Ciąg Fibonacciego
Na dzisiejszych zajęciach dowiemy się:
- jaki jest algorytm ciągu Fibonacciego;
- jakie znaczenie ma śledzenie działania algorytmu.
KRÓLIKI i CIĄG FIBONACCIEGO
Poznamy na dzisiejszej lekcji ciekawy ciąg, który ma swoje odwzorowanie w przyrodzie. Ciąg ten został określony przez matematyka Fibonacciego, który rozważał problem rozmnażania się królików:).
Problem, który rozważał Fibonacci:
Na początku w gospodarstwie jest młoda para królików. Po upływie miesiąca są już dorosłe i mogą się rozmnażać. Co miesiąc dorosłej parze rodzi się nowa para królików. Ile par królików będzie w gospodarstwie po roku?
Zakładamy, że króliki rozmnażają się bez przeszkód i nie umierają.
Przeanalizujmy całą sytuację:
- W pierwszym miesiącu jest jedna para młodych królików.
- Na początku drugiego miesiąca samica może mieć już młode, ale wciąż jest jedna para królików.
- Na początku trzeciego miesiąca samica rodzi parę królików i teraz są już dwie pary.
- Na początku czwartego miesiąca samica rodzi drugą parę królików – w gospodarstwie są już trzy pary królików.
- Na początku piątego miesiąca samica znów rodzi parę królików, a samica, która urodziła się dwa miesiące temu, rodzi nową parę. Zatem w gospodarstwie jest już pięć par królików. (Trzy pary z poprzedniego miesiąca i dwie nowe pary)
- ….i tak dalej
- W dwunastym miesiącu w gospodarstwie jest już 144 par królików – bo tyle wynosi 12 wyraz ciągu Fibonacciego!
Zapiszemy te rozważania w tabeli:
Liczba miesięcy | Liczba par dorosłych królików | Liczba wszystkich par królików | Komentarz |
1 | 0 | 1 | Pojawia się młoda para królików |
2 | 1 | 1 | Pierwsza para królików osiąga dojrzałość |
3 | 1 | 2 | Po miesiącu rodzi się następna para królików |
4 | 2 | 3 | Druga para osiąga dojrzałość, a pierwsza się rozmnaża |
5 | 3 | 5 | Trzecia para osiąga dojrzałość, a dwie pierwsze się rozmnażają |
Ciąg Fibonacciego -tworzą liczby naturalne o takiej własności, że kolejny wyraz ( z wyjątkiem dwóch pierwszych) jest sumą dwóch poprzednich.
Zadanie! (ocena – aktywność na zajęciach!)
Wykonaj symulacje ciągu Fibonacciego w programie Excel – do 36 miesiąca. Jak zaprojektować taki program obliczeniowy? Czy potrafisz zrealizować to zadanie?
ALGORYTM WYZNACZANIA CIĄGU FIBONACCIEGO
Algorytm obliczeń wynika ze wzoru definiującego ciąg. Jeśli n wynosi 1 lub 2 to wynikiem jest jeden (1). W każdym innym przypadku wynik stanowi sumę dwóch poprzednich wyrazów. Ten algorytm z natury jest rekurencyjny. Aby to zapisać skorzystaj z programu SNAP! Jest to rozbudowana wersja Scratcha. W Scratchu nie można tworzyć jeszcze własnych funkcji, czyli bloków zwracających wartość.
- wpisz w oknie przeglądarki adres strony programu SNAP – snap.berkeley.edu – jest tu więcej bloków niż w Scratchu.
- Zbuduj w tym programie – skrypt, który będzie obliczał kolejne wyrazy ciągu Fibonacciego.
- Wykonaj skrypt według zaleceń z podręcznika (funkcja fib) – strona 78 podręcznik – praca dodatkowa na ocenę (celujący).
- Ciąg Fibonacciego można wyznaczyć w programie Scratch – jeśli mamy dwa pierwsze wyrazy – każdy następny powstanie z sumy dwóch poprzednich wyrazów. Ciąg liczb można wyznaczyć w Scratchu w postaci listy.
- Wybierz grupę bloków Dane i kliknij stwórz listę.
- Wpisz jej nazwę np: ciąg fib. i kliknij ok.
Wystarczy teraz na koniec tej listy wkładać sumę dwóch ostatnich wyrazów i ciąg będzie przyrastać.
Na rysunku str 79 rys. 4 przedstawiono jak można uzyskać dwa ostatnie wyrazy listy.
Dla ciekawych:
Wykonaj zadania z podręcznika strona 80 zadania od 1 -3.