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沐嵐:兔子的繁殖和斐波那契數列(2)
送交者: 沐嵐 2016年06月29日22:50:52 於 [教育學術] 發送悄悄話


    這個西洋人通過觀察和計算發現了兔子繁殖的規律,那便是假設兔子不死,那麼從第三個月開始每一個月兔子的總數都會是前兩個月數目之和,於是他得出了這樣一個數列: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233,377,610,987,1597,2584,4181,6765,10946,17711,28657,46368。寫成公式便是 F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n≥2,n∈N*F(1) = 1 )。這個以遞歸方式定義的公式便以這位西洋人的名字作為公式名,叫做“斐波那契數列”(Fibonacci Sequence)又因之從兔子繁殖規律而來,也叫做“兔子數列”。再後來有個叫Robert Simson蘇格蘭人證明了當項數趨於無窮時,斐波那契數列的後項與前項之比趨近黃金分割,也就是1.61803398875…,說明了斐波那契數列與黃金分割有天然的聯繫,所以又叫“黃金分割數列“)。


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    他的全名叫里昂納多.斐波那契Leonardoda Fibonacc), 意大利比薩人,人稱”比薩的里昂納多”,生於公元1170(一說1175)卒於1245年(一說1250)。因為父親出任比薩商團外交使節的緣故,他曾跟隨他的父親在北非生活,從而接觸了印度和阿拉伯的數學。公元120227歲那年,斐波那契撰寫了著名的《算盤全書》(Liber Abacci--Book of Calculation一書,成為第一個研究了印度和阿拉伯數學理論的歐洲人。他寫作這本書的主要目的是鼓勵歐洲人使用印度09的數字系統(०, १, २, ३, ४, ५, ६, ७, ८, ९ ) 而拋棄羅馬的( I,II,III, IV...),因為他發現相比於羅馬數字系統,印度-阿拉伯數字系統應用於商業和金融上具有相當強的優越性。德國人文主義作家格雷戈爾·賴施Gregor Reisch在他1503年出版的《哲學的珍寶》(Margarita Philosophica)一書中有一幅插圖,說明了那個時代的歐洲人對印度-阿拉伯數字的推崇:

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圖中右邊的是古希臘數學家畢達哥拉斯正在用一塊計數板在計算,神情無奈,而左邊的人用印度數字計算則興高采烈,中間代表算術的女人裙子上寫滿了醒目的阿拉伯數字。

    當然他最著名的貢獻還是發現了“斐波那契數列”。這個數列描述了很多自然現象和規律,特別在植物學領域。很多的植物的花瓣比如百合花,三角梅,玫瑰,菊花等都以某個斐波那契數組成。

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樹葉排列樹幹的生長也符合斐波那契數列的規律:

  •    比如在枝幹上選一片葉子,從這個葉子的位置到達下一個正對的位置稱為一個循回。葉子在一個循回中旋轉的圈數也是斐波那契數。

  •      再例如,樹木的生長,由於新生的枝條,往往需要一段“休息”時間,供自身生長,而後才能萌發新枝。所以,一株樹苗在一段間隔,例如一年,以後長出一條新枝;第二年新枝“休息”,老枝依舊萌發;此後,老枝與“休息”過一年的枝同時萌發,當年生的新枝則次年“休息”。這樣,各個年份的枝椏數,便構成斐波那契數列。這個規律,就是生物學上著名的“魯德維格定律”。(百度百科)


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    斐波那契數列在歐美可謂是盡人皆知,於是在電影這種通俗藝術中也時常出現,比如在風靡一時的《達芬奇的密碼》裡它就作為一個重要的符號和情節線索出現。

    而著名的斐波那契曲線,由於它和黃金分割比例的關係,不但被古典畫家用於繪畫中,更是被今天的一些畫家作為一個繪畫門類而進行創作活動。

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(待續)


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