兔子王国的秘密

2022-05-22 11:57陈曦
数学大王·趣味逻辑 2022年5期
关键词:那契野兔小兔

陈曦

钱多多最近老往鲁星星家跑,因为鲁星星养了1只兔子。两个人整天凑在一起研究这只兔子。这天,鲁星星带着兔子来钱多多家串门,美其名曰带宠物散散心。

钱多多的姐姐一下就喜欢上了这只可爱的兔子。

鲁星星得意地说:“我们还给它取了一个名字,叫天霸。”

姐姐一脸诧异:“这么可爱的兔子,你俩怎么想出来这样的名字?”

钱多多说:“多霸气呀,一听就很厉害,没人敢欺负它。”

姐姐说:“嗯,那不如叫霸王兔吧。”

鲁星星和钱多多两人一对视,觉得这名字可以。钱多多继续说道:“姐姐,我们最近一直在琢磨一件事,星星家的天霸是1只雌兔,你说我们家再养1只雄兔,让兔爸爸和兔妈妈生一窝小兔,怎么样?”

姐姐听完“噗哧”笑了出来,说道:“那我先问你们一个问题。假设它们生下来的正好是1对兔子,一雌一雄,而刚出生的小兔1个月后就能长成大兔,再过1个月就能生下1对小兔,并且此后每个月都生1对小兔,都是一雌一雄,1年内没有兔子死亡,那么在1年内能繁殖出多少对兔子?”

姐姐抛出的问题引起了鲁星星和钱多多极大的兴趣,这正是他们密谋的兔子王国计划啊!

钱多多掰着手指头,说:“这个不难,1对变2对,2对变3对,3对变……” 钱多多数着数着发现已经数乱了,便用求助的眼神望向鲁星星。

鲁星星撸起袖子,说:“别急别急,这个就是1+1+1+2……等等,接着加几?我有点儿晕。”

姐姐在一旁提示:“1对兔子刚出生是小兔,1个月后是大兔,再过1个月,大兔可以生1对小兔。我们可以用小正方形表示1对小兔,用大圆表示1对大兔。”

钱多多和鲁星星不约而同地说道:“画图——”

两个人在纸上画到第7个月的时候,鲁星星发现了问题:“姐姐,真要画到第12个月吗?我觉得一个月一个月地画到最后,是不是要画到明天早上了?”

钱多多不以为然:“都已经画到第7个月了,还有5个月,很快的……”

姐姐哈哈大笑起来:“钱多多,你应该感谢鲁星星把你从画兔子的巨大工程中解脱出来。你俩看看现在的这些数,是不是有什么规律?”

两个人开始研究:

不一会儿,钱多多大声说道:“我知道了!你看,我们家没有兔子,最开始是0,我们家养1只雄兔,和天霸凑一起,那么就有了1对兔子。这样的话,0+1=1,1+1=2,1+2=3,2+3=5,3+5=8,5+8=13。也就是说,后面的数等于前面两个数的和。”

鲁星星接着说:“如果这个规律是对的,那么第8个月应该是8+13=21。这个数不多,我们再画一个月来验证一下。”

果然,第8个月是21对兔子。两人激动地击掌庆祝,看来,这道难题被他们破解了。按照这个规律,一年后就会有144对兔子,看到最后几个月激增的兔子数量,两人都捏了一把汗。这真要画下去,两人都要掉進兔子王国里出不来了。

姐姐抱着睡着的天霸小声地说:“其实这是数学家斐波那契提出的兔子问题,也就是有名的斐波那契数列,也叫‘兔子数列。该数列中的规律你们刚才也发现了。”

鲁星星说:“啊?这个问题是不是有点儿无聊?”

姐姐说:“当然不!这是个非常符合自然规律的数列,在18世纪中期的澳大利亚就发生过真实版的‘兔子数列。当时的英国殖民者将欧洲野兔引进到澳大利亚,由于澳大利亚的自然环境良好且缺乏天敌,欧洲野兔开启了斐波那契数列式地增长。起初, 欧洲野兔的数量不多,但随着时间的推移,兔子的种群数量实现了爆炸式增长,对当地的生态造成了严重的破坏,甚至开始了人兔大战。”

钱多多说:“人兔大战?‘兔子数列可真恐怖!”

姐姐说:“斐波那契数列还有其他玄妙之处。你们试试把数列的前一个数除以后一个数,再反过来把后一个数除以前一个数。”

鲁星星和钱多多两人拿计算器算了一会儿,越算越觉得神奇:

0 ÷ 1= 0

1 ÷ 1 = 1

1 ÷ 2 = 0.5

2 ÷ 3 = 0.6666…

3 ÷ 5 = 0.6

5 ÷ 8 = 0.625

8 ÷ 13 = 0.615…

13 ÷ 21 = 0.619…

21 ÷ 34 = 0.617…

34 ÷ 55 = 0.618…

55 ÷ 89 = 0.617…

89 ÷ 144 = 0.618…

从第三个数开始,用前一个数除以后一个数,结果趋向于0.618。

1 ÷ 1 = 1

2 ÷ 1 = 2

3 ÷ 2 = 1.5

5 ÷ 3 = 1.67

8 ÷ 5 = 1.6

13 ÷ 8 = 1.625

21 ÷ 13 = 1.615…

34 ÷ 21 = 1.619…

55 ÷ 34 = 1.618…

89 ÷ 55 = 1.618…

144 ÷ 89 = 1.618…

用后一个数除以前一个数,结果趋向于1.618。

鲁星星说:“我听过,0.618是黄金分割点的比值。”

姐姐说:“没错,1.618是黄金分割点旁的另一线段的比例,实际上都是黄金分割点的比例。因此,斐波那契数列也被称为‘黄金分割数列。所以,斐波那契数列很有可能本来就是自然界中的数列,只是被斐波那契发现了。”

钱多多和鲁星星正听得全神贯注,突然天霸在姐姐身上撒了一泡尿。两人强忍着笑,抱起天霸,溜了出去,留姐姐一人在家里抓狂。

鲁星星说:“我觉得生兔宝宝这件事不着急。”

钱多多深有同感:“是的是的,不如我们制订一个计划,让天霸练成短腿赛跑高手吧。”

两人一边琢磨一边走向草地。

钱多多和鲁星星在研究兔子问题的过程中,用拓扑图进行分析,让兔子数目清晰明确,并通过寻找规律,推理出数列后面的数。兔子王国的计划虽然取消了,但是对数学研究的方法和对自然奥秘探求的兴趣,却牢牢地装在了他们的脑子里。9BC0C12A-9C81-43F8-961A-5C49AFA42537

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