则由第一个月到第十二个月兔子的对数分别
是:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,??,这个数列称为斐波那契数列.这个数列从第三项开始,每一项都等于前两项之和。所以斐波那契数列的定义为: 数列
满足
;
则称此数列为斐波那契(Fibonacci)数列
很有趣的是:这样一个完全是自然数的数列,通项公式居然是用无理数来表达的。它的通项公式为:
斐波那契数列又因数学家列昂纳多·斐波那契以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”。
又或者,斐波那契数列还可以由生活中一个很有意思的例子来引入:走楼梯问题。问题是这么提出的:
问题:某人可以一步登一个台阶,也可以一步登二个台阶,问他登上n个台阶的方式又有多少种?
解答:假设此人登上n台阶的方式有
种。
种;若第一步登了二阶,
若第一步登了一阶,则登上n阶台阶的方式有则登上n阶台阶的方式
有
种,于是
此时容易得到所以
于是这是一个删除了首项的斐波那契数列,
2
1.3斐波那契数列通项公式的若干推导方法
推导方法 1 先求满足递推关系
的等比数列
,其中
。于是(1)变形为
整理为
用求根公式可解得
可见,满足条件(1)的等比数列有两个公比
和
如果等比数列满足条件则公比为1,即不等于
,因此不可能满足条件(1)。但是,如果将满足条件(1)的两个
等比数列
与
逐项相加得到数列
==
(2)
则数列(2)仍满足条件(1),如果能适当选择a,b使即
3
则
(3)
所满足的所有条件。容易看出,满足条件的斐波
就符合斐波那契数列
那契数列是唯一的。因此满足条件(3)的a,b决定的数列(2)就是所求
的斐波那契数列。
由于程组,解之得
a=
,b=
从而
.
,所以可以将条件(3)看成以a,b为未知数的二元一次方
又由于因此
.
所以这里得到了斐波那契数列的通项公式
,
推导方法1的关键是:满足条件(1)的两个等比数列
仍
满足条件(1)(前两项都等于1。
一般不再是等比数列),适当选择的
推导方法 2 初等代数法
4
已知
首先,构建等比数列 设化简得
与式(1)比较系数可得:
不妨设
解得
所以有求出等比数列由以上可得:
变形得:求数列
进而得到
。令
,即为等比数列。
5
设
,解得
。故数列
为等比数列
即 。而,故有
又有和
可得得出
表达式
至此,我们就推导出了斐波那契数列的通项公式。
推导方法 3 大家都知道斐波那契数列的性质是从第三项开始,后面每一项是前面两项的和,即数列要满足式(1)的条件,而式(1)属于线性递归数列,此数列有其一般的表达式为:
式(4)变形为:
6