内容正文:
第三章 图形的相似
第4节 探索三角形相似的条件(四)
情景引入
黄金分割定义
点C把线段AB分成两条线段AC和BC,如果 那么称线段AB被点C
黄金分割,点C叫做线段AB的黄金分割点,AC与AB的比叫做黄金比.
一条线段有几个黄金分割点?
2个.
尺规作黄金分割点
2.连接AD,在AD上截 取DE=DB.
3.在AB上截取AC=AE.
D
E
C
故点C即为所求.
A
B
1.经过点B作BD⊥AB,使
作图说理
为什么点C是线段AB的黄金分割点?
方法提示:设AB=2,求AC、BC,并分别计算 和 .
也可以计算AC2和BC.AB.
练习与拓展
1.电视节目主持人在主持节目时,站在舞台的黄金分割点处最自然得体,若舞台AB长为20m,试计算主持人应走到离A点至少多少米处是比较得体的位置?(结果精确到0.1m).
练习与拓展
2.人体下半身(即脚底到肚脐的长度)与身高的比越接近0.618越给人以美感,遗憾的是即使是身材修长的芭蕾舞演员也达不到如此完美.某女士身高1.68m,下半身1.02m,她应选择多高的高跟鞋看起来更美丽?(精确到1cm)
练习与拓展:古希腊的巴台农神庙
如果把左图中用虚线表示的矩形画成右图中的ABCD,以矩形ABCD的宽为边在其内部作正方形AEFD,那么我们可以惊奇地发现,
点E是AB的黄金分割点吗?
矩形ABCD的宽与长的比是黄金比吗?
用尺规作一个黄金矩形.
点H是线段AB的黄金分割点吗?
这样也可以得到黄金分割点?
练习与拓展
正方形ABCD、AFGH
课堂小结
什么叫做黄金分割?黄金比是多少?
一条线段有几个黄金分割点?
如何用尺规作线段的黄金分割点和黄金矩形?
如何说明一个点是一条线段的黄金分割点?
作业
必做题:习题1、2
选做题:习题4
$$黄金分割与斐波那契数列
把一条线段分割为两部分,使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比,其比值是一个无理数,取其前三位数字的近似值是0.618。由于按此比例设计的造型十分美丽,因此称为黄金分割,也称为中外比。这是一个十分有趣的数字,我们以0.618来近似,通过简单的计算就可以发现:
1/0.618=1.618
(1-0.618)/0.618=0.618
这个数值体现在诸如绘画、雕塑、音乐、建筑等艺术领域,在管理、工程设计等方面也有着不可忽视的作用。
"斐波那契数列"指的是:1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144、…这些数被称为"斐波那契数"。特点是除前两个数(数值为1)之外,每个数都是它前面两个数之和。
斐波那契数列与黄金分割有什么关系呢?经研究发现,相邻两个斐波那契数的比值是随序号的增加而逐渐趋于黄金比的。即f(n)/f(n-1)-→0.618…由于斐波那契数都是整数,两个整数相除之商是有理数,所以只是逐渐逼近黄金比这个无理数。当我们继续计算出后面更大的斐波那契数时,就会发现相邻两数之比确实是非常接近黄金比的。
不仅如此,随便选两个整数,然后按照斐波那契数的规律排下去,两数之比也是会逐渐逼近黄金比的。
1
$$黄金分割造就了美
和谐的音乐关键在于它的频率,舞台的设计关键在于它的中心。把二胡的千斤放在哪里,才会拉出最美妙的音乐呢?把舞台的中心放在何处,才会达到最佳的效果呢?这是艺术家们常考虑的问题。但是,数学家们告诉我们,只要你把它放在黄金分割点,就会达到你的目的了。真是太奇妙了,很多事情只要用到黄金分割就迎刃而解了。在建筑上,在美术上甚至在音乐上,它都体现了它的美妙之处。
五角星是非常美丽的,我国的国旗上就有五颗,还有不少国家的国旗也用五角星。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。利用线段上的两黄金分割点,可作出正五角星、正五边形。
早在100多年以前,德国的心理学家弗希纳曾精心制作了各种比例的矩形,并且举行了一个“矩形展览”,邀请了许多朋友来参加,参观完了之后,让大家投票选出最美的矩形。最后被选出的四个矩形的比例分别是:5×8,8×13,13×21,21×34。经过计算,其宽与长的比值分别是:0.625,0.615,0.619,0.618。这些比值竟然都在0.618附近。事实上,大约在公元前500年,古希腊的毕达哥拉斯学派就对这个问题发生了兴趣。他们发现当长方形的宽与长的比例为0.618时,其形状最美。
黄金分割在造型艺术中具有美学价值,在工艺美术和日用品的长宽设计中,采用这一比值能够引起人们的美感,在实际生活中的应用也非常广泛,建筑物中某些线段的比就科学采用了黄金分割,舞台上的报幕员并不是站