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斐波納契數列的通項公式

與前後兩項之積的差值也交替相差某個值


斐波那契數列別名
斐波那契數列又因數學家列昂納多·斐波那契以兔子繁殖為例子而引入,故又稱為“兔子數列”。



斐波那挈數列通項公式的推導

斐波那挈數列:1,1,2,3,5,8,13,21…… 

如果設F(n)為該數列的第n項(n∈N+)。那麼這句話可以寫成如下形式:
F(1)=F(2)=1,F(n)=F(n-1)+F(n-2) (n≥3)

顯然這是一個線性遞推數列。


通項公式的推導方法一:利用特徵方程

線性遞推數列的特徵方程為:
X^2=X+1
解得
X1=(1+√5)/2, X2=(1-√5)/2.

則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表示根號5】

通項公式的推導方法二:普通方法

設常數r,s
使得F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]
則r+s=1, -rs=1

n≥3時,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)]

將以上n-2個式子相乘,得:
F(n)-r*F(n-1)=[s^(n-2)]*[F(2)-r*F(1)]
∵s=1-r,F(1)=F(2)=1
上式可化簡得:
F(n)=s^(n-1)+r*F(n-1) 

那麼:
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)
(這是一個以s^(n-1)為首項、以r^(n-1)為末項、r/s為公差的

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