内容正文:
6.2黄金分割
【学习目标】
1. 理解黄金分割的概念,会利用黄金分割的比例式或黄金比进行计算;
2. 会用尺规找任一条线段的黄金分割点;
3. 进一步理解线段的比、成比例线段,增强综合运用能力.
【学习过程】
活动1上海东方明珠塔设计巧妙,整个塔体挺拔秀丽,计算图中线段AB 与 AC、BC 与AB的比值,我们发现,假设,你能求出k 的值吗
数学认识:
活动2用直尺和圆规作线段AC(如图)的一个黄金分割点。
我的作法:
例1(1)一扇窗户的两邻边之比为黄金比,已知它的一边长为3.24m, 它的邻边的长为 (精确到0 .01m).
(2)已知点C 是线段AB 的黄金分割点(AC>BC),若AB=4, 则AC= (保留根号)
例2.如果矩形相邻的两条边的比为黄金比,那么这种矩形叫做黄金矩形.
如图,矩形ABCD是黄金矩形,将该矩形折叠,点B 落在边AD 上的点F 处,折痕为 AE. 矩形CDFE 是黄金矩形吗?请说明理由.
课时练习
1. 东方明珠电视塔高468m, 如果把塔身看作一条线段AC, 中间的球体看作点B, 那么点
B 是线段AC 的黄金分割点,则AB 的长度是(精确到0.1m).
2.①一条线段的黄金分割点有 个;
②如图,若点B 是线段AC 的黄金分割点(AB>BC),AC=20cm,则 AB 的长为
3. 如图,点C 把线段AB分成两条线段AC和BC. 如果, 那么下列说法错的是( ).
A. 线段AB被点C 黄金分割B. 点 C叫做线段AB的黄金分割点
C.AB 与 AC 的比做黄金比D.BC 与AC的比做黄金比
4. 已知P 为线段AB 的黄金分割点,且AP<PB, 则( )
A.AP²=AB·PB B.AB²=AP·PB C.PB²=APAB D.AP²+BP²=AB²
5.如 图 ,C 、D 是线段AB的两个黄金分割点,AB=1,求线段CD的长.
课后作业
1.在中华经典美文阅读中,小明同学发现一本书的宽与长之比为黄金比。已知这本书的长为20cm, 则它的宽约为
( ).
A.12.36cm B.13.6 cm C.32.36cm D.7.64 cm
2. 已知点P是线段AB 的黄金分割点,①若PA>PB, 则PA:PB= ;
② 若AB=2, 则PB= ( 结 果 保 留 根 号 ) .
3. 如 图 ,C 是线段AB 的黄金分割点,AC>BC.写出黄金分割的比例式,指出其中的比例中项。
4. 如 图 , 点P 是线段AB的黄金分割点,且PA>PB,若S₁表示以AP 为边的正方形的面积,S₂ 表示长为AB 、宽
为PB的矩形面积,比较S₁与S₂的大小,并说明理由.
5.如图,乐器上的一根弦AB=80cm, 两个端点A、B固定在乐器板面上,支撑点C是靠近点B的
黄金分割点,支撑点D是靠近点A的黄金分割点,试确定支撑点C到端点B的距离以及支撑点D到端点A 的距离,
6.采用如下方法也可以得到黄金分割点:如图,设AB 是已知线段,以AB 为边作正方形ABCD; 取AB 的中点 P, 连接PD: 延长BA至点F, 使PF=PD: 以线段AF为边作正方形AFEH,H就是AD的黄金分割点。你能 说说这种作法的道理吗?
一、活动1:求黄金比k的值
答案:
解析:
设线段AC为全长(设AC = 1),由,可得:
。
根据比例关系,代入得:
,交叉相乘得。
整理为一元二次方程:,用求根公式,解得:
。
因为线段比为正数,舍去负根,得(这个比值就是黄金比)。
二、活动2:尺规作线段的黄金分割点(以作线段$AC$的黄金分割点$B$为例,要求$AB > BC$)
作法:
1. 过线段AC的端点C,作,使(用圆规截取CD长度);
2. 连接AD,用圆规在$AD$上截取DE = CD;
3. 用圆规在线段AC上截取AB = AE;
4. 点B即为线段AC的黄金分割点(满足)。
三、例题答案
例1
(1) 答案:约
解析:黄金比约为0.618(较短边:较长边),分两种情况:
- 若是较长边,则邻边(较短边);
- 若3.24m是较短边,则邻边(较长边)。
(2) 答案:
解析:点C是黄金分割点(AC > BC),较长线段。
代入AB=4,得。
例2
答案:矩形CDFE是黄金矩形
解析:设黄金矩形ABCD的长BC = a,宽AB = b,因是黄金矩形,故(黄金比的倒数,较长边$:$较短边),即。
- 折叠后,(折痕$AE$为对称轴),故AF = AB = b;
- AD = BC = a,点F在AD上,故FD = AD - AF = a - b;
- 矩形CDFE的长CD = AB = b,宽FD = a - b,计算比值:
故(黄金比)。
因此,矩形CDFE是黄金矩形。
四、课时练习答案
1. 答案:约
2. ① 答案:2
解析:一条线段有两个黄金分割点,分别靠近两个端点(一个分线段为“长:短=黄金比倒数”,一个为“短:长=黄金比”)。
② 答案:)
解析:。
3. 答案:C
解析:黄金比是,而AB:AC是黄金比的倒数,不叫黄金比,故C错误。
4. 答案:C
解析:AP < PB,则PB是较长线段,黄金分割的核心比例是,交叉相乘得,故选C。
5. 答案:
解析:AB=1,两个黄金分割点C(靠近B)、D(靠近A):
- 较长线段长度为,较短线段长度为;
- (D靠近A,较短线段),(C靠近B,较长线段);
- 。
五、课后作业答案
1. 答案:A
2. ① 答案:
解析:PA > PB,。
② 答案:
解析:AB=2,PA > PB时,PB是较短线段,。
3. 黄金分割比例式:
比例中项:线段AC(在比例式中,AC是AB和BC的比例中项)。
4. 答案:
解析:
-(正方形面积),(矩形面积);
- 因P是黄金分割点(PA > PB),故,交叉相乘得;
- 因此。
5. 答案:支撑点C到B的距离约,支撑点D到A的距离约
解析:
- ,C靠近B(较短线段BC),D靠近A(较短线段AD);
- 较短线段长度;
- 故。
6. 作法道理:
设AB=1,正方形ABCD中, AD=1,P是AB中点,故;
- ;
- 延长BA至F,使,故;
- 正方形AFEH中,,而(黄金比);
- 因此H是AD的黄金分割点。
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