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黄金矩形
第一步:画一个任意正方形ABCD(比如边长为2) ;第二步:取BC的中心点N,连接ND;
第三步:以N为圆心,ND 长为半径画弧,交BC的延长线于E;
第四步:过E做EF垂直于AD交AD的延长线于F。
矩形DCEF即为黄金矩形,即长是宽的1.618倍。而且如果将矩形DCEF裁去一个正方形,剩下的矩形仍然是一个黄金矩形,如此一直分割下去!比例相同。
从几何意义上讲,在给定线段AC上黄金均值可以这样构成,在AC上取一点B,使
则|AB|为黄金均值,也以黄金分割、黄金比以及黄金比例等著称.
一条线段一旦分割出黄金均值,那么黄金矩形也就很容易通过以下步骤作出:
1)给定任一线段AC,用B点将线段AC分割出一个黄金均值段,作正方形ABED.
2)作CF⊥AC.
3)延长射线DE,使得线DE与CF交于F点.
则ADFC是一个黄金矩形.
黄金矩形也可以不用已有的黄金均值段作出,如下图所示:
1)作任意正方形ABCD.
2)用线段MN将正方形平分为两半.
3)用圆规,以N为中心,以|CN|为半径作弧.
4)延长射线AB直至与以上的弧相交于E点.
5)延长射线DC.
6)作线段EF⊥AE,并令射线DC与EF交于F点.
则ADFE为一黄金矩形.
黄金矩形还能自我产生:从下面的黄金矩形ABCD出发,很容易通过画正方形ABEF的方法得到黄金矩形ECDF.再通过画正方形ECGH,容易构成黄金矩形DGHF.这样的过程可以无限地继续下去.
用最后得到的无穷多个紧挨着的黄金矩形,可以作出另一种类型的等角螺线(也称对数螺线).如下图用圆规在一系列黄金矩形中的各个正方形里,画四分之一圆弧.这些弧便形成等角螺线的轮廓.
注释
由黄金矩形陆续产生其他的黄金矩形,这样便画出了等角螺线的轮廓.图中的对角线交点为该螺线的极点或中心.
令O为螺线的中心.
螺线的极半径是指以中心O和螺线上任意点为端点的线段.
注意螺线上的每一个点的切线与该点的极半径都形成一个角∠T1P1O.如果对于每一个这样的角都相等,则该螺线为等角螺线.
等角螺线也称对数螺线,因为它以几何比率(也就是某数的方幂)增长,而方幂的指数则是对数的另一种名称.
等角螺线是仅有的这样一种类型的螺线,这种螺线当它增大时不改变自己的形状.
在实际生活中有许多装点的形式——正方形、六角形、圆、三角形等等.黄金矩形和等角螺线是其中最令人心旷神怡的两种.两者的形迹可见于海星、贝壳、菊石、鹦鹉螺、序状种子的排列、松果、菠萝、甚至于一个蛋的形状.
同样令人感兴趣的是黄金比与斐波那契数列的联系.斐波那契数列——(1,1,2,3,5,8,13,…,[Fn-1+Fn-2],…)——相继项
除了出现在艺术、建筑和自然界外,今天黄金矩形还在广告和商业等方面派上用场.许多包装采用黄金矩形的形状,能够更加迎合公众的审美观点.例如标准的信用卡就近似于一个黄金矩形.
黄金矩形还跟许多其他的数学观念相联系.诸如无穷数列、代数、圆内接正十边形、柏拉图体、等角螺线、极限、黄金三角形和五角星形等等.
参考资料:http://ced.xxjy.cn/RESOURCE/CZ/CZSX/SXBL/SXTS1059/5146_SR.HTM
黄金矩形与黄金螺线的画法与应用价值
![黄金矩形](/d/file/2023/01-12/63a1bd955d688a0e472fbd977e71fad2.jpg)
黄金矩形的画法
如图所示,画法:
1.做一条直线,在直线室测计社上取点A,以线段AB的长取点B;
2.以点A为圆心,任意长为半径,做一来自个圆,与直线AB相交于点E1和点F1;
3.以点E1为圆心,大于线段E1A的长为半径,做一个圆,以点F1为圆心,大于线段F1A的长为半径,做一个圆,两圆相交于点G1,连接点G1和点A,并做线段AG1的延长线;
4.以点B为圆心,任意的其委层周互似院质号几长为半径,做一个圆,与直线AB相交于点E2和点F2;
5.以点E2为圆心,大于宁历初龙菜击全线段E2B的长为半径,做一个圆,以点F2为圆心,大于线般模岁论读知见重宽财些段F2B的长为半径,做一个圆,两圆相交于点G2,连接点G2和点B,并做线段BG2的延长线;
6.以点A为圆心,大于线段AB/2的长为半径,做一个圆,以点B为圆心,大于线段AB/2的长为半径,做一个圆,两圆相交于点E3和点F3,连接点E3和点F3,与罪祖罪刑更直线AB相交于点H1;
7.以点A为圆心,线段AH1的长为半径,做一个圆,与射线AG1相交于点H2,连接H2和B;
8.以点H2为圆心,线段AH1的长为半径,做一个圆,与线段H2B相交于点H3;
9.以点B为圆心,线段H3B的长为半径,降正怀做一个圆,与射线BG2相交于点C统告元客夜,以点A为圆心,线段H3B的长为半径,做复间一个圆,与射线AG1相交政解画委营宜眼于点D,连接点C和点D;
10.四边形ABCD就是黄金矩形。
11.证明:H1为AB的中点,所以AH2=BH1=AB/2,又因H2A=H2H3=AB/2,所以H2B=√司尔地总重赵做员达皮5*AB/2,H3B=√5*AB/2-AB/2=(√5-1)*AB/2,BC=AD=H3B=(√5-1)*相AB/2,所以AD/AB磁级导=[(√5-1)*AB/2]/AB=(√5-1)/2;因为AG1是E1F1的中中垂线,往与河发于所以AG1⊥E1F1,所以AG1⊥AB,同理,BG2⊥AB,所以AG1∥BG2,所以AD∥BC,又掉频笔座过半按史成蛋因为AD=BC,所以四边察担内难试鲁纸念矿兵丰形ABCD是矩形。
如图所示,画法:
1.做一条直线,在直线上取点A,以言质语起感责久任岁线段AB的长取点B,再在直线上取点H1,使BH1=AB;
2.以点A为圆心,任意长为半径,做一个圆,与直线AB相交于点E1和点F1;
3.以点E1为圆心,大于线段E1A的长为半径,做一个圆,以点F1为圆心,大于线段F1A的长为半径,做一个圆,两圆相交于点G1,连接点G1和点A,并做线段AG1的延长线;
4.以点B为圆心,任意长为半径,做一个圆,与直线AB相交于E2和F2;
5.以点E2为圆心,大于线段E2B的长为半径,做一个圆,以点F2为圆心,大于线段F2B的长为半径,做一个圆,两圆相交于点G2,连接点G2和点B,并做线段BG2的延长线;
6.以点A为圆心,线段AB的长为半径,做一个圆,与射线AG1相交于点H2,连接H2和H1;
7.以点H2为圆心,线段AB的长为半径,做一个圆,与线段H2H1相交于点H3;
8.以点H3为圆心,大于线段H3H1/2的长为半径,做一个圆,以点H1为圆心,大于线段H3H1/2的长为半径,做一个圆,两圆相交于点E3和点F3,连接点E3和点F3,与线段H3H1相交于点G3;
9.以点A为圆心,线段H3G3的长为半径,做一个圆,与射线AG1相交于点D,以点B为圆心,线段H3G3的长为半径,做一个圆,与射线BG2相交于点C,连接点C和点D;
10.四边形ABCD就是黄金矩形。
11.证明:AB=BH1=AH2,所以,H3H1=√5AB,H3H1=√5AB-AB,点G3是H3H1的中点,所以H3G3=H1G3=H3H1/2=(√5AB-AB)/2=(√5-1)*AB/2,又因AD=BC=H3G3=(√5-1)*AB/2,所以AD/AB=[(√5-1)*AB/2]/AB=(√5-1)/2;因为AG1是E1F1的中中垂线,所以AG1⊥E1F1,所以AG1⊥AB,同理,BG2⊥AB,所以AG1∥BG2,所以AD∥BC,又因为AD=BC,所以四边形ABCD是矩形。
黄金矩形的定义
第一步:画一个任意正方形ABCD(比如边长为2) ;第二步:取BC的中心点N,连接ND;
第三步:以N为圆心,ND 长为半径画弧,交BC的延长线于E;
第四步:过E做EF垂直于AD交AD的延长线于F。
矩形DCEF即为黄金矩形,即长是宽的1.618倍。而且如果将矩形DCEF裁去一个正方形,剩下的矩形仍然是一个黄金矩形,如此一直分割下去!比例相同。
从几何意义上讲,在给定线段AC上黄金均值可以这样构成,在AC上取一点B,使
则|AB|为黄金均值,也以黄金分割、黄金比以及黄金比例等著称.
一条线段一旦分割出黄金均值,那么黄金矩形也就很容易通过以下步骤作出:
1)给定任一线段AC,用B点将线段AC分割出一个黄金均值段,作正方形ABED.
2)作CF⊥AC.
3)延长射线DE,使得线DE与CF交于F点.
则ADFC是一个黄金矩形.
黄金矩形也可以不用已有的黄金均值段作出,如下图所示:
1)作任意正方形ABCD.
2)用线段MN将正方形平分为两半.
3)用圆规,以N为中心,以|CN|为半径作弧.
4)延长射线AB直至与以上的弧相交于E点.
5)延长射线DC.
6)作线段EF⊥AE,并令射线DC与EF交于F点.
则ADFE为一黄金矩形.
黄金矩形还能自我产生:从下面的黄金矩形ABCD出发,很容易通过画正方形ABEF的方法得到黄金矩形ECDF.再通过画正方形ECGH,容易构成黄金矩形DGHF.这样的过程可以无限地继续下去.
用最后得到的无穷多个紧挨着的黄金矩形,可以作出另一种类型的等角螺线(也称对数螺线).如下图用圆规在一系列黄金矩形中的各个正方形里,画四分之一圆弧.这些弧便形成等角螺线的轮廓.
注释
由黄金矩形陆续产生其他的黄金矩形,这样便画出了等角螺线的轮廓.图中的对角线交点为该螺线的极点或中心.
令O为螺线的中心.
螺线的极半径是指以中心O和螺线上任意点为端点的线段.
注意螺线上的每一个点的切线与该点的极半径都形成一个角∠T1P1O.如果对于每一个这样的角都相等,则该螺线为等角螺线.
等角螺线也称对数螺线,因为它以几何比率(也就是某数的方幂)增长,而方幂的指数则是对数的另一种名称.
等角螺线是仅有的这样一种类型的螺线,这种螺线当它增大时不改变自己的形状.
在实际生活中有许多装点的形式——正方形、六角形、圆、三角形等等.黄金矩形和等角螺线是其中最令人心旷神怡的两种.两者的形迹可见于海星、贝壳、菊石、鹦鹉螺、序状种子的排列、松果、菠萝、甚至于一个蛋的形状.
同样令人感兴趣的是黄金比与斐波那契数列的联系.斐波那契数列——(1,1,2,3,5,8,13,…,[Fn-1+Fn-2],…)——相继项
除了出现在艺术、建筑和自然界外,今天黄金矩形还在广告和商业等方面派上用场.许多包装采用黄金矩形的形状,能够更加迎合公众的审美观点.例如标准的信用卡就近似于一个黄金矩形.
黄金矩形还跟许多其他的数学观念相联系.诸如无穷数列、代数、圆内接正十边形、柏拉图体、等角螺线、极限、黄金三角形和五角星形等等.
参考资料:http://ced.xxjy.cn/RESOURCE/CZ/CZSX/SXBL/SXTS1059/5146_SR.HTM
黄金矩形与黄金螺线的画法与应用价值
![黄金矩形的定义](/d/file/2023/01-12/679291798f62bf07d85fd6f1f81e2d67.jpg)
相关知识话题:
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