張議月
(沈陽師范大學,遼寧 沈陽 110034)
現(xiàn)如今,利用數(shù)列知識來解決實際中的問題是較為普遍的,而等差數(shù)列和等比數(shù)列則是數(shù)列知識中的基礎(chǔ),在解決一些有關(guān)數(shù)列的實際問題時往往需要將其轉(zhuǎn)化為等差、等比數(shù)列的相關(guān)問題來解決。利息的計算是至關(guān)重要的。它一般有兩種計算方式——單利計算方式(銀行存款儲蓄業(yè)務都按單利計算利息)與復利計算方式,如下所述:
(1)單利的計算方式。若本金為元,每期利率為,將利息與本息和按期數(shù)排成列:第一期末的利息為am元,本息和為a×(1+m)元;第二期末的利息為2am元,本息和為a×(1+2m)元;第三期末的利息為3am 元,本息和為 a×(1+3m);......;第n期末的利息為nam元,本息和為a×(1+nm)元。由上述所知,在單利的計算中,利息和本息和都構(gòu)成了公差為am的等差數(shù)列。
(2)復利的計算方式。若本金為b元,每期利率為p,將利息與本息和按期數(shù)排成列:第一期末的利息為bp元,本息和為 b×(1+p)元;第二期末的利息為 b×(1+p)×p 元,本息和為 b×(1+p)2元;第三期末的利息為 b×(1+p)2×p 元,本息和為 b×(1+p)3元;......;第 n 期末的利息為 b×(1+p)n-1×p 元,本息和為b×(1+p)n元。由上述所知,在復利的計算中,利息和本息和都是公比為1+p的等比數(shù)列。
世間一切事物都在不經(jīng)意間發(fā)生著變化,在這紛繁的變幻中,很多現(xiàn)象的變化是有規(guī)律可循的。這種規(guī)律往往會呈現(xiàn)出前因與后果的關(guān)系,因此可采用遞推的思想來研究這些變化。進一步來說,遞推數(shù)列在實際中的應用有助于提高解決實際問題的能力和拓展思維方式,了解遞推數(shù)列在實際中的應用是必要的,如按揭貸款中的應用。
例:假如申請的貸款金額為a0元,其中每月的利率為p,還款方式為每月等額還本付息a元。設(shè)第n月還款后的本金為an元,那么便有:a1=a0(1+p)-a,a2=a1(1+p)-a,a3=a2(1+p)-a,a4=a3(1+p)-a,……,an+1=an(1+p)-a;……(*)。
1202年,意大利數(shù)學家斐波那契在《計算之書》中,提出了著名的斐波那契數(shù)列,即 1,1,2,3,5,8,13,……。這個數(shù)列從第二項開始,每個偶數(shù)項的平方都比它前后兩項乘積少1,而每個奇數(shù)項的平方都比它前后兩項乘積多1;從第三項開始,每一項都等于它的前兩項之和,并且隨著項數(shù)的增加,前一項與后一項之比越來越趨近于0.618。這個數(shù)值就是人們所說的黃金分割比,并且按照這個比例設(shè)計的物體造型十分美觀。由此,也可以說黃金分割比是斐波那契數(shù)列在美學中的應用。
繪畫中的配色原理也是由黃金分割比得到的。在大多數(shù)情況下,想要調(diào)配出一種間色采用的兩種原色所占的比例并不是等量的,因此,兩種原色的搭配比例不同也會呈現(xiàn)出不同的色彩。人們習慣采用的色彩調(diào)配比例常常是:黃(3)+紅(5)=橙(8);黃(3)+青(8)=綠(11);青(8)+紅(5)=紫(13),這個色彩的配比量與斐波那契數(shù)列的特征剛好吻合。由于在斐波那契數(shù)列中,前后兩項的比值是隨著項數(shù)的增加逐漸逼近于黃金分割比,因此所調(diào)配出來的色彩就會比較自然,給人以美的感覺。而它被人們譽為“天然合理”的最美妙的形式比例。
通過上述的舉例分析,明確了數(shù)列知識是怎樣應用到實際中及在實際中應用的重要性,能將數(shù)列知識與實踐聯(lián)系起來,利用數(shù)學的力量解決問題。正如華羅庚所言:宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之變,日用之繁,無處不用數(shù)學。這是對數(shù)學與實際關(guān)系的精彩描述。