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2 黄金分割

免费读1253字2024-07-21

  老师:同学们大家好,我是北京市顺义区杨镇第二中学的赵老师。今天我们要学习的内容相传是2000多年以前古希腊的数学家毕达格拉斯发现的,之后便受到了许多学者的青睐和追捧。有人称它是金法,有人将它和勾股定理并称为几何学的两大瑰宝,更有人将他称之为神圣之笔,他就是黄金分割。今天就让我们一起来认识黄金分割,并且感受它带给我们生活中的影响。

  老师:同学们,在生活中你有没有观察并思考过下面的问题?首先让我们来看金字塔,还有中国上海的东方明珠电视塔,他们的建筑风格各异,但是他们的内在有没有什么联系?芭蕾舞给人以非常优美的艺术形象,芭蕾舞演员在跳舞的时候为什么要垫起脚尖?五角星是我们日常生活中非常常见的图形,经常被用于一些LOGO的设计中,还有一些饰品的设计中。

  老师:五角星这个图形有什么特点?维纳斯之所以能流传百世,它的比例是怎样确定的?今天就让我们以五角星和维纳斯为例,一起来探究一下黄金分割。请同学们打开书第6页看这个五角星,分别测量出点c到AB的距离,并计算aC比AB的值。我们来看这个五角星,可以从这个五角星中找到一条线段,ab,在这条线段上有一点c,经过测量可知aC等于19毫米,AB等于30毫米。计算可得aC比AB约等于0.633。

  老师:咱们接下来量出维纳斯的肚脐到脚底的长度,再量出它的身长,并计算它们的比值。为了便于计算,我们将维纳斯的肚脐到角体的长度记为线段aC。伸长记为线段ab。经过测量可知,线段aC等于42毫米,ab等于69毫米。计算可得aC比ab约等于0.609。

  老师:将这个比值与五角星中的aC比AB的值比较一下,又能有什么发现?我们发现维纳斯重的这个比值和五角星重的比值分别是0.609和0.633,数值较为接近,这是巧合吗?接下来让我们继续探究这两幅图,我们都可以抽象为同一个数学模型,线段ab上有一点c,下面我们来计算出bc比aseed值。

  老师:我们以维纳斯中的数值为例计算,可得bc比aC约等于0.642。我们发现这个比值与aC比AB的值也是较为接近的,也都是近似值。那它们能不能相等呢?在公元前4世纪,古希腊的数学家探究了这样一个问题,如何在线段ab上确定一个点c使aC比a,b等于b,c比aC。

  老师:我们不难发现,在这个比例式中,有三条线段,aC、b、c和AB。所以不妨设线段AB等于一,aC等于x,则BC等于一减x,因为aC比AB等于BC比aC,所以代入可知x比1=1,减x比x,将比例式化为等基式,可得x平方。等于一乘以一减x化为一元二次方程,得x平方,加x减1=0,解这个一元二次方程得X1等于2分之根5-1,X2等于二分之负根5-1。由于X2是负值,不符合体义舍去,所以aC比AB等于BC比aC等于二分之根5-1,约等于0.618,即在线段ab上截取这条线段长的约0.618倍,得到点c。只要满足这样的条件,我们就称线段

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