斐波那契数列的定义和通项公式

2021-12-19 17:19

一、斐波那契数列的定义和通项公式

1、定义

斐波那契数列又称黄金分割数列,因数学家莱昂纳多·斐波那契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、$cdotscdots$这个数列从第3项开始,每一项都等于前两项之和。

2、通项公式

$a_n=frac{1}{sqrt{5}}left[left(frac{1+sqrt{5}}{2} ight)^n-left(frac{1-sqrt{5}}{2} ight)^n ight]$

3、特性

(1)从第二项开始(构成一个新数列,第一项为1,第二项为2,$cdotscdots$),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。

(2)斐波那契数列的第$n+2$项同时也代表了集合${1,2,cdots,n}$中所有不包含相邻正整数的子集个数。

(3)奇数项求和

$a_1+a_3+a_5+a_7+cdots+a_{2n-1}=a_{2n}$。

(4)偶数项求和

$a_2+a_4+a_6+a_8+cdots+a_{2n}=a_{2n+1}-1$。

(5)平方求和

$a^2_1+a^2_2+a^2_3+a^2_4+cdots+a^2_n=a_n·a_{n+1}$。

(6)隔项关系

$a_{2n-2m-2}(a_{2n}+a_{2n+2})=a_{2m+2}+a_{4n-2m}$$(n>mgeqslant-1,ngeqslant1)$。

(7)两倍项关系

$frac{a_{2n}}{a_n}=a_{n-1}+a_{n+1}$。

(8)其他公式

$a_{n-1}·a_{n+1}-a^2_n=(-1)^n$。

二、斐波那契数列的相关例题

科学发现:植物的花瓣、萼片,果实的数目以及其他方面的特征,都非常吻合于一个奇特的数列——著名的斐波那契数列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,$cdots$仔细观察以上数列,则它的第12个数应该是___

答案:144

解析:因为数列1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,$cdots$所以$a_n=a{n-1}+a{n-2}$,($ngeqslant3$)第11个数是34+55=89,第12个数是55+89=144,故答案为144。