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
这个数值的作用不仅仅体现在诸如绘画、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)-→0.618…。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
古希腊数学家毕达哥拉斯有一句名言:“凡是美的东西都具有共同的特征,就是部分与部分及部分与整体之间的协调一致性。”要揭开“黄金分割数”神秘的面纱,先得认识“中外比”。据《几何原本》记载,比例理论是由古希腊数学家欧多克斯(Eudoxus of Cnidos,公元前408—前355年)建立的。
画家达.芬奇在绘画中非常讲究比例美,他这种把线段分成中外比的分割叫做“黄金分割”。古希腊数学家希帕斯发现这个比值约0.618
人们发现,大自然中的许多美妙的东西都是按照“黄金比”构成的。
植物学家发现,植物叶片上下两层叶子之间相差137.5°,这个度数有什么奥妙呢?原来圆周角为360°,而360° - 137.5° = 222.5°, 137.5:222.5 = 222.5:360 = 0.618,研究发现,这样便于光合作用。
人体中也充满黄金分割数。比如:以肚脐为界的下半身与身高之比,眉毛到脖子的距离与头顶到脖子的距离之比,下半身中以膝盖为界,上臂以肘关节为界的比值都接近黄金分割数。
黄金分割数也出现在天体中,比如:月球密度3.4g/cm3,地球密度5.5g/cm3,而3.4:5.5 = 0.618。
五角星看起来那么赏心悦目,是因为其中充满黄金分割,它的边互相分割为黄金比,不论横看、竖看,它都是匀称的。人们在制作五角星时的口诀,如:九五顶五九,五八两边分;一六中间坐,五八两边分等,都反映了五角星中的黄金分割美。
世界著名建筑,如金字塔,其高与底座的边长之比,艾菲尔铁塔,其最底两层的高与塔高之比均是0.618。
著名音乐作品,高潮的出现大多与黄金分割点接近。
小康消费价也与黄金比有关,小康型消费价格=0.618(高档消费价格-低档消费价格)+低档消费价格
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。
|..........a...........|
+-------------+--------+ -
| | | .
| | | .
| B | A | b
| | | .
| | | .
| | | .
+-------------+--------+ -
|......b......|..a-b...|
通常用希腊字母 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。
确切值为根号5+1/2
黄金分割数是无理数,前面的1024位为:
1.6180339887 4989484820 4586834365 6381177203 0917980576
2862135448 6227052604 6281890244 9707207204 1893911374
8475408807 5386891752 1266338622 2353693179 3180060766
7263544333 8908659593 9582905638 3226613199 2829026788
0675208766 8925017116 9620703222 1043216269 5486262963
1361443814 9758701220 3408058879 5445474924 6185695364
8644492410 4432077134 4947049565 8467885098 7433944221
2544877066 4780915884 6074998871 2400765217 0575179788
3416625624 9407589069 7040002812 1042762177 1117778053
1531714101 1704666599 1466979873 1761356006 7087480710
1317952368 9427521948 4353056783 0022878569 9782977834
7845878228 9110976250 0302696156 1700250464 3382437764
8610283831 2683303724 2926752631 1653392473 1671112115
8818638513 3162038400 5222165791 2866752946 5490681131
7159934323 5973494985 0904094762 1322298101 7261070596
1164562990 9816290555 2085247903 5240602017 2799747175
3427775927 7862561943 2082750513 1218156285 5122248093
9471234145 1702237358 0577278616 0086883829 5230459264
7878017889 9219902707 7690389532 1968198615 1437803149
9741106926 0886742962 2675756052 3172777520 3536139362
1076738937 6455606060 5922...