斐波那契数列、卡特兰数列、汉诺塔数列
1、斐波拉契数列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,。。。每一项都是前两项和;
斐波那契数列(Fibonacci sequence),又称黄金分割数列、因数学家列昂纳多·斐波那契(Leonardoda Fibonacci)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、……在数学上,斐波纳契数列以如下被以递归的方法定义:F(0)=0,F(1)=1, F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n>=2,n∈N*)在现代物理、准晶体结构、化学等领域,斐波纳契数列都有直接的应用。通项公式:
(如上,又称为“比内公式”,是用无理数表示有理数的一个范例。
2、卡特兰数列:又称卡塔兰数,英文名Catalan number,是组合数学中一个常出现在各种计数问题中出现的数列。以比利时的数学家欧仁·查理·卡塔兰 (1814–1894)的名字来命名,其前几项为 : 1, 1, 2, 5, 14, 42, 132, 429, 1430, 4862, 16796, 58786, 208012, 742900, 2674440, 9694845, 35357670, 129644790, 477638700, 1767263190, 6564120420, 24466267020, 91482563640, 343059613650, 1289904147324, 4861946401452, ...
卡特兰数Cn满足以下递推关系[1] :
3、汉诺塔数列:汉诺塔问题家传户晓,其问题背景不做详述,此处重点讲解在有3根柱子的情况下,汉诺塔问题求解的通项公式的推导。
问题背景:有A,B和C三根柱子,开始时n个大小互异的圆盘从小到大叠放在A柱上,现要将所有圆盘从A移到C,在移动过程中始终保持小盘在大盘之上。求移动盘子次数的最小值。
变量设置:n为圆盘个数,H(k)为n=k时移动盘子次数的最小值。
递推公式: H(k)=2H(k-1)+1。
通项公式:H(k)=2^k-1。
4、卢卡斯数列:4,14,194,37634,。。。每一项都是前一项的平方减二;卢卡斯数列的通项公式为 f(n)=[(1+√5)/2]^n+[(1-√5)/2]^n
5、费马数列:3,5,17,257,65537,。。。,每一项都可表为 2^(2^n) + 1
6、大衍数列:来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论。如图:
主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理。数列中的每一项,都代表太极衍生过程中,曾经经历过的两仪数量总和。是中华传统文化中隐藏着的世界数学史上第一道数列题。
0、2、4、8、12、18、24、32、40、50……
通项式:(n*n-1)÷2 (n为奇数)n*n÷2 (n为偶数)n表示该数列的某个项
7、帕多瓦数列是:1,1,1,2,2,3,4,5,7,9,12,16,21,28,37,49,65,86,114,151……
它从第四项开始,每一项都是前面2项与前面3项的和。即x=(x-2)+(x-3),x为项的序数(x>4)。
它和斐波拉契数列非常相似,稍有不同的是:每个数都是跳过它前面的那个数,并把再前面的两个数相加而得出的。
8、佩尔数列:是一个自古以来就知道的整数数列,由递推关系定义,与斐波那契数类似。佩尔数呈指数增长,增长速率与白银比的幂成正比。它出现在2的算术平方根的近似值以及三角平方数的定义中,也出现在一些组合数学的问题中。
佩尔数的数列从0和1开始,以后每一个佩尔数都是前面的数的两倍加上再前面的数。最初几个佩尔数是:
0,1,2,5,12,29,70,169, 408, 985, 2378……