@ 2024.12.01 , 07:05

用斐波那契数转换英里和公里

最近,我在看一个关于数论的YouTube视频时,学到一个关于斐波那契数的有趣事实:斐波那契数可以用来近似英里和公里的转换,反之亦然。

具体方法如下:

取任意两个相邻的斐波那契数,比如5和8。

结果就是转换后的值。没开玩笑——5英里约等于8公里。反过来读也成立:8公里约等于5英里。

再看一个例子,取两个相邻的斐波那契数21和34。这表示21英里约等于34公里,反之亦然。(实际值为33.79公里。)

这还没完!

如果需要转换一个非斐波那契数值,可以将原数表示为几个斐波那契数的和,然后分别对每个斐波那契数转换,最后将结果相加。

例如,100英里等于多少公里?
100可以表示为89 + 8 + 3三个斐波那契数的和。
对应的后续斐波那契数是144(89之后),13(8之后),和5(3之后)。
因此,答案是144 + 13 + 5 = 162公里。误差不到1%,精确值是160.93公里。

再看一个例子,400公里等于多少英里?
400可以表示为377 + 21 + 2三个斐波那契数的和。
这次我们需要找的是前面的斐波那契数:233(377之前),13(21之前),和1(2之前)。
因此,答案是233 + 13 + 1 = 247英里。误差依然很小,精确值为248.55英里。

记住这个诀窍:
* 从公里转换到英里,用前一个斐波那契数。
* 从英里转换到公里,用后一个斐波那契数。

当转换的距离正好是一个斐波那契数时,对21以上的数,误差始终在0.5%左右。
如果需要将距离拆分为多个斐波那契数相加,误差会随着斐波那契数的个数增多而略微增加,但也只在√n×0.5%左右。

为什么这方法可行?

斐波那契数有个性质:相邻两数的比值会无限接近黄金比例,而黄金比例大约是1.618。
巧合的是,1英里约等于1.609公里,这个值和黄金比例仅差0.5%。

由于相邻斐波那契数的比值接近1.618,我们可以用斐波那契数来表示英里和公里之间的换算关系:
若两相邻斐波那契数为Fn+1和Fn,则比值Fn+1/Fn近似于公里/英里的转换比率。
由此推导出:
Fn(英里) = Fn+1(公里)。

这完全是个有趣的巧合:黄金比例几乎等于英里与公里的换算比例。

https://catonmat.net/fibonacci-miles-kilometers

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