斐波那契数列的通项公式是什么,及推导过程

2024-05-18 09:24

1. 斐波那契数列的通项公式是什么,及推导过程

方法二:待定系数法构造等比数列1(初等代数解法)
设常数r,s
使得F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]。
则r+s=1, -rs=1。
n≥3时,有。
F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]。
F(n-1)-r*F(n-2)=s*[F(n-2)-r*F(n-3)]。
F(n-2)-r*F(n-3)=s*[F(n-3)-r*F(n-4)]。
……
F⑶-r*F⑵=s*[F⑵-r*F⑴]。
联立以上n-2个式子,得:
F(n)-r*F(n-1)=[s^(n-2)]*[F⑵-r*F⑴]。
∵s=1-r,F⑴=F⑵=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)*F⑴。
= 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}。
方法四:母函数法。
对于斐波那契数列{a(n)},有a(1)=a(2)=1,a(n)=a(n-1)+a(n-2)(n>2时)
令S(x)=a(1)x+a(2)x^2+……+a(n)x^n+……。
那么有S(x)*(1-x-x^2)=a(1)x+[a(2)-a(1)]x^2+……+[a(n)-a(n-1)-a(n-2)]x^n+……=x
.因此S(x)=x/(1-x-x^2).
不难证明1-x-x^2=-[x+(1+√5)/2][x+(1-√5)/2]=[1-(1-√5)/2*x][1-(1+√5)/2*x].
因此S(x)=(1/√5)*{x/[1-(1+√5)/2*x]-x/[1-(1-√5)/2*x]}.
再利用展开式1/(1-x)=1+x+x^2+x^3+……+x^n+……
于是就可以得S(x)=b(1)x+b(2)x^2+……+b(n)x^n+……
其中b(n)=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}.
因此可以得到a(n)=b(n)==(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}

斐波那契数列的通项公式是什么,及推导过程

2. 斐波那契数列通项公式是怎样推导出来的

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(1)=F(2)=1,F(n)=F(n-1)+F(n-2) (n≥3)
显然这是一个线性递推数列.
通项公式的推导方法一:利用特征方程
线性递推数列的特征方程为:
X^2=X+1
解得
X1=(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
C1*X1^2 + C2*X2^2
解得C1=1/√5,C2=-1/√5
∴F(n)=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}(√5表示根号5)
通项公式的推导方法二:普通方法
设常数r,s
使得F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]
则r+s=1,-rs=1
n≥3时,有
F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]
F(n-1)-r*F(n-2)=s*[F(n-2)-r*F(n-3)]
F(n-2)-r*F(n-3)=s*[F(n-3)-r*F(n-4)]
……
F(3)-r*F(2)=s*[F(2)-r*F(1)]
将以上n-2个式子相乘,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为公差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)=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}
迭代法
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x²-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}

3. 斐波那契数列通项公式,要过程

斐波那契数:1,1,2,3,5,8,13,21…… 从第三项开始,每一项都等于前两项之和。它的通项公式为:(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n},推导过程可以参考

斐波那契数列通项公式,要过程

4. 斐波那契数列的通项公式是什么,及推导过程。

那么这句话可以写成如下形式: F(0) = 0,F(1)=F(2)=1,F(n)=F(n-1)+F(n-2) (n≥3) 显然这是一个线性递推数列。 通项公式的推导方法一:利用特征方程 线性递推数列的特征方程为: X^2=X+1 解得 X1=(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 C1*X1^2 + C2*X2^2 解得C1=1/√5,C2=-1/√5 ∴F(n)=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}(√5表示根号5) 通项公式的推导方法二:普通方法 设常数r,s 使得F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)] 则r+s=1, -rs=1 n≥3时,有 F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)] F(n-1)-r*F(n-2)=s*[F(n-2)-r*F(n-3)] F(n-2)-r*F(n-3)=s*[F(n-3)-r*F(n-4)] …… F(3)-r*F(2)=s*[F(2)-r*F(1)] 将以上n-2个式子相乘,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)=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n} 迭代法 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x²-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} an=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n} 这个就是通项公式! `````

5. 斐波那契数列通项公式是怎样推导出来的?

看似基本的方法实际上隐藏了不简单的概念。 首先,了解基本知识;这是关于幂级数的一些形式的简单知识(包括环的概念和环中可逆元的概念)。由于形式幂级数被考虑,它不涉及到收敛问题,然后在形式变量中进入具体数字,也不需要使用泰勒展开。



性质:
平方与前后项:
从第二项开始,每个奇数项的平方都比前后两项之积少1,每个偶数项的平方都比前后两项之积多1。
如:第二项1的平方比它的前一项1和它的后一项2的积2少1,第三项2的平方比它的前一项1和它的后一项3的积3多1。
(注:奇数项和偶数项是指项数的奇偶,而并不是指数列的数字本身的奇偶,比如从数列第二项1开始数,第4项5是奇数,但它是偶数项,如果认为5是奇数项,那就误解题意,怎么都说不通)。

斐波那契数列通项公式是怎样推导出来的?

6. 斐波那契数列通项公式是怎样推导出来的?

看似基本的方法实际上隐藏了不简单的概念。
首先,了解基本知识;这是关于幂级数的一些形式的简单知识(包括环的概念和环中可逆元的概念)。由于形式幂级数被考虑,它不涉及到收敛问题,然后在形式变量中进入具体数字,也不需要使用泰勒展开。因此,我仍然认为这是一个中学生可以接受的解决方案,加上生成功能是非常有价值的,应该介绍给你们。至于“主”和“高”,我认为是一件好事,因为它是已知的在初等数学,还有很多事情的帮助下高等数学知识是需要明确的,和我国中学数学教材和大学数学教材非常严重的脱节。但事实并非如此。中学数学中有一些非常有趣和深刻的背景,可以探索而不是仅仅传授,还记得斐波那契序列,第n项F_n,F_n = F_n -2}+F_{n- 1}。
其次,带入公式,慢慢求解;构建与\ {F_n \}相关的幂级数,函数称为生成函数的斐波纳契数列,因为它的幂级数展开完全决定了它的幂级数,第一个项的扩展系数是斐波那契数列。对于一般序列的生成函数,让我们花一点时间来看看是否有解决这个特殊问题的方法。我们没有别的选择,唯一的条件是这个方程应该能引起一个满意的方程。所以要匹配它们,你必须弄清楚如何使它们相互对应。这其实很简单,在相同的参数中,系数也是一样的。然后,所有上述功率系数之前,,如果你能把\压裂{ q } { 1 - q - q ^ 2 }展开成幂级数的形式,自然发现斐波那契数列的通项。

灵活应用;现在,让我们回忆高中是很常用的技术,问题的本质是分母多项式分解,把分母分数组合的二次项只包含一个条目,分母只包含一小部分很容易写,幂级数,回到F = \压裂{ q } { 1 - q - q ^ 2 },我们可以用待定系数法来完成上述过程,看起来不像一个整数,但它确实是。生成函数是处理数字序列的常用工具。这是一条通向连续桥的离散路径,许多人关心的离散信息被刻在了这片DNA上。你一定很奇怪,我在定义自变量时用的不是,实际上我想提醒大家,在这种情况下,无限膨胀的普适性在循环中是一个基本的替代函数。

7. 斐波那契数列通项推导

可以通过构造等比数列来推导。
首先,设常数r和s满足   Fn — rFn-1 = s( Fn-1 — rFn-2 )
Fn = ( s + r ) Fn-1 — sr Fn-2

所以r和s满足下面的条件: s+r=1    sr=-1
根据韦达定理,可以令 r=(1-根号5)/2    s=(1+根号5)/2
n>=3的时候  (Fn —  rFn-1)/( Fn-1— rFn-2 )=s
累乘之后可以得到 (Fn — rFn-1)/(F2 — rF1)=s的n-2次方
进行展开  可以得到Fn是首项为s的n-1次方 公比为r/s 末项为r的n-1次方的等比数列,就可以得出通项公式

斐波那契数列通项推导

8. 斐波那契数列通项推导

斐波那契数列通项推导又称黄金分割数列,因数学家莱昂纳多·斐波那契(Leonardo Fibonacci)以兔子繁殖为例子而引入,故又称为“兔子数列”,指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、34、……

1、定义
斐波那契数列指的是这样一个数列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89...这个数列从第3项开始,每一项都等于前两项之和。斐波那契数列的定义者,是意大利数学家莱昂纳多·斐波那契(Leonardo Fibonacci),生于公元1170年,卒于1250年,籍贯是比萨。

2、他被人称作“比萨的莱昂纳多”
1202年,他撰写了《算盘全书》(Liber Abacci)一书。他是第一个研究了印度和阿拉伯数学理论的欧洲人。
3、平方与前后项
从第二项开始(构成一个新数列,第一项为1,第二项为2,……),每个偶数项的平方都比前后两项之积多1,每个奇数项的平方都比前后两项之积少1。
如:第二项 1 的平方比它的前一项 1 和它的后一项 2 的积 2 少 1,第三项 2 的平方比它的前一项 1 和它的后一项 3 的积 3 多 1。