Фибоначчиева система счисления

Системы счисления в культуре
Индо-арабская
Арабская
Тамильская
Бирманская
Кхмерская
Лаосская
Монгольская
Тайская
Восточноазиатские
Китайская
Японская
Сучжоу
Корейская
Вьетнамская
Счётные палочки
Алфавитные
Абджадия
Армянская
Ариабхата
Кириллическая
Греческая
Грузинская
Эфиопская
Еврейская
Акшара-санкхья
Другие
Вавилонская
Египетская
Этрусская
Римская
Дунайская
Аттическая
Кипу
Майяская
Эгейская
Символы КППУ
Позиционные
2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 60
Нега-позиционная
Симметричная
Смешанные системы
Фибоначчиева
Непозиционные
Единичная (унарная)

Фибоначчиева система счисления — смешанная система счисления для целых чисел на основе чисел Фибоначчи F2=1, F3=2, F4=3, F5=5, F6=8 и т. д.

Число Запись
в ФСС
Код
Фибоначчи
0 0……0  
F2=1 1 11
F3=2 10 011
F4=3 100 0011
4 101 1011
F5=5 1000 00011
6 1001 10011
7 1010 01011
F6=8 10000 000011
Fn − 1  101010 0101011 
Fn 10……00 00……011
Fn + 1 10……01 10……011

Представление натуральных чисел

Любое неотрицательное целое число можно единственным образом представить последовательностью битов …εk…ε4ε3ε2 () так, что , причём последовательность {εk} содержит лишь конечное число единиц, и не имеет пар соседних единиц: . За исключением последнего свойства, данное представление аналогично двоичной системе счисления.

Обоснование

В основе лежит теорема Цекендорфа[1] — любое неотрицательное целое число единственным образом представимо в виде суммы некоторого набора попарно различных чисел Фибоначчи с индексами, большими единицы, не содержащего пар соседних чисел Фибоначчи.

Доказательство существования легко провести по индукции. Любое целое число попадёт в промежуток между двумя соседними числами Фибоначчи, то есть для некоторого верно неравенство: . Таким образом, , где , так что разложение числа уже не будет содержать слагаемого .

Использование

Юпана

Юпана

Предполагают, что некоторые разновидности юпаны (абака инков) использовали фибоначчиеву систему счисления, чтобы минимизировать необходимое для вычислений число зёрен[2].

В теории информации

На основе фибоначчиевой системы счисления строится код (кодирование) Фибоначчи — универсальный код для натуральных чисел (1, 2, 3…), использующий последовательности битов. Поскольку комбинация 11 запрещена в фибоначчиевой системе счисления, её можно использовать как маркер конца записи.

Для составления кода Фибоначчи по записи числа в фибоначчиевой системе счисления следует переписать цифры в обратном порядке (так, что старшая единица оказывается последним символом) и приписать в конце ещё раз 1 (см. таблицу). То есть, кодовая последовательность имеет вид:

ε2ε3…εn1,

где n — номер самого старшего разряда с единицей.

Арифметика

Сложение чисел в позиционных системах счисления выполняется с использованием переноса, позволяющего устранять последствия переполнения разряда. Например, в двоичной системе: 01 + 01 = 02 = 10.

В фибоначчиевой системе счисления дело обстоит сложнее:

  • Во-первых, вес старших разрядов не является кратным весу разряда, из которого требуется перенос. При сложении двух единиц в одном разряде требуется перенос не только влево, но и вправо: 0200 = 1001. При переносе в отсутствующие разряды ε1 и ε0 следует помнить, что F1=1=F2 и F0=0.
  • Во-вторых, требуется избавляться от соседних единиц: 011 = 100. Правило для раскрытия двоек является следствием этого равенства: 0200 = 0100 + 0011 = 0111 = 1001.

Обобщение на вещественные числа

Число Представление
через степени 
1      1
2     10,01
3    100,01
4    101,01
5   1000,1001
6   1010,0001
7  10000,0001
8  10001,0001
9  10010,0101
10  10100,0101
11  10101,0101
12 100000,101001
13 100010,001001
14 100100,001001

Похожее устройство имеет позиционная система счисления с иррациональным основанием, равным золотому сечению .

Любое вещественное число x из отрезка [0,1] допускает разложение в ряд через отрицательные степени золотого сечения:

где обладает тем же свойством отсутствия соседних единиц. Коэффициенты находятся последовательным сравнением x с  — золотым сечением отрезка [0,1], вычитанием (если ) и умножением на . Из этого нетрудно видеть, что любое неотрицательное вещественное число допускает разложение:

где N таково, что . Разумеется, следует считать, что для всех .

Эти формулы полностью аналогичны формулам для обычных позиционных систем с целыми основаниями. Оказывается, что любое неотрицательное целое число (и, более общо, всякий неотрицательный элемент кольца ) имеет представление лишь с конечным количеством единиц, то есть в виде конечной суммы неповторяющихся степеней золотого сечения.[3]

Аналогия между числами Фибоначчи и степенями золотого сечения основана на одинаковой форме тождеств:

позволяющих устранение соседних единиц. Прямой связи между представлением натуральных чисел в системе золотого сечения и в фибоначчиевой не имеется.

Правила сложения аналогичны показанным выше с той поправкой, что перенос в сторону младших разрядов распространяется без ограничения. В данной системе счисления можно производить и умножение.

Фибоначчиево умножение

Для целых чисел и можно определить «умножение»[4]

которое аналогично умножению чисел в двоичной системе счисления.

Разумеется, данная операция не является настоящим умножением чисел, и выражается формулой:[5]

где  — целая часть,  — золотое сечение.

Эта операция обладает ассоциативностью, на что впервые обратил внимание Дональд Кнут[6]. Другое «произведение» отличающееся лишь сдвигом на два разряда, уже не является ассоциативным.

Примечания

  1. Эдуард Цекендорф. Дата обращения: 27 января 2010. Архивировано из оригинала 6 мая 2017 года.
  2. Antonio Aimi, Nicolino De Pasquale. Andean Calculators. Дата обращения: 12 декабря 2009.
  3. Система счисления на основе золотого сечения[англ.]
  4. последовательность A101330 в OEIS (англ.), Теорема Цекендорфа
  5. Notes on the Fibonacci circle and arroba products (англ.)
  6. D. E. Knuth. Fibonacci multiplication (неопр.) // Applied Mathematics Letters. — 1988. — Т. 1, № 1. — С. 57—60. — doi:10.1016/0893-9659(88)90176-0.

Литература

  • Воробьёв Н. Н. Числа Фибоначчи. — Наука, 1978. — Т. 39. — (Популярные лекции по математике).
  • Стахов А., Слученкова А., Щербаков И. Код да Винчи и ряды Фибоначчи. СПБ. Издательство: Питер, 2006. 320 с. ISBN 5-469-01369-3
  • Стахов А. П. Алгоритмическая теория измерения: новый подход к теории позиционных систем счисления и компьютерной арифметике// Журнал «Управляющие машины и системы», 1994, No 4-5.
  • Стахов А. П. Компьютеры Фибоначчи и новая теория кодирования: история, теория, перспективы// Электронный журнал Таганрогского радиотехнического университета «Перспективные информационные технологии и интеллектуальные системы», № 2 (18), 2004// http://pitis.tsure.ru/files18/p5.pdf.

Read other articles:

GSK plcKantor pusat GSK di Brentford, LondonSebelumnyaGlaxoSmithKline (2000–2022)JenisPerusahaan publikKode emitenLSE: GSKNYSE: GSKKomponen FTSE 100IndustriFarmasiBioteknologiBarang konsumenPendahulu Glaxo Wellcome SmithKline Beecham DidirikanDesember 2000; 23 tahun lalu (2000-12)KantorpusatLondon, Inggris, Britania RayaWilayah operasiSeluruh duniaTokohkunciJonathan Symonds (Chairman)Emma Walmsley (CEO)ProdukFarmasi, vaksin, perawatan kesehatan mulut, produk nutrisional, obat bebasPend...

 

Herman AbdullahHerman Abdullah Wali Kota Pekanbaru ke-12Masa jabatan18 Juli 2001 – 18 Juli 2011PresidenAbdurrahman WahidMegawati SoekarnoputriSusilo Bambang YudhoyonoGubernurSaleh DjasitRusli Zainal PendahuluOesman Effendi ApanPenggantiFirdaus Informasi pribadiLahir(1950-07-18)18 Juli 1950Pekanbaru, RiauMeninggal27 Februari 2022(2022-02-27) (umur 71)Pekanbaru, RiauKebangsaanIndonesiaPartai politikGolkarSuami/istriHj. Evi MeirozaAlma materUniversitas AndalasUniversitas Padj...

 

Male genital piercing Prince AlbertNicknamesPALocationUrethraJewelryCircular or curved barbell, captive bead ring, Prince's wand, segment ringHealing4 weeks to 6 months The Prince Albert (PA) is a penis piercing which extends from the urethra to the underside of the glans.[1] It is one of the most common male genital piercings.[2] The related reverse Prince Albert piercing enters through the urethra and exits through a hole pierced in the top of the glans.[3] While som...

Untuk tempat lain yang bernama sama, lihat Genteng (disambiguasi). GentengKecamatanSuasana lampu merah GentengwetanPeta lokasi Kecamatan GentengNegara IndonesiaProvinsiJawa TimurKabupatenBanyuwangiPemerintahan • CamatSatriyo, S.Sos, M.SiKode pos68465Kode Kemendagri35.10.09 Kode BPS3510100 Desa/kelurahan5 Desa28 Dusun Genteng adalah sebuah kecamatan di Kabupaten Banyuwangi, Provinsi Jawa Timur, Indonesia. Sejarah Kantor Camat Genteng Nama Kecamatan Genteng memiliki dua versi p...

 

Rian ErnestLahir24 Oktober 1987 (umur 36)Berlin, JermanAlmamaterUniversitas Indonesia[1] Lee Kuan Yew School of Public PolicyPekerjaanPengacarapolitisiTahun aktif2015–sekarangPartai politikGolkar (sejak 2023)PSI (2017–2020, 2022)Suami/istriNurul Luntungan ​(m. 2016)​Orang tuaJörg Cichosz (ayah) Levi Mulyati Tanudjaja (ibu) Rian Ernest Tanudjaja, S.H., MPA (lahir 24 Oktober 1987) adalah politikus yang dikenal sebagai mantan staf ahli hukum G...

 

Not to be confused with Polar low. Persistent cold-core low-pressure area that circles one of the poles For Shani Mootoo's novel, see Polar Vortex. The Arctic tropospheric polar vortexA strong tropospheric polar vortex configuration in November 2013A more typical weak tropospheric polar vortex on January 5, 2014 A circumpolar vortex, or simply polar vortex, is a large region of cold, rotating air; polar vortices encircle both of Earth's polar regions. Polar vortices also exist on other rotati...

راكيل دياز معلومات شخصية الميلاد 14 أكتوبر 1990 (العمر 33 سنة)[1]إل باسو، تكساس، الولايات المتحدة[2] الطول 5 قدم 3 بوصة (1.60 م)[3] الجنسية الولايات المتحدة  أسماء أخرى شول غيريروراكيل دياز الزوج أيدين أنجليش (ز. 2016)[4] الأب إدي غيريرو  الأم فيكي غيرير...

 

This template was considered for deletion on 29 October 2011. The result of the discussion was no consensus. Animation: American / Canadian / Television Template‑class Animation portalThis template is within the scope of WikiProject Animation, a collaborative effort to build an encyclopedic guide to animation on Wikipedia. If you would like to participate, you can edit the article attached to this page, help out with the open tasks, or contribute to the discussion.AnimationWikipedia:WikiPro...

 

此條目可参照英語維基百科相應條目来扩充。 (2021年5月6日)若您熟悉来源语言和主题,请协助参考外语维基百科扩充条目。请勿直接提交机械翻译,也不要翻译不可靠、低品质内容。依版权协议,译文需在编辑摘要注明来源,或于讨论页顶部标记{{Translated page}}标签。 约翰斯顿环礁Kalama Atoll 美國本土外小島嶼 Johnston Atoll 旗幟颂歌:《星條旗》The Star-Spangled Banner約翰斯頓環礁�...

Disambiguazione – Se stai cercando altri significati, vedi Alimentazione (disambigua). Disambiguazione – Se stai cercando l'insieme dei processi biologici degli organismi basati sui nutrienti, vedi Nutrizione. L'alimentazione, in biologia, consiste nell'assunzione da parte dell'organismo, di alimenti indispensabili al suo metabolismo e alle sue funzioni vitali quotidiane prendendo in considerazione tutte le trasformazioni fisiche, chimiche e fisico-chimiche che i nutrienti assunti su...

 

2009 United Football League seasonRegular seasonDurationOctober 8, 2009 – November 20, 20092009 UFL Championship GameDateNovember 27, 2009SiteSam Boyd Stadium, Whitney, NevadaChampionLas Vegas LocomotivesRunner-upFlorida Tuskers2010 → The 2009 United Football League season—referred to by the professional American football league as the UFL Premiere Season—was the inaugural season of the United Football League. The regular season featured 4 teams playing 6 games each (twice against eac...

 

Fortuna DüsseldorfNama lengkapDüsseldorfer Turn- und SportvereinFortuna 1895 e.V.JulukanF95, TunaBerdiri5 Mei 1895StadionMerkur Spiel-Arena(Kapasitas: 54.600[1])KetuaThomas Röttgermann (Presiden)Erich RutemöllerLutz PfannenstielManajerFriedhelm FunkelLigaBundesliga2018–19Bundesliga, ke-10Situs webSitus web resmi klub Kostum kandang Kostum tandang Kostum ketiga Musim ini Düsseldorfer Turn- und Sportverein Fortuna 1895 e.V. [fɔɐ̯ˈtʰuːna ˈdʏsl̩ˌdɔɐ̯f] ⓘ...

History of the Jews in Czechia You can help expand this article with text translated from the corresponding article in Czech. (July 2018) Click [show] for important translation instructions. Machine translation, like DeepL or Google Translate, is a useful starting point for translations, but translators must revise errors as necessary and confirm that the translation is accurate, rather than simply copy-pasting machine-translated text into the English Wikipedia. Do not translate text tha...

 

This article needs more reliable medical references for verification or relies too heavily on primary sources. Please review the contents of the article and add the appropriate references if you can. Unsourced or poorly sourced material may be challenged and removed. Find sources: Concealed conduction – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (September 2018) Laddergram illustrating interpolated VPBs and concealed conduction Concealed conduction is...

 

Оружейна палата Дата створення / заснування 1806 Країна  Росія Адміністративна одиниця Тверський Місце розташування Московський кремль Власник Уряд Російської Федерації Архітектор Тон Костянтин Андрійович Архітектурний стиль неовізантійська архітектура і пс...

Vous lisez un « bon article » labellisé en 2013. Pour les autres significations, voir Manchester (homonymie). Manchester Héraldique De haut en bas et de gauche à droite : panorama du centre-ville de Manchester ; l'Hôtel de ville de Manchester ; One Angel Square (en) ; la Beetham Tower ; le Midland Hotel (en) ; Manchester Civil Justice Centre (en). Administration Pays Royaume-Uni Nation Angleterre Région Angleterre du Nord-Ouest Co...

 

この名前は、スペイン語圏の人名慣習に従っています。第一姓(父方の姓)はデルガド、第二姓(母方の姓)はリョリアです。 フアンマ・デルガド 名前本名 フアン・マヌエル・デルガド・リョリアJuan Manuel Delgado Lloria愛称 フアンマ、兄貴、BOSS、親分、フアちゃんカタカナ フアンマ デルガドラテン文字 Juanma DELGADO基本情報国籍 スペイン生年月日 (1990-11-17) 1990年11月17�...

 

この記事は検証可能な参考文献や出典が全く示されていないか、不十分です。 出典を追加して記事の信頼性向上にご協力ください。(このテンプレートの使い方)出典検索?: UR-100N – ニュース · 書籍 · スカラー · CiNii · J-STAGE · NDL · dlib.jp · ジャパンサーチ · TWL (2014年7月) UR-100N 種類 ICBM運用史配備期間 1974–present配備先 ソ...

South Moluccan shaman exorcising evil spirits occupying children, Buru, Indonesia. (1920) This article is a part of the series onIndonesianmythology and folklore Cultural mythologies Adat Balinese mythology Batak mythology Malay folklore Ghosts in Malay culture Molucca Folklore Traditional folk religions Iban Kaharingan Kejawèn Marapu Parmalim Pemena Sunda Wiwitan Sapta Darma Deities Acintya Agni Antaboga Barong Batara Guru Batara Kala Batara Sambu Brahma Chen Fu Zhen Ren Dewi Danu Dewi Lanj...

 

この記事には参考文献や外部リンクの一覧が含まれていますが、脚注によって参照されておらず、情報源が不明瞭です。 脚注を導入して、記事の信頼性向上にご協力ください。(2019年12月) 2014年ヨーロッパチュックボール選手権 チュックボール (tchoukball) とは、コートのエンドライン上に置かれたネットにボールをシュートするハンドボール形式のスポーツである。19...