,第三年有3枝,最后是5枝、8枝、13枝等,每年的分枝数正好为斐波那契数。还有一些学者发现自然界中花朵的花瓣数目也与斐波那契数有关。生物学中的“鲁德维格定律”,就是斐波那契数列在植物学中的应用。

对于以上现象怎样解释呢?是偶然的巧合吗?大多数科学家认为,决不是巧合。是这些动、植物也懂得优选法吗?不是!其实道理很简单,自然界的生物在进化过程中都不自觉地服从着一条原则——“适者生存”,只有按照最优方案发展,才能很好地生存下去,否则就会慢慢被淘汰。

关于世界著名魔术大师兰迪有个小故事。他有一块边长为13分米的正方形地毯,想把它改成8分米宽,21分米长的地毯。于是,他找来一位工匠,请他加工。大家想一想,本来地毯面积是13×13=169,加工后地毯的面积是8×21=168。这位工匠当然无法完成。于是,他对兰迪说;“先生,我不是魔术师,恕我无法加工。”这时,聪明的兰迪教他先按左图中的方法割成两块,再重新拼凑一下,就得到了一块8×21(平方分米)的地毯(如下图)。

兰迪不愧为魔术大师,169平方分米分明比168平方分米大,这差数1平方分米变到哪里去了呢?读者如果自己动手,用硬纸剪割拼凑一下,也许会发现,当你将剪下的四个小块拼成长方形时,在对角线中段会出现微小的重叠,正是这种重叠,造成面积的误差。

十分奇妙,上面切割拼凑过程中碰到的四个数字5,8,13,21正好是斐波那契数。并且132=8×21+1,82=5×13-1。

看来,兰迪掌握了斐波那契数列的一条重要原则:

an2=an-1·an+1±1(n≥2)

读者能不能根据这条性质,模仿兰迪也设计出一个几何魔术呢?

同类推荐
  • 生活新探

    生活新探

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,传播科学精神,提高青少年的科学素质,是我们全社会的重要课题。
  • 世界文化博览(第二册)

    世界文化博览(第二册)

    《世界文化博览》精选了大量世界文化与自然遗产,以精炼的文字从多方面加以说明与介绍。揭开历史,一窥背后的故事,将人类历史上的里程碑和转折点,冲突和战争、创造和发现、崛起和衰落等,一一呈现在读者面前。其内容涵盖了原始社会、传媒通讯、人类军事武器的产生、数学宝库、西方文明的产生、人类走向宇航时代等。带你领略世界文化的博大精深,感受文化的力量和魅力,享受精神的盛宴,浓缩世界文化知识精粹。旨在为读者提高文化修养、丰富人生内涵、添加知识储备、准备写作素材、增加聚会谈资……
  • 兵器科技解密(科学知识游览车)

    兵器科技解密(科学知识游览车)

    《兵器科技解密》本书为您讲述各种兵器的科普知识。本书知识全面、内容精炼、通俗易懂,能够培养读者的科学兴趣和爱好,达到普及科学知识的目的,具有很强的可读性、启发性和知识性,是广大读者了解科技、增长知识、开阔视野、提高素质、激发探索和启迪智慧的良好科普读物。
  • 现代生活百科

    现代生活百科

    本书分门别类介绍生活中的百科知识。在阅读的同时你不仅可以了解到日常生活中的知识信息,还可以掌握到什么是个人素质修养,甚至可以通过本书丰富完善人生。
  • 海洋:直通大海的深处

    海洋:直通大海的深处

    当我们看见浩瀚无边的海洋时,也许会禁不住思考:在很久很久以前,海洋是怎样形成的呢?大约在46亿年前,宇宙中不断出现一些大大小小的星云团块。它们一边绕太阳旋转,一边自转。它们在运动过程中,彼此之间不断地碰撞,有些团块结合在了一起,由小变大,逐渐形成原始的地球。
热门推荐
  • 大神戒

    大神戒

    当一枚可以穿梭世界的神戒从天而降,林扬表示不能淡定。汉末三国,一个夜光瓶,你出价千金?一个音乐盒,你当成传家宝?绝世武功,仗剑江湖!倩女幽魂?仙剑奇侠传?西游记?这是要成仙的节奏?风骚的人生,从林扬走进一个个世界开始。咱的口号是,我是林扬,我喂自己袋盐。(扣扣群,529942076。)
  • 浩土之陆

    浩土之陆

    浩土之上,孙浩,楚国无权无势的羸弱王子,偶得禹皇息土踏入修仙之路。一路走来,平五灵收麒麟,定楚国伏南域……一步的走到浩土之巅。吾孙浩所在之时,浩土只在吾股掌之上……
  • 国旗阿妈啦

    国旗阿妈啦

    仁曲珍是一位深深热爱祖国、热爱中国共产党的藏族老人,在四十五年的时间里,这位老共产党员每天执著地将五星红旗在自己的院中挂起来,成为边陲山村一道美丽的风景。胡锦涛总书记等党和国家领导人知道老人的事迹后,都给予了关注与关怀。《国旗阿妈啦》的作者杨年华深入老人所在的樟木镇帮村采访、拍摄,对老人的人生故事进行了解,对她几十年如一日的升旗行为进行探寻,最终写成本书。《国旗阿妈啦》以老人一生的坎坷经历,尤其作为旧农奴,在西藏和平解放前后生活、尊严上的翻天覆地变化为核心,以老人数十年如一日的坚持为描写对象,进而将镜头拉远,焦点扩大到老人所在的一个村、一个镇的数十年发展。
  • 激活你的第六感

    激活你的第六感

    第六感并不是偶尔出现的,而是客观存在的,是每个人都天生具备的原始本能,只是人们始终没有意识到这一点,所以这项能力才会退化。只要知道经过练习的方式,第六感就会成为你最为神奇的能力。
  • 朕不是宋钦宗

    朕不是宋钦宗

    突然成为靖康之耻的男一号宋钦宗,赵桓表示,历史绝对不能重演!
  • 仪魔战

    仪魔战

    天地混沌,妖族大乱,妖族与兽族开战,妖族祸乱人间,兽族起兵讨伐妖族,兽族为了让妖族与人类和平相处,跟妖族反目成仇。
  • 史前史后

    史前史后

    白垩纪末日,一段爱恨情仇,几代人之间的疯狂悲鸣。史诗级鸿篇巨制,南美式奇幻神话
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。
  • 上海牛人

    上海牛人

    一头牛,一个老娘三个娃,他们到上海,能干什么?是什么支撑着他们走过漫漫人生路,在现代大都市打下新上海人的天空;是什么,让他重新审视自己的生活,敢于追求奢想的人生?大学梦想,催眠,抑郁症,白血病,新时代下的亲情、爱情,他们可以交融起怎样的一个故事?
  • 异血星球

    异血星球

    公元2768年,平凡到仿佛每个浑浑噩噩度过的年月,却因一瓶药剂掀起了滔天巨浪!神仙?妖怪?这些仿佛只存在书本影视中的名词再一次因为科技这个与之恰恰相反的名词一点点显现在人们面前。