数学之美无处不在,数学中的有趣图形也有很多,其中的黄金矩形就是一个非常有趣的图形。什么是黄金矩形呢?我们把宽与长之比约为0.618的长方形叫做黄金矩形。黄金矩形的应用非常广泛,远超出数学的领域,像艺术、建筑、自然等领域都有它的身影。一起来欣赏一些黄金矩形在各领域中的应用吧。
《蒙娜丽莎的微笑》是意大利画家达芬奇的作品。达芬奇在创作中大量运用了黄金矩形来构图,整个画面使人觉得和谐自然,给人以美的艺术享受。
蒙娜丽莎的微笑
建于公元前450年左右的雅典巴特农神庙是古希腊最著名的建筑物,也是举世闻名的完美建筑。整个神庙的造型是建立在严格的比例关系上的,它的高与长之比是0.618。所以,整个神庙气势宏伟,饱满挺拔,各部分比例匀称,风格开朗,令人赏心悦目。
巴特农神庙
位于印度的泰姬陵的正面各部分比例也把黄金分割用到了极致。泰姬陵也是一座世界闻名的完美建筑。用黄金矩形布局的泰姬陵庄严肃穆、气势宏伟。
泰姬陵
这么有趣又应用广泛的黄金矩形,我们不用画图的方式,用折纸的方式也能得到。怎样折出黄金矩形呢?以下是折纸过程,一起来看看。
图1
1.一张长方形纸,将左下角折向上面的边。
图2
2.沿第一步折出的折痕与下面边的交点向左折。
图3
图4
3.展开后左边是一个正方形,将正方形沿中线对折。将正方形分成2个完全相等的长方形。
图5
图6
4.中间的长方形沿上下相对的顶点折出对角线。
图7
图8
5.将中间长方形对角线折向下面的边。与下面边相交处用铅笔点个点。
图9
图10
6.沿图10中画的点,左右方向折出折痕。展开后从左边数第三个长方形是黄金矩形。
图11
图12
折纸中的数学黄金矩形:怎样折黄金矩形
我们折出来的是不是黄金矩形呢?一起来证明一下吧黄金矩形!以下是证明过程。
图13
如图13所示:设AB=2,在正方形ABCD中,AB=BC=CD=DA=2
∵EF是正方形ABCD的中线,∴BF=FC=1/2BC=1
根据勾股定理可知FD=√5
∵FD=FM,∴FM=√5
∴CM=FM-FC=√5-1
∵在长方形DCMN中,CM:CD=(√5-1):2≈0.618
∴长方形DCMN是黄金矩形
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