我不能接受。這個式子到底對不對呢?因為斐波那契數列可全都是整數哦,而通項公式裡出現的 真是令人匪夷所思。
米爾嘉卻是一副很滿足的樣子,她喝著已經變冷的咖啡,聽到我的疑問後說:「那你試著算算看嘍?」
那麼我就假設 n = 0, 1, 2, 3, 4,並分別將它們代入通項公式。
最後得出的答案是 0, 1, 1, 2, 3,確實都是斐波那契數列中的數字。啊,原來如此,當代入具體數字時,分子分母都有 ,所以可以互相抵消。
哇,實在是太厲害了!我也喝起了咖啡,一邊喝一邊開始回想今天所做的事情:我們一開始的目標是要求斐波那契數列的通項公式。為此,我進行了以下三步。
(1)思考將 xn 的項的係數用斐波那契數列的通項 Fn 來表示的生成函數 F(x)。
(2)求生成函數 F(x) 的有限項代數式(這裡是關於 x 的有限項代數式)。這時,可以運用斐波那契數列的推導公式來求解。
(3)用無窮級數的形式來表達函數 F(x) 的有限項代數式。這時 xn 項 的係數就是斐波那契數列的通項公式。
綜上所述,從將函數的係數用通項 Fn 來表示,到求出生成函數,這就是「抓住了求解數列的關鍵」。原來如此……但是,真是「路漫漫其修遠兮」啊……
「求斐波那契數列的通項公式」的「旅行地圖」
米爾嘉又說:「生成函數是求解數列最有效的方法。為什麼這麼說呢?因為當我們在生成函數王國漫步的時候,我們所知道的關於函數的解析技巧對求解很有幫助。做函數題時總結出來的方法在數列問題上也有了用武之地。」
我聽了米爾嘉的話後又開始擔心起別的事情。在計算無窮級數的時候,我們改變了求和的順序,應該沒什麼問題吧?到底會不會有關係呢?
「如果在條件裡不說清楚的話就不行,但這次沒關係。先不告訴別人我們是用生成函數的方法求得通項公式的,然後我們用數學歸納法來證明一下所得到的通項公式就可以了。」米爾嘉像完成件大事一樣,輕鬆地說。
……一直以來我都在做公式的展開,
這是為了運用生成函數這一重要的解題方法
來展現發現等式關係的方法。
——高德納,《計算機程序設計藝術》[22]