透過 MCP 連接 →

輸入計算

數學公式

Show calculation steps (1)
  1. Sum of Fibonacci Terms F(0) to F(n)

    Sum of Fibonacci Terms F(0) to F(n): 費氏數列計算機

    Sum of the first terms equals F(n+2) - 1

廣告

結果

Fibonacci number F(10)
55
第 n 項的數值
項次 (n) 10
總和 F(0)…F(n) 143
比奈公式(黃金比例)估計值 55.003636

什麼是費氏數列?

費氏數列(又稱斐波那契數列)是數學中最著名的數字規律之一。它從 0 與 1 開始,之後每一項都是前兩項的總和:0、1、1、2、3、5、8、13、21、34,依此類推。這款費氏數列計算機能幫你求出第 n 項的數值,並算出到該項為止所有項的累計總和。

由穿過嵌套正方形的四分之一圓弧構成的費波那契螺旋
費波那契數列透過將前兩項相加而增長,形成著名的螺旋。

計算機怎麼用?

輸入項次 n(你想查詢的數字位置,從 0 開始計算)後送出即可。計算機會回傳 F(n)、累計總和 F(0)+F(1)+…+F(n),以及由比奈公式推算的黃金比例估計值。本工具支援 n 最大到 90,並保證整數運算完全精確。

公式解析

有兩種方法都能得到相同答案。最直觀的是遞迴規則 \(F(n) = F(n-1) + F(n-2)\)。而最優雅的封閉形式則是 比奈公式(Binet's formula),它運用了黃金比例 \(\varphi = \frac{1+\sqrt{5}}{2} \approx 1.618\)。

$$F_{\text{n}} = \frac{\varphi^{\text{n}} - (1-\varphi)^{\text{n}}}{\sqrt{5}}, \qquad \varphi = \frac{1+\sqrt{5}}{2}$$

由於公式中第二項 \(\psi^{\text{n}}\) 會逐漸趨近於零,因此 F(n) 與 \(\varphi^{\text{n}}/\sqrt{5}\) 極為接近,只要四捨五入到最接近的整數,就能得到精確的費氏數。本計算機以迭代方式計算結果以確保完美精度,同時也顯示比奈公式的估計值供你對照。

由按黃金比例分割的線段得出的黃金比例 phi 示意圖
比內公式使用黃金比例 \(\varphi = \frac{1+\sqrt{5}}{2}\)。

實際範例

以 n = 10 為例:數列為 0、1、1、2、3、5、8、13、21、34、55,因此 F(10) = 55。前 11 項(F(0) 到 F(10))的總和為 $$\sum_{i=0}^{10} F_i = F_{12} - 1 = 144 - 1 = 143$$ 比奈公式的估計值 \(\varphi^{10}/\sqrt{5} \approx 55.0036\),四捨五入後正好等於 55。

常見問題

數列是從 0 還是 1 開始?本工具採用標準慣例 F(0)=0、F(1)=1,所以第 0 項回傳的數值為 0。

為什麼把 n 限制在 90?F(90) 約為 \(2.88 \times 10^{18}\),已接近 64 位元整數運算的精確上限。超過這個範圍,浮點數的四捨五入就可能造成誤差。

它和黃金比例有什麼關聯?當 n 越來越大時,相鄰兩項費氏數的比值 \(F(n+1)/F(n)\) 會逐漸收斂於 \(\varphi \approx 1.6180339887\)。

最後更新: