分形几何学与黄金分割 共89页
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黄金分割(黄金比例)黄金分割是指将整体一分为二,较大部分与整体部分的比值等于较小部分与较大部分的比值,其比值约为0.618。
这个比例被公认为是最能引起美感的比例,因此被称为黄金分割。
据说在古希腊,有一天毕达哥拉斯走在街上,在经过铁匠铺前他听到铁匠打铁的声音非常好听,于是驻足倾听。
他发现铁匠打铁节奏很有规律,这个声音的比例被毕达哥拉斯用数学的方式表达出来。
[2]外文名golden section提出者毕达哥拉斯提出时间公元前5世纪应用学科数学建筑绘图记载著作《几何原本》数学定义把一条线段分割为两部分,使较大部分与全长的比值等于较小部分与较大的比值,则这个比值即为黄金分割。
其比值是(√5-1):2,近似值为0.618,通常用希腊字母Ф表示这个值。
[1]附:黄金分割数前面的32位为:0.6180339887 4989484820 458683436565特殊的数列设一个数列,它的最前面两个数是1、1,后面的每个数都是它前面的两个数之和。
例如:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144·····这个数列为“斐波那契数列”,这些数被称为“斐波那契数”。
经计算发现相邻两个斐波那契数的比值是随序号的增加而逐渐逼近黄金分割比。
由于斐波那契数都是整数,两个整数相除之商是有理数,而黄金分割是无理数,所以只是不断逼近黄金分割。
[5]黄金三角形所谓黄金三角形是一个等腰三角形,其底与腰的长度比为黄金比值,正是因为其腰与边的比为(√5-1)/2而被称为黄金三角形。
黄金分割三角形是唯一一种可以用5个而不是4个与其本身全等的三角形来生成与其本身相似的三角形的三角形。
由五角形的顶角是36度可得出黄金分割的数值为2sin18度(即2*sin(π/10))。
将一个正五边形的所有对角线连接起来,在五角星中可以找到的所有线段之间的长度关系都是符合黄金分割比的,所产生的五角星里面的所有三角形都是黄金分割三角形。
AB bba-b a 黄金分割法的数学理论0.618033988……一个极为迷人而神秘的数字,它有着一个很动听的名字——黄金分割率。
黄金分割由2500多年前古希腊的数学家、哲学家毕达哥拉斯提出,并由数学家欧几里德第一次用几何的方法给出了计算。
古往今来,这个数字一直被后人奉为科学和美学的金科玉律。
这个数值不但在诸如绘画、雕塑、音乐、建筑等艺术领域,而且在管理、工程设计等方面都发挥着不可忽视的作用。
(一) 黄金分割点的计算设一条线段AB的长度为a,C点在靠近B点的黄金分割点上且AC为b,则: AC/AB=BC/AC b^2=a×(a-b)b^2=a^2-aba^2-ab+(1/4)b^2=(5/4)×b^2(a-b/2)^2=(5/4)b^2 a-b/2=(√5/2)×ba-b/2=(√5)b/2a=b/2+(√5)b/2a=b(√5+1)/2 b/a=(√5-1)/2人们常用希腊字母表示黄金比值。
根据定义,如果假设a是单位长度,那么,即有:黄金分割奇妙之处,在于其倒数为自身减1。
例如:1.618的倒数是0.618,恰为1.618-1。
因为:归纳一下,黄金分割存在以下特点:(1)数列中任一数字都是由前两个数字之和构成。
(2)前一数字与后一数字之比例,趋近于一固定常数,即0.618。
(3)后一数字与前一数字之比例,趋近于1.618。
(4)1.618与0.618互为倒数,其乘积则约等于1。
(5)任一数字如与后两数字相比,其值趋近于2.618;如与前两数字相比,其值则趋近于0.382。
(二)黄金分割中的数学思想●『斐波那契数列』说起黄金分割,就不得不提起大名鼎鼎的斐波那契数列。
斐波那契数列指的是这样一个数列:1,1,2,3,5,8,13,21……这个数列从第三项开始,每一项都等于前两项之和。
它的通项公式为:(1/√5)×{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}斐波那契数列与黄金分割有什么关系呢?实际上,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。