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    黄金比例_黄金比例公式_黄金比例应用

    发布时间:2020-11-20 15:48:08 作者:冬青好 

      黄金比例(符号是希腊语字母 "phi",如左边显示)是个特别的数,大约等于 1.618,它出现在很多不同的领域,例如几何、艺术、建筑等等。

      背后的概念

    当我们把直线线段如下分开,黄金比例就会出现:

    整条线的长度除以长的部分的长度
    等于
    长的部分的长度除以短的部分的长度

    20201120153510.png

      自己来试试(移动滑标):

    111111111111111111111111111111

      美感

      这个矩形的边长符合黄金比例,它像不像一般的画框?有些艺术家和建筑师觉得具有黄金比例的形状是最美丽的,

    20201120153625.png

      你觉不觉得这是"最美观"的矩形?可能是,也可能不是,这是你个人的喜好!

      很多建筑物和艺术品都包含着黄金比例,例如希腊的帕特农神庙,但我们不知道神庙是不适意这样设计的。

    20201120153705.png

      实际值,黄金比例等于:1.61803398874989484820……

      数位无穷并无规律地延续。黄金比例是个无理数,等会儿我会再具体解释。

      计算,你可以自己计算黄金比例的值。从任何一个数开始,然后:

    • 甲、用 1 除以这个数(=1/数)
    • 乙、加 1
    • 丙、这是新的数,用这个数从甲重新开始

      用计算器,不停重复按 "1/x", "+", "1", "="。我用 2 开始,得到这个结果:

    1/数 加 1
    2 1/2=0.5 0.5+1=1.5
    1.5 1/1.5 = 0.666…… 0.666... + 1 = 1.666...
    1.666…… 1/1.666…… = 0.6 0.6 + 1 = 1.6
    1.6 1/1.6 = 0.625 0.625 + 1 = 1.625
    1.625 1/1.625 = 0.6154... 0.6154…… + 1 = 1.6154……
    1.6154……    

      越来越接近了!但要做很多次才能接近实际的数值,不过也有其他好的方法可以快点计算到几千位小数。

      画出来,这是画黄金比例矩形的一个方法:

    • 画一个正方形(边长为 "1")
    • 在一条边的中心画一个点
    • 从这个点画一条直线到一个对角(长度将会是 √5/2)
    • 以中心的点为轴,把直线旋转到一条边上

    20201120154042.png

      然后把正方形扩大成为黄金比例矩形(如图)。

      公式,上面的矩形显示了一个简单的黄金比例公式,一边的长度是 1,另一边的长度是:

    20201120154134.png

      5 的平方根大约是 2.236068,所以黄金比例大约是 (1+2.236068)/2 = 3.236068/2 = 1.618034。这是一个快速而简单的公式来求黄金比例的值。

      有趣的事实:黄金比例也等于 2 × sin(54°)。你可以用计算器来检查一下!

      斐波那契序列黄金比例与斐波那契序列有个特别的关系:0、1、1、2、3、5、8、13、21、34……(下一项是上两项的和。)

      有趣的是:两个连续的斐波那契数的比和黄金比例大约相等

      这两个斐波那契数越大,比就越接近黄金比例:

    A
    B
      B/A
    2
    3
      1.5
    3
    5
      1.666666666……
    5
    8
      1.6
    8
    13
      1.625
    ……
    ……
      ……
    144
    233
      1.618055556……
    233
    377
      1.618025751……
    ……
    ……
      ……a

      其实我们不需要从 2 和 3 开始。这里我用 192 和 16 开始(得到的序列是 192、16、208、224、432、656、1088、1744、2832、4576、7408、11984、19392、31376……):

    A
    B
     
    B / A
    192
    16
      0.08333333……
    16
    208
      13
    208
    224
      1.07692308……
    224
    432
      1.92857143……
    ……
    ……
      ……
    7408
    11984
      1.61771058……
    11984
    19392
      1.61815754……
    ……
    ……
      ……

     

      最无理的,我觉得黄金比例是最无理的数。原因是,黄金比例的其中一个属性是,它可以用自己来定义自己:

    20201120154454.png

    (用数值来写就是:1.61803…… = 1 + 1/1.61803……)

     只可以展开为这个无穷伸延的分数(叫 "连分数"):

    20201120154537.png


       所以它存在于一般简单分数之间,但是,很多其他无理数都相当接近有理数(例如圆周率 Pi = 3.141592654…… 相当接近 22/7 = 3.1428571……)

      五角星形

    20201120154706.png

      这不是巫术!五角星形是著名的魔术和神圣的符号。它也含有黄金比例:

    • a/b = 1.618……
    • b/c = 1.618……
    • c/d = 1.618……

      去了解更多五角星形。

      别名,黄金比例有时也被称为黄金分割、黄金数、神圣比例、神圣分割等等。

     
     

    更新:20210423 104220     


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