Geben Sie die Anzahl der Glieder ein (wie weit gerechnet wird) und klicken Sie auf „Berechnen“. Sie erhalten die ersten Glieder der Fibonacci-Folge (1 ; 1 ; 2 ; 3 ; 5 ; 8 ; …), das n-te Glied und die Summe der ersten n Glieder auf einmal.
Inhaltsverzeichnis
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Das können Sie auf dieser Seite
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Wofür braucht man diese Berechnung?
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Anleitung
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Formeln und Graphen
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Symbole und Begriffe
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Das sollten Sie vorher wissen
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So berechnen Sie es in Excel
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So berechnen Sie es in Google Tabellen
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So berechnen Sie es in Python
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So schreiben Sie die Formel in LaTeX und anderen Formelsprachen (zum Kopieren)
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So lassen Sie ChatGPT rechnen
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Die Vorteile von DataChef
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Verwandte Funktionen
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Alle Rechner von NumberChef
Das können Sie auf dieser Seite
- Sie geben nur einen Wert ein – die Anzahl der Glieder (wie weit gerechnet wird) – und erhalten das \(n\)-te Glied der Fibonacci-Folge (1 ; 1 ; 2 ; 3 ; 5 ; 8 ; 13 ; …) und die Summe der ersten \(n\) Glieder auf einen Schlag
- Passt direkt zu Fragen wie „Wie lautet die 20. Fibonacci-Zahl? Was ergeben die ersten 20 zusammen?“
- Rechnet exakt, ohne eine einzige Stelle zu verlieren – bis zum 1000. Glied (eine Zahl mit 209 Stellen)
- Zusammen mit dem Ergebnis zeigt ein Graph, wie die Folge wächst – jedes Glied ist die Summe seiner beiden Vorgänger
- Dazu finden Sie eine leicht verständliche Erklärung der Formel (der Rekursionsformel) sowie Formeln zum Kopieren für Excel, Google Tabellen und Python
Wofür braucht man diese Berechnung?
Die Fibonacci-Folge folgt der einfachen Regel „die beiden vorigen Glieder addieren“ und ist deshalb eine klassische Übung für Schleifen und Rekursion (eine Funktion, die sich selbst aufruft) im Informatikunterricht. Dasselbe Ergebnis kann je nach Programmierweise sehr unterschiedlich lange dauern – eine einfache Rekursion braucht für das 50. Glied eine riesige Zahl von Aufrufen –, deshalb ist sie auch in Vorlesungen über Algorithmen beliebt.
Es gibt sogar eine Datenstruktur (Fibonacci-Heap) und ein Suchverfahren (Fibonacci-Suche), die nach ihr benannt sind. Sie gehört damit zu den Grundbegriffen der Informatik.
Es ist bewiesen, dass der Quotient benachbarter Fibonacci-Zahlen (spätere ÷ frühere) dem Goldenen Schnitt \(\varphi = 1{,}618\ldots\) immer näher kommt, je weiter man geht. Tatsächlich ist \(55 : 34 \approx 1{,}6176\) und \(89 : 55 \approx 1{,}6182\) – schon um das 10. Glied herum stimmen also 2 Nachkommastellen.
Der Goldene Schnitt wird im Design gern als ausgewogenes Seitenverhältnis verwendet. So liegt etwa das Scheckkartenformat von Personalausweis und Bankkarte (85,60 mm × 53,98 mm, Verhältnis ≈ 1,586) nahe daran. Dass der Goldene Schnitt aus einer Folge entsteht, die nur ganze Zahlen addiert, ist die schönste Eigenschaft der Fibonacci-Folge.
Die Fibonacci-Folge geht auf eine Aufgabe im Buch Liber Abaci des italienischen Mathematikers Fibonacci aus dem 13. Jahrhundert zurück: „Ein neugeborenes Kaninchenpaar wirft ab dem Alter von 2 Monaten jeden Monat ein neues Paar. Wie entwickelt sich die Zahl der Paare von Monat zu Monat?“ Die Zahl der Paare wächst Monat für Monat wie 1 ; 1 ; 2 ; 3 ; 5 ; 8 ; … und erreicht im 12. Monat 144 Paare.
Echte Kaninchen vermehren sich natürlich nicht genau so – es ist ein idealisiertes Modell. Trotzdem war es der Ausgangspunkt dafür, mit Folgen zu beschreiben, wie eine Größe von ihren eigenen Werten kurz davor abhängt.
In der agilen Softwareentwicklung (z. B. Scrum) schätzt man den Aufwand oft mit Zahlen, die an die Fibonacci-Folge angelehnt sind, etwa 1 ; 2 ; 3 ; 5 ; 8 ; 13 ; … (Story Points, oft beim Planning Poker).
Die Abstände werden mit größeren Zahlen größer – das passt dazu, dass große Aufgaben sich nicht genau schätzen lassen. Außerdem vermeidet man so überflüssig feine Diskussionen wie „Ist das eine 8 oder eine 9?“.
Es gibt viele Beispiele, bei denen die Zahl der Spiralen eine Fibonacci-Zahl ist (8 ; 13 ; 21 ; 34 ; 55 ; …), etwa die Spiralen der Kerne einer Sonnenblume (z. B. 34 in die eine und 55 in die andere Richtung) oder die Spiralen der Schuppen von Kiefernzapfen und Ananas. Erklärt wird das mit dem Wachstum der Pflanze: Neue Knospen und Samen bilden sich in Richtungen, die sich nicht mit den schon vorhandenen überdecken.
Nicht jede Pflanze und jedes Exemplar hält sich daran – bekannt ist es als Tendenz: Sehr oft ergeben sich Fibonacci-Zahlen. Zählen Sie doch einmal die Spiralen an einer Pflanze in Ihrer Nähe, vielleicht begegnen Sie dieser Folge.
Formeln und Graphen
Symbole und Begriffe
Symbole
| \(n\) | n | Die Anzahl der Glieder. Eine positive ganze Zahl, die angibt, wie weit man in der Folge geht. „Bis zum 10. Glied“ heißt \(n = 10\). |
| \(a_n\) | a n | Das \(n\)-te Glied, also die \(n\)-te Zahl der Folge. Die kleine Zahl rechts unten (der Index) gibt die Stelle an. In der Fibonacci-Folge ist \(a_1 = 1\), \(a_2 = 1\), \(a_3 = 2\), \(a_4 = 3\) usw. |
| \(a_{n-1}\) | a n minus eins | Das Glied direkt vor dem \(n\)-ten Glied (sein Vorgänger). Für das 10. Glied ist es das 9. Glied. Die Subtraktion im Index bedeutet „eine Stelle früher“. |
| \(a_{n-2}\) | a n minus zwei | Das Glied zwei Stellen vor dem \(n\)-ten Glied. Für das 10. Glied ist es das 8. Glied. |
| \(a_{n+2}\) | a n plus zwei | Das Glied zwei Stellen nach dem \(n\)-ten Glied. Für das 10. Glied ist es das 12. Glied. Die Summe vom 1. bis zum \(n\)-ten Glied ist genau dieses Glied minus \(1\). |
| \(S_n\) | S n | Die Summe vom 1. bis zum \(n\)-ten Glied, eine Kurzschreibweise für \(a_1 + a_2 + \cdots + a_n\). Das S steht für „Summe“. |
| \(\varphi\) | phi | Das Symbol für den Goldenen Schnitt. Sein Wert ist \(\varphi = \dfrac{1 + \sqrt{5}}{2} = 1{,}618\ldots\). Der Quotient benachbarter Fibonacci-Zahlen (spätere ÷ frühere) kommt diesem Wert immer näher, je weiter man geht. |
| \(\cdots\) | Punkt, Punkt, Punkt (Auslassungspunkte) | Zeigt an, dass es nach derselben Regel weitergeht. 1 ; 1 ; 2 ; 3 ; 5 ; 8 ; … bedeutet, dass die Folge immer weiter die beiden vorigen Glieder addiert. |
Begriffe
| Folge | Zahlen in einer festen Reihenfolge (Zahlenfolge). Jede einzelne Zahl darin heißt Glied. |
| Fibonacci-Folge | Eine Folge, die mit 1 ; 1 beginnt und nach der Regel „jedes Glied ist die Summe seiner beiden Vorgänger“ weitergeht – 1 ; 1 ; 2 ; 3 ; 5 ; 8 ; 13 ; 21 ; …. Sie geht auf eine Aufgabe über die Vermehrung von Kaninchenpaaren zurück, die der italienische Mathematiker Fibonacci im 13. Jahrhundert in seinem Buch stellte. Die einzelnen Zahlen heißen Fibonacci-Zahlen. |
| Glied | Jede einzelne Zahl einer Folge (Folgenglied). Von vorn gezählt heißen sie 1. Glied, 2. Glied usw. |
| Anfangsglied | Das allererste Glied einer Folge, also das 1. Glied. In der Fibonacci-Folge (so wie auf dieser Seite gezählt) ist es 1. |
| Rekursionsformel (rekursive Darstellung) | Eine Formel, die eine Folge als Regel beschreibt, wie man aus den vorherigen Gliedern das nächste erhält. Die Rekursionsformel der Fibonacci-Folge lautet \(a_n = a_{n-1} + a_{n-2}\). Folgen und ihre Darstellungen kommen meist in Klasse 10–11 (15–17 Jahre) vor. |
| Anfangswert | Der Wert der ersten Glieder (bei der Fibonacci-Folge das Anfangsglied und das 2. Glied), der zusammen mit einer Rekursionsformel angegeben wird. Bei der Fibonacci-Folge sind \(a_1 = 1\) und \(a_2 = 1\) die Anfangswerte. Ohne sie legt die Rekursionsformel allein die Folge nicht fest. |
| Goldener Schnitt | Das Verhältnis \(1 : \dfrac{1 + \sqrt{5}}{2}\) (etwa \(1 : 1{,}618\)). Es gilt seit der Antike als besonders harmonisch und wird mit \(\varphi\) (phi) bezeichnet. Es ist bewiesen, dass der Quotient benachbarter Fibonacci-Zahlen dem Goldenen Schnitt immer näher kommt, je weiter man geht. |
| explizite Darstellung | Das \(n\)-te Glied als Formel in \(n\) (auch Bildungsvorschrift). Auch die Fibonacci-Folge hat eine solche Formel mit dem Goldenen Schnitt \(\varphi\), die Formel von Binet. Sie enthält \(\sqrt{5}\) und ist etwas aufwendig – wer nur den Wert braucht, rechnet mit der Rekursionsformel Schritt für Schritt sicherer. |
| arithmetische Folge | Eine Folge, bei der die Differenz benachbarter Glieder immer gleich ist, etwa 5 ; 8 ; 11 ; 14 ; … (jedes Mal plus 3). Eine arithmetische Folge addiert eine feste Zahl, die Fibonacci-Folge dagegen die beiden vorigen Glieder. |
| geometrische Folge | Eine Folge, bei der der Quotient benachbarter Glieder immer gleich ist, etwa 3 ; 6 ; 12 ; 24 ; … (jedes Mal mal 2). Die Fibonacci-Folge ist keine geometrische Folge, wächst aber später fast mit einem festen Faktor von etwa 1,618 und verhält sich dann ganz ähnlich. |
Das sollten Sie vorher wissen
Hier steht, was Ihnen hilft, die Berechnung auf dieser Seite wirklich zu verstehen – nicht nur auf den Knopf zu drücken.
Wenn Sie hängen bleiben, ist eine Wiederholung dieser Themen der schnellste Weg weiter.
| Ganze Zahlen addieren, schriftliche Addition (Klasse 2–3, 7–9 Jahre) |
|
| Zahlenfolgen und Muster (Klasse 3–5, 8–11 Jahre) |
|
| Variablen und Terme (Klasse 5–7, 10–13 Jahre) |
|
| Schreibweise von Folgen (Klasse 10–11, 15–17 Jahre) |
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So berechnen Sie es in Excel
| 1. Glied | 1 |
| 2. Glied | 1 |
| 3. Glied | =B1+B2 |
| 4. Glied | =B2+B3 |
| 5. Glied | =B3+B4 |
| 6. Glied | =B4+B5 |
| 7. Glied | =B5+B6 |
| 8. Glied | =B6+B7 |
| 9. Glied | =B7+B8 |
| 10. Glied | =B8+B9 |
| 1. Glied | 1 |
| 2. Glied | 1 |
| 3. Glied | =B1+B2 |
| 4. Glied | =B2+B3 |
| 5. Glied | =B3+B4 |
| 6. Glied | =B4+B5 |
| 7. Glied | =B5+B6 |
| 8. Glied | =B6+B7 |
| 9. Glied | =B7+B8 |
| 10. Glied | =B8+B9 |
| Summe vom 1. bis zum 10. Glied | =SUMME(B1:B10) |
Die erste Tabelle zeigt in B10 die 55 (10. Glied), die zweite in B11 die 143 (Summe bis zum 10. Glied). Für weitere Glieder markieren Sie die unterste Zelle „=B8+B9“ und ziehen das kleine Quadrat an ihrer rechten unteren Ecke nach unten. Dieselbe Regel läuft dann weiter – die Rekursionsformel „die beiden vorigen Glieder addieren“ ist genau die Zellformel.
So berechnen Sie es in Google Tabellen
| 1. Glied | 1 |
| 2. Glied | 1 |
| 3. Glied | =B1+B2 |
| 4. Glied | =B2+B3 |
| 5. Glied | =B3+B4 |
| 6. Glied | =B4+B5 |
| 7. Glied | =B5+B6 |
| 8. Glied | =B6+B7 |
| 9. Glied | =B7+B8 |
| 10. Glied | =B8+B9 |
| 1. Glied | 1 |
| 2. Glied | 1 |
| 3. Glied | =B1+B2 |
| 4. Glied | =B2+B3 |
| 5. Glied | =B3+B4 |
| 6. Glied | =B4+B5 |
| 7. Glied | =B5+B6 |
| 8. Glied | =B6+B7 |
| 9. Glied | =B7+B8 |
| 10. Glied | =B8+B9 |
| Summe vom 1. bis zum 10. Glied | =SUMME(B1:B10) |
So berechnen Sie es in Python
number_of_terms = 10 # Anzahl der Glieder (wie weit gerechnet wird)
# Fibonacci-Folge: die ersten beiden Glieder sind 1, danach ist jedes Glied die Summe seiner beiden Vorgänger
fibonacci = [1, 1]
while len(fibonacci) < number_of_terms:
fibonacci.append(fibonacci[-1] + fibonacci[-2])
fibonacci = fibonacci[:number_of_terms]
nth_term = fibonacci[-1] # n-tes Glied
sum_of_terms = sum(fibonacci) # Summe vom 1. bis zum n-ten Glied
print(f"Erste Glieder: {fibonacci[:10]}")
print(f"{number_of_terms}. Glied: {nth_term}")
print(f"Summe vom 1. bis zum {number_of_terms}. Glied: {sum_of_terms}")
So schreiben Sie die Formel in LaTeX und anderen Formelsprachen (zum Kopieren)
aₙ = aₙ₋₁ + aₙ₋₂
a_n = a_{n-1} + a_{n-2} \quad (n \geq 3,\ a_1 = a_2 = 1)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>a</mi><mi>n</mi></msub>
<mo>=</mo>
<msub><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></msub>
<mo>+</mo>
<msub><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>2</mn></mrow></msub>
</mrow>
</math>
a_n = a_(n-1) + a_(n-2)
a[n] == a[n - 1] + a[n - 2]
a(n) := a(n - 1) + a(n - 2);
a(n) = a(n - 1) + a(n - 2);
a_n = a_(n-1) + a_(n-2)
Sₙ = aₙ₊₂ − 1
S_n = a_{n+2} - 1
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>S</mi><mi>n</mi></msub>
<mo>=</mo>
<msub><mi>a</mi><mrow><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>2</mn></mrow></msub>
<mo>−</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</math>
S_n = a_(n+2) - 1
Fibonacci[n + 2] - 1
Sn := a(n + 2) - 1;
S_n = a(n + 2) - 1;
S_n = a_(n+2) - 1
So lassen Sie ChatGPT rechnen
Sie sind ein Rechenassistent für die Fibonacci-Folge. Führen Sie die folgenden Berechnungen aus, indem Sie tatsächlich Python-Code ausführen, und stützen Sie Ihre Antwort nur auf die Zahlen aus dem Ausführungsergebnis (nicht im Kopf rechnen und nicht schätzen). Definieren Sie die Fibonacci-Folge durch a_1 = 1, a_2 = 1, a_n = a_(n-1) + a_(n-2) (n ≥ 3). Berechnen Sie jede Summe, indem Sie die Glieder tatsächlich addieren, und prüfen Sie außerdem, dass sie mit der Eigenschaft S_n = a_(n+2) - 1 übereinstimmt. 1. Das 10. Glied der Fibonacci-Folge und die Summe vom 1. bis zum 10. Glied 2. Das 20. Glied der Fibonacci-Folge und die Summe vom 1. bis zum 20. Glied 3. Das 50. Glied der Fibonacci-Folge sowie das 50. Glied geteilt durch das 49. Glied (prüfen Sie auch, dass der Wert nahe am Goldenen Schnitt 1,6180… liegt) Geben Sie die verwendeten Formeln und die Zahlen aus dem Ausführungsergebnis an. Antworten Sie auf Deutsch.
Anleitung
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1Werte eingebenTragen Sie die Zahlen, mit denen Sie rechnen möchten, in die Eingabefelder ein
-
2BerechnenKlicken Sie auf die Schaltfläche „Berechnen“
-
3Ergebnis ansehenDas Ergebnis erscheint sofort. Auf derselben Seite finden Sie auch den Rechenweg und die Erklärung der Formel
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