兔子繁殖問題:初始值不爲1,不在第三個月繁殖的深入推理。

兔子繁殖問題:第一個月兔子數量爲2對,到第四個月開始繁殖,即有4對,整個過程中無兔子死亡,問在第n個月有多少隻兔子?

設a、b、c、d爲四個狀態,a爲新生兔子數量,b爲新生兔子成長的一個月之後的數量,b爲新生兔子成長的兩個月之後的數量,c爲新生兔子成長的三個月之後的數量,d爲新生兔子成長的四個月之後的數量。

設S爲當前月份總數量。

月份 a b c d S
1 2       2
2   2     2
3     2   2
4 2     2 4
5 2 2   2 6
6 2 2 2 2 8
7 4 2 2 4 12
8 6 4 2 6 18
9 8 6 4 8 26
10 12 8 6 12 38

S_n爲第n個月的兔子總數量。

由上表可以得到:

 S_n-S_n_-_1 = a_n = c_n_-_1 + d_n_-_1 = b_n_-_2 + c_n_-_2 + d_n_-_2

b_n_-_2 + c_n_-_2 + d_n_-_2 = a_n_-_3 + b_n_-_3 + c_n_-_3 + d_n_-_3 = S_n_-3

即第n個月的總數量減第n-1月總數量等於第n個月新生兔子a_n的數量,也等於第n-1月c_n_-_1(成長的三個月之後的數量)與d_n_-_1(成長的四個月之後的數量)之和,也等於第n-3個月數量總和。

將上式整理可得S_n = S_n_-_1 + S_n_-_3,其中n \geq 4。

可以發現,n \geq 4的情況可以直接算出來作爲已知條件;S_n_-_3中的3爲成長所需的月份,即三個月,由這個例子應該能得出初始值不爲一對兔子,且月份不是到第三個月繁殖的情況的算法。

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