一生小兔问题引起的
十三世纪初,意大利比萨的一位叫伦纳德,绰号为斐波那契(Fibonacci,1170~1250)*的数学家,在一本题为《算盘书》**的数学著作中,提出下面一个有趣的问题:兔子出生以后两个月就能生小免,若每次不多不少恰好生一对(一雌一雄),假如养了初生的小兔一对,试问一年以后共可有多少对兔子(如果生下的小兔都不死的话)?我们来推算下.如图11:第一个月:只有一对小兔;第二个月:小免子没有长成不会生殖,仍然只有一一对兔子;第三个月:这对兔子生了一对小兔,这时共Fibonacci是filiusBonacci的简写,意思是“波那契之子”*这儿的“算盘”是指用来计算的沙盘,不是我国的算盘。《算盘书》(LiberAbaci,1202)是一本研究算术(及代数)的书籍,abacus直译为“算盘”,它源自希腊文aBa.这是对后几个世纪欧洲数学发展起着重要作用的书籍,也是向欧洲人传播印度一一阿拉伯字码的最早论著
月份兔子数(对)121324355注:○表示未成熟小兔子,表示成熟免子图1-1有两对兔子;第四个月:老兔子又生了一对小兔,而上月出生的小兔还未成熟,这时共有三对兔子,第五个月:这时已有两对兔子可以生殖(原来的老兔和第三个月出生的小兔),于是生了两对小兔,这时共有五对免子,如此推算下去,我们不难得出下面的结果(这里列成一张表):月份数四五兔子数(对)13/21/34552311从表中可知:一年后(第十三个月时)共有兔子233对
用这种办法来推算,似乎有些“笨”,而且越往后越使人觉得复杂。有无简单办法推算?我们把上表中下面一列数用(u)表示(有时也用(F)表示,下标n表示月份数,兔子数可视为月份数的函数),则它们被称为斐波那契数列,记[un):1,1,2,3,5,8,13,21,34,..且un称为斐波那契数。1634年数学家奇拉特发现(那已是斐氏死后近四百年的事了):斐波那契数列之间有如下递推关系:unti=un+un-1其实这个式子并不难理解,试想:第n+1个月时的兔子可分为两类:一类是第n个月时的兔子,另一类是当月新出生的小兔,而这些小兔数恰好是第n一1个月时兔子数(它们到第n+1个月时均可生殖)。由于这一发现,生小兔问题引起了人们的极大兴趣,首先计算这列数方便多了:人们不仅可以轻而易举地算出一年以后的兔子数,甚至可以算出两年,三年、以后的兔子数(这要用原来办法推算恐怕是繁琐至极),再者由于人们继续对这个数列探讨,又发现了它的许多奇特的性质