黃金數(shù)

? ? ? ? 畢達(dá)哥拉斯有一句名言:凡是美的東西都有共同的特性,那就是部分與部分及部分與整體之間的協(xié)調(diào)一致。在我們?nèi)粘5纳町?dāng)中,有很多最美的圖形和最美的位置,例如,主持人在臺(tái)上主持的時(shí)候,并不會(huì)站在舞臺(tái)的中間,而是舞臺(tái)偏右邊?這是為什么?又例如,教室和家里用的窗戶并不是從中間分開,而是從更靠上面的位置分開?但是我們會(huì)發(fā)現(xiàn),這些不是特別符合常理的排版,會(huì)讓我們覺得這個(gè)事物和這個(gè)人非常的美觀,非常的舒服,會(huì)更加的協(xié)調(diào),而這些生活中的例子都牽扯到一個(gè)數(shù)學(xué)概念,它就是“黃金數(shù)”。而今天我就用兩種方法來證明黃金比例的存在。

? ? ? ? 首先,設(shè)有1根長(zhǎng)為1的線段AB,在靠近B端的地方取點(diǎn)C(AC>CB),使AC+CB=AB,如圖:

設(shè)AC=x,則BC=1-x,

代入AC:CB=AB:AC,可得:

x:(1-x)=1:x

即 x的平方+x-1=0

解該二次方程,x=(根號(hào)5-1)/2 x2=(-根號(hào)5-1)/2

其中x2是負(fù)值舍掉

所以AC=(根號(hào)5-1)/2 ,約為0.618,c就是線段AB的黃金分割點(diǎn)。

? ? ? 那么還有一種方法為如圖在紙上畫出一個(gè)矩形ABCD,從ABCD上剪下一個(gè)正方形CDFE,使剩下的ABEF相似于矩形ABCD。

? ? ? 其次,設(shè)BC為y BA=x

? ? 可得x/y=y/x-x=y/x- 1

? ? ? 接下來我們要設(shè)x/y為m,則可以得到方程式

? ? ? ? ? ? ? ? ? X/y的平方+x/y- 1=0

將m代入可得:m2+m-1=0

在根據(jù)之前所學(xué)的完全平方公式,我們將這個(gè)方程式轉(zhuǎn)化,可得

? ? ? ? (m+1/2)的平方—1/4—1=0

? ? ? ? ? ? (m+1/2)的平方=5/4

? ? ? ? ? ? ? ? ? m+1/2=二分之根號(hào)五

? ? ? ? ? ? 則m=2/根號(hào)5-1約等于0.618

? ? ? 這就是最美的矩形的長(zhǎng)與寬之比,是一個(gè)無理數(shù),二分之根號(hào)5-1,這樣形成的圖形就是我們生活中常見的窗戶的圖形,也是我們嘴里常說的最美的圖形。

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