黄金矩形(黄金矩形的图形特征)

2024-08-1405:05:36创业资讯0

黄金矩形:数学之美在艺术、建筑与自然中的体现

黄金矩形,一个宽长比约为0.618的特殊矩形,蕴藏着令人惊叹的数学之美。其应用之广泛远超乎想象,渗透到艺术、建筑、自然等众多领域,为我们呈现和谐与美感的视觉盛宴。让我们一同领略黄金矩形在不同领域中的魅力吧!

艺术中的黄金矩形:达芬奇《蒙娜丽莎的微笑》

达芬奇的杰作《蒙娜丽莎的微笑》举世闻名,其构图的精妙之处便在于大量运用了黄金矩形。黄金比例的运用使得画面和谐自然,带给观赏者美的享受,这也正是这幅作品经久不衰的魅力所在。

蒙娜丽莎的微笑

建筑中的黄金矩形:雅典巴特农神庙 & 印度泰姬陵

建于公元前450年的雅典巴特农神庙,被誉为古希腊最著名的建筑,其完美之处在于严格遵循了黄金比例。神庙的高与长之比恰为0.618,使得整体建筑气势宏伟,比例匀称,风格开朗,令人叹为观止。

巴特农神庙

无独有偶,位于印度的世界著名建筑泰姬陵,其正面各部分比例也完美地体现了黄金分割。黄金矩形的运用赋予了泰姬陵庄严肃穆、气势宏伟的独特魅力。

泰姬陵

亲手折出黄金矩形

除了欣赏,我们还可以通过简单的折纸步骤,亲手创造出神奇的黄金矩形:

1. 准备一张长方形纸,将左下角折向上面的边 (图1 & 图2)。

图1 & 图2

2. 沿第一步折痕与下面边的交点向左折 (图3 & 图4)。

图3 & 图4

3. 展开后,左侧是一个正方形,将其沿中线对折,分成两个完全相等的长方形 (图5 & 图6)。

图5 & 图6

4. 将中间长方形沿上下相对的顶点折出对角线 (图7 & 图8)。

图7 & 图8

5. 将中间长方形对角线折向下面的边,并与交点处用铅笔标记 (图9 & 图10)。

图9 & 图10

6. 沿标记点左右方向折出折痕,展开后,从左数第三个长方形即为黄金矩形 (图11)!

图11

问题: 我们折叠出的矩形是黄金矩形吗?

证明:

观察图示,我们假设正方形ABCD的边长AB = 2。由于EF是正方形ABCD的中线,所以BF = FC = 1/2 BC = 1。

根据勾股定理,我们可以得出FD = √(AB² + AD²) = √(2² + 2²) = √5。

由于FD = FM,所以FM = √5。进而,我们可以计算出CM = FM - FC = √5 - 1。

现在,我们来看长方形DCMN。它的长宽比为 CM : CD = (√5 - 1) : 2 ≈ 0.618,这个比例非常接近黄金分割比。

结论: 我们可以得出结论:我们折叠出的长方形DCMN近似于黄金矩形。

挑战: 你能否想出其他方法来证明这一点呢?欢迎分享你的思路!

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