diplomsko delo -...

74
UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGO ˇ SKA FAKULTETA DIPLOMSKO DELO MAJA OSTERMAN

Upload: hanhi

Post on 08-May-2019

213 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

UNIVERZA V LJUBLJANI

PEDAGOSKA FAKULTETA

DIPLOMSKO DELO

MAJA OSTERMAN

Page 2: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

UNIVERZA V LJUBLJANI

PEDAGOSKA FAKULTETA

Studijski program: Matematika in racunalnistvo

Fibonaccijevo zaporedje in

krozna konstanta

Diplomsko delo

Mentor: Kandidatka:

izr. prof. dr. Marko Razpet Maja Osterman

Ljubljana, september 2013

Page 3: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Zahvala

Za idejo, strokovno pomoc in usmerjanje pri izdelavi diplomskega dela se

zahvaljujem prof. dr. Marku Razpetu.

Zahvaljujem se starsem, sestri in fantu Primozu, ki so mi bili v oporo v letih

studija in v casu nastajanja diplomskega dela.

Page 4: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Program dela

V diplomskem delu predstavite Fibonaccijevo zaporedje, nekaj lastnosti

Fibonaccijevih stevil in povezavo le-teh s krozno konstanto.

Ljubljana, april 2013 Mentor: dr. Marko Razpet

Page 5: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Povzetek

V diplomskem delu obravnavamo Fibonaccijeva stevila oziroma Fibonacci-

jevo zaporedje. Rekurzivno formulo tega zaporedja utemeljujemo ter dokazu-

jemo nekaj lepih lastnosti tega zaporedja. Vpeljemo povezavo Fibonaccijevih

stevil in zlatega razmerja ter izpeljemo formulo. V drugem delu obravnavamo

zgodovino racunanja krozne konstante in ustrezne formule nekaterih mate-

matikov, ki so bili dejavni na tem podrocju. V nadaljevanju pa pokazemo

uporabnost racunanja s krozno konstanto z razlicnim stevilom decimalnih

mest. V osrednjem delu tudi pokazemo in dokazemo povezavo med Fibonac-

cijevimi stevili in krozno konstanto.

Kljucne besede: Fibonacci, Fibonaccijeva stevila, Fibonaccijevo zaporedje,

krozna konstanta, zgodovina racunanja krozne konstante

i

Page 6: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

The Fibonacci sequence and the circular

constant

Abstract

In our diploma thesis we discuss Fibonacci numbers or Fibonacci sequence.

We’re establishing the recursive formula of the sequence and proving some of

its fine characteristics. We’re introducing the connection between Fibonacci

numbers and Golden Ratio and deriving a formula. In the second part of

our thesis we’re discussing the history of calculating the circular constant

and suitable formulas by some mathematicians, which were active in the

same area. In continuation, we’re demonstrating the usefulness of calculating

with circular constant with various number of decimal places. In the central

part we’re also demonstrating and proving the connection between Fibonacci

numbers and circular constant.

Key words: Fibonacci, Fibonacci numbers, the Fibonacci sequence, the cir-

cular constant, the history of calculating the circular constant.

MSC (2010): 01A35, 01A40, 01A45, 01A50, 01A55, 01A60, 01A65,

11B39, 40A99.

ii

Page 7: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Kazalo

1 Fibonacci 2

2 Fibonaccijevo zaporedje 5

3 Uporaba Fibonaccijevega zaporedja 12

4 Lastnosti Fibonaccijevega zaporedja 14

5 Zgodovina stevila π 24

5.1 Zgodnja racunanja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

5.2 Srednji vek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.3 16. in 17. stoletje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.4 18. stoletje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.5 19. stoletje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

5.6 20. in 21. stoletje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

6 Uporaba krozne konstante 54

7 Fibonaccijeva stevila in krozna konstanta 56

8 Zakljucek 61

iii

Page 8: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Slike

1 Leonardo iz Pise znan tudi pod imenom Fibonacci [5] . . . . . 2

2 Knjiga Liber Abaci [6] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

3 Prikaz razmnozevanja zajcev [7] . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

4 Prikaz zlatega razmerja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

5 Pascalov trikotnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

6 Pascalov trikotnik in Fibonaccijeva stevila [9] . . . . . . . . . 21

7 Arhimed in primeri pravilnih veckotnikov [10] . . . . . . . . . 25

8 Primer pravilnega veckotnika . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

9 Stranici krogu vcrtanega in ocrtanega n-kotnika [28] . . . . . . 26

10 Adriaan van Roomen [11] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

11 Ludolph van Ceulen [12] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

12 Willebrord Snell van Royen [13] . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

13 Krozni odsek [35] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

14 Isaac Newton [30] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

15 John Machin [14] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

16 William Jones [15] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

17 Thomas Fantet de Lagny [32] . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

18 Leonhard Euler [16] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

19 Johann Heinrich Lambert [17] . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

20 Jurij Vega [18] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

21 Tocke v ali na kroznici s polmerom 7 . . . . . . . . . . . . . . 46

22 Johann Carl Friedrich Gauss [19] . . . . . . . . . . . . . . . . 47

23 Cetrta izdaja Thibautove knjige iz leta 1822 [35] . . . . . . . . 48

24 Peta predelana izdaja Thibautove knjige iz leta 1831 [36] . . . 48

25 Bernhard Friedrich Thibaut [29] . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

26 Leopold Karl Schulz von Strassnitzki [29] . . . . . . . . . . . . 49

27 Johann Zacharias Dase [29] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

28 William Shanks [20] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

29 John von Neumann [21] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

30 Yasumasa Kanada [22] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

31 David in Gregory Chudnovsky [23] . . . . . . . . . . . . . . . 52

32 Simon Plouffe [37] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

iv

Page 9: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

33 Shigeru Kondo [24] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

v

Page 10: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Tabele

1 Zgornja in spodnja meja stevila π pri pravilnih n-kotnikih . . 29

2 Vrednosti funkcije f(m) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

3 Gaussova predstavitev racunanja stevila π . . . . . . . . . . . 47

4 Vrednosti funkcije F (m) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

vi

Page 11: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Uvod

V prvem delu bomo opisali delovanje srednjeveskega matematika Leonarda iz

Pise, ki je bolj poznan pod imenom Fibonacci. Opisali bomo njegov pomen

v srednjem veku in njegov vpliv na razvoj matematike v svetu.

Nato si bomo pogledali Fibonaccijevo zaporedje, po katerem je Fibonacci

najbolj poznan. Razlozili bomo, kako je prisel do tega zaporedja. Rekur-

zivno formulo tega zaporedja bomo tudi utemeljili. Pokazali bomo tesno

povezavo med Fibonaccijevimi stevili in zlatim razmerjem oziroma zlatim

rezom. Ustrezno matematicno bomo dokazali nekaj lastnosti Fibonaccije-

vega zaporedja.

V drugem delu diplomskega dela si bomo pogledali zgodovinski razvoj racuna-

nja decimalnih mest krozne konstante. Ogledali si bomo nekaj najbolj po-

membnih ljudi, ki so prispevali k vedno bolj tocnemu izracunu krozne kon-

stante. Nekatere formule za izracun bomo tudi izpeljali in pokazali primere

uporabe.

Pogledali si bomo prakticno uporabo krozne konstante na nekaterih konkret-

nih primerih, kjer bomo uporabili razlicne priblizke za izracun obsega kroga.

V sklepnem delu bomo obravnavali povezavo med Fibonaccijevimi stevili in

krozno konstanto ter zvezo med njimi tudi primerno dokazali.

1

Page 12: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

1 Fibonacci

Italijanski matematik Leonardo iz Pise je bil rojen okoli leta 1170 verjetno

v Pisi. Bolj kot po imenu je dandanes poznan po svojem vzdevku Fibo-

nacci. Vzdevek je dobil po ocetu Bonacciu in pomeni sin Bonaccija (Filius

Bonacci). Njegov drugi vzdevek je Bigollo, kar pomeni popotnik, saj je po-

toval z ocetom, ki je bil mestni pisar in trgovec. O Fibonaccijevem zivljenju

je malo znanega. Vemo samo nekaj dejstev.

Slika 1: Leonardo iz Pise znan tudi pod imenom Fibonacci [5]

Z ocetom sta potovala po Italiji, kjer se je tudi naucil toliko matematike, ko-

likor mu je kot trgovcu in pisarju lahko koristila. Kasneje so njegovega oceta

izbrali za zastopnika trgovcev iz Pise v severnoafriskem pristanu Bugia, to je

sedanja Bejaia v Alziriji. Medtem ko je z ocetom potoval, se je sproti tudi

veliko naucil, predvsem stevilske sisteme, ki so se uporabljali v teh dezelah.

Tukaj predvsem mislimo na arabsko matematiko in indijske stevilke, ki so

bolj enostavne za uporabo od tedaj poznanih rimskih stevilk. Ukvarjal se je

tudi z arabskimi racunskimi metodami in stevilskimi sestavi.

2

Page 13: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Okoli leta 1200 je koncal svoja potovanja in se vrnil v Piso, kjer je pricel

s pisanjem knjig. Napisal je razlicne knjige, ki so imele pomembno vlogo v

razvoju matematike srednjega veka. Najbolj poznane so Liber abaci, Liber

quadratorum in Practica geometriae. Ker je zivel v casu, ko se niso po-

znali tiskanja knjig, je moral vse knjige napisati lastnorocno. Kdor je zelel

imeti kopijo, je moral knjigo prepisati. Posledicno se je vpliv Fibonaccije-

vega dela siril pocasi. Torej je spostovanja vredno, da so se te knjige ohranile

do danasnjih dni. Seveda predvidevajo, da so se nekatere knjige tudi izgubile.

Leta 1202 je izdal najpomembnejse delo z naslovom Liber abaci, kar v sloven-

skem prevodu pomeni Racunska knjiga; leta 1228 jo je napisal v razsirjeni

izdaji. Knjiga je bila prvotno namenjena trgovcem in ne ucenjakom. V

njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se opredeli za indijske metode

racunanja. Omeni, da indijska stevila vsebujejo znake 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1

in poseben znak 0. Obrazlozi, da s temi znaki lahko zapisemo vsa stevila. S

tem je veliko pripomogel k razvoju evropske matematike, saj so bile do tedaj

znane samo rimske stevilke. Torej je bil prvi v Evropi, ki jih je uporabil;

danes jih poznamo kot arabske stevilke. V tem obdobju nicla prvic nastopi

kot stevilo. Zanjo je uporabljal besedo zephirum, preko katere so kasnejsi

pisci izpeljali besede zeuero, zeron in anglesko zero.

Slika 2: Knjiga Liber Abaci [6]

3

Page 14: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

V knjigi je poleg omenjenega nanizal primere, kako je treba zapisovati stevila,

kako je potrebno izracunati dobicek, izgubo in obresti ter menjavati valute.

Prav tako lahko v knjigi najdemo veliko matematicnih problemov in Fibo-

naccija najbolje poznamo prav po enem izmed teh problemov, ki pa bo po-

drobneje opisan v naslednjem poglavju.

Poleg omenjenih novosti, ki jih je vpeljal v evropski svet matematike, je

prispeval tudi nekaj pomembnih dejstev. Ulomke je okrajsal na najmanjsi

imenovalec. Trdil je, da je celotna narava matematicno urejena. Njena ka-

oticnost in neurejenost je samo iluzija, ki zavaja nevedneze. Pojasnil je so-

razmernost oziroma razmerje in njegovo uporabo, tako imenovani zlati rez,

ki je prisoten povsod v naravi. Na koncu knjige pa je zapisana razprava o

korenjenju in resevanju enacb. To delo danes predstavlja zacetek evropske

matematike.

Fibonacci je umrl leta 1250, verjetno v Pisi.

Povzeto po [2], [5] in [31].

4

Page 15: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

2 Fibonaccijevo zaporedje

Eno najzanimivejsih zaporedij naravnih stevil v matematiki je zaporedje Fi-

bonaccijevih stevil, ki ga je francoski matematik Edouard Lucas tudi poi-

menoval Fibonaccijevo zaporedje. Fibonacci je do njega prisel tako, da je

obravnaval namisljen problem o vecanju stevila zajcev, ce smo v ograjeni

prostor dali en par. Problem se je glasil:

Neki moz spravi par zajcev v prostor, povsem ograjen s stenami.

Koliko parov zajcev se skoti v enem letu, ce vsak mesec vsak par

skoti nov par in vsak par postane rodoviten sele po drugem mesecu,

pri cemer noben zajec ne pogine?

Torej konec vsakega meseca dobijo vsi pari zajcev mladice, razen tistih, ki so

se skotili prejsnji mesec. Posledicno sledi, da je na zacetku vsakega meseca

toliko parov zajcev, kolikor jih je na zacetku prejsnjih dveh mesecev skupaj.

Poglejmo si stevila bolj nazorno s pomocjo slike, ki prikazuje pare zajcev

glede na situacijo v zacetku meseca. Povzeto po [1] in [30].

Slika 3: Prikaz razmnozevanja zajcev [7]

Kakor je razvidno iz slike, imamo na zacetku prvega meseca 1 par mladih

zajcev, naslednji mesec imamo prav tako samo en par, le da je ta par sedaj

odrasel. V tretjem mesecu imamo 2 para, v cetrtem imamo 3 pare ...

5

Page 16: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Zapisimo stevilo parov zajcev za vsak zacetek meseca. Torej dobimo nasled-

nje zaporedje, Fibonaccijevo zaporedje:

0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, . . .

Kot je znano, je v tem zaporedju vsak clen vsota predhodnih dveh. Ce

torej oznacimo n-ti clen Fibonaccijevega zaporedja s Fn, dobimo naslednjo

rekurzivno zvezo clenov zaporedja:

Fn = Fn−1 + Fn−2, F0 = 0, F1 = 1.

Sedaj pa si poglejmo, kako bi clene zaporedja zapisali v splosni obliki. Zapisimo

rekurzivno zvezo v obliki

Fn − Fn−1 − Fn−2 = 0,

pri cemer bomo splosni clen poskusali najti v obliki potence: Fn = λn.

Iz nastavka dobimo naslednjo enakost:

λn − λn−1 − λn−2 = 0.

Enacbo delimo z λn−2 in dobimo:

λ2 − λ− 1 = 0.

Resitvi kvadratne enacbe sta:

λ1,2 =1±√

5

2.

Ker imamo dve resitvi, lahko zapisemo splosni clen zaporedja kot linearno

kombinacijo

Fn = C1λn1 + C2λ

n2 .

Torej

Fn = C1

(1 +√

5

2

)n

+ C2

(1−√

5

2

)n

,

pri cemer sta C1 in C2 neki konstanti.

6

Page 17: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Za n = 0 dobimo

F0 = C1 + C2 = 0,

iz cesar sledi, da je

C2 = −C1.

Torej:

Fn = C1

[(1 +√

5

2

)n

(1−√

5

2

)n].

Vzemimo se n = 1 in dobimo naslednjo relacijo:

F1 = C1

√5 = 1.

S tem smo nasli se

C1 =1√5.

Torej lahko clene Fibonaccijevega zaporedja podamo kot

Fn =1√5

[(1 +√

5

2

)n

(1−√

5

2

)n].

S tem smo dobili splosno obliko clenov Fibonaccijevega zaporedja.

Stevili λ1 in λ2 imata naslednje lastnosti:

•λ1 =

1 +√

5

2> 1;

•λ1 + λ2 = 1;

•λ1λ2 = −1;

•|λ2| =

∣∣∣∣− 1

λ1

∣∣∣∣ =1

|λ1|< 1;

7

Page 18: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

limn→∞

λn1 = limn→∞

(1 +√

5

2

)n

=∞,

limn→∞

λn2 = limn→∞

(1−√

5

2

)n

= 0.

Izracunajmo, h kateremu stevilu konvergira zaporedje koeficientov dveh za-

porednih clenov Fibonaccijevega zaporedja, to pomeni, poiscimo

limn→∞

Fn+1

Fn= lim

n→∞

λn+11 − λn+1

2

λn1 − λn2.

V ta namen najprej delimo stevec in imenovalec v limiti z λn1 in dobimo:

limn→∞

λ1 − λ2(λ2λ1

)n1−

(λ2λ1

)n = λ1 = Φ.

Torej smo dobili stevilo Φ = 1+√5

2, ki se mu rece zlato razmerje, ker se pojavi

v zlatemu rezu. Poglejmo si, kako dobimo zlato razmerje.

Slika 4: Prikaz zlatega razmerja

Za lazjo predstavitev si pomagajmo z zgornjo sliko. Imamo daljico AB, na

kateri poiscemo tocko Z tako, da velja sorazmerje:

|AZ||ZB|

=|AB||AZ|

.

8

Page 19: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Dokazati zelimo, da je |AZ| : |ZB| ravno zlato razmerje. Poimenujmo dolzine

daljic |AB| = a, |ZB| = x in |AZ| = a− x, kot kaze slika. Torej:

a− xx

=a

a− x,

(a− x)2 = ax,

x2 − 3ax+ a2 = 0,

x1,2 =3a± a

√5

2,

x1,2 =(3±

√5)a

2.

Izberemo

x =(3−

√5)a

2,

saj bi v nasprotnem primeru dobili tocko Z zunaj daljice AB. Sedaj, ko smo

izracunali x, moramo izracunati se a− x:

a− x = a− (3−√

5)a

2,

a− x =

(1− 3−

√5

2

)a,

a− x =(−1 +

√5)a

2.

Ce povzamemo izracunano, dobimo:

a− xx

=2(−1 +

√5)a

2(3−√

5)a,

a− xx

=−1 +

√5

3−√

5,

a− xx

=(−1 +

√5)(3 +

√5)

(3−√

5)(3 +√

5),

a− xx

=2√

5 + 2

4,

a− xx

=1 +√

5

2= Φ.

9

Page 20: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

S tem smo dokazali, da je razmerje |AZ| : |ZB| stevilo

Φ =1 +√

5

2,

ki mu pravimo zlato razmerje, zlato stevilo ali zlati rez. Osnovna relacija

zlatega razmerja je

Φ2 = 1 + Φ.

Povezava med Fibonaccijevimi stevili in zlatim razmerjem sledi iz oblike po-

tenc

Φ0 = 1 · 1 + 0 · Φ = a0 · 1 + b0 · Φ,Φ1 = 0 · 1 + 1 · Φ = a1 · 1 + b1 · Φ,Φ2 = 1 · 1 + 1 · Φ = a2 · 1 + b2 · Φ,Φ3 = 1 · 1 + 2 · Φ = a3 · 1 + b3 · Φ,Φ4 = a4 · 1 + b4 · Φ,Φ5 = a5 · 1 + b5 · Φ,

...

Φn = an · 1 + bn · Φ.

Pri tem so koeficienti pred 1 v izracunu elementi zaporedja {an}, koeficienti

pred Φ v izracunu pa so elementi zaporedja {bn}, kar lahko zapisemo na

naslednji nacin:

{an}∞n=0 = {1, 0, 1, 1, 2, 3, . . .},

{bn}∞n=0 = {0, 1, 1, 2, 3, 5, . . .}.

Opazimo, da lahko napisemo bn = Fn in an = Fn−1, sedaj s pomocjo dokaza

potrdimo ugotovitev:

Φn+1 = an+1 · 1 + bn+1 · Φ.Φ · Φn = Φ(an · 1 + bn · Φ)

= an · Φ + bn · Φ2

= an · Φ + bn · (1 + Φ)

= bn · 1 + (an + bn) · Φ.

10

Page 21: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Ker je Φ iracionalno stevilo, je zapis Φn = an · 1 + bn · Φ enolicen za vsak n.

Zato je

an+1 = bn,

bn+1 = an + bn.

Torej velja rekurzivna zveza

an+2 = an + an+1, a0 = 1, a1 = 0.

Prav tako velja rekurzivna zveza

bn+1 = bn−1 + bn, b0 = 0, b1 = 1.

To je rekurzivna zveza za Fibonaccijevo zaporedje, zato je

bn = Fn

in

an = Fn−1.

Posledicno zapisemo povezavo Fibonaccijevih stevil in zlatega razmerja

Φn = Fn−1 + FnΦ.

Pri tem je treba vzeti F−1 = 1. To je v soglasju z rekurzivno zvezo za

Fibonaccijeva stevila, saj velja F−1 + F0 = F1.

11

Page 22: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

3 Uporaba Fibonaccijevega zaporedja

V tem poglavju si bomo pogledali, kako bi lahko v preprosti nalogi prisli do

uporabe Fibonaccijevega zaporedja oziroma Fibonaccijevih stevil. Spodnji

primer je eden od mnogih, ki si ga lahko postavimo. Potrebno je le primerno

prilagoditi pravila in pogoje premikanja. Torej primer ima spodnje navodilo.

Na koliko nacinov se lahko premaknemo, ce imamo na voljo neskoncen trak,

ki ga dobimo tako, da vzdolzno lepimo nanj kvadrate. Pricnemo z dvema

kvadratoma ter predpostavimo, da se lahko premikamo za najmanj 1 kvadrat

in najvec 2 kvadrata z leve na desno (→).

Potek resevanja je prikazan spodaj.

2 KVADRATA: * *

Ce imamo na voljo dva kvadrata, imamo samo eno moznost, da se prema-

knemo iz prvega na drugi kvadrat.

3 KVADRATI: * * *

V primeru treh kvadratov je moznosti za malenkost vec, saj se lahko prema-

knemo za dve mesti po 1 korak, tj. 1+1, ali pa se premaknemo za 2 mesti,

tj. 2+0. Torej imamo 2 moznosti.

4 KVADRATI: * * * *

Premikamo se lahko za 1+1+1 ali 1+2 ali 2+1. Torej imamo skupno 3

moznosti.

5 KVADRATOV: * * * * *

Poglejmo si, po koliko mest in na koliko nacinov se lahko premikamo v tem

primeru. Torej imamo naslednje moznosti 1+1+1+1 ali 1+1+2 ali 1+2+1

12

Page 23: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

ali 2+1+1 ali 2+2. Torej je skupno 5 moznosti.

6 KVADRATOV: * * * * * *

V primeru, da imamo 6 kvadratov, imamo naslednje moznosti premika-

nja med polji: 1+1+1+1+1 ali 1+1+1+2 ali 1+1+2+1 ali 1+2+1+1 ali

2+1+1+1 ali 1+2+2 ali 2+1+2 ali 2+2+1. Torej skupno 8 moznosti.

7 KVADRATOV: * * * * * * *

Sedaj pa imamo 7 kvadratov, kjer se lahko premikamo na sledece nacine:

1+1+1+1+1+1 ali 1+1+1+1+2 ali 1+1+1+2+1 ali 1+1+2+1+1 ali

1+2+1+1+1 ali 2+1+1+1+1 ali 1+1+2+2 ali 1+2+1+2 ali 1+2+2+1 ali

2+2+1+1 ali 2+1+1+2 ali 2+1+2+1 ali 2+2+2. Sedaj prestejmo vse moznosti

in jih dobimo 13.

Postopek lahko nadaljujemo poljubno dolgo. Poglejmo si, kaj smo dobili za

rezultate. Torej, ce zapisemo resitve, koliko moznosti je pri vsakem primeru,

dobimo naslednje zaporedje stevil: 1, 2, 3, 5, 8, 13, . . . To pa so seveda

Fibonaccijeva stevila, ki nastopijo v zaporedju od drugega clena dalje.

13

Page 24: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

4 Lastnosti Fibonaccijevega zaporedja

Cleni Fibonaccijevega zaporedja imajo nekaj zanimivih lastnosti, ki so pov-

zete po [2].

• Vsota prvih n clenov Fibonaccijevega zaporedja je za 1 manjsa od Fn+2.

Dokazati zelimo enakost F1 + F2 + . . .+ Fn = Fn+2 − 1.

Za clene Fibonaccijevega zaporedja velja

Fn + Fn+1 = Fn+2

oziroma

Fn = Fn+2 − Fn+1.

Torej lahko zapisemo:

F1 = F3 − F2,

F2 = F4 − F3,

F3 = F5 − F4,...

Fn−1 = Fn+1 − Fn,Fn = Fn+2 − Fn+1.

Ce sestejemo leve in desne strani zgornjih enacb, dobimo:

F1 + F2 + F3 + . . .+ Fn−1 + Fn =

Fn+2 − Fn+1 + Fn+1 + . . .+ F4 − F3 + F3 − F2,

F1 + F2 + F3 + . . .+ Fn−1 + Fn = Fn+2 − F2.

Ker je F2 = 1, dobimo:

F1 + F2 + . . .+ Fn = Fn+2 − 1.

14

Page 25: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

• Vsota clenov, ki se nahajajo na prvih n lihih mestih Fibonaccijevega za-

poredja, je v Fibonaccijevem zaporedju enaka clenu, ki sledi najvecjemu

sumandu v tej vsoti.

Dokazati zelimo enakost F1 + F3 + F5 + . . .+ F2n−1 = F2n.

Ker velja enakost

Fn = Fn−1 + Fn−2,

sledi, da je:

Fn−1 = Fn − Fn−2.

Sedaj zapisemo:

F1 = F2,

F3 = F4 − F2,

F5 = F6 − F4,...

F2n−3 = F2n−2 − F2n−4,

F2n−1 = F2n − F2n−2.

S sestevanjem obeh strani enacb dobimo:

F1 + F3 + F5 + . . .+ F2n−3 + F2n−1 =

F2n − F2n−2 + F2n−2 − F2n−4 + . . .+ F6 − F4 + F4 − F2 + F2.

Skrcimo izraz in dobimo:

F1 + F3 + F5 + . . .+ F2n−1 = F2n.

15

Page 26: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

• Vsota clenov, ki se nahajajo na prvih n sodih mestih Fibonaccijevega

zaporedja, je za 1 manjsa od clena, ki v Fibonaccijevem zaporedju sledi

najvecjemu sumandu v tej vsoti.

Dokazati zelimo enakost F2 + F4 + F6 + . . .+ F2n = F2n+1 − 1.

Ker velja enakost

Fn + Fn+1 = Fn+2,

dobimo:

Fn+1 = Fn+2 − Fn.

Sedaj zapisemo:

F2 = F3 − F1,

F4 = F5 − F3,

F6 = F7 − F5,...

F2n−2 = F2n−1 − F2n−3,

F2n = F2n+1 − F2n−1.

Sestejemo leve in desne strani zapisanih enacb in dobimo:

F2 + F4 + F6 + . . .+ F2n−2 + F2n =

F2n+1 − F2n−1 + F2n−1 − . . .+ F5 − F3 + F3 − F1.

Skrcimo izraz in upostevamo, da je F1 = 1:

F2 + F4 + F6 + . . .+ F2n = F2n+1 − 1.

16

Page 27: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

• Kvadrat kateregakoli Fibonaccijevega stevila se razlikuje od produkta

njegovega predhodnika in njegovega naslednika za 1.

Dokazati zelimo naslednjo formulo:

F 2n = Fn−1 · Fn+1 + (−1)n−1.

Zgornjo formulo bomo dokazali z metodo popolne indukcije.

Pokazimo torej, da trditev velja za n = 1:

F 21 = F0 · F2 + (−1)0 = 0 · 1 + 1 = 1,

kar je seveda res, saj iz F1 = 1 sledi F 21 = 12 = 1.

V naslednjem koraku predpostavimo, da velja

F 2n = Fn−1 · Fn+1 + (−1)n−1.

Dokazati zelimo, da formula velja tudi za n+ 1, to pomeni, da velja za

F 2n+1 = Fn · Fn+2 + (−1)n.

Enakosti

F 2n = Fn−1 · Fn+1 + (−1)n−1

na levi in desni strani pristejemo Fn · Fn+1 in dobimo:

F 2n + Fn · Fn+1 = Fn−1 · Fn+1 + Fn · Fn+1 + (−1)n−1,

Fn · (Fn + Fn+1) = Fn+1 · (Fn−1 + Fn) + (−1)n−1.

Sedaj upostevamo enakosti Fn + Fn+1 = Fn+2 in Fn−1 + Fn = Fn+1.

Dobimo:

Fn · Fn+2 = Fn+1 · Fn+1 + (−1)n−1,

Fn · Fn+2 = F 2n+1 + (−1)n−1,

F 2n+1 = Fn · Fn+2 + (−1) · (−1)n−1,

F 2n+1 = Fn · Fn+2 + (−1)n.

17

Page 28: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

• Za n = 0, 1, 2, 3, . . . velja enakost Fn+1 · Fn+2 − Fn · Fn+3 = (−1)n.

Potrebovali jo bomo v sedmem poglavju diplomskega dela.

Zgornjo enakost bomo dokazali z metodo popolne indukcije. Torej pri

zgornji enakosti preverimo, ce velja za n = 0:

F1 · F2 − F0 · F3 = 1 · 1− 0 · 2= 1 = (−1)0.

Torej smo pokazali, da trditev velja za n = 0.

Sedaj moramo pokazati, da enakost velja tudi za n+ 1, natancneje:

An = Fn+2 · Fn+3 − Fn+1 · Fn+4 = (−1)n+1.

Naredimo indukcijski korak:

An = Fn+2 · Fn+3 − Fn+1 · Fn+4 = Fn+2 · Fn+3 − Fn+1 · (Fn+3 + Fn+2),

kjer smo uporabili enakost: Fn+4 = Fn+3 + Fn+2. Sledi

An = Fn+2 ·Fn+3 − Fn+1 · Fn+3 − Fn+1 · Fn+2

= Fn+3 ·(Fn+2 − Fn+1)− Fn+1 · Fn+2

= Fn+3 ·(Fn+2 − Fn+1)− (Fn · Fn+3 + (−1)n),

kjer smo uporabili indukcijsko predpostavko: Fn+1 ·Fn+2 = Fn ·Fn+3 +

(−1)n. Dobili smo

An = Fn+3 ·(Fn+2 − Fn+1)− (Fn · Fn+3 + (−1)n)

= Fn+3 ·(Fn + Fn+1 − Fn+1)− (Fn · Fn+3 + (−1)n),

kjer smo uporabili enakost: Fn+2 = Fn + Fn+1. V naslednji enakosti

poracunamo, kar se da poracunati in dobimo:

An = Fn+3 ·(Fn + Fn+1 − Fn+1)− (Fn · Fn+3 + (−1)n)

= Fn+3 ·Fn − Fn · Fn+3 − (−1)n

= 0 −(−1)n = (−1)n+1

Torej smo dokazali, da enakost velja tudi za n+ 1.

18

Page 29: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

• Poljubna zaporedna clena Fibonaccijevega zaporedja sta si tuji stevili.

Trditev bomo dokazali s protislovjem.

Naj bosta Fn in Fn+1 zaporedna clena Fibonaccijevega zaporedja. Pred-

postavimo, da obstaja neko naravno stevilo p, za keterega velja p > 1,

ki deli stevili Fn in Fn+1.

Vzemimo Fibonaccijevo zaporedje, ki je definirano rekurzivno s formulo

Fn+1 = Fn + Fn−1, F0 = 0, F1 = 1.

Ker je

Fn−1 = Fn+1 − Fn,

iz relacij

p|Fn+1

in

p|Fn

sledi relacija

p|Fn−1.

Ker je tudi

Fn−2 = Fn − Fn−1

sledi, da

p|Fn−2.

Ce postopek nadaljujemo, vidimo, da stevilo p deli vsa sosednja Fibo-

naccijeva stevila. Sledi:

p|F1.

Ampak F1 = 1, kar pomeni, da F1 ne more biti deljiv s p, saj je p > 1.

Tako smo prisli v protislovje s predpostavko in dokaz je koncan.

19

Page 30: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

• Obstaja povezava med Fibonaccijevimi stevili in znamenitimi stevili,

tako imenovanimi binomskimi koeficienti Ckn =

(nk

), ki jih najdemo v

Pascalovem trikotniku.

Slika 5: Pascalov trikotnik

Pascalov trikotnik je trikotnik, sestavljen iz stevil. Na vrhu je eno samo

stevilo, in sicer stevilo 1, v drugi vrstici sta dve stevili in tako v vsaki

naslednji eno stevilo vec. Vsa leva skrajna in desna skrajna stevila so

enice. Vsa preostala stevila pa dobimo tako, da sestejemo stevili nad is-

kanim stevilom. Pascalov trikotnik se nadaljuje navzdol poljubno dalec.

Poglejmo si binomske koeficiente v Pascalovem trikotniku:

C00 1

C01 C1

1 1 1

C02 C1

2 C22 1 2 1

C03 C1

3 C23 C3

3 1 3 3 1

C04 C1

4 C24 C3

4 C44 1 4 6 4 1

C05 C1

5 C15 C3

5 C45 C5

5 1 5 10 10 5 1

C06 C1

6 C16 C3

6 C46 C5

6 C66 1 6 15 20 15 6 1

Liniji, ki povezuje stevila v trikotniku pod kotom 45◦, bomo rekli dia-

gonala Pascalovega trikotnika, kot kazeta primera 1-4-3 ali 1-5-6-1.

20

Page 31: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Ce sestejemo stevila iz Pascalovega trikotnika po diagonalah, kot kaze

spodnja slika, dobimo Fibonaccijevo zaporedje.

Slika 6: Pascalov trikotnik in Fibonaccijeva stevila [9]

Za dokaz zgornje trditve uporabimo rekurzivno definicijo Fibonaccijevega

zaporedja

F1 = F2 = 1

in

Fn = Fn−1 + Fn−2

ter lastnost binomskih koeficientov, to je Pascalovo enakost:

Ckn + Ck+1

n = Ck+1n+1

oziroma (n

k

)+

(n

k + 1

)=

(n+ 1

k + 1

).

Vsoto stevil v n-ti diagonali oznacimo s S(n) za n = 0, 1, 2, 3, . . .

21

Page 32: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Res je

S(0) = S(1) = 1.

Sedaj pa pokazimo, da to velja, ce je n sodo stevilo, torej n = 2m. Dokazati

zelimo:

S(2m) = S(2m− 1) + S(2m− 2).

S(2m− 1) + S(2m− 2) =(2m− 1

0

)+

(2m− 2

1

)+

(2m− 3

2

)+ . . .+

(m

m− 1

)+(

2m− 2

0

)+

(2m− 3

1

)+

(2m− 4

2

)+ . . .+

(m

m− 2

)+

(m− 1

m− 1

).

Zamenjamo prvi clen vsote, to je(2m− 1

0

)=

(2m

0

),

in dobimo: (2m

0

)+

(2m− 2

1

)+

(2m− 3

2

)+ . . .+

(m

m− 1

)+

(2m− 2

0

)+

(2m− 3

1

)+

(2m− 4

2

)+ . . .+

(m

m− 2

)+

(m− 1

m− 1

).

Upostevamo Pascalovo enakost za binomske koeficiente:(2m

0

)+

(2m− 1

1

)+

(2m− 2

2

)+ . . .+

(m+ 1

m− 1

)+

(m

m

)= S(2m).

S tem smo dokazali, da velja S(2m) = S(2m− 1) + S(2m− 2).

Sedaj pa si poglejmo, da to velja tudi, ce je n liho stevilo, torej n = 2m+ 1.

Dokazati zelimo:

S(2m+ 1) = S(2m) + S(2m− 1).

22

Page 33: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

S(2m) + S(2m− 1) =(2m

0

)+

(2m− 1

1

)+

(2m− 2

2

)+ . . .+

(m+ 1

m− 1

)+

(m

m

)+(

2m− 1

0

)+

(2m− 2

1

)+

(2m− 3

2

)+ . . .+

(m

m− 1

).

Zamenjamo prvi clen vsote, to je(2m

0

)=

(2m+ 1

0

),

in dobimo:(2m+ 1

0

)+

(2m− 1

1

)+

(2m− 2

2

)+ . . .+

(m+ 1

m− 1

)+

(m

m

)+

(2m− 1

0

)+

(2m− 2

1

)+

(2m− 3

2

)+ . . .+

(m

m− 1

).

Upostevamo Pascalovo enakost za binomske koeficiente:(2m+ 1

0

)+

(2m

1

)+

(2m− 1

2

)+ . . .+

(m+ 2

m− 1

)+

(m+ 1

m

)= S(2m+ 1).

S tem smo dokazali, da velja S(2m+ 1) = S(2m) + S(2m− 1).

Dokaz je povzet po viru [8].

23

Page 34: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

5 Zgodovina stevila π

Stevilo π ima pestro in dolgo zgodovino. Na zacetku je simbol π predstavljal

le grsko crko, kasneje pa je ta crka dobila vecji pomen v matematiki. Ze zelo

zgodaj so Grki opazili razmerje med obsegom in premerom kroga, ki je za

vse kroge enako. S to ugotovitvijo se je pricelo iskanje cim bolj natancne

vrednosti tega stevila. V naslednjih podpoglavjih je opisanih nekaj glavnih

akterjev, ki so pripomogli pri racunanju stevila π.

Za primerjavo natancne vrednosti stevila π navedimo priblizek s tridesetimi

decimalkami:

π = 3, 14159 26535 89793 23846 26433 83279 . . .

5.1 Zgodnja racunanja

Okoli leta 2000 pr. n. st. so Egipcani in Mezopotamci za π uporabljali

priblizka√

10 = 3, 162277660168 . . . in 25/8 = 3, 125.

Okoli leta 1650 pr. n. st. je Rhindov papirus iz starega Egipta podal posto-

pek za izracun ploscine kroga in uporabil konstanto 4(8/9)2 = 3, 160493827.

Okoli leta 240 pr. n. st. je bil starogrski matematik Arhimed (287–212 pr.

n. st.) prvi, ki se je zavedal, da je π iracionalno stevilo. Pokazal je tudi, da

π lezi med 22/7 = 3, 142857 in 223/71 = 3, 14084507042 . . .

Za izracun priblizka je uporabil metodo z ocrtanimi in vcrtanimi pravilnimi

veckotniki, s katerimi je dolocil zgornjo in spodnjo vrednost stevila π. Krogu

je vcrtal in ocrtal pravilni veckotnik, nato pa izracunal kolicnika obsega

veckotnika in premera kroga za oba veckotnika. Ker je obseg notranjega

veckotnika manjsi, obseg zunanjega pa vecji od obsega kroga, je vedel, da

mora vrednost stevila π lezati med obema kolicnikoma.

24

Page 35: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Slika 7: Arhimed in primeri pravilnih veckotnikov [10]

Kot preprost primer vzemimo kvadrat, kot kaze slika 8. Ce je stranica vecjega

kvadrata enaka d, je obseg vecjega kvadrata 4d. Premer ocrtanega kroga pa

je prav tako d, tako da je prvi kolicnik enak 4d/d = 4. Stranica manjsega

kvadrata meri d/√

2, ki jo izracunamo s pomocjo Pitagorovega izreka. Sledi,

da je obseg manjsega kvadrata 4d√

2. Premer vcrtanega kroga je d, torej je

drugi kolicnik enak (4d/√

2)/d = 4/√

2. S tem smo ugotovili, da je π manjse

od 4 in vecje kot 4/√

2 = 2, 828427 . . .

Slika 8: Primer pravilnega veckotnika

25

Page 36: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Poglejmo si primer arhimedskega postopka racunanja stevila π pri pravilnem

sestkotniku. S tem primerom bomo pokazali, kako zamudno in dolgotrajno

je racunanje priblizka stevila π s pomocjo poligonov. Primer je povzet po

viru [28].

Slika 9: Stranici krogu vcrtanega in ocrtanega n-kotnika [28]

Na sliki 9 oznacuje r = 1 polmer kroga, sn stranico notranjega n-kotnika, Sn

stranico zunanjega n-kotnika in 2π/n srediscni kot. S pomocjo kotnih funkcij

zapisemo stranico sn pravilnega n-kotnika, ki ima ocrtan krog:

sn = 2 · r · sin α2

= 2 · 1 · sin πn

= 2 sinπ

n.

Podobno dobimo stranico Sn pravilnega n-kotnika, ki ima vcrtan krog:

Sn = 2 · r · tanα

2

= 2 · 1 · tanπ

n

= 2 tanπ

n.

26

Page 37: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Sedaj lahko oznacimo z on obseg krogu vcrtanega n-kotnika ter z On obseg

krogu ocrtanega n-kotnika. Torej on = n · sn, zaporednje {on} je narascajoce

in konvergira navzgor k 2π ter On = n · Sn, zaporedje {On} je padajoce in

konvergira navzdol k 2π. Razlika obsegov, ko gre n cez vse meje, je torej nic:

limn→∞

(On − on) = 0.

Sedaj s pomocjo rekurzivne formule

s2n =

√2−

√4− s2n

dobimo spodnje priblizke, ki jih bomo oznacevali s

πn =nsn2,

in s pomocjo rekurzivne formule

S2n = 2

√4 + S2

n − 2

Sn

dobimo zgornje priblizke, ki jih bomo oznacevali s

πn =nSn

2.

Rekurzivni formuli sta podrobneje izpeljani v viru [4].

Vzemimo n = 6 in dobimo naslednje vrednosti:

s2n =

√2−

√4− s2n,

s6 =

√2−

√4− s23

=

√2−

√4− (2 sin(π/3))2

=

√2−√

4− 3

=√

2− 1

= 1.

27

Page 38: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

S2n = 2

√4 + S2

n − 2

Sn,

S6 = 2

√4 + S2

3 − 2

S3

= 2

√4 + (2 tan(π/3)2 − 2

2 tan(π/3)

= 2

√4 + (2

√3)2 − 2

2√

3

=

√4 + 12− 2√

3

=4− 2√

3

=2√3

=2√

3

3.

Sedaj izracunajmo spodnji priblizek

πn =nsn2,

π6 =6 · s6

2

=6 · 1

2= 3

in zgornji priblizek

πn =nSn

2,

π6 =6 · S6

2= 3 · S6

= 3 · 2√

3

3

= 2√

3

= 3, 4641016 . . .

28

Page 39: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

S pomocjo zgornjih izracunov smo dolocili zgornjo in spodnjo mejo vrednosti

stevila π. Trivialno se z racunalnikom racunajo priblizki za naslednje pravilne

n-kotnike. Spodnja tabela prikazuje meje stevila π pri razlicnih n-kotnikih.

Razvidno je, da je ta postopek zelo dolgotrajen.

n πn πn

6 3,00000 00000 3,46410 16151

12 3,10582 85412 3,21539 03091

24 3,13262 86132 3,15965 99420

48 3,13935 02030 3,14608 62151

96 3,14103 19508 3,14271 45996

192 3,14145 24722 3,14187 30499

384 3,14155 76079 3,14166 27470

768 3,14158 38921 3,14161 01766

1536 3,14159 04632 3,14159 70343

3072 3,14159 21059 3,14159 37487

6144 3,14159 25166 3,14159 29273

12288 3,14159 26193 3,14159 27220

24576 3,14159 26450 3,14159 26707

49152 3,14159 26514 3,14159 26578

98304 3,14159 26530 3,14159 26546

196608 3,14159 26534 3,14159 26538

393216 3,14159 26535 3,14159 26536

Tabela 1: Zgornja in spodnja meja stevila π pri pravilnih n-kotnikih, [28].

Torej je potrebno za tocnost petih decimalnih mest uporabiti pravilen

1536-kotnik.

29

Page 40: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

5.2 Srednji vek

Fibonacci leta 1220 z racunanjem obsega kroznice oziroma ploscine kroga,

na osnovi krogu vcrtanih in ocrtanih pravilnih mnogokotnikov, pride do vre-

dnosti π = 3, 1418.

5.3 16. in 17. stoletje

Belgijsko-flamski matematik Adriaan van Roomen (1561–1615) je imel pra-

vilni mnogokotnik s stevilom stranic n = 230 in je leta 1593 prvi v Evropi

izracunal π na 17 decimalk, od tega 15 pravilno.

Slika 10: Adriaan van Roomen [11]

Ludolph van Ceulen (1540–1610), nemsko-nizozemski matematik, je leta 1596

z mnogokotnikom s stevilom stranic n = 60 · 239 dolocil vrednost π na 20

decimalk. Leta 1610 je izracunal 35 decimalk.

Slika 11: Ludolph van Ceulen [12]

30

Page 41: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Van Ceulenov ucenec Willebrord Snell van Royen (1580–1626), nizozemski

matematik, je izboljsal Arhimedove metode in leta 1621 dolocil 34 decimalnik

stevila π, pri cemer je uporabljal enak mnogokotnik kot van Roomen, torej

230-kotnik. Iz dveh priblizkov za stevilo π je izracunal boljsega.

Slika 12: Willebrord Snell van Royen [13]

Isaac Newton (1642–1727), angleski fizik in matematik, je leta 1666 nasel

popolnoma nov nacin racunanja stevila π s pomocjo binomskih simbolov in

stevilskimi vrstami. Bil je prvi, ki je opustil arhimedsko metodo. Ugotovil

je naslednjo zvezo:

π = 24

(1

12−∞∑n=1

n(2n− 2)!

(2n+ 3)24n+1(n!)2

)+

3√

3

4.

Do zgornje formule je prisel tako, da je na dva nacina zapisal ploscino kroznega

odseka z visino 1/4 v krogu polmera 1/2.

Postopek racunanja je prikazan na naslednji strani.

31

Page 42: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Slika 13: Krozni odsek [35]

Prvi nacin za izracun ploscine kroznega odseka je po formuli:

S =r2α

2− 1

2r2 sinα.

Krozni odsek ima srediscni kot enak 2π/3 in zato ploscino:

S =r2α

2− 1

2r2 sinα

=1

2

(1

2

)22π

3− 1

2

(1

2

)2

sin2π

3

12−√

3

16.

Po drugi strani pa lahko ploscino kroznega odseka izracunamo s pomocjo

dolocenega integrala. Pri tem upostevamo, da ima narisana kroznica enacbo

x2 + y2 = x oziroma drugace zapisano y = ±√x− x2.

Torej zapisemo:

S = 2

∫ 1/4

0

√x− x2 dx

= 2

∫ 1/4

0

√x√

1− x dx.

32

Page 43: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Izraz√

1− x razvijemo v binomsko vrsto:

√1− x = 1 +

∞∑n=1

(1/2

n

)(−x)n,

kjer upostevamo(α

n

)=α(α− 1)(α− 2)(α− 3) . . . (α− n+ 1)

n!

za n ≥ 1 ter da α = 1/2 ni celo stevilo.

Smisel ima poseben primer, ko je n = 0; takrat definiramo(α

0

)= 1,

ter ga zapisemo pred vrsto, da se pri racunanju kaj ne zalomi.

Z razvojem v binomsko vrsto in integracijo dobimo formulo

π = 24

(1

12−∞∑n=1

n(2n− 2)!

(2n+ 3)24n+1(n!)2

)+

3√

3

4.

Za primer, kako natancno je bilo racunanje s pomocjo Newtonove metode,

vpeljimo funkcijo

f(m) = 24

[1

12−

m∑n=1

n(2n− 2)!

(2n+ 3)24n+1(n!)2

]+

3√

3

4

in izracunajmo tabelo, ki nam pove, kako napreduje stevilo tocnih decimalk

stevila π z rastocim m.

33

Page 44: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

m f(m)

10 3, 14159 26541 65068 11554 17997 46458 02141 64098 20885 09922

20 3, 14159 26535 89793 35498 34596 47026 55999 67659 26074 00661

30 3, 14159 26535 89793 23846 26864 65927 10020 45004 23312 79892

40 3, 14159 26535 89793 23846 26433 83300 21348 42734 67124 11733

50 3, 14159 26535 89793 23846 26433 83279 50289 57418 67247 95025

60 3, 14159 26535 89793 23846 26433 83279 50288 41971 76477 90982

70 3, 14159 26535 89793 23846 26433 83279 50288 41971 69399 37974

80 3, 14159 26535 89793 23846 26433 83279 50288 41971 69399 37510

90 3, 14159 26535 89793 23846 26433 83279 50288 41971 69399 37510

Tabela 2: Vrednosti funkcije f(m)

Opazimo, da je pri f(10) pravilnih 9 decimalnih mest, pri f(20) ze 16, pri

f(30) kar 23 in pri f(40) celo 28 decimalnih mest stevila π.

Izpeljava je povzeta po [34].

Slika 14: Isaac Newton [30]

34

Page 45: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

5.4 18. stoletje

John Machin (1680–1751), angleski matematik, je leta 1706 izracunal 100

decimalk stevila π, s cimer je potrdil tocnost vseh prejsnjih vrednosti. Za

izracun je uporabil lastno formulo

π = 4

(4 arctan

1

5− arctan

1

239

).

Poglejmo si, kako bi naredili dokaz za zgornjo enakost. Uporabimo dej-

stvo, da je tan(π/4) = 1 in izberemo za α kot, za katerega je tanα = 1/5.

Izracunamo tangens dvojnega kota:

tan 2α = tan(α + α)

=tanα + tanα

1− tanα tanα

=2 tanα

1− tan2 α

=2 · 1

5

1− (15)2

=5

12.

Potrebujemo se tan 4α, ki ga izracunamo po istem postopku:

tan 4α = tan(2α + 2α)

=tan 2α + tan 2α

1− tan 2α tan 2α

=2 tan 2α

1− tan2 2α

=2 · 5

12

1− ( 512

)2

=120

119.

Sedaj pa izracunajmo se:

tan(

4α− π

4

)=

tan 4α− tan π4

1 + tan 4α tan π4

=120119− 1

1 + 120119

35

Page 46: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

=1

239.

Torej

4α− π

4= arctan

1

239,

kar lahko zapisemo kot:

π

4= 4α− arctan

1

239.

Ko vstavimo zgornje izracunane vrednosti, dobimo enakost

π

4= 4 arctan

1

5− arctan

1

239

oziroma

π = 4

(4 arctan

1

5− arctan

1

239

).

Machin je racunal vrednost stevila π nekoliko drugace. Uporabil je znano

vrsto

arctanx =∞∑n=0

(−1)nx2n+1

2n+ 1,

ki konvergira, ce je |x| < 1.

Slika 15: John Machin [14]

36

Page 47: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Istega leta, torej 1706, je britanski matematik William Jones (1675–1749)

objavil clanek, v katerem je za oznacitev tega stevila prvic uporabil grsko

crko π, prvo crko grske besede perifereia, kar pomeni obseg, obod.

Slika 16: William Jones [15]

Thomas Fantet de Lagny (1660–1734), francoski matematik, je leta 1719 ob-

javil stevilo π, ki ga je izracunal na 127 decimalk s pomocjo spodnje formule:

π =√

12

(1− 1

3 · 3+

1

5 · 32− 1

7 · 33+ . . .

).

Dobil jo je iz vrste za arctanx pri x =√

3/3:

π

6= arctan

√3

3

=∞∑n=0

(−1)n ·√

3 · 3n

(2n+ 1) · 32n+1

=

√3

3

∞∑n=0

(−1)n

(2n+ 1) · 3n

Oziroma drugace napisano:

π = 2√

3∞∑n=0

(−1)n

(2n+ 1) · 3n.

Napaka, verjetno tiskovna, je na 113. decimalki, ki jo je odkril Vega. Zani-

mivo je, da je nekaj naslednjih decimalk pravilnih.

37

Page 48: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Slika 17: Thomas Fantet de Lagny [32]

Leonhard Euler (1707–1783), svicarski matematik, je odkril veliko formul za

izracun stevila π na osnovi funkcije arctan. Poleg izumljanja formul je v

svojih delih, ki jih je izdal med letoma 1730 in 1750, uporabi grsko crko π za

oznako razmerja obsega in premera kroznice.

Euler je s pomocjo transformacije vrst dokazal spodnji izracun stevila π.

Vrsto

S(x) =∞∑k=0

(−1)kakxk,

ki naj konvergira pri pozitivnih x in ak > 0, lahko z diferencami

∆ak = ak+1 − ak,

∆2ak = ∆ak+1 −∆ak,

∆3ak = ∆2ak+1 −∆2ak,

. . .

namrec zapisemo, kot je dokazal Euler, v obliki:

S(x) =1

1 + x

∞∑p=0

(−1)pxp

(1 + x)p∆pa0.

Eulerjeva transformacija potencne vrste za arkus tangens je sledeca:

arctanx =x

1 + x2

∞∑p=0

(2p)!!

(2p+ 1)!!

(x2

1 + x2

)p.

38

Page 49: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Ker je zgornji dokaz z diferencami zahteven, si bomo raje pogledali dokaz s

pomocjo integralov in geometrijske vrste.

V integralu

arctanx =

∫ x

0

dt

1 + t2

naredimo substitucijo

t = x√

1− s

in zapisemo

dt = − x · ds2√

1− s,

1 + t2 = 1 + x2(1− s) = (1 + x)2(

1− x2

1 + x2s

).

Zaradi nove spremenjivke se spremenita tudi meji integrala: t = 0→ s = 1,

t = x→ s = 0.

Sledi:

arctanx =

∫ x

0

dt

1 + t2,

arctanx =x

1 + x2

∫ 1

0

ds

2√

1− s(1− x2

1+x2s) .

Razvijemo v geometrijsko vrsto:

1

1− x2

1+x2s

=∞∑n=0

(x2

1 + x2

)nsn.

Po zamenjavi sestevanja in integriranja imamo

arctanx =x

1 + x2

∞∑n=0

an

(x2

1 + x2

)n,

pri cemer je

an =

∫ 1

0

sn · ds2√

1− s

=1

2

∫ 1

0

sn(1− s)−1/2ds

39

Page 50: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

=1

2B

(n+ 1,

1

2

)=

1

2

Γ(n+ 1)Γ(12)

Γ(n+ 32)

=

∫ π/2

0

sin2n+1 ϕ dϕ

=(2n)!!

(2n+ 1)!!.

Nazadnje je pred nami Eulerjev razvoj

arctanx =x

1 + x2

∞∑n=0

(2n)!!

(2n+ 1)!!

(x2

1 + x2

)n.

Dokaz je povzet po [4].

Formula za izracun stevila π, ki jo je izpeljal Euler, se glasi:

π = 4

(5 arctan

1

7+ 2 arctan

3

79

).

Poglejmo si dokaz zgornje enakosti. Pri dokazu uporabimo adicijski izrek

tan(x− y) =tanx− tan y

1 + tan x tan y, |x| < π/4, |y| < π/4,

pri cemer izberemo α = tanx in β = tan y in dobimo:

arctanα = arctan β + arctanα− β1 + αβ

.

Sedaj vzamemo α = 1/3 in β = 1/7 in dobimo:

arctan1

3= arctan

1

7+ arctan

13− 1

7

1 + 121

= arctan1

7+ arctan

2

11.

Glede na izracunano, vzamemo α = 2/11 in β = 1/7 in ponovimo zgornji

korak:

arctan2

11= arctan

1

7+ arctan

211− 1

7

1 + 277

40

Page 51: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

= arctan1

7+ arctan

3

79.

Sedaj v spodnjo enakost vstavimo izracunane vrednosti ter dobimo::

π

4= 2 arctan

1

3+ arctan

1

7

= 2

(arctan

1

7+ arctan

2

11

)+ arctan

1

7

= 3 arctan1

7+ 2 arctan

2

11

= 3 arctan1

7+ 2

(arctan

1

7+ arctan

3

79

)= 5 arctan

1

7+ 2 arctan

3

79

oziroma

π = 4

(5 arctan

1

7+ 2 arctan

3

79

).

Slika 18: Leonhard Euler [16]

41

Page 52: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Nemski matematik Johann Heinrich Lambert (1728–1777) je okoli leta 1765

dokazal, da je π iracionalno stevilo, torej se ga ne da natancno zapisati kot

ulomek dveh celih stevil. Pokazal je tudi, da π ni niti kvadrat niti koren

kateregakoli ulomka.

Slika 19: Johann Heinrich Lambert [17]

Nas najbolj znan matematik Jurij Vega (1754–1802) je leta 1794 objavil 140

decimalk stevila π in dosegel tedanji svetovni rekord, ki se je obdrzal 47 let,

torej do leta 1841. Vendar je bil njegov priblizek napacen pri zadnjih stirih

decimalkah. Pri izracunu je uporabil znano Eulerjevo formulo

π = 4

(5 arctan

1

7+ 2 arctan

3

79

).

Izracun je preveril s formulo

π = 4

(2 arctan

1

3+ arctan

1

7

).

Poglejmo si, kako bi dokazali π = 4(2 arctan 1

3+ arctan 1

7

). Pri dokazovanju

upostevamo enakost:

tan(π/4) = 1,

kota α in β pa izberemo tako, da velja

tanα = 1/3,

tan β = 1/7.

42

Page 53: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Uporabimo adicijski izrek za funkcijo tangens:

tan(x− y) =tanx− tan y

1 + tan x tan y.

tan(π

4− α

)=

tan π4− tanα

1 + tan π4

tanα

=1− 1

3

1 + 13

=1

2.

tan(π

4− β

)=

tan π4− tan β

1 + tan π4

tan β

=1− 1

7

1 + 17

=3

4= tan 2α.

Ker velja enakost

tan 2x =2 tanx

1− tan2 x,

je res

tan 2α =2 tanα

1− tan2 α=

2 · 13

1− 19

=3

4.

Opazimo, da jeπ

4− β = 2α

oziroma

π

4= 2α + β

= 2 arctan1

3+ arctan

1

7.

Torej smo dobili enakost

π = 4

(2 arctan

1

3+ arctan

1

7

).

43

Page 54: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Poglejmo si Vegovo racunanje krozne konstante, kjer je uporabljal vrste.

Racunanja se je lotil tako, da je v vrstah zdruzeval po dva in dva clena.

arctanx =∞∑n=0

(x4n+1

4n+ 1− x4n+3

4n+ 3

)=∞∑n=0

(4n+ 3)− (4n+ 1)x2

(4n+ 1)(4n+ 3)x4n+1 (1)

Ce je |x| < 1, je to dovoljeno, ker takrat vrsta

arctanx =∞∑n=0

(−1n)x2n+1

2n+ 1

absolutno konvergira.

Pri racunanju je uporabil formulo

π = 4

(2 arctan

1

3+ arctan

1

7

). (2)

Za prvi clen v (2) dobimo po (1) stevilsko vrsto

8 arctan1

3= 8

∞∑n=0

(4n+ 3)− (4n+ 1)(1/3)2

(4n+ 1)(4n+ 3)

(1

3

)4n+1

,

ki jo se malo predelamo in dobimo

8 arctan1

3= 8

∞∑n=0

32n+ 26

(4n+ 1)(4n+ 3)34n+3.

Podobno dobimo drugi clen v (2), in sicer

4 arctan1

7= 4

∞∑n=0

(4n+ 3)− (4n+ 1)(1/7)2

(4n+ 1)(4n+ 3)

(1

7

)4n+1

.

Po preoblikovanju dobimo

4 arctan1

7= 8

∞∑n=0

96n+ 73

(4n+ 1)(4n+ 3)74n+3.

Oznacimo za n ≥ 0

αn =96n+ 73

(4n+ 1)(4n+ 3)74n+3,

44

Page 55: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

βn =32n+ 26

(4n+ 1)(4n+ 3)34n+3.

Potem je

π = 8

(∞∑n=0

αn +∞∑n=0

βn

).

S tem postopkom je racunal vrednosti stevila π.

Povzeto po viru [4].

Slika 20: Jurij Vega [18]

45

Page 56: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

5.5 19. stoletje

Nemski matematik Johann Carl Friedrich Gauss (1777–1855) je razvil nov

postopek za racunanje decimalnih mest stevila π.

Ideja oziroma vprasanje postopka se je glasilo:

Koliko tock (m,n) ∈ Z× Z lezi v krogu s polmerom r ali na njegovem robu?

Torej iscemo stevilo

P (r) = card {(m,n) ∈ Z× Z,m2 + n2 ≤ r2}.

Spodnja slika prikazuje primer kroznice s polmerom 7, kjer so v prvem kva-

drantu narisane vse tocke, ki ustrezajo zgornjemu pogoju.

Slika 21: Tocke v ali na kroznici s polmerom 7

Gauss je pri tem opazil, da se z narascanjem polmera kroga vrednosti P (r)/r2

priblizujejo stevilu π.

Poleg zgoraj opisanega postopka racunanja stevila π je nasel tudi formulo:

π = 4

(12 arctan

1

18+ 8 arctan

1

57− 5 arctan

1

239

).

46

Page 57: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

r P (r) P (r)/r2

7 149 3,0408

10 317 3,17

20 1 257 3,1425

30 2 821 3,1344

100 31 417 3,1417

200 125 629 3,140725

300 282 679 3,14107

Tabela 3: Gaussova predstavitev racunanja stevila π

Slika 22: Johann Carl Friedrich Gauss [19]

Angleski matematik William Rutherford (1798–1871) je leta 1841 objavil

izracunano stevilo π na 208 decimalk, od tega je 152 pravilnih. Uporabil je

formulo

π = 4

(4 arctan

1

5− arctan

1

70+ arctan

1

99

).

Uporabljena formula sledi iz Machinove

π = 4

(4 arctan

1

5− arctan

1

239

)in iz formule

arctan1

70= arctan

1

99+ arctan

1

239.

47

Page 58: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Bernhard Friedrich Thibaut (1775–1832) je bil nemski matematik in preda-

vatelj v Gottingenu. Bil je blescec predavatelj, ki je zasencil Gussa, zato le-ta

ni nic kaj rad predaval. V neki izdaji leta 1826 je Thibaut objavil stevilo π,

ki pa je imelo nekaj napak, za katere menijo, da so bile le tiskarske. Kajti

v zadnji izdaji le-teh napak ni bilo, kar imajo za cudo, saj do takrat se niso

izracunali toliko decimalnih mest. Torej predvidevajo, da je moral Thibaut

prepisati vrednost stevila π iz nekega oxfordskega rokopisa, za katerega se ne

ve, kdo je avtor.

Slika 23: Cetrta izdaja Thibautove knjige iz leta 1822 [35]

Slika 24: Peta predelana izdaja Thibautove knjige iz leta 1831 [36]

Slika 25: Bernhard Friedrich Thibaut [29]

48

Page 59: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Avstrijski matematik poljskega rodu Leopold Karl Schulz von Strassnitzki

(1803–1852) je med letoma 1827 in 1834 predaval matematiko na ljubljan-

skem liceju. Leta 1844 je skupaj z Dasejem objavil izracun 200 decimalnih

mest stevila π, izracunanih s pomocjo formule

π = 4

(arctan

1

2+ arctan

1

5+ arctan

1

8

).

Slika 26: Leopold Karl Schulz von Strassnitzki [29]

Nemski nadpovprecni racunar Johann Zacharias Dase (1824–1861) je leta

1844 izracunal 200 decimalnih mest stevila π s pomocjo Strassnitzkega. Za

to je potreboval vsega 2 meseca casa. Kot zanimivost naj omenimo, da je

Dase znal hitro racunati na pamet tudi dolge racune, bil je zivi kalkulator.

Slika 27: Johann Zacharias Dase [29]

49

Page 60: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Britanski matematik William Shanks (1812–1882) je leta 1873 izracunal 607

decimalnih mest stevila π, od tega 527 pravilno, z Machinovo formulo. Za

to je potreboval vec kot 15 let. Nekaj let kasneje je izracunal 707 decimalk,

vendar tudi v tem primeru samo 527 pravilno. Te napake nihce ni opazil se

skoraj 100 let.

Slika 28: William Shanks [20]

50

Page 61: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

5.6 20. in 21. stoletje

Leta 1946 je D. F. Ferguson z racunalom izracunal 620 pravilnih decimalk in

pri tem odkril Shanksovo napako. Januarja 1947 pa je izracunal 710 pravil-

nih decimalk stevila π.

John von Neumann (1903–1957), madzarsko-ameriski matematik, in njegovi

sodelavci so leta 1949 uporabili racunalnik ENIAC ameriske vlade za izracun

stevila π na 2035 decimalnih mest natancno, za kar je stroj potreboval 70 ur.

Slika 29: John von Neumann [21]

Japonski matematik Yasumasa Kanada (1949) in njegovi sodelavci z univerze

v Tokiu so leta 1987 na superracunalniku NEC SX-2 izracunali nekaj cez 134

000 000 decimalnih mest stevila π.

Slika 30: Yasumasa Kanada [22]

51

Page 62: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Leta 1991 sta brata Gregory (1952) in David Chudnovsky (1947) sta v svojem

stanovanju v New Yorku na doma narejenem superracunalniku v 250 urah

izracunala nekaj vec kot 2 miljardi 260 milijonov decimalnih mest stevila π.

Pri racunanju sta uporabila razlicico Ramanujanove neskoncne vrste

1

π= 12

∞∑n=0

(−1)n(6n)!(13591409 + 545140134n)

(3n)!(n!)36403203n+3/2,

s katero se v vsakem koraku izracuna 14 novih stevk.

Slika 31: David in Gregory Chudnovsky [23]

Britanski matematik Simon Plouffe (1956) je leta 1999 odkril obrazec za

algoritem BBP (Bailey-Borwein-Ploufferjeva formula), s katero je mozno

izracunati n-to dvojisko stevko stevila π, ne da bi racunali predhodne, kar se

je zdelo nemogoce. Uporabil je formulo

π =∞∑n=0

1

24n

(4

8n+ 1− 2

8n+ 4− 1

8n+ 5− 1

8n+ 6

).

Slika 32: Simon Plouffe [37]

52

Page 63: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Avgusta leta 2010 Shigeru Kondo, japonski sistemski inzenir, in Alexander

J. Yee, ameriski student racunalnistva, s prirejenim osebnim racunalnikom in

nekim programom izracunata 5 000 000 000 000 stevk stevila π. Racunanje

skupaj s preverjanjem je trajalo 90 dni.

Slika 33: Shigeru Kondo [24]

Obsirnejso zgodovino stevila π lahko bralec najde v posameznih virih, ki so

zapisani ob slikah ter v virih [1] in [25].

53

Page 64: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

6 Uporaba krozne konstante

V prejsnem poglavju smo spoznali, kako se je zgodovinsko razvijalo racunanje

decimalnih mest stevila π. Sedaj pa si poglejmo nekaj konkretnih primerov,

kjer bomo uporabili dva priblizka stevila π. S tem bomo pokazali, ali je smi-

selno uporabljati priblizek z vecjim stevilom decimalnih mest ali ne.

Torej za prvi priblizek vzemimo vrednost π1 = 3, 14, ki ima dve decimalni

mesti, in drugi priblizek π2 = 3, 14159 26535, ki ima deset decimalnih mest.

Uporabili bomo primere iz vsakdanjega zivljenja.

• Vodnjaku s premerom 3 m s pomocjo vrvice izmerimo obseg, in sicer

18, 85 m.

o1 = 2π1r

= 2 · 3, 14 · 3 m

= 18, 84 m

o2 = 2π2r

= 2 · 3, 14159 26535 · 3 m

= 18, 84955592 m

Kot sklep lahko zapisemo, da sta rezultata razlikujeta na tretjem de-

cimalnem mestu. Razlika med izracunoma znasa 9,56 mm, torej je

razlika zelo majhna.

• S pomocjo vrvice izmerimo obseg smreke, in sicer 340 cm. Izracunajmo

polmera pri razlicnih vrednostih stevila π.

r =o

2π1

=340

2 · 3, 14cm

= 54, 14012739 cm

54

Page 65: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

r =o

2π2

=340

2 · 3, 14159 26535cm

= 54, 11268066 cm

Torej dobili smo podobna polmera, ki se razlikujeta samo v decimal-

nem delu. Ce polmera zaokrozimo navzdol, bomo dobili enak rezultat.

Natancneje se obsega razlikujeta za 0,27 mm.

• Kot zadnji zgled si poglejmo Zemljo, ki ima polmer 6400 km. Izracuna-

jmo, koliksen je obseg Zemlje:

o = 2π1r

= 2 · 3, 14 · 6400 km

= 40 192 km

o = 2π2r

= 2 · 3, 14159 26535 · 6400 km

= 40 212, 38596 km

Opazimo, da je v tem primeru razlika 20 km. V tem primeru bi bilo bolj

smiselno vzeti priblizek z vecjim stevilom decimalnih mest, ce zelimo

biti cim bolj natancni.

Kot sklep teh primerov lahko povemo, da bomo vedno dobili bolj natancne

rezultate, ce bomo vzeli vecje stevilo decimalnih mest, kar je seveda smiselno.

Vendar v praksi najveckrat uporabljamo priblizek 3,14, saj s tem dobimo

primeren priblizek, s katerim je lazje racunati, kot ce bi imeli 10 ali vec tisoc

decimalnih mest.

55

Page 66: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

7 Fibonaccijeva stevila in krozna konstanta

Fibonaccijeva stevila se lahko uporabljajo pri metodi z vrstami za racunanje

vrednosti stevila π, ki se izkaze za bolj primerno kot racunanje vrednosti

stevila π s pomocjo pravilnih veckotnikov. Dejstvo, ki ga pogosto upostevamo

pri racunanju, je arctan 1 = π/4.

Za povezavo med Fibonaccijevimi stevili in krozno konstanto se namrec ne

ve tocno, kdo jo je prvi dokazal. Stevilo π oziroma natancneje π/4 lahko

zapisemo na sledeci nacin:

π

4= arctan 1

= arctan1

2+ arctan

1

3

= arctan1

2+ arctan

1

5+ arctan

1

8

= arctan1

2+ arctan

1

5+ arctan

1

13+ arctan

1

21

= arctan1

2+ arctan

1

5+ arctan

1

13+ arctan

1

34+ arctan

1

55= . . .

Zapisimo zgornje enakosti s pomocjo Fibonnacijevih stevil.

π

4= arctanF1

= arctan1

F3

+ arctan1

F4

= arctan1

F3

+ arctan1

F5

+ arctan1

F6

= arctan1

F3

+ arctan1

F5

+ arctan1

F7

+ arctan1

F8

= arctan1

F3

+ arctan1

F5

+ arctan1

F7

+ arctan1

F9

+ arctan1

F10

= . . .

Povzeto po [33].

56

Page 67: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Opazimo, da se v imenovalcu argumenta funkcije arkus tangens pojavljajo

Fibonaccijeva stevila z lihimi indeksi, le na zadnjem mestu je sodi indeks.

Vsako Fibonaccijevo stevilo s sodim indeksom se v naslednji vrstici zapise

kot vsota lihega in sodega indeksa (npr. F6 ⇒ F7 + F8). Zadnji korak se

rekurzivno ponavlja.

Splosna formula, ki povezuje Fibonaccijeva stevila in krozno konstanto, je

torej:

arctan1

F2n

= arctan1

F2n+1

+ arctan1

F2n+2

.

Pri dokazu bomo uporabili:

arctanx = arctan y + arctanx− y1 + xy

. (3)

Torej zelimo izpeljati osnovno zvezo:

arctan1

F2n

= arctan1

F2n+1

+ arctan1

F2n+2

. (4)

Po formuli (3), kjer upostevamo x = 1F2n

in y = 1F2n+1

, dobimo:

arctan1

F2n

= arctan1

F2n+1

+ arctan

1F2n− 1

F2n+1

1 + 1F2nF2n+1

= arctan1

F2n+1

+ arctanF2n+1 − F2n

F2nF2n+1 + 1.

V naslednjem koraku bomo uporabili enakost Fn+1 ·Fn+2−Fn ·Fn+3 = (−1)n

za n = 0, 1, 2 . . ., ki smo jo dokazali na strani 18. Uporabili bomo poseben

primer, ko n zamenjamo z 2n − 1. Ce vstavimo v zgornjo enakost, dobimo

naslednje:

F(2n−1)+1 · F(2n−1)+2 − F2n−1 · F(2n−1)+3 = (−1)2n−1

F2n · F2n+1 − F2n−1 · F2n+2 = −1.

57

Page 68: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

To enakost bomo uporabili v obliki F2n · F2n+1 + 1 = F2n−1 · F2n+2. Torej

lahko zapisemo:

arctan1

F2n

= arctan1

F2n+1

+ arctanF2n−1

F2n−1F2n+2

= arctan1

F2n+1

+ arctan1

F2n+2

.

S tem smo tudi koncali izpeljavo, saj smo dobili enakost (4).

Posplosimo rezultat na strani 56 in uporabimo znak za vsoto:

π

4=

m∑k=1

arctan1

F2k+1

+ arctan1

F2m+2

.

Naredimo dokaz zgornje enakosti s pomocjo popolne indukcije na m.

Preverimo, ali enakost velja za bazo m = 1:

π

4= arctan

1

F3

+ arctan1

F4

,

kar je ocitno res, saj smo to pokazali na strani 52.

Naredimo indukcijski korak, torej zelimo dokazati, da enakost velja tudi za

m+ 1.

m+1∑k=1

arctan1

F2k+1

+ arctan1

F2m+4

=

m∑k=1

arctan1

F2k+1

+ arctan1

F2m+3

+ arctan1

F2m+4

,

kjer smo iz vsote izpisali zadnji clen.

58

Page 69: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Sedaj bomo uporabili indukcijsko predpostavko, to je :

π

4=

m∑k=1

arctan1

F2k+1

+ arctan1

F2m+2

oziromam∑k=1

arctan1

F2k+1

4− arctan

1

F2m+2

.

S tem dobimo naslednje:

m∑k=1

arctan1

F2k+1

+ arctan1

F2m+3

+ arctan1

F2m+4

=

π

4− arctan

1

F2m+2

+ arctan1

F2m+3

+ arctan1

F2m+4

4.

V zgornji enakosti smo upostevali, da je

− arctan1

F2m+2

+ arctan1

F2m+3

+ arctan1

F2m+4

= 0

po enakosti (4).

S tem smo dokaz tudi koncali.

Tudi formula Strassnitzkega vsebuje Fibonaccijeva stevila:

π = 4

(arctan

1

2+ arctan

1

5+ arctan

1

8

).

Zgornjo formulo lahko zapisemo na nekoliko drugacen nacin, in sicer:

π = 4

(arctan

1

F3

+ arctan1

F5

+ arctan1

F6

).

Da bomo lazje racunali priblizke stevila π, zapisimo formulo Strassnitzkega

nekoliko dugace, in sicer s pomocjo vrste:

π = 4m∑n=0

(−1)n

2n+ 1

((1

F3

)2n+1

+

(1

F5

)2n+1

+

(1

F6

)2n+1).

59

Page 70: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Za primer, kako natancno je bilo Dasejevo racunanje, vpeljimo funkcijo

F (m) = 4m∑n=0

(−1)n

2n+ 1

((1

2

)2n+1

+

(1

5

)2n+1

+

(1

8

)2n+1)

in sestavimo tabelo, ki nam pove, kako napreduje tocnost decimalnih mest

stevila π z rastocim m v zgornjem izrazu.

m F (m)

10 3, 14159 26704 49009 84860 22132 61565 52590 96793 95226 65192

20 3, 14159 26535 89801 77539 46037 92378 34298 16270 91520 06341

50 3, 14159 26535 89793 23846 26433 83279 50595 94935 16124 75873

90 3, 14159 26535 89793 23846 26433 83279 50288 41971 69399 37510

Tabela 4: Vrednosti funkcije F (m)

Iz tabele lahko opazimo, da se napaka pojavi na 8. decimalnem mestu pri

vrednosti F(10), pri F(20) se napaka pojavi na 13. mestu ter pri F(50) na

33. decimalnem mestu.

Dase je vrednosti hitro zracunal zaradi enostavnih stevil 12, 1

5in 1

8. S tem je

dobil zelo hitro tocne priblizke.

60

Page 71: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

8 Zakljucek

V casu pisanja diplomskega dela smo izvedeli za temeljne dosezke najpo-

membnejsega evropskega srednjeveskega matematika Fibonaccija. Imel je

velik vpliv na razvoj evropske matematike, ceprav je najbolj poznan po svoje

zaporedju in ne tako po ostalih ugotovitvah.

Poleg Fibonaccija smo veliko izvedeli tudi o zgodovini racunanja stevila π.

Veliko ljudi se je ukvarjalo z racunanjem tega stevila, vendar jih je prevec, da

bi vse omenili, zato smo se odlocili za nekaj najbolj kljucnih za to diplomsko

delo. Primerjali smo razlicne metode racunanja in opazovali, kje so se poja-

vljale napake pri izracunu decimalnega dela. Racunanje natancne vrednosti

krozne konstante je v zgodovini matematike velikega pomena in spostovanja

vredno. V danasnjih casih, v dobi racunalnikov, pa so strokovnjaki odkrili

razlicne algoritme, ki lahko ze v nekaj urah izracunajo na milijone decimalnih

mest.

V sklepnem delu smo si ogledali povezavo med Fibonaccijevimi stevili in

krozno konstanto, ki je tudi tema diplomskega dela. Opazili oziroma ugo-

tovili smo, da lahko s pomocjo Fibonaccijevih stevil pri metodi z vrstami

izracunamo vrednost stevila π. Izkazalo se je, da je metoda veliko bolj

ucinkovita pri racunanju vrednosti krozne konstante, kot na primer racunanje

vrednosti s pomocjo pravilnih veckotnikov. Pri izracunu smo uporabili funk-

cijo arctan, saj poznamo adicijske izreke za tangens ter vemo, da je arctan 1 =π4, kar nam omogoci lazje racunanje. Ugotovili smo, da se pojavljajo v

izracunu obratne vrednosti Fibonaccijevih stevil. Torej smo enakost lahko

suvereno izpeljali ter jo tudi dokazali.

Zdi se kar neverjetno, da so matematiki potrebovali veliko let, da so ugotovili

povezavo med Fibonaccijevimi stevili in krozno konstanto, saj so Fibonacci-

jeva stevila oziroma Fibonaccijevo zaporedje znana ze od srednjega veka.

61

Page 72: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

Literatura

[1] P. J. BENTLEY, Knjiga o stevilih: skrivnosti stevil in kako so ustvarila

sodobni svet, prevod v slovenscino, V. Sever, Tehniska zalozba Slovenije,

2010

[2] N. N. VOROB’EV, Fibonacci numbers, Programon Press, 1961

[3] T. CRILLY, 50 mathematical ideas you really need to know, Quercus,

2007

[4] P. EYMARD, J. P. LAFON, The number π, AMS, 2004

[5] www.goldenmuseum.com/0401Fibonacci engl.html, april 2013

[6] www.bornrich.com/entry/text-that-shaped-the-course-of-history-hits-

the-block/, april 2013

[7] mathforum.org/lisab/fourth lesson/part 5.htm, april 2013

[8] www.presek.si/22/1220-Pavlic.pdf, april 2013

[9] www.goldennumber.net/pascals-triangle/, april 2013

[10] whitechapelghoststyle.wordpress.com/2012/11/26/when-archimedes-

was-found-in-the-shadows/, april 2013

[11] www-history.mcs.st-and.ac.uk/PictDisplay/Roomen.html, april 2013

[12] www.learn-math.info/historyDetail.htm?id=Van Ceulen, april 2013

[13] atechimie.univ-lille1.fr/Chromatographie-Phase-Liquide/Detecteurs/A-

indice-refraction/, april 2013

[14] www.xtimeline.com/evt/view.aspx?id=719324, april 2013

[15] en.wikipedia.org/wiki/William Jones %28mathematician%29,april

2013

[16] www-history.mcs.st-and.ac.uk/PictDisplay/Euler.html, april 2013

62

Page 73: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

[17] www2.mtsd.k12.wi.us/Homestead/users/ordinans/Johann%20Heinri-

ch%20Lambert.htm, april 2013

[18] sl.wikipedia.org/wiki/Jurij Vega, april 2013

[19] www.rare-earth-magnets.com/t-johann-carl-friedrich-gauss.aspx,april

2013

[20] misterpalomar.blogspot.com/2013/03/william-shanks-ovvero-il-

calcolatore.html, april 2013

[21] sl.wikipedia.org/wiki/John von Neumann, april 2013

[22] www.educ.fc.ul.pt/icm/icm2001/icm34/kanada.htm, april 2013

[23] technoccult.net/archives/2010/07/09/pi-plato-and-the-language-of-

nature/, april 2013

[24] mdchp.wordpress.com/2010/09/06/man-calculates-pi-to-5-trillion-

digits/, april 2013

[25] www-history.mcs.st-and.ac.uk/HistTopics/Pi chronology.html,april

2013

[26] www.maths.surrey.ac.uk/hosted-sites/R.Knott/Fibonacci/fibpi.html.piandfib,

marec 2013

[27] www.pi314.net/eng/fibonacci.php, marec 2013

[28] I. HAFNER, P. LEGISA, M. RAZPET, Jurij Vega in krozna konstanta,

Seminar za zgodovino matematicnih znanosti, Ljubljana, 8. april 2013,

UNI FMF

[29] M. RAZPET, Dase in krozna konstanta, Seminar za zgodovino mate-

maticnih znanosti, Ljubljana, 22. april 2013, UNI FMF

[30] quantumaniac.tumblr.com/post/21671214081/isaac-newton-fun-facts-

isaac-newton-1642-1727, maj 2013

[31] R. A. DUNLAP, The golden ratio and Fibonacci numbers, World Scien-

tific publishing Co. Ptc. Ltd, 1997

63

Page 74: DIPLOMSKO DELO - pefprints.pef.uni-lj.sipefprints.pef.uni-lj.si/1690/1/DN_Fibonaccijevo_zaporedje_in_krozna_konstanta_Maja... · njej predstavi osnove aritmetike in algebre ter se

[32] www-history.mcs.st-and.ac.uk/PictDisplay/Lagny.html, junij 2013

[33] www.geom.uiuc.edu/ huberty/math5337/groupe/fibonacci.html, junij

2013

[34] E. HAIRER, G. WANNER, Analysis by its history, Springer 2008, New

York

[35] B. F. THIBAUT, Grundriß der reinen Mathematik zum Gebrauch bey

academischen Vorlesungen, Vandenhoeck und Ruprecht 1822, Gottingen,

4. izdaja

[36] B. F. THIBAUT, Grundriß der reinen Mathematik zum Gebrauch bey

academischen Vorlesungen, Vandenhoeck und Ruprecht 1831, Gottingen,

5. izdaja

[37] www.pi314.net/eng/nieme digit.php, junij 2013

64