Последовательность чисел Фибоначчи: суть и применение в математике
Царице математике – одной из вечных обучающих и прикладных наук, послужило много мудрых, одержимых творцов. В теорию чисел, множеств, комбинаторику привнес немалый вклад Леонардо Пизанский. Вызывают интерес и любопытство загадки золотого сечения – гармонических пропорций в окружающем мире. Числа Фибоначчи раскрывают тайны и закономерности отношений в различных явлениях со времени открытия и до современности.
Что такое ряд чисел Фибоначчи

Математик Леонардо Фибоначчи с итальянского «Сын Добряка» приводит в 1202 году закономерную бесконечную последовательность интересных чисел. Каждый следующий элемент (натуральное число) — сумма двух впереди стоящих элементов:
| 1 + | |||||||
| 1 + | |||||||
| = | 2 + | ||||||
| = | 3 + | ||||||
| = | 5 + | ||||||
| = | 8 + | ||||||
| = | 13 + | ||||||
| = | 21, 34, 55, 89, 144,… |
Формула получения элемента m последовательности Фибоначчи: L(m) = L(m-1) + L(m-2), где m любой натуральный целый индекс. Поэтому элементы ряда четные следуют через 2 элемента нечетных (сумма 2-ух нечетных равна четному, а четного с нечетным равна нечетному).
В ряду натуральных чисел, первые два — единицы, но иногда применяется это множество, начинающееся с 0 и 1.
Некоторые удивительные математические свойства элементов ряда:
- Частное от деления двух соседних чисел в ряду сходится (с увеличением m) и приближается к уникальному показателю 1,618 золотому сечению.
- Число L(m) будет простым только для простых индексов (исключение m=4). Например, число 233 простое и m=13 тоже простое (но не наоборот).
- В числах Фибоначчи прояляется закономерность: с периодом 60 повторяются последние цифры, а пара последних цифр чисел последовательна в цикле с периодом триста.
- Числа Фибоначчи — это также суммы чисел по «мелким» диагоналям знаменитого треугольника Паскаля, как одно из его многочисленных свойств.
Задача с кроликами
На подсчет элементов забавной числовой последовательности Фибоначчи натолкнули плодовитые кролики. Ученый не изучает явление со всех сторон сразу. Определяются начальные характерные условия, ограничивается круг основных влияющих факторов, а незначительные опускаются, допускаются поправки. Так составили знаменитую задачу про биологически нереальное размножение кроликов, суть излагается не дословно.
В доме появилась пара маленьких крольчат, мальчик и девочка. Нужно определить, сколько пар зверушек будет через 12 месяцев. Надо учесть, что в первый месяц жизни они бездетны. Пара малюток первых (самка и самец) прибавляется во 2-ой месяц, а уже дальше парочки длинноухих ежемесячно нарождаются. Кролики не умирают, а превышающая плодовитость не учитывается.

Для упрощения обозначения можно принять месяц – м., число пар кроликов – это =1. Решается последовательно по шагам, пока математик не подметил закономерности чисел:
- 1 м. пара маленьких=1.
- 2 м. только первая пара= 1.
- 3 м. парочка дала приплод 1 пару=2.
- 4 м. старые двое рождают новую двойню, второй парочке еще рановато=3.
- 5 м. первая парочка приносит ещё пару, вторая плодит новую двойню, третьей паре рано=5.
- 6 м. 5+3=8, 55+34=89(11), 89+55=144(12)
По ежемесячным результатам получились числа Фибоначчи. После 12 месяцев расплодится длинноухих 144(12м.)+89(11м.)=233 пары. Получилась первичная модель экспоненциального роста кроличьей популяции. Сформулированная и решенная задача считается основным вкладом Фибоначчи в развитие комбинаторики.
Рекурсия и числа Фибоначчи в математике
При помощи задачи о кроликах Фибоначчи предварил метод рекуррентных соотношений, как мощный метод решения комбинаторных задач. Один из вариантов по- простому увидеть рекурсию — посмотреть в зеркало, перед которым поставили еще одно зеркало. Повторное отражение зеркал создает видимость тоннеля. Разбор вложенных друг в друга матрешек тоже пример рекурсивного выполнения.
Процесс обращается сам к себе, но с параметром, уменьшенным на 1 от начального. Рекурсия по латыни recurrens обозначает возврат, повторение. Конечная рекурсия служит для упрощения сложной задачи, процесса, вычисления, приводит к ним самим же, но «полегче», а те к более простым, решаемым сразу.
В математике, информатике, программировании без применения рекурсии не обойтись. Рекурсия чисел Фибоначчи — это правило (формула), по которому по нескольким последовательным элементам можно получить любой следующий член заданного числового ряда.

В методах определения функций и числовых рядов применяется математическая рекурсия. Примеры рекурсивных определений натуральных чисел, древовидных структур дискретной математики, функции вычисления факториала числа m, сортировки массива.
- Один есть натуральное число; целое число, следующее за натуральным, есть натуральное число.
- Дерево это множество, которое состоит из корня и соединенных с ним поддеревьев, они тоже являются деревьями. Дерево формализуется через самое себя. Рекурсия здесь конечна, т.к. поддерево имеет меньше узлов, чем включающее его дерево.
- Факториал от m — это произведение всех натуральных чисел от 1 до m.
m!=1*2*3*..(m-1)*m. Требуемый m факториал вычисляется по значению предыдущего (m-1)!.
Золотое сечение
Эта идеальная пропорция, к которой каким-то образом стремятся природные объекты, создаются и описываются явления в искусстве, музыке. По сути, золотое сечение как связующее звено математических отношений, в приближениях иррационального числа рациональными числами, в бесконечных цепных дробях, в геометрии правильной пятиконечной звезды. Приближенное округление в процентах значения золотого деления дает результат отношения 62 % и 38%.
Проявление золотого сечения чисел Фибоначчи выражается в результате деления двух соседних элементов последовательности, который сходится (при возрастании m) и приближается к 1,618. Разделить на 2 целые доли с лучшим приближением к золотому сечению помогут элементы последовательности Фибоначчи. Например: в числе 13 разделяется на 8 и 5, в числе 21 — 13, 8.
Поделим отрезок LP(b) так, что точка N выполнит золотое сечение его таким образом, что LN: LP = NP:LN. Пусть LN=y (большая часть), тогда NP= b-y. Получается y:b=(b-y):y, т.е. y2=b*(b-y). Для определения y следует провести на отрезке дополнительное построение прямоугольного треугольника, используя среднее геометрическое длин отрезка и теорему Пифагора. Вычисляется значение y=( -1):2*b=0.62*b приближенно (t=0,618034).
Это лишь одно такое удивительное число, что обратное ему больше его самого ровно на 1, 1:t=1+t=1,618034. Решение уравнения t2 + t – 1 = 0 имеет единственный плюсовой корень. Используя это свойство числа, преобразовав выражение можно перейти к формуле числа t как бесконечной цепной дроби.

Золотая пропорция является иррациональной величиной. Числа Фибоначчи отражают целочисленные величины, отношение которых приближается к золотому делению. Эти две закономерности отражают неразрывность единых начал — непрерывного и дискретного.
Золотой прямоугольник и спираль Фибоначчи
Золотое деление характеризует в золотых прямоугольниках отношение – маленькая сторона (в) / длинная (а) равно длинная(а)/сумма короткой и длинной(а+в). Например, золотыми являются прямоугольники с длинами сторон числами Фибоначчи (55,34; 34,21; 21,13; и т.д. до 2,1).
Если в таком прямоугольнике (начиная с большего) отсечь квадрат (со стороной в), останется следующий меньший прямоугольник, большая сторона которого равна в, а малая (а-в). Продолжать произвольное число раз до самого малого квадрата. Дюрер (1525 г.) предложил простое построение: в каждый квадрат золотого прямоугольника вписывать четверть круга, образуются последовательно витки вокруг полюса. Получился частный случай логарифмической спирали – спирали Фибоначчи. Популярная линия Дюрера (Бернулли) – аппроксимация для золотой спирали (логарифмической).
При логарифмической (равноугольной) спирали для любой точки касательная образует с радиус-вектором одинаковый угол, а коэффициент роста означает изменение радиуса при повороте на 360°. Математики с момента открытия в 1638 году Декартом занимаются исследованием логарифмической спирали. Определено несколько схожих линий, не совпадающих точно с золотой. Коэффициент роста золотой (логарифмической) спирали равен f^4, где f=(+1)/2 - золотое сечение.
Понимать и разбираться в проблемах учит математика. Умению выделять главное, анализировать, отбрасывать лишнее обучаются на математических задачах и закономерностях. Важно при этом получать и чувствовать красоту гармонии формулировок, форм, собственных ассоциаций и аналогий.
Школьная программа без скуки: смысл произведений за 3 минуты, тесты на знание классики и ловушки русского языка. Короткие статьи, которых нет на сайте.
Перемена: игры на пять минут
Все тесты
- Английский язык
- Биология
- Химия
- География
- Окружающий мир
- История
- Русский язык
- Литература
- Биографии
- Краткие содержания
- Анализ стихотворений
- Орфография
- Правоведение
- Пунктуация
- Математика
- Подготовка к ЕГЭ
- Помощь студенту
- Физкультура
- Экономика
- ОБЖ
- Сочинения
- Обществознание
- Стихи
- Физика
- Информатика
- Религия
- Фонетический разбор
- Тест на тему To be going to: значение, правила употребления 5 вопросов
- Тест на тему Конструкция go on: значения, правила употребления, примеры 5 вопросов
- Тест на тему Be familiar with: значение и правила употребления 5 вопросов
- Тест на тему Британский vs американский английский: в чем разница? 5 вопросов
- Тест на тему Be mad about - как переводится и как использовать в речи 5 вопросов
- Тест на тему Be hooked on в английском языке: значение и примеры предложений 5 вопросов
- Тест на тему История сибирской язвы и как она стала оружием 5 вопросов
- Тест на тему Что такое “железное легкое” и как жилось узникам аппарата 5 вопросов
- Тест на тему Суть и методы клеточной инженерии 5 вопросов
- Тест на тему Злаковые растения - общая характеристика, признаки и список представителей 7 вопросов
- Тест на тему Семейство бобовые - общая характеристика, строение и представители 7 вопросов
- Тест на тему Суровый климат тайги: особенности, влияние на природу 10 вопросов
- Тест на тему Острова и полуострова Зарубежной Европы 10 вопросов
- Тест на тему Уровень урбанизации Африки: города растут, вызовы множатся 5 вопросов
- Тест на тему Уровень и особенности урбанизации Канады 5 вопросов
- Тест на тему Как найти полярную звезду и зачем ее искать? 5 вопросов
- Тест на тему Что нужно знать про контурные карты 5 вопросов
- Тест на тему Сколько в нашем мире языков? 10 вопросов
- Тест на тему Золото: сколько его осталось на планете и что это значит для нас? 10 вопросов
- Тест на тему Русские по всему земному шару: сколько нас на самом деле? 10 вопросов
- Тест на тему Сколько всего в мире фамилий? 10 вопросов
- Тест на тему Сколько всего в мире самолетов? 10 вопросов
- Тест на тему Сколько всего в мире денег? 10 вопросов
- Тест на тему Команда реформ: сподвижники Петра I 10 вопросов
- Тест на тему Экономика и управление: реформы Афанасия Ордина-Нащокина 10 вопросов
- Тест на тему Положение крестьян и указ Павла I о трехдневной барщине 10 вопросов
- Тест на тему Программа Южного общества и декабрист П. И. Пестель 10 вопросов
- Тест на тему Комитет общественного блага или Негласный комитет 10 вопросов
- Тест на тему Планы переустройства России: «Конституция» Муравьева 10 вопросов
- Тест на тему Как выполнить разбор наречия по составу 5 вопросов
- Тест на тему Правила правописания суффиксов наречий 5 вопросов
- Тест на тему Морфологический признак наречий: неизменяемость 5 вопросов
- Тест на тему Чем отличаются и как найти тему и рему в тексте? 5 вопросов
- Тест на тему Способы и примеры образования наречий 5 вопросов
- Тест на тему Особенности и применение составных предлогов 5 вопросов
- Тест на тему История создания рассказа «Матренин двор» А. Солженицына 5 вопросов
- Тест на тему История создания песни «Смуглянка» 5 вопросов
- Тест на тему История создания поэмы “Кому на Руси жить хорошо” Н. Некрасова 5 вопросов
- Тест на тему История создания романа “Как закалялась сталь” Н. Островского 5 вопросов
- Тест на тему История создания оперы М. Глинки «Иван Сусанин» 5 вопросов
- Тест на тему История создания знаменитой песни “Катюша” 5 вопросов
- Тест на тему Биография Владимира Вольфовича Жириновского 5 вопросов
- Тест на тему Биография поэта и писателя Льва Рубинштейна 5 вопросов
- Тест на тему Биография президента Белоруссии Александра Лукашенко 5 вопросов
- Тест на тему 10 интересных фактов про Афанасия Фета 5 вопросов
- Тест на тему 10 интересных фактов про Ивана Тургенева 5 вопросов
- Тест на тему Биография писателя и поэта Вячеслава Урюпина 5 вопросов
- Тест на тему Краткое содержание повести «А тем временем где-то» А. Алексина 5 вопросов
- Тест на тему Краткое содержание комедии «Мнимый больной» Жана-Батиста Мольера 5 вопросов
- Тест на тему Краткое содержание комедии “Доходное место” А. Островского 5 вопросов
- Тест на тему Краткое содержание новеллы “Падение дома Ашеров” Эдгара По 5 вопросов
- Тест на тему Краткое содержание рассказа “Крепкий мужик” В. Шукшина 5 вопросов
- Тест на тему Краткое содержание пьесы «Золотая карета» Л. Леонова 5 вопросов
- Тест на тему Анализ стихотворения “Каким бы малым ни был...” К. Кулиева 5 вопросов
- Тест на тему Анализ стихотворения «Цицерон» Ф. Тютчева 5 вопросов
- Тест на тему Анализ стихотворения “Поэт” М. Лермонтова 5 вопросов
- Тест на тему Анализ стихотворения “Пора, мой друг, пора” А. Пушкина 5 вопросов
- Тест на тему Анализ стихотворения «Шестое чувство» Н. Гумилева 5 вопросов
- Тест на тему Анализ стихотворения “Юбилейное” В. Маяковского 5 вопросов
- Тест на тему Особенности раздельного написания местоимений с предлогами 5 вопросов
- Тест на тему Правописание падежных окончаний прилагательных 5 вопросов
- Тест на тему Правописание слов с непроверяемой безударной гласной в корне 5 вопросов
- Тест на тему Нужно ли ставить запятую к фразе - "с уважением"? 5 вопросов
- Тест на тему «Во-вторых» или «во вторых» – как правильно пишется? 5 вопросов
- Тест на тему "Нету" или "нет" - как правильно писать и говорить? 5 вопросов
- Тест на тему Что нужно сдавать на бухгалтера? 5 вопросов
- Тест на тему Какие предметы нужно сдавать на пилота 5 вопросов
- Тест на тему Какие экзамены нужно сдавать на фотографа? 5 вопросов
- Тест на тему Какие предметы нужно сдавать на хореографа? 5 вопросов
- Тест на тему Какие предметы нужно сдавать на актера? 5 вопросов
- Тест на тему Какие предметы нужно сдавать на режиссера? 5 вопросов
- Тест на тему Реферат по физкультуре на тему: «Здоровое питание» 5 вопросов
- Тест на тему История развития лыжного спорта в разных странах - классификация и интересные факты 6 вопросов
- Тест на тему Важность самоконтроля при занятиях спортом 5 вопросов
- Тест на тему Как выполняются прыжки через козла? 5 вопросов
- Тест на тему Что такое здоровый образ жизни? 5 вопросов
- Тест на тему Как правильно выполнять кувырки? 5 вопросов
- Тест на тему Образ Шарикова в повести «Собачье сердце» М. Булгакова 5 вопросов
- Тест на тему Образы героев в повести «Невский проспект» Н. Гоголя 5 вопросов
- Тест на тему Московские главы в романе «Мастер и Маргарита» Булгакова 7 вопросов
- Тест на тему Описание образа бирюка из рассказа И. Тургенева 7 вопросов
- Тест на тему Образы героев в романе «Отцы и дети» И. Тургенева 7 вопросов
- Тест на тему Образы героев в повести «Котлован» А. Платонова 7 вопросов
- Тест на тему "Банты" - как правильно ставить ударение в слове? 5 вопросов
- Тест на тему «Конечно же» - выделяется ли слово запятыми? 5 вопросов
- Тест на тему «Подчеркивать» – как правильно ставить ударение в слове? 5 вопросов
- Тест на тему «Лифты» – как правильно ставить ударение в слове? 5 вопросов
- Тест на тему «Строку» – как правильно ставить ударение в слове? 5 вопросов
- Тест на тему «Апостроф» – как правильно ставить ударение в слове? 5 вопросов

