The Fabulous Fibonacci Numbers

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出版者:Prometheus Books
作者:Alfred S. Posamentier
出品人:
页数:385
译者:
出版时间:2007-06-21
价格:USD 28.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9781591024750
丛书系列:
图书标签:
  • 课题
  • 未買
  • 斐波那契数列
  • 数学普及
  • 数列
  • 数学史
  • 趣味数学
  • 黄金分割
  • 自然中的数学
  • 数学教育
  • 算法
  • 数学
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具体描述

The most ubiquitous, and perhaps the most intriguing, number pattern in mathematics is the Fibonacci sequence. In this simple pattern beginning with two ones, each succeeding number is the sum of the two numbers immediately preceding it (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, ad infinitum). Far from being just a curiosity, this sequence recurs in structures found throughout nature—from the arrangement of whorls on a pinecone to the branches of certain plant stems. All of which is astounding evidence for the deep mathematical basis of the natural world.

With admirable clarity, math educators Alfred Posamentier and Ingmar Lehmann take us on a fascinating tour of the many ramifications of the Fibonacci numbers. The authors begin with a brief history of their distinguished Italian discoverer, who, among other accomplishments, was responsible for popularizing the use of Arabic numerals in the West. Turning to botany, the authors demonstrate, through illustrative diagrams, the unbelievable connections between Fibonacci numbers and natural forms (pineapples, sunflowers, and daisies are just a few examples). In art, architecture, the stock market, and other areas of society and culture, they point out numerous examples of the Fibonacci sequence as well as its derivative, the "golden ratio." And of course in mathematics, as the authors amply demonstrate, there are almost boundless applications in probability, number theory, geometry, algebra, and Pascal's triangle, to name a few. Accessible and appealing to even the most math-phobic individual, this fun and enlightening book allows the reader to appreciate the elegance of mathematics and its amazing applications in both natural and cultural settings.

奇幻数字的魔力:探索斐波那契数列的无限可能 图书简介 本书带领读者深入探索一个看似简单却蕴含无穷奥秘的数学序列——斐波那契数列。从古老的传说与历史的尘埃中缓缓揭开其神秘面纱,我们不仅将追溯这一数列的起源,更将领略它如何以一种近乎魔幻的方式渗透到自然界的每一个角落,以及它在艺术、建筑、计算机科学乃至人类认知领域所展现出的惊人力量。 第一章:数字的序曲——斐波那契的诞生与早期回响 本章将从公元十三世纪的意大利开始,详细描绘数学家列奥纳多·斐波那契(Leonardo Pisano Bigollo)的生平与时代背景。着重介绍《算盘书》(Liber Abaci)的问世,以及书中那个关于兔子繁殖的经典问题是如何无意间催生了这一影响深远的数列:1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34…… 我们将细致解析斐波那契数列的递归定义:从第三项开始,每一项都等于前两项之和。通过具体的例子和图示,帮助初学者快速掌握数列的生成规则。此外,本章还会追溯更早期的印度数学家对类似序列的研究,展现数学思想跨越时空的传承与发展。 第二章:自然的韵律——植物界的黄金法则 斐波那契数列最令人着迷的应用领域,莫过于它在自然界中的广泛体现。本章将进行一次细致入微的“自然观察之旅”。 我们将详细考察植物的生长模式:向日葵种子的螺旋排列、松果鳞片的数量、菠萝表皮的纹路,乃至花朵的花瓣数目(如百合三瓣,毛茛五瓣,雏菊通常为34、55或89瓣)。我们会运用数学工具,解释为什么这些看似随机的生长点,最终会以斐波那契数或与其密切相关的黄金分割率(Phi, $Phi$)来组织其结构,以实现最高效的光照捕获和空间利用。 通过分析这些生物学上的最优解,读者将体会到,自然界遵循着一套深植于数学基础之上的和谐法则。我们还将讨论树木的分支模式和叶序的优化机制,揭示生物进化过程中对效率的极致追求。 第三章:黄金分割的镜像——与 $Phi$ 的不解之缘 斐波那契数列与黄金分割率 $Phi approx 1.618$ 之间存在着深刻的数学联系。本章致力于阐明这一关系。我们将证明,当斐波那契数列的项数趋向无穷大时,相邻两项的比值将精确地收敛于 $Phi$。 这一节将深入探讨黄金分割的几何意义。通过构造黄金矩形、黄金螺旋(对数螺旋的一种特殊形式)来直观展示 $Phi$ 的美感。这些几何图形如何在不断自我相似的缩放中保持比例的恒定,是理解其“神奇”之处的关键。 第四章:艺术与建筑的和谐尺度 自古希腊以来,人类便将黄金比例视为最完美的视觉尺度。本章考察斐波那契数和黄金分割在人类创造活动中的应用。 我们将分析帕特农神庙的设计比例,探讨其立面结构是否精确遵循了黄金分割。随后,我们将进入文艺复兴时期,审视达·芬奇的作品,例如《维纳斯的诞生》或《最后的晚餐》中构图的比例关系,以及他对人体美学中黄金比例的运用。 在现代设计中,从标志性的企业Logo到网页布局的视觉层级划分,黄金比例依然是平衡与吸引力的重要工具。本章通过案例分析,揭示创作者如何在潜意识或有意识地运用这些基于数列的比例,来营造出令人愉悦的视觉体验。 第五章:编码的秘密——信息论与算法中的应用 斐波那契数列的递归特性使其成为计算机科学中的重要模型。本章将探讨其在算法和数据结构中的实际用途。 首先,我们将详细介绍“斐波那契搜索”(Fibonacci Search Technique),这是一种高效的区间搜索算法,尤其适用于无法方便计算中点的情况。其次,我们将讨论如何利用斐波那契数来构建“斐波那契堆”(Fibonacci Heap),这是一种在算法复杂度分析中表现优异的优先队列结构。 此外,本章还会涉及斐波那契数在随机数生成、数据压缩编码(如游程编码)中的应用潜力,以及它如何与分形几何和迭代函数系统(IFS)产生联系。 第六章:超越序列——斐波那契的现代数学探索 本章将带领读者超越基础定义,进入更深层次的数学领域。我们将探讨Binet公式,即一个直接计算第 $n$ 项斐波那契数的闭合表达式,理解该公式如何结合 $Phi$ 的幂次来实现。 我们还将介绍Lucas数列,它是斐波那契数列的近亲,以及这些数列在数论中的高级性质,如它们与素数、丢番图方程的关系。此外,本章还会触及广义的$k$-阶斐波那契数列,展示其在解决更复杂组合问题时的普适性。 结语:永恒的递归之美 本书的终章将回顾斐波那契数列如何从一个简单的算术问题,发展成为连接数学、科学、艺术与哲学的桥梁。斐波那契数列不仅是一种模式,更是一种理解宇宙秩序的语言。它提醒我们,最深刻的真理往往隐藏在最简洁的结构之中,而这些数字的舞蹈,将永不停歇地在我们的世界中回响。 本书特色: 深入浅出的阐释: 复杂的数学概念配以清晰的图表和直观的比喻。 跨学科的视角: 融合了数学史、生物学、艺术史与计算机科学的知识点。 丰富的实例解析: 大量来源于自然界和工程实践的具体案例,增强可读性与趣味性。 严谨的数学论证: 在保证普及性的同时,保留了必要的数学深度与准确性。

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读后感

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用户评价

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我不得不承认,在读这本书之前,我对数学一直持有某种程度的“敬畏感”,甚至可以说是有些回避。然而,《The Fabulous Fibonacci Numbers》彻底改变了我的看法。这本书的作者拥有一种非凡的能力,能够将深奥的数学概念变得如此平易近人。他使用的语言清晰、简洁,并且充满了热情。我从未想过,一个关于数字数列的书可以如此引人入胜,甚至让人读得津津有味,停不下来。书中大量引用的例子,从自然的形态到艺术的杰作,都生动地展示了斐波那契数列的普遍性和重要性。我尤其喜欢作者在描述斐波那契螺旋时所使用的比喻,让我瞬间理解了这个抽象概念背后的几何美学。这本书的优点在于它能够激发读者对数学的兴趣,甚至是对科学的探索欲望。它没有复杂的术语,没有冗长的证明,只有引人入胜的故事和令人惊叹的发现。我强烈推荐这本书给任何想要重新认识数学,或者只是想在日常生活中发现更多奇妙之处的人。

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这本书的出现,恰恰填补了我一直以来在理解自然界和人类创造力之间的某种“鸿沟”。《The Fabulous Fibonacci Numbers》以一种非常独特且令人信服的方式,展示了数学原理是如何深刻地影响着我们所见的万物。作者并没有局限于理论的探讨,而是将读者带入了一个充满活力的世界,在这个世界里,斐波那契数列就像一条隐形的线,串联起了从微观的细胞生长到宏观的宇宙星辰,从古老的建筑奇迹到现代的艺术创新。我特别赞赏书中对“美”的解读,作者通过斐波那契数列和黄金分割,解释了为什么某些事物会被我们认为是美的,这触及到了人类感知和审美的根本。阅读这本书的过程,就像是在解开一个又一个关于宇宙秩序和和谐的谜题,每一次解开都带来巨大的满足感。它不仅仅是一本科普读物,更是一本哲学层面的思考,它促使我们去思考规律、比例和美的本质。这本书的价值在于它能够让读者从一个全新的、更具洞察力的角度去理解我们所生活的世界。

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我对这本书的编排方式感到非常惊喜。它并没有按照传统的章节顺序,而是以一种更具探索性的方式展开。作者仿佛是一位经验丰富的向导,引领着读者沿着不同的路径去发现斐波那契数列的魅力。我喜欢他时而在历史的迷雾中穿梭,讲述这个数列的古老故事;时而又跳跃到现代科学的前沿,展示它在算法和计算机领域的应用。这种跳跃式的叙述方式,虽然可能需要读者一定的专注力,但却带来了意想不到的乐趣。每一次的“跳转”都像是在开启一个全新的宝藏,总能发现新的惊喜。我特别欣赏书中关于“意想不到的联系”的章节,作者成功地将看似毫无关联的事物联系起来,比如将斐波那契数列与音乐的和声、股市的波动模式并置,让人不禁感叹宇宙的奇妙和统一。这本书的挑战性在于它鼓励读者去主动思考,去发现数学原理在不同领域中的共性,而不是被动接受信息。对于那些喜欢挑战自我、享受深度思考的读者来说,这本书绝对是一次不容错过的智力冒险。

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这绝对是我近期读过的最引人入胜的一本书!从封面上那充满神秘感的数字图案开始,我就被深深吸引住了。作者仿佛是一位技艺精湛的魔术师,将看似枯燥的数学概念,以一种令人惊叹的方式呈现在读者面前。我原本对斐波那契数列知之甚少,只隐约记得在自然界中似乎见过它的身影,但这本书彻底颠覆了我的认知。它不仅仅是罗列公式和定理,更像是一次精彩的探险,带领我穿越历史的长河,去追溯这个数列的起源,去探索它在艺术、音乐、建筑甚至金融市场中的奇妙应用。我尤其喜欢书中关于“黄金分割”的部分,作者用通俗易懂的语言,结合大量生动的插图和案例,将这个抽象的概念描绘得栩栩如生,让我终于明白了为什么如此多的经典作品都蕴含着它。每一次翻页,都伴随着一次“啊哈!”的顿悟,感觉自己的思维被大大拓宽了。这本书的语言流畅而富有诗意,阅读过程就像品味一首优美的乐章,充满了惊喜与和谐。我迫不及待地想把这本书推荐给所有对数字、自然和美学感兴趣的朋友们。

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我必须说,这本书的排版和设计简直是一场视觉盛宴!从我拿起它的那一刻起,就感受到了制作者的用心。封面简洁而富有张力,内页的纸张质感极佳,散发着淡淡的油墨香。更重要的是,书中穿插的大量精美插图,不仅仅是装饰,更是对文本内容的绝佳补充。无论是描绘向日葵螺旋的精细线条,还是展示建筑黄金比例的清晰图示,都让人印象深刻,极大地增强了阅读的理解度和趣味性。作者的叙述风格也非常独特,他似乎非常擅长将复杂的数学原理融入到引人入胜的故事和类比之中。读到关于斐波那契数列如何在自然界中“自我组织”的部分时,我简直惊呆了,感觉自己像是在阅读一本关于生命起源的科普读物,充满了敬畏感。这本书让我重新审视了周围的世界,开始用一种全新的视角去观察花瓣的数量、松果的纹理、甚至是我们身边的许多建筑。这绝对是一本能够激发思考、拓展视野的书籍,它让我明白,数学并非只有冰冷的符号,也蕴含着令人惊叹的规律和美感。

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