登陆注册
2876800000002

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
  • 海龙大传:史前水怪真面目

    海龙大传:史前水怪真面目

    这是一部古生物的异志。它以“醒来”的化石为依据,向人们阐述着一段中生代的水下传奇。中生代的陆地上,逡巡的恐龙是绝对的霸主,天空则大半由翼龙主宰着,在广阔的海洋中,虽然有形形色色的鱼类畅游其间,但中生代的海生爬行动物才是海洋中真正的主宰者,它们就是海龙类的精灵们:有着“水下暴龙”之称的沧龙、眼如探照灯的大眼鱼龙、有着超长脖子的薄片龙、嘴如宝剑的神剑鱼龙、牙齿犬牙交错的滑齿龙、身着“露脐装”和“小热裤”的豆齿龙……
  • 动植物百科

    动植物百科

    从地球诞生到6亿年前,这段时间在地球历史上被称为隐生宙,虽然延续的时间约有40亿年,但由于材料不足,未能划分出详细的历史发展阶段,一般只再分为太古代和元古代,而它们之间还无确定的界限,因此常统称为前古生代。
  • 科学创造未来

    科学创造未来

    发达国家经济的增长点、现代化的战争、通讯传媒事业的日益发达,处处都体现出高科技的威力,同时也迅速地改变着人们的传统观念,使得人们对于科学知识充满了强烈渴求。
  • 穿越时空的现代交通(新编科技大博览·B卷)

    穿越时空的现代交通(新编科技大博览·B卷)

    由于全书内容涵量巨大,我们将其拆为A、B两卷。A卷包括:形形色色的现代武器、精彩绚丽的宇宙时空、日新月异的信息科学、握手太空的航天科技、穿越时空的现代交通、蓬勃发展的现代农业、日益重要的环境科学、抗衡衰亡的现代医学、解读自身的人体科学、走向未来的现代工业,共十卷。B卷包括:玄奥神秘的数学王国、透析万物的物理时空、奇异有趣的动物世界、广袤绮丽的地理、生机百态的植物世界、扑朔迷离的化学宫殿、蔚蓝旖旎的海洋、探索神秘的科学未知,共八卷。
  • 低碳工业:让污染远离我们的生活

    低碳工业:让污染远离我们的生活

    地球是我们共同的家园,白云蓝天,雾霭流岚、花香鸟语、蝶舞莺飞……如此美丽的环境需要我们共同的呵护。不要让小河的水总是恶臭,不要让机动车的尾气令人掩住口鼻,不要让草丛里的塑料袋不计其数……让我们牵起手,从一点一滴的小事做起,使我们的地球更美丽,更精彩。
热门推荐
  • 降临修真界

    降临修真界

    一入修真,血海漫天,尸身铺路,争杀无尽!只能奋勇向前,哪管他人悲欢离合。只求自身永不落陨,白骨化舟,渡近天阙彼岸!感谢阅文书评团提供书评支持
  • 毛泽东读《水浒传》

    毛泽东读《水浒传》

    本书分为四个单元:第一单元是毛泽东对《水浒传》文本的阅读,对小说作者和点评者的评论,以及对《水浒传》版本的关注;第二单元是毛泽东对梁山好汉革命精神、斗争艺术、经验教训的提炼、阐扬和运用;第三单元是毛泽东对小说人物的漫议、分析和引证;第四单元是毛泽东解读和运用《水浒传》在政治生活中受到误解的辩驳以及晚年他发表谈话引起“评《水浒》”运动的评析。总之,本书把一位革命家解读古典文学名著《水浒传》的整个情况和新鲜见解全部展示在读者面前。
  • 心尖宠妻很惹火

    心尖宠妻很惹火

    婚礼当天,她被心爱的男人一手设计,惨遭绑架,生死未卜;多年后,当她高调回归,那个男人却冷漠让她离开;郑天奇:“傅子语,滚回德国去。”傅子语:“怎么滚?不如,你滚给我看看!”郑天奇,欠我的,哪怕不择手段,我也要一一讨回。望着傅子语那倔强的脸庞,郑天奇心中大痛;傅子语,你永远都不知道,你就是我心尖的那抹朱砂痣,抹掉,心会疼;不抹,心更疼……
  • TFboys之我们的四叶时代

    TFboys之我们的四叶时代

    “苏晨夕,我喜欢你”那个少年一路奔跑,汗水浸湿了他的衣服,头发“我知道,你喜欢每一个小汤圆,很感谢上天让我这个普普通通的汤圆溜到你的身边,再见,我相信我们还会再见的”女孩露出一个勉强的笑容,转过身去,毫无留恋的登上了飞机,在那一刻,在眼睛中打转的泪水终于流了下来【源夕篇】“喂,你到底喜欢我哪一点,我改还不行吗”女孩无奈道;“我喜欢你不喜欢我,你快点改好不好,那样我们就可以在一起了”男孩嬉皮笑脸的说【凯雪篇】薰衣草庄园里坐着一个帅气的男孩,但是他却给人一种忧伤的感觉,他在等人,在等一个对他来说很重要的人,2年前她走了,他说他一定会在薰衣草庄园里等她回来的【玺雨篇】
  • 蜜宠甜心:首席快婿别乱来

    蜜宠甜心:首席快婿别乱来

    一夕间,她家破人亡,成了落魄千金,不得已辗转s市。万万没想到,自己第一份工作的上司竟然是一个恶魔!他,s市第一名门豪贵,长相俊美,行事狠唳,却唯独对手下的一个小秘书百般刁难。“楚桀澈,我要辞职!”“你不想拿回公司了么?”他嘴角噬着狂傲,高大的身躯慢慢贴近。“我……再考虑考虑……”“这个孩子必须打掉!”他赤红着眼,强硬拽着她来到了医院。一次邂逅,几多纠葛。相思不露,爱已入骨。
  • 仓储与配送

    仓储与配送

    全书共12章,着重介绍了仓讲与配送管理的基础知识,基本理论和操作方法,其中第一部分包括仓库的功能和分类、仓储设施、仓储管理、信息技术在仓库管理中的应用和特殊货物仓储管理等内容;第二部分包括商品配送、配送作业、配送中心的管理,配送成本的经济指标分析、电子商务与物流配送,跨国配送,配送的发展趋势等内容。每章都安排学习目标,关键概念、小结、思考题、案例分析等。既可作为高职院校物流管理、电子商务、物资管理、市场营销、国际贸易及相关专业的教学用书,也可作为仓库、港口、场站、物流中心、企事业单位的物流管理部门的物流业务培训用书。
  • 豪门闪婚:天价娇妻

    豪门闪婚:天价娇妻

    她爱他深入骨髓,从儿时起便将他奉若神明。只要他开心,她从来不会对他说一个不字。十几年的守候,她等来是他的背叛,是他的扫地出门。生活陷入窘境,她面临他故意的侮辱。华丽转身,她闪婚豪门,面对一个温情的男人,她被奉为公主。可突然而降的幸福,她不知幸是不幸……
  • 第二次世界大战最后结局:全面反攻

    第二次世界大战最后结局:全面反攻

    1939年9月前,中国的抗日战争、埃塞俄比亚的抗意战争等世界反法西斯抵抗运动就拉开了序幕;1939年9月1日,德国入侵波兰,宣告世界反法西斯战争正式开始;1945年9月27日,日本向盟国投降,昭示世界反法西斯伟大战争取得全面胜利。
  • 九命非命

    九命非命

    天将降大任于是人也,必先苦其心志,劳其筋骨,饿其体肤,空乏其身,行拂乱其所为,所以动心忍性,曾益其所不能。传说有这样一个人,他携天命降生,生有九命。死后灵魂不散,终觅得母体转生。他们超出常理之外,必受尽困苦磨炼。直到有一天这世间再也寻不到他们的踪迹。是命运,或者只是偶然。是恩赐?或者只是诅咒?既然万事万物皆有其存在的理由。九命?你因何存在?缘分或许就在这故事里又或者在故事外。等你来寻……
  • 显学

    显学

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。