斐波那契数列与黄金分割
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斐波那契数列和黄金分割教案一、引言教学目标:了解斐波那契数列和黄金分割的概念及其在自然界和艺术中的应用,并掌握解题方法。
教学重点:斐波那契数列的特点、黄金分割的原理及应用。
教学难点:黄金分割的原理及应用的深入理解。
二、斐波那契数列斐波那契数列是指从1、1开始,后续的数都是前两个数的和。
数列的前几项是:1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, …1. 斐波那契数列的特点斐波那契数列具有许多独特的特点,如数列中的每个数等于它前面两个数的和,数列逐渐增长,并且随着项数的增加,相邻两项的比例逐渐趋近于黄金分割比例。
2. 斐波那契数列的应用在自然界中,斐波那契数列的规律被广泛应用。
例如,植物的叶子排列、猪身上的螺旋形状、蜂窝的排列等都呈现出斐波那契数列的规律。
此外,在金融、计算机科学、艺术等领域中也有斐波那契数列的应用。
三、黄金分割黄金分割是指将一条线段分割为两部分,使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比。
这个比例约等于1.618。
1. 黄金分割的原理黄金分割的原理是基于斐波那契数列的特性推导出来的。
当数列的项数趋近无穷大时,相邻两项的比例趋近于黄金分割比例。
2. 黄金分割的应用黄金分割在艺术中有着广泛的应用,例如建筑、绘画、摄影等。
黄金分割比例被认为是最美的比例之一,能够使作品达到和谐、平衡、美感的效果。
四、教学设计1. 导入活动通过展示自然界中斐波那契数列和黄金分割的应用实例,引起学生兴趣,激发他们的思考。
2. 知识讲解简要介绍斐波那契数列和黄金分割的定义、特点和应用。
通过图表和实例,帮助学生理解数列和黄金分割的概念。
3. 解题方法演示以解斐波那契数列和黄金分割相关问题为例,演示解题方法。
引导学生观察问题中的规律,并利用斐波那契数列和黄金分割的特性进行解答。
4. 练习与讨论提供一些练习题目,让学生进行个人或小组讨论解题过程。
通过学生间的合作讨论,加深对斐波那契数列和黄金分割的理解。
第八讲 黄金分割与斐波那契数列一、 黄金分割1. 黄金分割的概念把一条线段分割为两部分,使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比。
其比值是(√5-1):2,取其小数点后三位的近似值是0.618。
由于按此比例设计的造型十分美丽柔和,因此称为黄金分割,也称为中外比。
这是一个十分有趣的数字。
德国天文学家开普勒(J.Kepler )曾说“几何学有两大宝藏,其一为毕氏定理,其二为将一线段分成外内比。
前者如黄金,后者如珍珠。
”所谓将一线段分成“中外比(或称中末比或外内比)”,这是欧几里得在《几何原本》(公元前三世纪前后)里的说法:A straight line is said to have been cut in extreme and mean radio when, as the whole line is to the greater segment, so is the greater to the less.分一线段为二线段,当整体线段比大线段等于大线段比小线段时,则称此线段被分为中外比。
关于黄金分割的历史,可以追溯到公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯学派,他们已经研究过正五边形和正十边形的作图,因此现代数学家们推断当时毕达哥拉斯学派已经触及甚至掌握了黄金分割。
公元前4世纪,古希腊数学家欧多克索斯第一个系统研究了这一问题,并建立起比例理论。
而《几何原本》是吸收了欧多克索斯的研究成果,进一步系统论述了黄金分割,成为最早的有关黄金分割的论著。
中世纪后,黄金分割被披上神秘的外衣,意大利数学帕乔利称之为神圣比例,并专门为此著书立说。
德国天文学家开普勒称之为神圣分割。
当时,人们都还是称之为“中外比”,直到19世纪初,黄金分割这个名称才出现。
黄金分割在文艺复兴前后,经过阿拉伯人传入欧洲,受到了欧洲人的欢迎,他们称之为“金法”,17世纪欧洲的一位数学家,甚至称它为“各种算法中最可宝贵的算法”。
这种算法在印度称之为“三率法”或“三数法则”,也就是我们常说的比例方法。
神奇的斐波那契数列与黄金分割石家庄二中南校区孟柳比萨的列奥纳多,又称斐波那契(Leonardo Pisano ,Fibonacci, Leonardo Bigollo,1175年-1250年),中世纪意大利数学家,是西方第一个研究斐波那契数的人,并将现代书写数和乘数的位值表示法系统引入欧洲。
列奥纳多的父亲Guilielmo(威廉),外号Bonacci.因此列奥纳多就得到了外号斐波那契(Fibonacci,意即filius Bonacci,Bonacci之子)。
1202年,他撰写了《算盘全书》(Liber Abacci)一书。
他是第一个研究了印度和阿拉伯数学理论的欧洲人。
他的父亲被比萨的一家商业团体聘任为外交领事,派驻地点相当于今日的阿尔及利亚地区,当时仍是小伙子的列奥纳多已经开始协助父亲工作,因此得以在一个阿拉伯老师的指导下研究数学。
他还曾在埃及、叙利亚、希腊、西西里和普罗旺斯等地研究数学。
于是他就学会了阿拉伯数字。
他是西方第一个研究斐波那契数的人,并将现代书写数和乘数的位值表示法系统引入欧洲。
主要著作有《算盘书》《几何实践》《花朵》《平方数书》斐波那契在《算盘书》中提出了一个有趣的兔子问题:一般而言,兔子在出生两个月后就具有了繁殖能力,一对兔子每个月能生出一对兔子,如果兔子都不死,那么一年后能有多少对兔子?拿新出生的一对兔子研究:第一个月兔子没有繁殖能力,两个月后生下一对小兔总数共有两对;三个月后,老兔子生下又一对,因为上一轮的小兔没有繁殖能力,所以总数是三对;…………..1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144……依次类推下去,你会发现,它后一个数等于前面两个数的和。
在这个数列中的数字,就被称为斐波那契数。
2是第3个斐波那契数。
斐波那契数列还满足一下特点:1.任一项的平方数都等于与它相邻的两项乘积相差12.相邻的4个数,内积与外积相差13.前一项与后一项的比大约是0.6184.后一项比前一项大约是1.618经研究发现,相邻两个斐波那契数的比值是随序号的增加而逐渐趋于黄金分割比的。
斐波那契数列与黄金分割教学设计教学设计:斐波那契数列与黄金分割一、教学目标1. 理解斐波那契数列和黄金分割的基本概念。
2. 掌握斐波那契数列的生成规律以及黄金分割的运用。
3. 通过实例分析,提高数学在实际生活中的应用能力。
4. 培养对数学的兴趣,感受数学之美。
二、教学内容1. 斐波那契数列的起源与定义2. 斐波那契数列的生成规律与特性3. 黄金分割的定义与特性4. 斐波那契数列与黄金分割在实际生活中的应用三、教学难点与重点难点:理解斐波那契数列的生成规律,掌握黄金分割的应用。
重点:斐波那契数列与黄金分割的实际应用,感受数学之美。
四、教具和多媒体资源1. 投影仪与PPT课件2. 教学软件:几何画板3. 实例图片与视频五、教学方法1. 激活学生的前知:回顾数列与分数的相关知识。
2. 教学策略:采用讲解、示范、小组讨论与实例分析相结合的方法。
3. 学生活动:小组讨论、实例分析、数学建模。
六、教学过程1. 导入:故事导入——讲述斐波那契与黄金分割的神奇故事,引起学生的兴趣。
2. 讲授新课:首先介绍斐波那契数列的起源、定义与生成规律,然后介绍黄金分割的定义与应用,最后讲解两者之间的关系及其在实际生活中的应用。
3. 巩固练习:提供几个实例,让学生运用所学知识进行分析,提高应用能力。
4. 归纳小结:总结本节课的主要内容,强调重点与难点。
七、评价与反馈1. 设计评价策略:进行小测试或小组报告,了解学生对斐波那契数列与黄金分割的理解程度。
2. 为学生提供反馈:根据评价结果,为学生提供针对性的指导与建议,帮助他们更好地掌握知识。
八、作业布置1. 寻找生活中的斐波那契数列与黄金分割的实例,并进行分析。
2. 设计一个运用斐波那契数列与黄金分割的作品,可以是绘画、摄影或其他形式。
3. 写一篇关于斐波那契数列与黄金分割的小论文,谈谈自己的感想与认识。