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输入计算

数学公式

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结果

Fibonacci function at first index v = -10
-55
F(v) = (phi^v − (1/phi)^v cos(vπ)) / √5
行数 101
F at last index v = 10 55
索引 v 斐波那契函数 F(v)
-10 -55
-9.8 -40.411828
-9.6 -14.016583
-9.4 12.739332
-9.2 30.285557
-9 34
-8.8 24.984835
-8.6 8.672581
-8.4 -7.862488
-8.2 -18.705555
-8 -21
-7.8 -15.426993
-7.6 -5.344002
-7.4 4.876844
-7.2 11.580002
-7 13
-6.8 9.557843
-6.6 3.328579
-6.4 -2.985644
-6.2 -7.125553
-6 -8
-5.8 -5.86915
-5.6 -2.015423
-5.4 1.8912
-5.2 4.454449
-5 5
-4.8 3.688692
-4.6 1.313157
-4.4 -1.094444
-4.2 -2.671104
-4 -3
-3.8 -2.180458
-3.6 -0.702266
-3.4 0.796756
-3.2 1.783344
-3 2
-2.8 1.508235
-2.6 0.61089
-2.4 -0.297688
-2.2 -0.88776
-2 -1
-1.8 -0.672223
-1.6 -0.091376
-1.4 0.499068
-1.2 0.895584
-1 1
-0.8 0.836011
-0.6 0.519515
-0.4 0.20138
-0.2 0.007824
0 0
0.2 0.163788
0.4 0.428139
0.6 0.700447
0.8 0.903408
1 1
1.2 0.999799
1.4 0.947654
1.6 0.901827
1.8 0.911232
2 1
2.2 1.163587
2.4 1.375793
2.6 1.602275
2.8 1.814641
3 2
3.2 2.163387
3.4 2.323446
3.6 2.504102
3.8 2.725873
4 3
4.2 3.326974
4.4 3.699239
4.6 4.106376
4.8 4.540514
5 5
5.2 5.490361
5.4 6.022685
5.6 6.610478
5.8 7.266387
6 8
6.2 8.817335
6.4 9.721923
6.6 10.716854
6.8 11.806901
7 13
7.2 14.307695
7.4 15.744608
7.6 17.327332
7.8 19.073288
8 21
8.2 23.12503
8.4 25.466531
8.6 28.044186
8.8 30.880188
9 34
9.2 37.432725
9.4 41.211139
9.6 45.371518
9.8 49.953476
10 55

这个计算器能做什么

本工具用于计算斐波那契函数 \(F(v)\):把我们熟悉的、只在整数索引上有定义的斐波那契数,扩展到任意实数 \(v\)。它采用闭式(Binet 风格)的实值扩展公式,并在你指定的区间内生成一张 (索引 \(v\), 函数值 \(F(v)\)) 的数值表。这属于纯数学范畴,因此在任何地区的结果都完全一致。

公式

设 \(\phi = \frac{1 + \sqrt{5}}{2}\) 为黄金比例(约等于 1.6180339887),并注意 \(\frac{1}{\phi} = \frac{\sqrt{5} - 1}{2}\)。实值斐波那契函数为:

$$F(v) = \frac{1}{\sqrt{5}}\left[\phi^{v} - \left(\tfrac{1}{\phi}\right)^{v}\cos(v\pi)\right]$$

对于离散的 Binet 公式 \(F(n) = \frac{\phi^{n} - \psi^{n}}{\sqrt{5}}\),其中 \(\psi = \frac{1 - \sqrt{5}}{2} = -\frac{1}{\phi}\),当 \(v\) 为实数时 \(\psi^{v}\) 是多值的。取其实分支可得 \(\psi^{v} = \left(\tfrac{1}{\phi}\right)^{v}\cos(v\pi)\)。由于 \(\cos(n\pi) = (-1)^{n}\),该式在整数处与 Binet 公式完全吻合。

将公式分解为增长项和振荡衰减项
\(F(v)\) 将一个增长的 \(\phi^{v}\) 项与一个余弦调制的衰减项相结合,再除以根号五。
穿过整数斐波那契点的平滑连续曲线
实值斐波那契函数 \(F(v)\) 形成一条平滑曲线,穿过经典的整数斐波那契值。

使用方法

输入索引 \(v\) 的初始值(第一行的 \(v\))、步长(每行 \(v\) 的变化量,可以为负数),以及重复次数(共生成多少行)。计算器会按 \(v_k = \text{初始索引} + k\cdot\text{步长}\) 逐行列出 \(F(v)\),并高亮首行与末行的数值。

计算示例

当 \(v = 10\) 时:\(\phi^{10} \approx 122.9919\),\(\left(\tfrac{1}{\phi}\right)^{10} \approx 0.00813\),且 \(\cos(10\pi) = 1\)。因此 \(F(10) = \frac{122.9919 - 0.00813}{\sqrt{5}} = 55\),正好等于第十个斐波那契数。当 \(v = 0.5\) 时,\(\cos(0.5\pi) = 0\),所以 \(F(0.5) = \frac{\phi^{0.5}}{\sqrt{5}} \approx 0.568864\)。

常见问题

它能还原常规的斐波那契数吗? 可以——在每个整数索引上它都会退化为标准的 Binet 公式,也包括负索引的「负斐波那契(negafibonacci)」数值。

为什么要用 \(\cos(v\pi)\)? 因为它是 \(\psi^{v}\) 的实分支,能提供使整数索引精确成立所需的正负交替符号。

还有其他扩展方式吗? 有的;还存在复值以及基于正弦函数的解析延拓。本计算器采用的是特定的实分支扩展 \(F(v) = \frac{\phi^{v} - \left(\tfrac{1}{\phi}\right)^{v}\cos(v\pi)}{\sqrt{5}}\)。

最后更新: