做客中文网

05 计数的数 Numbers That Count(第3页)

天才一秒记住【做客中文网】地址:https://www.zk01.net

这一数字为28,因为一般一个有n个元素的集合拥有2n个子集。

上面这一事实也可以直接推出,原因是一个n个元素集合的任意一个子集可以使用长度为n的二进制字符串来识别。

方法如下:我们考虑一个集合,比如{a1,a2,…,an},则一个长度为n的二进制字符串定义了它的一个子集,因为字符串中的每个1表示相应的元素ai存在于我们的子集中。

例如,假设n=4,字符串0111和0000分别代表{a2,a3,a4}和空集。

由于二进制字符串的每个位置都有两种取值选择,因此共有2n个这样的字符串,一个n元素集合便含有2n个子集。

卡特兰数

这种数有种最简单的图形表达,是用n段上斜线段和n段下斜线段能画出多少组不同的“山脉”

(见图3)。

每种不同的山脉构型都对应一组有意义的括号,因此将n对括号有意义地排列起来的方法个数,恰好是第n个卡特兰数。

例如,(())()和((()))是有意义的括号方法,但())(()不是:有意义是指从左向右数时,左括号的个数从不小于右括号的个数。

这对应于山脉始终位于地面上方这一自然条件。

比方说,图3中第一个和最后一个山脉的构型分别对应于()(())和()()()这两种括号排列。

第n个卡特兰数还代表将n+2边的正多边形被互不相交的对角线分成三角形的方法个数。

沿着这一思路,卡特兰数还有其他解读方法。

正如二项式系数,也有公式联系了卡特兰数和更小的卡特兰数,这使对它们的计算变得很简便。

斐波那契数列

恐怕没有第二个数列像斐波那契数列(Fibonace)那样使普罗大众着迷了,它是如下的数列:

1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,377,610,…

在起始的两个数之后,每个数都是其之前两数之和。

在这一点上,二项式系数与其有相似之处,因为那里每一项也是之前两数之和。

但是斐波那契数列的组成方式更简单:

fn=fn-1+fn-2

这里fn表示第n个斐波那契数,并且我们规定f1=f2=1。

我们将这种用先行项来定义当前项的公式叫作递归(re)或递推关系(recerelation)。

这一数列是从哪里来的呢?它最先是由比萨的莱昂纳多(LeonardoofPisa)——更有名的称呼是斐波那契——在他著名的兔子问题中引入的。

一只雌兔出生两个月后达到生育年龄,并在这之后的每个月生下一只雌兔。

那么每个月初雌兔的总数由斐波那契数列给出。

第一个和第二个月初当然只有一只兔子。

第三个月初雌兔生下一只雌兔,因而我们有2只雌兔。

到了下个月,它又生下一只,于是共有3只雌兔。

本章未完,请点击下一章继续阅读!若浏览器显示没有新章节了,请尝试点击右上角↗️或右下角↘️的菜单,退出阅读模式即可,谢谢!

如遇章节错误,请点击报错(无需登陆)

新书推荐

凡人之我为厉天尊猎人:我真不是除念师无双召唤之诸天神魔帝国崛起重生后在偏执大佬怀里撒野末日模拟器,我以剑道证超凡平平无奇小道士遮天:妖皇雪月清高武:神话最强传说全能小神医剑中仙步步生莲网游之盗版神话神秘之劫真武狂龙女侠且慢真千金她是全能大佬一念永恒渣夫宠妾灭妻,她重生后黑化了神诡世界,我有特殊悟性抗战从周卫国开始帝枭盛宠:总统大人买一送二民国之铁血少帅大秦第一熊孩子猎魔手记