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零加一中:Fibonacci问题详解
送交者: 侠行天涯 2011年03月14日17:40:52 于 [灵机一动] 发送悄悄话

            有一对刚生的小兔子,两个月后每月生一对小兔子。所生的小兔子也是两个月后开始每月生一对小兔子。问N个月后有几对兔子?

            F(0) = 1, F(1) = 1, F(2) =2, ...

            先推导F(n)的递推公式

            F(n) = F(n-1) + F(n-2) , n > 1

我们把F(n-2)分为两部分aba为当月出生的,其他为ba要到第n月才能生育,b下月都可生育。

            F(n-2) = a + b, F(n-1) =a + 2b, F(n) = 2a + 3b

我们有F(n) = F(n-1) + F(n-2) , n > 1

            f(x) = Sum(F(n)xn) n=0,1,2,...

          = 1 + x + Sum{F(n-1))xn + F(n-2))xn }, n=2,3,4,...

          = 1 + x + x{f(x) - 1} + x2f(x)

经整理得

            f(x){1 - x - x2} = 1

          f(x) =1/ {1 - x - x2} = -1 / {(x + x-)(x + x+)} = 1 /{(1+ x/x-)(1+ x/x+)}

这儿  x+ = (1 + SQRT(5))/2 , x-  = (1 - SQRT(5))/2

            f(x) = -( x-/ SQRT(5))/(1+ x/ x+) + (x+/ SQRT(5) )(1+ x/ x-)

两项均展开后xn的系数即F(n)第一项的系数正负交替,第二项恒正。当n很大时,第一项可忽略不计。

            有些书定义F(0) = 1, F(1) = 2,细节可能会有所不同。
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