斐波那契數列如何幫助我們快速換算英裡公裡?

2021-01-20 娜驛站
前言

斐波那契數列儘管是從數兔子得出來的,但它在生活中的應用卻真的很廣泛,在本公眾號之前有一篇文章中介紹過關於它的一個應用《上樓梯問題——生活中的數學》,這次我們來看看這個神奇的數列如何幫助我們完成英裡和公裡的換算。

英裡和公裡

我們知道英裡和公裡的換算關係如下:

1英裡 = 1.609344公裡

1公裡 = 0.621371英裡

倘若同學們還記得黃金分割比的話,肯定認得下面的式子:

仔細觀察上述兩個值與英裡和公裡的換算關係,我們會發現兩者的數據非常接近,如果用黃金分割數來表示英裡與公裡的換算關係,則大約有以下式子成立:

斐波那契數列中類似的式子

上述(1)式就是著名的比內(Binet)公式,也是斐波那契數列的通項,請同學測試一下。根據比內公式,我們對斐波那契的相鄰兩項的比值求極限:

因此,我們可以得下列近似式:

這樣我們就得到了和剛才觀察到的英裡與公裡換算相似的式子。

用斐波納契數列來完成公裡英裡換算這時我們可以根據斐波那契數列來快速換算英裡與公裡,為方便同學們驗算,我們來列出斐波那契數列的前幾項:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,......比如我們來看5英裡是多少公裡,則只需要找到5之後的下一個斐波那契數8即可,因此可知5英裡相當於8公裡,而根據實際換算,5英裡是8.04672公裡,兩者誤差在千分之五左右。現在假如我們想計算10英裡是多少公裡,由於10不是斐波那契數,所以我們可以將10寫成(8+2)的形式,可得:而實際上10英裡相當於16.0934公裡,可見估算相當準確。我們再來看看公裡換算英裡的例子,比如要計算42公裡是多少英裡,則將42寫成(34+8),可得:(34+8)公裡 = (21+5)英裡 = 26英裡小結英裡是比公裡大的單位,我們通過觀察發現英裡與公裡之間存在著與斐波那契數列相關的奇怪關係,利用這個關係,可以快速對英裡與公裡進行換算。


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