計算 2 的指數
費波那契數列是一個很有趣的數學序列,聽起來很專業,但其實概念很簡單。
規則就是:從 0 和 1 開始,後面每個數字都是前面兩個數字加起來。例如:0、1、1、2、3、5、8、13、21……就這樣一直往下延伸。
你可以把它想成「兔子繁殖」的故事:第一個月有一對小兔子,第二個月牠們長大了,第三個月開始繁殖,之後每個月都會再生下一對小兔子。這樣一來,兔子的數量變化就會符合費波那契數列的規律。
費波那契數列常常出現在大自然中,例如向日葵的花瓣排列、松果的螺旋紋路,甚至是貝殼的螺旋形狀。很多人會發現這些自然界的圖案,和數列背後的「黃金比例」有關。
簡單來說,費波那契數列就是一種「由簡單規則累積出複雜結果」的數學例子。它不只是一串數字,而是提醒我們:很多看似隨機或漂亮的自然現象,其實背後都藏著規律。
我們可以用底下的式子來定義這樣的遞迴數列:
$U_0=0,U_1=1,U_{n+2}=U_{n+1} + U_n$
設定項次從0開始
古代巴比倫人(大約西元前 1800 年)就會用一種「平均法」來逼近平方根。他們的做法是:先猜一個數字 $x$,然後算出 $2/x$,再跟 $x$ 取平均,也就是 $$\frac{x+\frac{2}{x}}{2}$$
了 17 世紀,牛頓和萊布尼茲提出了「牛頓迭代法(Newton’s method)」,用一套統一的數學方式解釋:如果要解一個方程式 $f(x)=0$,就可以用切線逼近的方式逐步修正解答。對 $\sqrt{2}$ 來說,就是解 $f(x)=x^2-2=0$。
計算 $\sqrt{2}$ 的牛頓迭代法
$U_0=1, U_{n+1} = \frac{U_n}{2}+\frac{1}{U_n}$