Фибоначчи повсюду!

Числа Фибоначчи названы в честь Леонардо Фибоначчи из города Пизы (современная Италия). На самом деле эти числа были известны задолго до Фибоначчи ещё в древней Индии, где они использовались в метрическом стихосложении.


Леонардо Фибоначчи первым ввёл эту числовую последовательность в западноевропейской математической науке в своей важной книге «Liber Abaci» («Книга абака») в 1202 году. Он использовал эту последовательность чисел, когда пытался объяснить рост популяции кроликов.


Фибоначчи рассматривает гипотетическую ситуацию, когда в поле появляется пара кроликов. Они спариваются в конце месяца и в конце второго месяца самка производит еще одну пару. Кролики никогда не умирают, спариваются ровно через месяц, и самки всегда производят пару (один самец, одна самка). Вопрос, который поставил Фибоначчи был следующим: сколько пар будет через один год? Если посчитать, то окажется, что количество пар в конце N-го месяца равно Fn или N-му числу Фибоначчи. Таким образом, количество пар кроликов через 12 месяцев будет F12 или 144.

Числа Фибоначчи и золотое сечение


Как известно, последовательность Фибоначчи начинается с 1 и 1, после чего каждое новое число является результатом сложения двух предыдущих чисел:
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, …
Если разделить два последовательных числа в этом ряду, например 144/89, в конечном итоге получится число 1,618, которое называется «Золотое число» или «Золотое сечение».

Фибоначчи повсюду!


Последовательное приближение соотношения двух соседних чисел ряда Фибоначчи к Золотому сечению.

Пропорция золотого сечения считается эстетически приятной и из-за этого многие художники и архитекторы, в том числе Сальвадор Дали и Ле Корбюзье использовали её в своих работах.

Последовательность Фибоначчи и Золотое сечение тесно взаимосвязаны. Отношение последовательных чисел Фибоначчи сходится и приближается к золотому сечению, а выражение замкнутой формулы для последовательности Фибоначчи включает Золотое сечение.


Золотой прямоугольник (розовый) с длинной стороной a и короткой стороной b, и находящийся рядом с ним квадрат со стороной длиной a, создадут подобный золотой прямоугольник с длинной стороной а + b и короткой стороной a. Это изображение иллюстрирует взаимосвязь отношений (a+b)/a = a/b.

Спираль Фибоначчи или золотая спираль — это последовательность соединенных четвертей окружностей, вписанных внутри массивов квадратов со сторонами равными числам Фибоначчи. Квадраты идеально подходят друг к другу из-за природы последовательности Фибоначчи, в которой следующее число равно сумме двух перед ним (см.предыдущий рисунок). Любые два последовательных числа Фибоначчи имеют отношение, очень близкое к золотому сечению, которое составляет примерно 1.618034. Чем больше пара чисел Фибоначчи, тем ближе это приближение. Спираль и результирующий прямоугольник называются золотым прямоугольником.


Почему эта последовательность настолько уникальна


Числа Фибоначчи описывают различные явления в искусстве, музыке и природе. Числа спиралей на большинстве шишек и ананасах равны числам Фибоначчи. Расположение листьев и ветвей на стеблях многих растений соответствуют числам Фибоначчи. На пианино количество белых (8) клавиш и черных (5) клавиш в каждой октаве (13) являются числами Фибоначчи. Длины и ширины многих прямоугольных предметов, таких как учетные карточки, окна, игральные карты и пр. соответствуют последовательным числам ряда Фибоначчи.

Числа Фибоначчи в природе


Подсолнухи являются отличными примерами последовательности Фибоначчи, потому что семена в центре цветка организованы в два набора спиралей — короткие, идущие по часовой стрелке от центра, и более длинные — против часовой стрелки. Если считать спирали последовательно, то, видимо, всегда найдутся числа Фибоначчи.


Последовательность Фибоначчи можно также увидеть в форме или разделении ветвей дерева. Основной ствол будет расти до тех пор, пока он не создаст ветвь, которая создает две точки роста. Затем один из новых стеблей разветвляется на два, в то время как другой находится в состоянии покоя. Такая картина ветвления повторяется для каждого из новых стеблей. Корневая система и даже водоросли также демонстрируют эту закономерность.


Вот еще несколько примеров, где вы можете найти спираль Фибоначчи в природе.




Неудивительно, что спиральные галактики также следуют знакомой схеме Фибоначчи. Млечный Путь имеет несколько спиральных рукавов, каждый из которых представляет логарифмическую спираль около 12 градусов.


Числа Фибоначчи в теле человека


Есть много примеров соотношений частей тела человека на основе последовательности Фибоначчи, например рука и, в частности, кости пальца.


Каждая кость указательного пальца, от кончика до основания запястья, больше предыдущей примерно на коэффициент Фибоначчи 1,618, что соответствует числам Фибоначчи 2, 3, 5 и 8.


Числа Фибоначчи в биржевой торговле


Последовательность Фибоначчи является инструментом технического анализа, используемым профессиональными трейдерами в сочетании с другими инструментами для расчета прогноза потенциального конца коррекции, принимая процент от предыдущего движения.

Считается, что во время мощного рыночного движения, цены могут откатываться на 23,6% (это соответствует отношению числа ряда Фибоначчи на позиции N к числу на позиции N+3), 38,2% (соответствует отношению числа ряда Фибоначчи на позиции N к числу на позиции N+2) или 50% (половина). Эти уровни коррекции Фибоначчи считаются «нормальными». Если же цена падает на 61,2% (отношение двух соседних чисел ряда Фибоначчи — позиции N и N+1) и более, то это серьезный сигнал вероятного разворота тренда.


Числа Фибоначчи в фотографии и искусстве


В фотографии сетка фи (phi) является интерполяцией спирали Фибоначчи и в наши дни считается фундаментальным методом для создания приятной композиции в кадре. Цель состоит в том, чтобы выровнять объект по линиям, созданным спиралью, или использовать её в качестве разделителя для создания правильного ощущения кадра.


Сетка фи (красные линии) и спираль Фиббоначи в кадре.


Имеется много примеров, когда последовательность Фибоначчи появляется вокруг нас, и мы не обращаем внимания на это математическое чудо, которое кажется таинственным фактором, приносящим универсальную форму гармонии элементам математического музыкального искусства природы.

И еще немного фундаментального числа!



Источник: medium.com
Поделись
с друзьями!
1075
5
48
29 дней
РЕКЛАМА

Комедийная короткометражка «Альтернативная математика»

Комедийная короткометражка «Альтернативная математика» | Озвучка DeeAFilm
Источник: www.youtube.com
Поделись
с друзьями!
1871
6
160
5 месяцев

Странные факты о математике

Математика-забавная старая штука, в одну минуту вы думаете, что Вы, наконец,одолели вычисление, а затем понятия бесконечности и простых чисел превращают ваш мозг в кашу.


Но для подростка Агнийо Банерджи, чей IQ в 13 лет уже превышал 162, подобные математические умопомрачения — семечки. Вместе со своим наставником и научным писателем Дэвидом Дарлингом они написали новую книгу «Weird Maths: At the Edge of Infinity and Beyond» исследуя некоторые из самых загадочных головоломок, сложных парадоксов и удивительных решений в математике. Вот несколько необычных математических фактов из книги.

Теорема сэндвича с ветчиной


Есть теорема, которая говорит, что всегда можно разрезать сэндвич с ветчиной и сыром так, что две половины имеют абсолтно равное количество хлеба, ветчины и сыра. Ингредиенты могут быть любой формы, и даже могут быть в разных местах: хлеб в хлебнице, сыр в холодильнике и ветчина на стойке. Они могут быть разбросаны по всей Галактике. Теорема о сэндвиче с ветчиной выполняется каждый раз. Теорема справедлива даже в более высоких измерениях. Например, в пяти измерениях пять объектов, независимо от их формы и положения, всегда могут быть разделены пополам одним срезом.

Самое большое количество всех


Самый большой иск, когда – либо поданный человеком из Нью-Йорка, который утверждал, что его укусила бешеная собака, был на два триллиона триллионов триллионов долларов — гораздо больше денег, чем есть на Земле. Математики привыкли иметь дело с гораздо большими числами. Некоторые из них настолько огромны, что в известной Вселенной не хватает места, чтобы записать их, даже если бы каждая цифра была такой же маленькой, как атом. И все же ни одно из этих невообразимо огромных чисел не ближе к бесконечности, чем числа, с которыми мы учимся считать.


Видеть в 4D


В конце XIX века английский математик Чарльз Хинтон утверждал, что научился визуализировать объекты в четвертом измерении с помощью сложного набора цветных кубов. "Hinton cubes" были даже проданы общественности вместе с длинными инструкциями о том, как использовать их, чтобы увидеть в 4D. Такая возможность скоро может оказаться у нас в руках. Обычно мы воссоздаем сцены в трех измерениях по сигналам, посылаемым в мозг от сетчатки, которая по сути является плоской поверхностью. Что, если мы просто увеличим размер, используя что-то вроде сканера всего тела, чтобы получить эквивалент 3D-сетчатки? Данные со сканера можно было передавать по каналу мозг-компьютер непосредственно в мозг, давая нам всю информацию, необходимую для построения четырехмерного представления.

Новый Гранд Мастер


Последняя победа человека над шахматным компьютером случилась аж в 2005 году. С тех пор шахматные компьютеры стали настолько мощными, что почти наверняка никто их больше не победит. Самый высокий рейтинг, когда-либо достигнутый человеком, — 2882 от действующего чемпиона мира Магнуса Карлсена в 2014 году. Это намного ниже рейтинга сильнейших шахматных двигателей, которые составляют более 3400. Тем временем компьютеры начинают превосходить людей в гораздо более сложной игре — Go. В 2017 году AlphaGo победил нынешнего мирового лидера Ке Цзе в трех играх из трех

Главные Тайны


Самая большая нерешенная проблема в математике – гипотеза Римана, связанная с распределением простых чисел. Эти числа – те, которые будут делить только сами по себе и 1 – эквивалентны атомам, из которых построена математика. Они очень важны, но не очень понятны. Самым загадочным является то, что, хотя они появляются случайным образом, все вместе они следуют определенным шаблонам. Гипотеза Римана, если она окажется верной, фактически говорит, что, хотя неизвестно, где появятся простые числа, эта неопределенность контролируется настолько хорошо, насколько это возможно. Это дало бы наилучший возможный ответ на вопрос: учитывая любое число N, сколько простых чисел меньше N? Великий немецкий математик Давид Гильберт сказал, что первое, о чем он спросит, проснувшись от тысячелетнего сна, будет: “установлена ли гипотеза Римана?” Приз 1 миллион долларов от Математического института Клэя получит тот, кто сможет предоставить доказательства.
Источник: technogies.ru
Поделись
с друзьями!
1150
22
68
5 месяцев

Волшебная красота фракталов

Что такое фрактал? Фрактал — это бесконечно самоподобная геометрическая фигура, каждый фрагмент которой повторяется при уменьшении масштаба. Многие объекты в природе обладают свойствами фрактала, например побережья, облака, кроны деревьев, снежинки, система кровообращения, альвеолы. Фракталы описываются математическими формулами и представленное ниже видео состоит из полностью фрактальных фигур. Оцените красоту математики!

Sapphires - Mandelbrot Fractal Zoom (8k 60fps)
Источник: www.youtube.com
Поделись
с друзьями!
1533
12
53
11 месяцев

Притча о границах сознания: математик Джордж Данциг

Мотивирующая притча, основанная на реальных событиях!
В 1939 году 25-летний математик Джордж Данциг учился в Калифорнийском университете. Однажды он на 20 минут опоздал на пару по статистике. Тихонько вошел, сел за парту и завертел головой, пытаясь понять, что пропустил.

На доске были записаны условия двух задач.

«Ага», подумал Данциг, «ясно — это, видимо, домашнее задание к следующей паре». Студент переписал задачи в тетрадь и стал слушать профессора.
Дома он трижды пожалел о том, что опоздал на пару. Задачи были действительно сложными. Данциг думал, что, вероятно, пропустил что-то важное для их решения. Однако делать было нечего. Через несколько дней напряженной работы он все же решил эти задачи. Довольный заскочил к профессору и отдал тетрадь.

Профессор — его звали Ежи Нейман, если кому интересно — рассеянно принял задание. Да, мол, хорошо. Он как-то не смог сразу вспомнить, что не задавал студентам ничего подобного…

Когда спустя некоторое время он таки просмотрел то, что принес ему ученик, у него просто глаза на лоб полезли. Он вспомнил, что действительно в начале одной из лекций рассказывал студентам условия двух этих задач.

Двух теорем, которые на тот момент ещё не были доказаны!

Однако Данциг просто прослушал ту часть лекции, в котором говорилось о сложности этих задач. И решил их.

Иногда вы можете сделать невозможное. Если только не убедите себя сами в том, что это невозможное — невозможно.
Источник: elims.org.ua
Поделись
с друзьями!
2955
4
65
20 месяцев

Парадокс Монти Холла. Когда 2 больше 3.

Одна из ключевых сфер, в которых наш разум систематически ошибается – это вероятности, их вычисление и сравнение. Наш разум, действительно, имеет свойство давать неверные ответы на целый ряд вопросов о вероятностях. А целый ряд эвристик (например, эвристика репрезентативности) и когнитивных искажений (например, кластерная иллюзия, игнорирование априорной вероятности, ошибка конъюнкции) являются, по сути, именно формой некомпетентности человеческого разума в оценке вероятностей и при осуществлении статистического вывода.

Причем ошибаются в сфере вероятностей не только обыватели, но даже специалисты, знакомые с теорией вероятности и математической статистики.

И, пожалуй, лучшей иллюстрацией тут может служить так называемый «парадокс Монти Холла».

Что это за парадокс?

Давайте разберемся.
В популярном американском журнале «Парад» была авторская колонка под названием «Спросите Мэрилин» (такого рода авторские колонки достаточно обычны для США). Вела колонку, конечно, не Мэрилин Монро, а Мэрилин вос Савант. Почему именно она? Потому что она занесена в «Книгу рекордов Гиннеса», как обладательница самого высокого в мире коэффициентом интеллекта (IQ) – целых 228! Эта колонка работала просто: люди присылали Мэрилин вос Савант вопросы, а она отвечала.

И вот однажды (это был сентябрь 1990 года) ей прислали вопрос, по-видимому, навеянный телевикториной «На что спорим», которую вел Монти Холл. Это телеведущий позже и «подарил» свое имя рассматриваемому парадоксу.

Вопрос, присланный Мэрилин, был примерно таков:

«Дорогая Мэрилин,

Вот Вам задача, соответствующая Вашему феноменальному интеллекту.

Вы участвуете в телевикторине. Перед Вами три двери, и Вам надо выбрать одну из них. За одной дверью находится новенькая красная «Феррари», а за двумя другими дверями стоят живые козлы (Вы не слышите, как они блеют или стучат копытами).

Вы выбрали одну из дверей.

И тут ведущий делает неожиданное – он открывает одну из дверей, которую Вы не выбрали. За ней оказывается козел.

И затем хитрый шоумен говорит Вам:

«Мэрилин! Это Ваш шанс! Вы можете поменять свое решение и выбрать другую дверь. Сейчас или никогда!»

Так вот, стоит ли Вам поддаться ведущему и поменять свой первоначальный выбор или нет?

С наилучшими пожеланиями,
искренне Ваш,
Аноним»

Я думаю, будет полезно, если вы, уважаемый читатель, тоже ответите на этот вопрос.

Если вы не знаете, что такое парадокс Монти Холла, не разбираетесь в теории вероятностей, то вы, скорее всего, ответите, что менять свой первоначальный выбор и выбирать другую дверь не стоит, так как это не меняет ваших шансов на выигрыш. Кроме того, скорее всего, вам будет неприятна сама идея о том, чтобы изменить ваше первоначальное решение под влиянием, например, иллюзии контроля.

Но факт (и этот факт парадоксален) состоит в том, что если вы выберите другую дверь, то ваши шансы возрастут. Поэтому лучше свой первоначальный выбор изменить.

Если вы ответили неправильно – не расстраивайтесь. Когда Мэрилин вос Савант ответила правильно (стоит выбрать другую дверь), ее буквально завалили письмами, в которых упрекали ее в некомпетентности, глупости, незнании теории вероятностей. Причем, обратите внимание, критические письма ей писали даже специалисты-математики!

Да, не зря задачу с тремя дверьми называют парадоксом: действительно, трудно поверить, что надо поменять свое первоначальное решение и выбрать другую дверь.

Но с точки зрения теории вероятности тут все довольно просто. Давайте порассуждаем.

Какова вероятность того, что вы с первого раза выбрали дверь, за которой стоит новенькая красная «Феррари»?

Машина находится за одной из трех дверей. Следовательно, вероятность того, что вы угадали, за какой именно дверью находится машина, составляет 1/3 – один шанс из трех. Другими словами, если вы сыграете в эту игру много раз, то машина за выбранной Вами дверью окажется в одном случае из трех. Обратите внимание! Вы угадаете не каждый третий раз, а в одном случае из трех. Т.е. из ста попыток вы угадаете в примерно тридцати трех случаях. Причем мы не знаем, как будут распределены эти случаи: возможно, угадывания и промахи будут чередоваться равномерно, или же вы сначала будете угадывать, а потом начнется полоса неудач, или же, наоборот, полоса неудач сменится чередой угадываний.

Итак, вероятность того, что вы угадали, составляет 1/3.

Но вероятность того, что вы не угадали, составляет 2/3. Вероятность того, что вы не угадали, выше, не правда ли?
Но это означает, что выше и вероятность того, что машина находится за другой дверью, за дверью, которую вы не выбрали.

Далее. Если бы ведущий не выводил из игры заведомо невыигрышную дверь, ваши шансы при смене решения так и остались бы на уровне «один из трех». Но ведущий открывает дверь с козлом, он исключает ее из ваших дальнейших попыток.

Соответственно, есть один шанс из трех, что выбранная вами дверь выигрышная и два шанса из трех, что машина стоит за другой дверью.

Поэтому вам выгоднее поменять свое решение, выбрать другую дверь.

Конечно, существует вероятность, что вы сразу угадали. И в этом случае при смене двери вы проиграете. Но такая вероятность в два раза ниже, чем вероятность того, что поменяв дверь, Вы выиграете. Вот и все. Это и есть пример того, как надо применять теорию вероятностей на практике.

Меняйте свой выбор и выигрывайте!

Если вы до сих пор не верите, то, как говорится, возьмите и проверьте.

Для проверки вам понадобится надежный человек и три туза: один – черный и два – красных. Пусть ваш приятель сыграет роль ведущего. Пусть он тасует эти три карты, так, чтобы вы не видели. Потом пусть раскладывает их на столе так, чтобы он знал, какая из них черный туз. А когда вы выберите карту, пусть ваш приятель откроет одного из красных тузов.

Сделайте сто проб и запишите, сколько раз вы выиграете, если будете менять свой первоначальный выбор. Затем проведите еще сто проб, но на этот раз не меняйте свой выбор. И снова запишите, в скольких случаях вы выиграете.

Затем сравните результаты.

Итак, парадокс Монти Холла – это одна из лучших иллюстраций, не только показывающих, что наш разум не разбирается в вероятностях и случайностях, но и демонстрирующая, что ему довольно сложно даже понять законы, работающие в этой сфере.
Источник: vk.com
Поделись
с друзьями!
1909
17
129
35 месяцев

Фракталы: красота математики

Правильный взгляд на математику открывает не только истину, но и безупречную красоту — холодную и суровую, как скульптура, отстранённую от человеческих слабостей, лишённую вычурных уловок живописи и музыки — горнюю кристальность и строгое совершенство великого искусства. Подлинный вкус наслаждения, восторг, освобождение от бренной человеческой оболочки — всё это критерии высшего совершенства, которыми математика обладает наравне с поэзией.
— Бертран Рассел
Фракта́л (лат. fractus — дроблёный, сломанный, разбитый) — математическое множество, обладающее свойством самоподобия (объект, в точности или приближённо совпадающий с частью себя самого). Особую популярность фракталы обрели с развитием компьютерных технологий, позволивших эффектно визуализировать эти структуры.

Многие объекты в природе обладают свойствами фрактала, например: побережья, облака, кроны деревьев, снежинки, кровеносная система, система альвеол человека или животных.

Представляем вашему вниманию визуализацию некоторых фракталов. В своем роде это - картины, иллюстрации математических формул.

Множество Мандельброта — классический образец фрактала

Фрактальная форма кочана капусты сорта Романеско (Brassica oleracea)

Множество Жюлиа

Трахея и бронхи человека

Фрактал, созданный с помощью программы Apophysis

Фрактал, созданный с помощью программы XaoS

Фрактал "Вязаные кружева"

Бассейны Ньютона для полинома пятой степени

дерево Пифагора

Геометрический фрактал

Алгебраический фрактал

Спиральный фрактал

Эффектные «Фаберже фракталы» Тома Беддарда (Tom Beddard)


Шотландец Том Беддард (Tom Beddard) долгое время был ученым-физиком и изучал лазеры. Сейчас он известен в сети, как художник и веб-разработчик с псевдонимом subBlue. Автор создает необычные фрактальные изображения.

Фракталы в 3D-графике

Поделись
с друзьями!
1290
0
49
43 месяца