powered by CADENAS

Social Share

Числа Фибоначчи (16546 views - Mechanical Engineering)

Чи́сла Фибона́ччи (также Фибона́чи) — элементы числовой последовательности 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1597, 2584, 4181, 6765, 10946, … (последовательность A000045 в OEIS), в которой первые два числа равны либо 1 и 1, либо 0 и 1, а каждое последующее число равно сумме двух предыдущих чисел. Названы в честь средневекового математика Леонардо Пизанского (известного как Фибоначчи). Более формально, последовательность чисел Фибоначчи { F n } {\displaystyle \left\{F_{n}\right\}} задаётся линейным рекуррентным соотношением: F 0 = 0 , F 1 = 1 , F n = F n − 1 + F n − 2 , n ⩾ 2 , n ∈ Z . {\displaystyle F_{0}=0,\qquad F_{1}=1,\qquad F_{n}=F_{n-1}+F_{n-2},\quad n\geqslant 2,\quad n\in \mathbb {Z} .} Иногда числа Фибоначчи рассматривают и для отрицательных значений n {\displaystyle n} , как двусторонне бесконечную последовательность, удовлетворяющую тому же рекуррентному соотношению. При этом члены с отрицательными индексами легко получить с помощью эквивалентной формулы «назад»: F n = F n + 2 − F n + 1 {\displaystyle F_{n}=F_{n+2}-F_{n+1}} : Легко заметить, что F − n = ( − 1 ) n + 1 F n {\displaystyle F_{-n}=(-1)^{n+1}F_{n}} .
Go to Article

Explanation by Hotspot Model

Числа Фибоначчи

Числа Фибоначчи

Чи́сла Фибона́ччи (также Фибона́чи[1]) — элементы числовой последовательности

0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1597, 2584, 4181, 6765, 10946, … (последовательность A000045 в OEIS),

в которой первые два числа равны либо 1 и 1, либо 0 и 1, а каждое последующее число равно сумме двух предыдущих чисел. Названы в честь средневекового математика Леонардо Пизанского (известного как Фибоначчи)[2].

Более формально, последовательность чисел Фибоначчи задаётся линейным рекуррентным соотношением:

Иногда числа Фибоначчи рассматривают и для отрицательных значений , как двусторонне бесконечную последовательность, удовлетворяющую тому же рекуррентному соотношению. При этом члены с отрицательными индексами легко получить с помощью эквивалентной формулы «назад»: :

n −10 −9 −8 −7 −6 −5 −4 −3 −2 −1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
−55 34 −21 13 −8 5 −3 2 −1 1 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55

Легко заметить, что .

Происхождение

Последовательность Фибоначчи была хорошо известна в древней Индии, где она применялась в метрических науках (просодии, другими словами — стихосложении) намного раньше, чем стала известна в Европе.

Образец длиной n может быть построен путём добавления S к образцу длиной n-1, либо L к образцу длиной n-2; и просодицисты показали, что число образцов длиною n является суммой двух предыдущих чисел в последовательности. Дональд Кнут рассматривает этот эффект в книге «Искусство программирования».

На Западе эта последовательность была исследована Леонардо Пизанским, известным как Фибоначчи, в его труде «Liber Abaci» (1202). Он рассматривает развитие идеализированной (биологически нереальной) популяции кроликов, предполагая, что: изначально есть новорожденная пара кроликов (самец и самка); со второго месяца после своего рождения кролики начинают спариваться и каждый месяц производить новую пару кроликов; кролики никогда не умирают. Сколько пар кроликов будет через год?

  • В начале первого месяца есть только одна новорожденная пара (1).
  • В конце первого месяца по-прежнему только одна пара кроликов, но уже спарившаяся (1)
  • В конце второго месяца первая пара рождает новую пару и опять спаривается (2)
  • В конце третьего месяца первая пара рождает ещё одну новую пару и спаривается, вторая пара только спаривается (3)
  • В конце четвёртого месяца первая пара рождает ещё одну новую пару и спаривается, вторая пара рождает новую пару и спаривается, третья пара только спаривается (5)

В конце -го месяца количество пар кроликов будет равно количеству пар в предыдущем месяце плюс количество новорожденных пар, которых будет столько же, сколько пар было два месяца назад. Таким образом:

Формула Бине

Формула Бине выражает в явном виде значение как функцию от n:

где  — золотое сечение. При этом и являются корнями характеристического уравнения .

Из формулы Бине следует, что для всех , есть ближайшее к целое число, то есть . В частности, при справедлива асимптотика .

Формула Бине может быть аналитически продолжена следующим образом:

При этом соотношение выполняется для любого комплексного числа z.

Тождества

  • (см. рис.)

И более общие формулы:

  • Числа Фибоначчи представляются значениями континуант на наборе единиц: , то есть
, а также ,
где матрицы имеют размер , i — мнимая единица.
  • Для любого n,
  • Рекуррентная формула для получения чисел Фибоначчи:

Знак перед коэффициентом 4 выбирается так, чтобы корень извлекался нацело.

Свойства

  • Наибольший общий делитель двух чисел Фибоначчи равен числу Фибоначчи с индексом, равным наибольшему общему делителю индексов, то есть . Следствия:
    • делится на тогда и только тогда, когда делится на (за исключением ). В частности, делится на (то есть является чётным) только для ; делится на только для ; делится на только для и т. д.
    • может быть простым только для простых (с единственным исключением ). Например, число простое, и его индекс 13 также прост. Обратное не верно, наименьший контрпример — . Неизвестно, бесконечно ли множество чисел Фибоначчи, являющихся простыми.
  • Последовательность чисел Фибоначчи является частным случаем возвратной последовательности, её характеристический многочлен имеет корни и .
  • Отношения являются подходящими дробями золотого сечения и, в частности,
  • Суммы биномиальных коэффициентов на диагоналях треугольника Паскаля являются числами Фибоначчи ввиду формулы
    .
  • В 1964 году Дж. Кон (J. H. E. Cohn) доказал,[4] что единственными точными квадратами среди чисел Фибоначчи являются числа Фибоначчи с индексами 0, 1, 2, 12:
    , , , .
  • Производящей функцией последовательности чисел Фибоначчи является:
  • Множество чисел Фибоначчи совпадает с множеством неотрицательных значений многочлена
на множестве неотрицательных целых чисел x и y.[5]
  • Произведение и частное двух любых различных чисел Фибоначчи, отличных от единицы, никогда не является числом Фибоначчи.
  • Период чисел Фибоначчи по модулю натурального числа n называется периодом Пизано и обозначается π(n). Периоды Пизано π(n) образуют последовательность:
    1, 3, 8, 6, 20, 24, 16, 12, 24, 60, 10, 24, 28, 48, 40, 24, 36, … (последовательность A001175 в OEIS)
    • В частности, последние цифры чисел Фибоначчи образуют периодическую последовательность с периодом π(10)=60, последняя пара цифр чисел Фибоначчи образует последовательность с периодом π(100)=300, последние три цифры — с периодом π(1000)=1500, последние четыре — с периодом π(10000)=15000, последние пять — с периодом π(100000)=150000 и т. д.
  • Натуральное число N является числом Фибоначчи тогда и только тогда, когда или является квадратом.[6]
  • Не существует арифметической прогрессии длиной больше 3, состоящей из чисел Фибоначчи.[7]
  • Число Фибоначчи равно количеству кортежей длины n из нулей и единиц, в которых нет двух соседних единиц. При этом равно количеству таких кортежей, начинающихся с нуля, а  — начинающихся с единицы.
  • Число 0,112358132134… (после запятой записаны подряд идущие числа Фибоначчи) является иррациональным.[источник не указан 1294 дня]

Вариации и обобщения

В других областях

Существует мнение, что почти все утверждения, находящие числа Фибоначчи в природных и исторических явлениях, неверны — это распространённый миф, который часто оказывается неточной подгонкой под желаемый результат[8][9].

В природе

См. также



This article uses material from the Wikipedia article "Числа Фибоначчи", which is released under the Creative Commons Attribution-Share-Alike License 3.0. There is a list of all authors in Wikipedia

Mechanical Engineering

AutoCAD, SolidWorks, Autodesk Inventor, FreeCAD, Catia, Siemens NX, PTC Creo, Siemens Solid Edge, Microstation, TurboCAD, Draftsight, IronCAD, Spaceclaim, VariCAD, OnShape, IntelliCAD,T-FLEX, VariCAD, TenadoCAD, ProgeCAD, Cadra, ME10, Medusa, Designspark, KeyCreator, Caddy, GstarCAD, Varimetrix, ASCON Kompas-3D, Free Download, Autocad, 2D Library, DXF, DWG, 2D drawing, 3D digital library, STEP, IGES, 3D CAD Models, 3D files, CAD library, 3D CAD files, BeckerCAD, MegaCAD, Topsolid Missler, Vero VisiCAD, Acis SAT, Cimatron, Cadceus, Solidthinking, Unigraphics, Cadkey, ZWCAD, Alibre, Cocreate, MasterCAM, QCAD.org, QCAD, NanoCAD