Fibonacci-Zahlen

Der italienische Mathematiker Leonardo da Pisa, auch Fibonacci genannt versuchte mit einer Zahlenfolge die Vermehrung von Kaninchen zu modellieren. Dabei bringt ein Kaninchenpaar zwei Zeiteinheiten nach seiner Geburt in jeder weiteren Zeiteinheit ein weiteres Kaninchenpaar zur Welt. Die daraus entwickelte Zahlenfolge hat ein paar bemerkenswerte Eigenschaften.

  • erstes und zweites Element: 1
  • jedes Element: Summe der beiden vorhergehenden Elemente.
  • Die ersten Folgenglieder: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, …
  • rekursive Berechnung:
    \(n = 1\): \(x_1=1\)
    \(n = 2\): \(x_2=1\)
    \(n > 2\): \(x_n= x_{n-1} + x_{n-2}\)
  • Formel für das \(n\)-te Folgeglied: \(x_n=\frac{1}{\sqrt{5}}\cdot \left[\left(\frac{1+\sqrt{5}}{2}\right)^n-\left(\frac{1-\sqrt{5}}{2}\right)^n\right]\)
  • Manchmal werden auch 0 und 1 als Startzahlen angegeben. Mathematisch gesehen ergibt sich die gleiche Folge, es passt aber nicht ganz zur ursprünglichen Intention mit den Kaninchen.
  • Die Quotienten zweier jeweils aufeinanderfolgender Elemente streben einem Grenzwert zu, der als Verhältnis des Goldenen Schnitts (1,61803…) bekannt ist.
  • Es gibt im Internet viele ausführliche Informationen zur Fibonacci-Folge, zB. hier.
  • Für die Startzahlen 1 und 3 ergibt sich die sogenannte Lucas-Folge.
  • Tribonaccizahlen ergeben sich bei 3 Startzahlen,
    Tetranaccifolge erhält man mit 4 Startzahlen usw.
  • Kaninchen halten sich zwar nicht an diese Vorgabe, trotzdem hat die Zahlenfolge bzw. der Goldene Schnitt in der Natur eine Bedeutung.

Anleitung für die Tabellenkalkulation:

Zelle Inhalt
A1 Überschrift: Fibonacci-Folge
A2 Text: 1. Startzahl x1 =
B2 Eingabefeld für die 1. Startzahl
A3 Text: 2. Startzahl x2 =
B3 Eingabefeld für die 2. Startzahl
C2 Text n =
D2 Eingabefeld für die Nummer eines Folgeglieds
C3 Formel: ="x("&D2&")=" setzt eine Zeichekette zusammen, die die Nummer beinhaltet.
D3 Formel zur Berechnung des n-ten Folgeglieds:
=(((1+WURZEL(5))/2)^D2-((1-WURZEL(5))/2)^D2)/WURZEL(5)Kommentar zur Zelle hinzufügen: „Nur für die Startzahlen 1 und 1 richtig!“
B5 Text n als Spaltenüberschrift
C5 Text xn als Spaltenüberschrift
B6 Spalte nach unten automatisch ausfüllen zur Nummerierung
C6 Formel =B2 übernimmt die 1. Startzahl
C7 Formel =B3 übernimmt die 2. Startzahl
C8 Formel: =C6+C7 rekursive Berechnung der Folgeglieder – nach unten automatisch ausfüllen
D5 Text Quotient als Spaltenüberschrift
D6 leer lassen
D7 Formel: =C7/C6 Berechnung der Quotienten – nach unten automatisch ausfüllen. Dieser Wert nähert sich (konvergiert gegen) dem Wert 1,6180339…

Inhalte: