數學之美無處不在,數學中的有趣圖形也有很多,其中的黃金矩形就是一個非常有趣的圖形。什麼是黃金矩形呢?我們把寬與長之比約為0.618的長方形叫做黃金矩形。黃金矩形的應用非常廣泛,遠超出數學的領域,像藝術、建築、自然等領域都有它的身影。一起來欣賞一些黃金矩形在各領域中的應用吧。
《蒙娜麗莎的微笑》是義大利畫家達文西的作品。達文西在創作中大量運用了黃金矩形來構圖,整個畫面使人覺得和諧自然,給人以美的藝術享受。
建於公元前450年左右的雅典巴特農神廟是古希臘最著名的建築物,也是舉世聞名的完美建築。整個神廟的造型是建立在嚴格的比例關係上的,它的高與長之比是0.618。所以,整個神廟氣勢宏偉,飽滿挺拔,各部分比例勻稱,風格開朗,令人賞心悅目。
位於印度的泰姬陵的正面各部分比例也把黃金分割用到了極致。泰姬陵也是一座世界聞名的完美建築。用黃金矩形布局的泰姬陵莊嚴肅穆、氣勢宏偉。
這麼有趣又應用廣泛的黃金矩形,我們不用畫圖的方式,用摺紙的方式也能得到。怎樣折出黃金矩形呢?以下是摺紙過程,一起來看看。
1.一張長方形紙,將左下角折向上面的邊。
2.沿第一步折出的摺痕與下面邊的交點向左折。
3.展開後左邊是一個正方形,將正方形沿中線對摺。將正方形分成2個完全相等的長方形。
4.中間的長方形沿上下相對的頂點折出對角線。
5.將中間長方形對角線折向下面的邊。與下面邊相交處用鉛筆點個點。
6.沿圖10中畫的點,左右方向折出摺痕。展開後從左邊數第三個長方形是黃金矩形。
以下是視頻演示摺紙過程。
我們折出來的是不是黃金矩形呢?一起來證明一下吧!以下是證明過程。
如圖13所示:設AB=2,在正方形ABCD中,AB=BC=CD=DA=2
∵EF是正方形ABCD的中線,∴BF=FC=1/2BC=1
根據勾股定理可知FD=√5
∵FD=FM,∴FM=√5
∴CM=FM-FC=√5-1
∵在長方形DCMN中,CM:CD=(√5-1):2≈0.618
∴長方形DCMN是黃金矩形
如果你有更好的證明方法,歡迎在評論區留言。