揭开斐波那契数列的神秘面纱

来源 :初中生世界·九年级 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wumingshan2009
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  有这样一个数列1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,377,610,987,1597,2584,4181,6765,10946,17711,28657,46368......這个数列前两个数均为1,从第3项开始,每一项都等于前两项之和。
  公元前200年左右,一位印度数学家在研究用箱子包装物件长度恰好为1和2时的方法时首先描述了这个数列。到了中世纪,来自意大利的数学家列昂纳多·斐波那契以兔子繁殖为例引入这组数列,故又称为“兔子数列”,后来命名为“斐波那契数列”。
  在自然界中,一些植物的花瓣、萼片、果实的数目以及排列的方式,都是非常贴合斐波那契数列的。在一定条件下,我们通过细致观察可以发现,向日葵的花盘中有2组螺旋线,一组以顺时针方向盘绕,另一组则按照逆时针方向盘绕,并且彼此相嵌。虽然不同的向日葵品种中,这些顺逆螺旋的数目并不固定,但这些数目往往不会超出34和55、55和89、89和144这三组数字,每组数字都是斐波那契数列中相邻的两个数。
  再比如树木的生长。新生的枝条需要一段“休息”时间供自身生长,而后才能萌发新枝。一株树苗在一年后长出一条新枝,第二年新枝“休息”,老枝依旧萌发;此后,老枝与“休息”过一年的枝同时萌发,当年生的新枝则次年“休息”。这样,一株树木各个年份的枝丫数,便构成斐波那契数列。这个规律,就是生物学上著名的“鲁德维格定律”。
  我们观察延龄草、野玫瑰、南美血根草、大波斯菊、金凤花、耧斗菜、百合花、蝴蝶花的花瓣,可以发现它们花瓣数目也具有斐波那契数:3、5、8、13、21......通常来说,百合花花瓣数为3,梅花花瓣数为5,飞燕草花瓣数为8,万寿菊花瓣数为13,向日葵有21和34两个数目的花瓣数,雏菊有34、55和89三个数目的花瓣数。
  为什么自然界中有如此之多的斐波那契数列巧合呢?这是植物在大自然中长期适应和进化的结果,是为了让自己最充分地利用阳光和空气,繁育更多的后代。当然,受气候或病虫害的影响,很多植物生长不一定严格按照斐波那契数列。
  众多的数学爱好者对于斐波那契数列的研究热情很高,也编拟出了很多与之有关的数学趣题,下面我们一起来看看吧。
  一、台阶的走法
  面对11级台阶,小敏一步只能上1级台阶或2级台阶,那么1级台阶只有1种走法,记为(1);2级台阶有两种走法,记为(1、1),(2);3级台阶有3种走法,记为(1、1、1),(1、2),(2、1);4级台阶有5种走法,记为(1、1、1、1),(1、1、2),(1、2、1),(2、1、1),(2、2)......小敏发现,当台阶数分别为1级、2级、3级、4级、5级、6级......逐渐增加时,上台阶的不同走法依次为1、2、3、5、8、13......这就是著名的斐波那契数列。那么小敏上到11级台阶共有(
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