神奇的斐波那契数列(4)
2023-04-08 来源:文库网
走楼梯
我们从最简单的情况开始分析:
如果只有一级台阶,只能一步跨上去,显然只有1种走法。
如果有两级台阶,可以一步跨上去, 也可以分成两步来走,因此有2种走法。
如果有三级台阶,就有如图所示的3种走法:分成三小步、一小步一大步、和一大步一小步。
如果有更多台阶怎么办呢?这就需要递推式了。由于一步最多走连两个台阶,因此要到达第N级台阶,有两种方案:
1. 走到第N-1级台阶上,然后走一小步跨到最上方;
2. 走到第N-2级台阶上,然后走一大步跨到最上方。
我们用aN-1和aN-2分别表示走到第N-1级和第N-2级台阶的方法数,那么走到第N级台阶的方法数就是:
显然,这就是斐波那契数列的递推公式,因此走台阶问题的解刚好是斐波那契数列。
生活中最典型的斐波那契数列应用是在植物学中。
树枝中的斐波那契数列
大树在生长的过程中会长出分枝,如果我们从下到上数分枝个数,就会发现依次是1、1、2、3、5、8、13…等等,刚好是斐波那契数列。有科学家对这种现象的解释是与兔子繁殖后代相同:每过一段时间老树枝都会萌发新芽,而新芽成长为成熟的树枝后也会每隔一段时间萌发一次新芽。
另一个神奇的例子就是向日葵等植物。
我们从最简单的情况开始分析:
如果只有一级台阶,只能一步跨上去,显然只有1种走法。
如果有两级台阶,可以一步跨上去, 也可以分成两步来走,因此有2种走法。
如果有三级台阶,就有如图所示的3种走法:分成三小步、一小步一大步、和一大步一小步。
如果有更多台阶怎么办呢?这就需要递推式了。由于一步最多走连两个台阶,因此要到达第N级台阶,有两种方案:
1. 走到第N-1级台阶上,然后走一小步跨到最上方;
2. 走到第N-2级台阶上,然后走一大步跨到最上方。
我们用aN-1和aN-2分别表示走到第N-1级和第N-2级台阶的方法数,那么走到第N级台阶的方法数就是:
显然,这就是斐波那契数列的递推公式,因此走台阶问题的解刚好是斐波那契数列。
生活中最典型的斐波那契数列应用是在植物学中。
树枝中的斐波那契数列
大树在生长的过程中会长出分枝,如果我们从下到上数分枝个数,就会发现依次是1、1、2、3、5、8、13…等等,刚好是斐波那契数列。有科学家对这种现象的解释是与兔子繁殖后代相同:每过一段时间老树枝都会萌发新芽,而新芽成长为成熟的树枝后也会每隔一段时间萌发一次新芽。
另一个神奇的例子就是向日葵等植物。