一篇关于数学黄金分割的500字短文
将已知线段分成两部分,使一部分为整条线段的比例中值,另一部分为中学几何课本中提到的黄金分割问题。若c是满足条件的线段AB的分叉点,则可得AC约为0.618AB。这种划分在教科书上称为黄金分割,我们有时也可以说线段分为中端比、中外比或外内比。如果用G表示,G称为黄金分割比或黄金分割数。黄金分割和黄金分割数都称为“黄金”,可见其在应用中的重要性和普遍性,也为其增添了几分神秘感。著名天文学家开普勒称黄金分割为“几何学中的巨大宝藏”。让我们一起揭开它的神秘面纱,探索这个宝藏吧!
描摹词名称的由来
对中比的最早认识可以追溯到毕达哥拉斯学派。这个学派熟悉正五边形和正十边形,并以“五角星”作为成员的标志,而这些图形的做法与中端比密切相关。如果毕达哥拉斯被认为熟悉正五边形和五角星的画法,那么可以推断他掌握了中端的比例。古希腊著名的数学家和天文学家欧多克索斯首先对中晚比值进行了系统的研究。他在深入探究五角星的性质时,曾惊呼:“中晚比出现在这里!”中端之比的严格阐述,最早见于欧几里得的《几何原本》。中世纪以后,中后期披上了一层更加神秘的外衣,逐渐披上了一层神秘的色彩。
文艺复兴时期,中西比例问题引起了人们的广泛关注。1509年,意大利文艺复兴时期的重要人物之一帕乔里出版了《神圣比例》一书。该书系统介绍了古希腊的中外比,并称之为神圣比。他认为世间万物都必须遵守这个神圣的比例定律。开普勒把中端之比称为“比例除法”。他写道:“毕达哥拉斯定理和中端比是几何学中的双宝。前者如金,后者称玉。”他给了勾股定理黄金的比喻,用珠玉形容中比。书中第一次正式使用黄金分割这个名称是欧姆(以欧姆定律闻名的G.S .欧姆的兄弟)。这个名字最早是在他1835出版的《纯初等数学》第二版中使用的。19世纪以后,这个名字逐渐流行起来,成为家喻户晓的名字。
谈论大自然的奇妙。
黄金分割数G有许多有趣的性质。最引人注目的是它与斐波那契数列的关系。
斐波那契是中世纪著名的学者。他在《算盘书》一书中提出了一个有趣的“兔子繁殖问题”,由此引出了一个奇妙的序列:
1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,……
规则是:从第三项开始,每一项都是前两项之和。后世称之为斐波那契数列。跟黄金分割有什么关系?
我们来计算一下斐波那契数列中第一项和最后一项的比值,会发现这个比值越来越接近黄金分割数G,完全可以作为第一、第二和...g的n阶近似,多奇妙啊!事实上,可以证明这些比值以g为极限。
中外比与斐波那契数列的这种内在联系,极大地为它增光添彩,也赋予了它一种特殊的神秘感和迷人的魅力,让后来很多数学家为之倾倒。
抛砖引玉粗糙理论的影响及应用
黄金分割无论是在理论上还是在现实生活中都有着极其广泛和简单的应用,在历史上也产生了巨大的影响。在古代,中端之比主要作为一种画法。到了文艺复兴时期,它已经引起了当时人们的极大兴趣和重视,并产生了广泛的影响,在许多方面得到了应用。比如在绘画和雕塑中,画家和雕塑家希望从数学的尺度上解决最完美的形式与其各部分的关系问题,以此作为科学的艺术理论来指导艺术创作,体现理想事物的完美结构。著名画家列奥纳多·达·芬奇在他的《论绘画》一书中认为:“美感完全建立在各部分之间神圣的比例关系上,所有的特征必须同时起作用,才能产生令观众着迷的和谐比例。”这一时期的艺术家有意识地被黄金分割的魅力所诱惑,黄金分割将数学研究与艺术创作紧密结合,对后来的形式美学和实验美学产生了巨大影响。
19世纪,德国美学家蔡新提出了黄金分割原则,并从理论上阐述了黄金分割问题,认为黄金分割是解开自然美和艺术美奥秘的钥匙。他用数学比例法研究美学,启发了后人。德国哲学家、美学家、心理学家费希纳尝试实验美学,将黄金分割原则建立在广泛的心理测验基础上,将美学研究与自然科学研究相结合,引起广泛关注。直到20世纪50年代,实验美学的研究仍然十分活跃。直到最近,黄金分割原理仍然是一个充满神奇奥秘的科学美学问题。例如,在结晶学的准晶结构研究领域,黄金分割问题再次引起了物理学家和数学家的兴趣。
它有许多实际应用。最人性化的例子是最优性中的黄金分割法,最早由美国基弗在1953提出。从1970开始在国内推广,取得了很大的成绩。另一种优化方法――分数方法,它采用G的分数近似,在实际中也被广泛使用。
真的,假的,神秘的传说
由于它独特的性质,随着它的影响力越来越大,关于它的传说也越来越多。这些传说虚无缥缈,扑朔迷离,却一直被人津津乐道,广为流传。
有人研究过,黄金分割是人类和动植物形态的一个结构原理。所以有以下说法:
人体本身的美,也就是人体最美的身材,遵循的是g的黄金分割比例,据说在人们知道黄金分割之前所做出的一切美好的事物,恰好与黄金律不谋而合。比如著名的维纳斯和雅典娜雕像的下半身与全身的比例就接近g。
都说芭蕾艺术的魅力离不开G,芭蕾舞者在舞蹈时踮起脚尖,是为了展现符合G的身材比例的最美的艺术形象。
在自然界中,G也是美的重要法则。据说特别清爽的花,靠的就是g的美丽密码。
另外我们知道,各国国旗上的“星星”几乎都被画成五角星。据说五角星中很多地方都隐含着美丽的代码G,使得这个图形赏心悦目。
也有人说播音员在黄金分割的时候会给观众留下美好的印象。甚至有人说,演奏弦乐器时,把“千斤”放在琴弦的黄金分割处所获得的音色更优美和谐。
还有一种很流行的说法是,黄金矩形(即两条边之比等于G的矩形)比以其他任何比例为边的矩形都漂亮。在1876中,费希纳为此做了一个大规模的实验。结果显示,喜欢黄金矩形的人数占总数的三分之一,在各种矩形中得票数最多。
这样的传说恐怕很多。一句话:哪里有G,哪里就有美。黄金分割数g成了宇宙之美!