本试题 “已知线段AB=a,用直尺和圆规求作这条线段的黄金分割点C.” 主要考查您对黄金分割数
尺规作图
等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
无限不循环小数
a,b
a:b=(a+b):a
通常用希腊字母Ф表示这个值。
黄金分割奇妙之处,在于其比例与其倒数是一样的。例如:1.618的倒数是0.618,而1.618:1与1:0.618是一样的。
确切值为(√5-1)/2(x^2+x-1=0的一个根)
黄金分割数前面的32位为:0.6180339887 4989484820 458683436565
黄金分割三角形:
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。
黄金分割三角形有一个特殊性,所有的三角形都可以用四个与其本身全等的三角形来生成与其本身相似的三角形,但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。由于五角形的顶角是36度,这样也可以得出黄金分割的数值为2sin18°(即2*sin(π/10))。
将一个正五边形的所有对角线连接起来,所产生的五角星里面的所有三角形都是黄金分割三角形。
黄金矩形:
若矩形的宽与长的比等于(√5-1)/2≈0.618,那么这个矩形称为黄金矩形(又称根号矩形)。
黄金分割线:
由黄金分割点联想到“黄金分割线”,并类似地给出“黄金分割线”的定义:直线L将一个面积为S的图形分成两部分,这两部分的面积分别为S1、S2,如果S1:S=S2:S1,那么称直线L为该图形的黄金分割线。
与数列的关系:
让我们首先从一个数列开始,它的前面两个数是: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…..这个数列的名字叫做“斐波那契数列”,这些数被称为“斐波那契数”
斐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)-→0.618…。由于斐波那契数都是整数,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斐波那契数时,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,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。
分数与根式:
有限段的黄金比1/X=X/(1-X),有X2=1-X,X(1+X)=1,得X=1/(1+X)。
有限式=无限式
对等式右边分母中的X又以1/(1+X)代替,可得X=1/(1+1/(1+X));
以此类推,可得无穷连分数:X=1/(1+1/(1+1/(1+1/(1+...。
对等式进行类似的代替,可得:X=√(1+√(1+√(1+√(1+...。
这样一个简洁的无穷连分式和无穷套根式给人以有序而无穷的印象,使人具有言而不喻的美感。
黄金分割法在摄影中的应用:
一幅优秀的摄影作品,不仅要有深刻的主题思想和内容,同时还应具备与内容相一致的优美形式和协调的构图。初学摄影,在取景时了解和掌握黄金分割法。对于提高作品美学价值很有帮助。
黄金分割法,就是把一条直线段分成两部分,其中一部分对全部的比等于其余一部分对这一部分的比,常用2:3,3:5,5:8等近似值的比例关系迸引美术设计和摄影构图,这种比例也称黄金律。在摄影构图中,常使用的概略方法,就是在画面上横、竖各画两条与边平行、等分的直线,将画面分成9个相等的方块,称九宫图。直线和横线相交的4个点,称黄金分割点。
根据经验,将主体景物安排在黄金分割点附近,能更好地发挥主体景物在图面上的组织作用,有利于周围景物的协调和联系,容易引起美感,产生较好的视觉效果,使主体景物更加鲜明、突出。
另外,人们看图片和书刊有个习惯,就是由左向右移动,视线经过运动,往往视点落于右侧,所以在构图时把主要景物、醒目的形象安置在右边,更能收到良好的效果。
初学摄影取景,可选选用“黄金分割法”的练习构图,经过多次实践,有了自己的经验和体会以后,就可根据实际情况自己进行创作了。如果都千篇一律,生搬硬套这一种形式,也不可取,时间久了反而会束缚自己的创作思想,使拍出的照片四平八稳,缺乏变化,贫乏无味,就谈不上有什么艺术性。
用黄金分割法确定主体的位置,并没有完成构图的整个过程,还应注意安排必要的空间,考虑主体与陪体之间的呼应,充分表达主题的思想内容。同时,还要考虑影调,光线处理,色彩的表现等等。
为了提高基本功,还有很重要的一点,就是要认真学习美学知识,加强美学修养,并通过拍摄实践,不断总结,积累经验,多拍出一些有较高艺术水平的照片来。
发现历史:
由于公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯学派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。
公元前300年前后欧几里得撰写《几何原本》时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,意大利数家帕乔利称中末比为神圣比例,并专门为此著书立说。德国天文学家开普勒称黄金分割为神圣分割。
到19世纪黄金分割这一名称才逐渐通行。黄金分割数有许多有趣的性质,人类对它的实际应用也很广泛。最著名的例子是优选学中的黄金分割法或0.618法,是由美国数学家基弗于1953年首先提出的,70年代在中国推广。
尺规作图简史:
“规”就是圆规,是用来画圆的工具,在我国古代甲骨文中就有“规”这个字.“矩”就像现在木工使用的角尺,由长短两尺相交成直角而成,两者间用木杠连接以使其牢固,其中短尺叫勾,长尺叫股.
矩的使用是我国古代的一个发明,山东历城武梁祠石室造像中就有“伏羲氏手执矩,女娲氏手执规”之图形.矩不仅可以画直线、直角,加上刻度可以测量,还可以代替圆规.甲骨文中也有矩字,这可追溯到大禹治水(公元前2000年)前.
《史记》卷二记载大禹治水时“左准绳,右规矩”.赵爽注《周髀算经》中有“禹治洪水,……望山川之形,定高下之势,……乃勾股之所由生也.”意即禹治洪水,要先测量地势的高低,就必定要用勾股的道理.这也说明矩起源于很远的中国古代.
春秋时代也有不少著作涉及规矩的论述,《墨子》卷七中说“轮匠(制造车子的工匠)执其规矩,以度天下之方圆.”《孟子》卷四中说“离娄(传说中目力非常强的人)之明,公输子(即鲁班,传说木匠的祖师)之巧,不以规矩,不能成方圆.”可见,在春秋战国时期,规矩已被广泛地用于作图、制作器具了.由于我国古代的矩上已有刻度,因此使用范围较广,具有较大的实用性.
古代希腊人较重视规、矩在数学中训练思维和智力的作用,而忽视规矩的实用价值.因此,在作图中对规、矩的使用方法加以很多限制,提出了尺规作图问题.所谓尺规作图,就是只有限次地使用没有刻度的直尺和圆规进行作图.
古希腊的安那萨哥拉斯首先提出作图要有尺寸限制.他因政治上的纠葛,被关进监狱,并被判处死刑.在监狱里,他思考改圆成方以及其他有关问题,用来打发令人苦恼的无所事事的生活.他不可能有规范的作图工具,只能用一根绳子画圆,用随便找来的破木棍作直尺,当然这些尺子上不可能有刻度.另外,对他来说,时间是不多了,因此他很自然地想到要有限次地使用尺规解决问题.后来以理论形式具体明确这个规定的是欧几里德的《几何原本》.由于《几何原本》的巨大影响,希腊人所崇尚的尺规作图也一直被遵守并流传下来.
由于对尺规作图的限制,使得一些貌似简单的几何作图问题无法解决.最著名的是被称为几何三大问题的三个古希腊古典作图难题:立方倍积问题、三等分任意角问题和化圆为方问题.当时很多有名的希腊数学家,都曾着力于研究这三大问题,虽然借助于其他工具或曲线,这三大难题都可以解决,但由于尺规作图的限制,却一直未能如愿以偿.以后两千年来,无数数学家为之绞尽脑汁,都以失败而告终.直到1637年笛卡尔创立了解析几何,关于尺规作图的可能性问题才有了准则.到了1837年万芝尔首先证明立方倍积问题和三等分任意角问题都属于尺规作图不可能问题.1882年林德曼证明了π是无理数,化圆为方问题不可能用尺规作图解决,这才结束了历时两千年的数学难题公案.
与“已知线段AB=a,用直尺和圆规求作这条线段的黄金分割点C.”考查相似的试题有: