斐波那契数列:让你纷歧样的数列探索

斐波那契数列,又称黄金支解数列,是指这样一个数列:0、1、1、2、3、5、8、13、21、34......稀奇指出:第0项是0,第1项是第一个1。

斐波那契数列的发现和研究源于哥德尔、艾舍尔、巴赫(GEB)这本书。我们来说说这个有趣的数列。

首先我们从一个兔子问题开始:若是有一对兔子,从出生后第三个月起每个月都生一对兔子,新生的一对兔子从出生后第三个月后又每个月生一对兔子,若是兔子都不死,问每个月的兔子总数为若干?

我们把这个问题先放在一边,另先看另一个问题:一个人在第n个月完全靠将爸妈 赠予的100元钱生涯。他从第一个月开始行动,他的生涯用度每个月都是前一个月的生涯用度的倍数。即第一个月100元,第二个月200元(100元的两倍),第三个月400元(200元的两倍)......依次类推。若是这个人可以靠这笔钱一直生涯下去,那么他在第几个月会跨进第一桶金(即累计生涯费支出到达10万元)呢?

上面两个问题看似绝不相关,然则,有趣的是谜底是完全相同的。

【图片】

看到图片中谁人一块块的蜂窝状器械了么?就是斐波那契数列的一个优越应用吧。现在开始从问题自己来诠释斐波那契数列,这是一个异常优美、精练、神奇数列,经常泛起在自然界中。

讲得简朴一点:斐波那契数列是这样一个数列0、1、1、2、3、5、8、13、21、34......在这个数列中每一个数是该数前面两个数的和。

那我们来看看和兔子问题之间的联系吧。我们假设在n个月时有F(n)对兔子,由条件可知它以以下递归方式天生——第一个月有一对兔子,从第三个月起每个月都有新出生的兔子加入,因此第n个月的兔子总数为它前两个月的总兔子数之和。换句话说,F(n)=F(n-1) F(n-2)。我们把F(0)=0、F(1)=1置于不等式起始处,获得如下不等式:

F(0)=0F(1)=1F(2)=F(1) F(0)=1F(3)=F(2) F(1)=2F(4)=F(3) F(2)=3F(5)=F(4) F(3)=5F(6)=F(5) F(4)=8......

我们连系斐波那契数列的公式和这个不等式,可以将此问题简朴地表述如下:若F(n)代表第n个月的兔子对数,那么有:F(n)=F(n-1) F(n-2)(n>=2,n∈N*)。

是不是看起来有些庞大呢?不用郁闷,明晰数据结构的小同伴应该都知道算法剖析中的时间与空间庞大度。经太过析,我们可以获得如下公式用于求解:


  • 时间庞大度:O(2^n)
  • 空间庞大度:O(1)

以上公式对法式员来说可能意义更大一些,对其他人来说,只需要知道斐波那契数列是云云优美、巧妙和神奇就可以了。以是,当下一次和同伙谈天,看到依次递增的数字时,请高声地说出:“这是斐波那契数列,你知道它的由来吗?很有趣哦!”

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