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黃金分割和哪些數學分支有關

發布時間:2022-10-14 20:41:44

❶ 「黃金分割線」的知識有哪些

黃金分割線是一種古老的數學方法,黃金分割的創始人是古希臘的畢達哥拉斯,他在當時十分有限的科學條件下大膽斷言:一條線段的某一部分與另一部分之比,如果正好等於另一部分同整個線段的比即0.618,那麼,這樣比例會給人一種美感。後來,這一神奇的比例關系被古希臘著名哲學家、美學家柏拉圖譽為「黃金分割律」。黃金分割線的神奇和魔力,在數學界上還沒有明確定論,但它屢屢在實際中發揮著意想不到的作用。

數學家法布蘭斯在13世紀寫了一本書,關於一些奇異數字的組合。這些奇異數字的組合是1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144、233┅┅ 任何一個數字都是前面兩數字的總和 2=1+1、3=2+1、5=3+2、8=5+3┅┅,如此類推。 有人說這些數字是他從研究金字塔所得出。金字塔和上列奇異數字息息相關。金字塔的幾何形狀有五個面,八個邊,總數為十三個層面。由任何一邊看入去,都可以看到三個層面。金字塔的長度為5813寸(5-8-13),而高底和底面百分比率約為0.618,那即是上述神秘數字的任何兩個連續的比率,譬如55/89≈0.618,89/144≈0.618,144/233≈0.618。 另外,一個金字塔五角塔的任何一邊長度都約等於這個五角型對角線(Diagonal)的0.618。還有,底部四個邊的總數是36524.22寸,這個數字約等於一年天數的一百倍! 另外有人研究過向日葵,發現向日葵花有89個花瓣,55個朝一方,34個朝向另一方。 這組數字就叫做神秘數字。而0.618就叫做黃金分割線(Golden Ratio)。

❷ 黃金分割與「斐波那契數列」有什麼聯系

1753年,格拉斯哥大學的數學家西摩松(R.Simson)發現,隨著數字的增大,斐波那契數列兩數間的比值越來越接近黃金分割率,即隨著n的無限增大,Fn+1Fn越來越接近於5√+12;反之,FnFn+1以5√−12為極限。這提示我們,斐波那契數列是一個與黃金分割數關系異常密切的數列。
其實,斐波那契數列的通項公式為:

Fn=15√[(5√+12)n−(−5√+12)n]

原來它竟然是用黃金分割數表達的!18世紀中葉,著名數學家棣莫佛(A.de Moivre)和歐拉已經知道這個公式。
如果從中切掉一個正方形(邊長等於原矩形的寬),剩下的部分仍是黃金矩形。依此繼續切割,就會得到越來越小的黃金矩形。黃金矩形被這樣切割後,矩形的一部分頂點恰好落在一條螺線上。斐波那契數列與此相似,你可以用邊長1的正方形做反向操作。加上一個同樣的正方形,得到一個新的矩形。若不斷在長邊上添加正方形,新產生的長邊就會遵循斐波那契數列,每一個比前一個的形狀更為接近黃金矩形。

❸ 黃金分割的事例和有關的意義

黃金分割
把一條線段分割為兩部分,使其中一部分與全長之比等於另一部分與這部分之比。其比值是一個無理數,取其前三位數字的近似值是0.618。由於按此比例設計的造型十分美麗,因此稱為黃金分割,也稱為中外比。這是一個十分有趣的數字,我們以0.618來近似,通過簡單的計算就可以發現:
1/0.618=1.618
(1-0.618)/0.618=0.618
這個數值的作用不僅僅體現在諸如繪畫、雕塑、音樂、建築等藝術領域,而且在管理、工程設計等方面也有著不可忽視的作用。

讓我們首先從一個數列開始,它的前面幾個數是:1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144…..這個數列的名字叫做"菲波那契數列",這些數被稱為"菲波那契數"。特點是即除前兩個數(數值為1)之外,每個數都是它前面兩個數之和。

菲波那契數列與黃金分割有什麼關系呢?經研究發現,相鄰兩個菲波那契數的比值是隨序號的增加而逐漸趨於黃金分割比的。即f(n)/f(n-1)-→0.618…。由於菲波那契數都是整數,兩個整數相除之商是有理數,所以只是逐漸逼近黃金分割比這個無理數。但是當我們繼續計算出後面更大的菲波那契數時,就會發現相鄰兩數之比確實是非常接近黃金分割比的。

一個很能說明問題的例子是五角星/正五邊形。五角星是非常美麗的,我們的國旗上就有五顆,還有不少國家的國旗也用五角星,這是為什麼?因為在五角星中可以找到的所有線段之間的長度關系都是符合黃金分割比的。正五邊形對角線連滿後出現的所有三角形,都是黃金分割三角形。

由於五角星的頂角是36度,這樣也可以得出黃金分割的數值為2Sin18 。
黃金分割點約等於0.618:1
是指分一線段為兩部分,使得原來線段的長跟較長的那部分的比為黃金分割的點。線段上有兩個這樣的點。

利用線段上的兩黃金分割點,可作出正五角星,正五邊形。
2000多年前,古希臘雅典學派的第三大算學家歐道克薩斯首先提出黃金分割。所謂黃金分割,指的是把長為L的線段分為兩部分,使其中一部分對於全部之比,等於另一部分對於該部分之比。而計算黃金分割最簡單的方法,是計算斐波契數列1,1,2,3,5,8,13,21,...後二數之比2/3,3/5,4/8,8/13,13/21,...近似值的。
黃金分割在文藝復興前後,經過阿拉伯人傳入歐洲,受到了歐洲人的歡迎,他們稱之為"金法",17世紀歐洲的一位數學家,甚至稱它為"各種演算法中最可寶貴的演算法"。這種演算法在印度稱之為"三率法"或"三數法則",也就是我們現在常說的比例方法。

其實有關"黃金分割",我國也有記載。雖然沒有古希臘的早,但它是我國古代數學家獨立創造的,後來傳入了印度。經考證。歐洲的比例演算法是源於我國而經過印度由阿拉伯傳入歐洲的,而不是直接從古希臘傳入的。
因為它在造型藝術中具有美學價值,在工藝美術和日用品的長寬設計中,採用這一比值能夠引起人們的美感,在實際生活中的應用也非常廣泛,建築物中某些線段的比就科學採用了黃金分割,舞台上的報幕員並不是站在舞台的正中央,而是偏在台上一側,以站在舞台長度的黃金分割點的位置最美觀,聲音傳播的最好。就連植物界也有採用黃金分割的地方,如果從一棵嫩枝的頂端向下看,就會看到葉子是按照黃金分割的規律排列著的。在很多科學實驗中,選取方案常用一種0.618法,即優選法,它可以使我們合理地安排較少的試驗次數找到合理的西方和合適的工藝條件。正因為它在建築、文藝、工農業生產和科學實驗中有著廣泛而重要的應用,所以人們才珍貴地稱它為"黃金分割"。
黃金分割〔Golden Section〕是一種數學上的比例關系。黃金分割具有嚴格的比例性、藝術性、和諧性,蘊藏著豐富的美學價值。應用時一般取1.618 ,就像圓周率在應用時取3.14一樣。

發現歷史
由於公元前6世紀古希臘的畢達哥拉斯學派研究過正五邊形和正十邊形的作圖,因此現代數學家們推斷當時畢達哥拉斯學派已經觸及甚至掌握了黃金分割。

公元前4世紀,古希臘數學家歐多克索斯第一個系統研究了這一問題,並建立起比例理論。

公元前300年前後歐幾里得撰寫《幾何原本》時吸收了歐多克索斯的研究成果,進一步系統論述了黃金分割,成為最早的有關黃金分割的論著。

中世紀後,黃金分割被披上神秘的外衣,義大利數家帕喬利稱中末比為神聖比例,並專門為此著書立說。德國天文學家開普勒稱黃金分割為神聖分割。

到19世紀黃金分割這一名稱才逐漸通行。黃金分割數有許多有趣的性質,人類對它的實際應用也很廣泛。最著名的例子是優選學中的黃金分割法或0.618法,是由美國數學家基弗於1953年首先提出的,70年代在中國推廣。

|..........a...........|

+-------------+--------+ -
| | | .
| | | .
| B | A | b
| | | .
| | | .
| | | .
+-------------+--------+ -

|......b......|..a-b...|
通常用希臘字母 表示這個值。

黃金分割奇妙之處,在於其比例與其倒數是一樣的。例如:1.618的倒數是0.618,而1.618:1與1:0.618是一樣的。
確切值為根號5+1/2
黃金分割數是無理數,前面的1024位為:

0.6180339887 4989484820 4586834365 6381177203 0917980576
2862135448 6227052604 6281890244 9707207204 1893911374
8475408807 5386891752 1266338622 2353693179 3180060766
7263544333 8908659593 9582905638 3226613199 2829026788
0675208766 8925017116 9620703222 1043216269 5486262963
1361443814 9758701220 3408058879 5445474924 6185695364
8644492410 4432077134 4947049565 8467885098 7433944221
2544877066 4780915884 6074998871 2400765217 0575179788
3416625624 9407589069 7040002812 1042762177 1117778053
1531714101 1704666599 1466979873 1761356006 7087480710
1317952368 9427521948 4353056783 0022878569 9782977834
7845878228 9110976250 0302696156 1700250464 3382437764
8610283831 2683303724 2926752631 392473 1671112115
8818638513 3162038400 5222165791 2866752946 5490681131
7159934323 5973494985 0904094762 1322298101 7261070596
1164562990 9816290555 2085247903 5240602017 2799747175
3427775927 7862561943 2082750513 1218156285 5122248093
9471234145 1702237358 0577278616 0086883829 5230459264
7878017889 9219902707 7690389532 1968198615 1437803149
9741106926 0886742962 2675756052 3172777520 3536139362
1076738937 6455606060 5922...
是用數字來表示人體美,並根據一定的基準進行比較。用同一人體的某一部位作為基準,來判定它與人體的比例關系的方法被稱為同身方法(見中圖)。分為三組:系數法,常指頭高身長指數,如畫人體有坐五、立七,即身高在坐位時為頭高的五倍、立位時為7或7.5倍;百分數法,將身長視為100%,身體各部位在其中的比例;兩分法:即把人體分成大小兩部分,大的部分從腳到臍,小的部分為臍到頭頂。 標準的面型,其長寬比例協調,符合三停五眼(見右圖)。三停是指臉型的長度,從頭部發際到下頦的距離分為三等分,即從發際到眉、眉到鼻尖、鼻尖到下頦各分為一等分,各稱一停共三停;五眼是指臉型的寬度,雙耳間正面投影的長度為五隻眼裂的長度,除眼裂外、內此間距為一眼裂長度、兩側外眥角到耳部各有一眼裂長度,

http://ke..com/view/1816.htm

❹ 黃金分割率與圓周率有數學關聯嗎

黃金分割是所謂的中末比,是一個有理數,圓周率是圓的直徑與周長的比率,是一個無理數。兩者都是非常有用的常數,但沒有直接或者間接的聯系。如果硬說有聯系,那就是sin(π/5)=0.309,等於黃金分割的一半。

❺ 斐波那契數列與黃金分割有什麼關系

那斐波那契數列與黃金分割是什麼關系,經過多方研究發現,相鄰兩個斐波那契數的比值是隨著序號的增加逐漸趨於黃金分割比。即f(n)/f(n+1)-→0.618…。由於斐波那契數都是整數,兩個整數相除的商是有理數,所以只是逐漸逼近黃金分割比這個無理數。但如果繼續我們繼續計算出後面更大的斐波那契數時,就會發現後面相鄰兩個數的比會非常接近黃金分割比。

而且我們還有一個例子更能說明這個問題。那就是我們大家都熟知的五角星/正五邊形。五角星非常漂亮,我國的國旗有五顆,還有不少的國家的國旗也用五角星,為什麼呢?那是因為,五角星的幾條線段之間的長度關系都是符合黃金分割比的,而且正五邊形對角線連滿後所出現的三角形,也都是符合黃金分割三角形。黃金分割三角形還有一個特殊性。我們知道,所有的三角形都可以用四個與其本身全等的三角形來生成與其本身相似的三角形,但黃金分割三角形卻是可以用5個與其本身全等的三角開生成與其本身相似的三角形。由於五角星的頂角是36度,這樣也可以得出黃金分割的數值為2Sin18。所以利用線段上的兩個黃金分割點就很容易做出五角形和正五邊形。

❻ 黃金分割引出的數學問題有哪些

http://wapwenku..com/view/ff7039f889eb172ded63b79f.html?ssid=0&from=1086k&uid=0&pu=usm@0,sz@240_320,ta@middle__5.0_2_&bd_page_type=1&id=&tj=wenkuala_1_0_10_title

❼ 黃金分割的例子是什麼

畫家們發現,按0.618:1來設計的比例,畫出的畫最優美,在達·芬奇的作品《維特魯威人》、《蒙娜麗莎》、還有《最後的晚餐》中都運用了黃金分割。

而現今的女性,腰身以下的長度平均只佔身高的0.58,因此古希臘的著名雕像斷臂維納斯及太陽神阿波羅都通過故意延長雙腿,使之與身高的比值為0.618。

建築師們對數字0.618特別偏愛,無論是古埃及的金字塔,還是巴黎的聖母院,或者是近世紀的法國埃菲爾鐵塔,希臘雅典的巴特農神廟,都有黃金分割的足跡。

黃金分割具有嚴格的比例性、藝術性、和諧性,蘊藏著豐富的美學價值,而且呈現於不少動物和植物的外觀。現今很多工業產品、電子產品、建築物或藝術品均普遍應用黃金分割,展現其實用性與美觀性。

(7)黃金分割和哪些數學分支有關擴展閱讀:

歷史

黃金比例是屬於數學領域的一個專有名詞,但是它最後涵蓋的內容不只是有關數學領域的研究,根據目前的文獻探討,我們可以說,黃金比例的發現和如何演進至今仍然是一個謎。

但有研究指出公元前6世紀古希臘的畢達哥拉斯學派研究過正5邊形和正10邊形的作圖,因此現代數學家們推斷當時畢達哥拉斯學派已經觸及甚至掌握了黃金分割的一些規則,也發現無理數。

他側重於從數學關系去探討美的規律,並認為美就是和諧與比例,按照這種比例關系就可以組成美的圖案,這其實是一個數字的比例關系,即將一條線分成兩部分,較長的一段與較短的一段之比等於全長與較長的一段之比;

它們的比例大約是1.618:1,知名的費氏數列也體現了這個數學原則,按此種比例關系組成的任何事物都表現出其內部關系的和諧與均衡。

公元前4世紀,古希臘數學家歐多克索斯第一個系統研究了這一問題,並建立起比例理論。公元前300年前後歐幾里得撰寫《幾何原本》時吸收了歐多克索斯的研究成果,進一步系統論述了黃金分割,成為最早的有關黃金分割的論著(即中末比)。

中世紀後,黃金分割被披上神秘的外衣,義大利數學家盧卡·帕喬利稱中末比為神聖比例,並專門為此著書立說。

德國天文學家約翰內斯·開普勒稱神聖比例為黃金分割。到19世紀黃金分割這一名稱才逐漸通行,而證據在於德國數學家馬丁·歐姆所寫的《基本純數學》第2版注釋中寫到有關黃金比例的解釋:「人們習慣把按此方式將任一直線分割成兩部分的方法,稱為黃金分割」。

而在1875年出版的《大英網路全書》的第9版中,蘇利有提到:「由費區那……提出的有趣、實驗性濃厚的想法宣稱,『黃金分割』在視覺比例上具有所謂的優越性。」可見黃金分割在當時已經流行了。20世紀時美國數學家馬克·巴爾給它個名字叫phi。

黃金分割有許多有趣的性質,人類對它的實際應用也很廣泛,造就了它今天的名氣。最著名的例子是優選學中的黃金分割法或0.618法,是由美國數學家傑克·基弗於1953年首先提出的,70年代在中國推廣。

❽ 關於黃金分割與黃金比例的來源

由於公元前6世紀古希臘的畢達哥拉斯學派研究過正五邊形和正十邊形的作圖,因此現代數學家們推斷當時畢達哥拉斯學派已經觸及甚至掌握了黃金分割。
公元前4世紀,古希臘數學家歐多克索斯第一個系統研究了這一問題,並建立起比例理論。
公元前300年前後歐幾里得撰寫《幾何原本》時吸收了歐多克索斯的研究成果,進一步系統論述了黃金分割,成為最早的有關黃金分割的論著。
中世紀後,黃金分割被披上神秘的外衣,義大利數家帕喬利稱中末比為神聖比例,並專門為此著書立說。德國天文學家開普勒稱黃金分割為神聖分割。
到19世紀黃金分割這一名稱才逐漸通行。黃金分割數有許多有趣的性質,人類對它的實際應用也很廣泛。最著名的例子是優選學中的黃金分割法或0.618法,是由美國數學家基弗於1953年首先提出的,70年代在中國推廣。

❾ 黃金分割的知識

黃金分割數是無理數,前面的10位為:0.618033988。

據研究,從猿到人的進化過程中,骨骼方面以頭骨和腿骨變化最大,軀體外形由於近似黃金而矩形變化最小,人體結構中有許多比例關系接近0.618,從而使人體美在幾十萬年的歷史積淀中固定下來。

人類最熟悉自己,勢必將人體美作為最高的審美標准,由物及人,由人及物,推而廣之,凡是與人體相似的物體就喜歡它,就覺得美。

於是黃金分割律作為一種重要形式美法則,成為世代相傳的審美經典規律,至今不衰!

在研究黃金分割與人體關系時,發現了人體結構中有14個「黃金點」(物體短段與長段之比值為 0.618),12個「黃金矩形」(寬與長比值為 0.618的長方形)和2個「黃金指數」(兩物體間的比例關系為 0.618)。

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