斐差晚担革协析吃波那契数列的规律是什么?
的有关信息介绍如下:问题补充说明:各位哥哥姐姐来帮帮忙!!!!!!!!!!!!!!!!!!
通项公式
(见图)(又叫“比内公式”,是用红许李亚奏通搞紧句新那无理数表示有理数的一个范例。)
注:此时a1=1,a360问答2=1,an=a(n-1)+a(n-2)(n>=3,n单∈N*)
通项公式的推导
斐波那契数列:1、1、2、3、5、8、13、21、……
如果设F(n)为该数列的第n项(n∈N+)。那么这句话可以写成如下形式:
F(0)=0,F(与根1)=1,F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n≥2),
显然这是一个线性递推数列。
方法一:利用特征方程(线性代数解法)
线性递推数列的特征方程为普风铁向慢跳思部:
X^2=X+1
解得
X1象医料富排=(1+√5)/2,,X2=(1-√5)/2。
则F(n)=C1*X1^n+C2*X2^n。
∵F(1)=F(2)=1。
∴C1*X1+C2*X2。
其马也导视守务的音脚们 C1*X1^语钢粮曲记故尼件突计2+C2*X2^2。
解得C1=√5/5,C2=袁失冲紧草阶普迅-√5/5。
∴F(n美形带物)=(√5/5)*{[(1+√5)/2]^n-[(1-√5)/2]^n}(√5表示根号5)。
方法二:待定系数法构造等比数列1胜题谈协口(初等代数解法)
设常数r,息包便缩短导怀别很许击s。
使得F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]。
则r+s=1,-rs=1。
n≥层官石3时,有。
F(n)-r*F(n-1)=操态承婷民字世s*[F(n-1特太载实)-r*F(n-2)]。
F(n-1)-r*F(n-2)=s*[F(n-2)-r*F(n-3)]。
F(n-2)-r*F齐困职物请光聚(n-3)=s*[F(n-3)-r*F(n-4)]。
……
F(3)-r*F(2)=s*[F(2)-r*F(1)]。
联立以上n-2个式子,得:
F(n)-r*F(n-1)=[s^(n-2)]*[F(2)-r*F(1)]。
∵s=1-r,F(1)=F(2)=1。
上式可化简得:
F(n)=s^(n-1)+r*F(n-1)。
那么:
F(n)=s^(n-1)+r*F(n-1)。
=s^(n-1)+r*s^(n-2)+r^2*F(n-2)。
=s^(n-1)+r*s^(n-2)+r^2*s^(n-3)+r^3*F(n-3)。
……
=s^(n-1)+r*s^(n-2)+r^2*s^(n-3)+……+r^(n-2)*s+r^(n-1)*F(1)。
=s^(n-1)+r*s^(n-2)+r^2*s^(n-3)+……+r^(n-2)*s+r^(n-1)。
(这是一个以s^(n-1)为首项、以r^(n-1)为末项、r/s为公比的等比数列的各项的和)。
=[s^(n-1)-r^(n-1)*r/s]/(1-r/s)。
=(s^n-r^n)/(s-r)。
r+s=1,-rs=1的一解为s=(1+√5)/2,r=(1-√5)/2。
则F(n)=(√5/5)*{[(1+√5)/2]^n-[(1-√5)/2]^n}。
方法三:待定系数法构造等比数列2(初等代数解法)
已知a1=1,a2=1,an=a(n-1)+a(n-2)(n>=3),求数列{an}的通项公式。
解:设an-αa(n-1)=β(a(n-1)-αa(n-2))。
得α+β=1。
αβ=-1。
构造方程x^2-x-1=0,解得α=(1-√5)/2,β=(1+√5)/2或α=(1+√5)/2,β=(1-√5)/2。
所以。
an-(1-√5)/2*a(n-1)=(1+√5)/2*(a(n-1)-(1-√5)/2*a(n-2))=[(1+√5)/2]^(n-2)*(a2-(1-√5)/2*a1)`````````1。
an-(1+√5)/2*a(n-1)=(1-√5)/2*(a(n-1)-(1+√5)/2*a(n-2))=[(1-√5)/2]^(n-2)*(a2-(1+√5)/2*a1)`````````2。
由式1,式2,可得。
an=[(1+√5)/2]^(n-2)*(a2-(1-√5)/2*a1)``````````````3。
an=[(1-√5)/2]^(n-2)*(a2-(1+√5)/2*a1)``````````````4。
将式3*(1+√5)/2-式4*(1-√5)/2,化简得an=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n-[(1-√5)/2]^n}。
与黄金分割的关系
有趣的是:这样一个完全是自然数的数列,通项公式却是用无理数来表达的。而且当n趋向于无穷大时,后一项与前一项的比值的小数部分越来越逼近黄金分割1.618.
1÷1=1,2÷1=2,3÷2=1.5,5÷3=1.666...,8÷5=1.6,…………,89÷55=1.6181818…,…………233÷144=1.618055…75025÷46368=1.6180339889…...
越到后面,这些比值越接近黄金比.
证明:
a[n+2]=a[n+1]+a[n]。
两边同时除以a[n+1]得到:
a[n+2]/a[n+1]=1+a[n]/a[n+1]。
若a[n+1]/a[n]的极限存在,设其极限为x,
则lim[n->;∞](a[n+2]/a[n+1])=lim[n->;∞](a[n+1]/a[n])=x。
所以x=1+1/x。
即x²=x+1。
所以极限是黄金分割比..