• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.基础定义
  • 4.应用举例
  • 5.演绎过程
  • 6.发展简史
  • 7.参考资料

黄金比例

数学定义

黄金比例,又称黄金分割,是一个定义为(√5-1)/2的无理数1,黄金分割点约等于0.618:1。

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黄金比例具有严格的比例性、艺术性、和谐性,蕴藏着丰富的美学价值2。而且呈现于不少动物和植物的外观,其独特性质被广泛应用于数学、物理、建筑、美术等领域。

基本信息

  • 中文名

    黄金比例

  • 外文名

    Golden ratio

  • 近似值

    0.618

  • 解释

    定义为 (√5-1)/2的无理数3

  • 应用领域

    数学物理建筑美术等

  • 特点

    严格的比例性艺术性和谐性丰富的美学价值

  • 应用示例

    蒙娜丽莎最后的晚餐

  • 别名

    中外比

基础定义

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黄金分割〔Golden Section〕是一种数学上的比例关系。应用时一般取0.618 ,就像圆周率在应用时取3.14一样。

黄金矩形(Golden Rectangle)的长宽之比为黄金分割率,换言之,矩形的长边为短边 1.618倍.黄金分割率和黄金矩形能够给画面带来美感,令人愉悦.在很多艺术品以及大自然中都能找到它.希腊雅典的帕撒神农庙就是一个很好的例子,他的<维特鲁威人>符合黄金矩形.<蒙娜丽莎>的脸也符合黄金矩形,<最后的晚餐>同样也应用了该比例布局。

基本特点

把一条线段分割为两部分,较短部分与较长部分长度之比等于较长部分与整体长度之比,其比值是一个无理数,取其前三位数字的近似值是0.618。由于按此比例设计的造型十分美丽,因此称为黄金比例,也称为中外比。这是一个十分有趣的数字,我们以0.618来近似,通过简单的计算就可以发现:

0.618/1=0.618

1/(1+0.618)=0.618

这个数值的作用不仅仅存在于诸如绘画、雕塑、音乐、建筑等艺术领域,而且在管理、工程设计等方面也有着不可忽视的作用。

让我们首先从一个数列开始,它的前面几个数是:1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144…..这个数列的名字叫做"菲波那契数列",这些数被称为"菲波那契数"。特点是即除前两个数(数值为1)之外,每个数都是它前面两个数之和。

菲波那契数列与黄金分割有什么关系呢?经研究发现,相邻两个菲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。即f(n)/f(n-1)-→1.618…。由于菲波那契数都是整数,两个整数相除之商是有理数,所以只是逐渐逼近黄金分割比这个无理数。但是当我们继续计算出后面更大的菲波那契数时,就会发现相邻两数之比确实是非常接近黄金分割比的。

一个很能说明问题的例子是五角星/正五边形。五角星是非常美丽的,中国的国旗上就有五颗,还有不少国家的国旗也用五角星,这是为什么?因为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。正五边形对角线连满后出现的所有三角形,都是黄金分割三角形。

由于五角星的顶角是36度,这样也可以得出黄金分割的数值为2Sin18 。

黄金分割点约等于0.618:1

是指分一线段为两部分,使得原来线段的长跟较长的那部分的比为黄金分割的点。线段上有两个这样的点。

利用线段上的两黄金分割点,可作出正五角星,正五边形。

2000多年前,古希腊雅典学派的第三大算学家欧道克萨斯首先提出黄金分割。所谓黄金分割,指的是把长为L的线段分为两部分,使其中一部分对于全部之比,等于另一部分对于该部分之比。而计算黄金分割最简单的方法,是计算斐波契数列1,1,2,3,5,8,13,21,...后二数之比2/3,3/5,5/8,8/13,13/21,...近似值的。

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。

其实有关"黄金分割",中国也有记载。虽然没有古希腊的早,但它是中国古代数学家独立创造的,后来传入了印度。经考证。欧洲的比例算法是源于中国而经过印度由阿拉伯传入欧洲的,而不是直接从古希腊传入的。