APP下载

生活中的数学

2018-03-01王宏琴

新一代 2017年24期
关键词:五角星比值线段

王宏琴

摘 要:黄金分割〔Golden Section〕是一种数学上的比例关系。黄金分割具有严格的比例性、艺术性、和谐性,蕴藏着丰富的美学价值。应用时一般取1.618。这个数值的作用不仅仅体现在诸如绘画、雕塑、音乐、建筑等艺术领域,而且在管理、工程设计等方面也有着不可忽视的作用。

关键词:数学;黄金分割

黄金分割〔Golden Section〕是一种数学上的比例关系。黄金分割具有严格的比例性、艺术性、和谐性,蕴藏着丰富的美学价值。应用时一般取1.618 。这个数值的作用不仅仅体现在诸如绘画、雕塑、音乐、建筑等艺术领域,而且在管理、工程设计等方面也有着不可忽视的作用。

把一条线段分割为两部分,使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比。其比值是一个无理数,取其前三位数字的近似值是0.618。由于按此比例设计的造型十分美丽,因此称为黄金分割,也称为中外比。这是一个十分有趣的数字,我们以0.618来近似,通过简单的计算就可以发现:1/0.618=1.618、(1-0.618)/0.618=0.618。

一个很能说明问题的例子是五角星/正五边形。五角星是非常美丽的,我们的国旗上就有五颗,还有不少国家的国旗也用五角星,这是为什么?因为在五角星中可以找到的所有线段之间的长度关系都是符合黄金分割比的。正五边形对角线连满后出现的所有三角形,都是黄金分割三角形。

利用线段上的两黄金分割点,可作出正五角星,正五边形。因为它在造型艺术中具有美学价值,在工艺美术和日用品的长宽设计中,采用这一比值能够引起人们的美感,在实际生活中的应用也非常广泛,建筑物中某些线段的比就科学采用了黄金分割。舞台上的报幕员并不是站在舞台的正中央,而是偏在台上一侧,以站在舞台长度的黄金分割点的位置最美观,声音传播的最好。就连植物界也有采用黄金分割的地方,如果从一棵嫩枝的顶端向下看,就会看到叶子是按照黄金分割的规律排列着的。在很多科学实验中,选取方案常用一种0.618法,即优选法,它可以使我们合理地安排较少的试验次数找到合理的西方和合适的工艺条件。正因为它在建筑、文艺、工农业生产和科学实验中有着广泛而重要的应用,所以人们才珍贵地称它为“黄金分割”。

自然界的形成、运行、演化、生长、繁衍、消亡等都是有规律的,有些物体可以直接感到自然美,但更多的物体令人迷惑不解。黄金分割律,就是想梳理和探讨这种自然美和科学美。人有爱美的天性,而且人本身也是很精美的。无论是天然物品还是人工制品,形态的丑陋必然表明其功能的缺陷,而某些功能的完美,往往伴随着美的外形.

现代科学研究表明,0.618在养生中也起重要作用。发现此比值和医学保健、健康长寿有着千丝万缕的联系,亦可称为健康的黄金分割律。在人体结构上,0.618更是无处不在。脐至脚底与头顶至脐之比;躯干长度与臀宽之比;下肢长度与上肢长度之比,均近似于0.618。而且,越是接近于这个值,整个形体就越匀称,越令人觉得完美。人在环境氣温22℃-24℃下生活感到最适宜.因为人体的正常体温是36℃-37℃,这个体温与0.618的乘积恰好是22.4℃-22.8℃,而且在这一环境温度中,人体的生理功能、生活节奏等新陈代谢水平均处于最佳状态。再如,营养学中强调,一餐主食中要有六成粗粮和四成细粮的搭配进食,有益于肠胃的消化与吸收,避免肠胃病。这也可纳入饮食的0.618规律之列。抗衰老有生理与心理抗衰之分,哪个为重?研究证明,生理上的抗衰为四,而心理上的抗衰为六,也符合黄金分割律。充分调动与合理协调心理和生理两方面的力量来延缓衰老,可以达到最好的延年益寿的效果。一天合理的生活作息也符合0.618的分割,24小时中,2/3时间是工作与生活,1/3时间是休息与睡眠;在动与静的关系上,究竟是“生命在于运动”,还是“生命在于静养”?从辩证观和大量的生活实践证明,动与静的关系同一天休息与工作的比例一样,动四分,静六分,才是最佳的保健之道。

黄金分割比在未发现之前,在客观世界中就存在的,只是当人们揭示了这一奥秘之后,才对它有了明确的认识。当人们根据这个法则再来观察自然界时,就惊奇的发现原来在自然界的许多优美的事物中的能看到它,如植物的叶片、花朵,雪花,五角星……许多动物、昆虫的身体结构中,特别是人体中更是有着丰富的黄金比的关系。当人们认识了这一自然法则之后,就被广泛地应用于人类的生活之中。

黄金分割对摄影画面构图可以说有着自然联系。例如照相机的片窗比例:135相机就是24X36即2:3的比例,这是很典型的。120相机4.5X6近似3:5,6X6虽然是方框,但在后期制作用,仍多数裁剪为长方形近似黄金分割的比例。这说明了,黄金分割的本身就存在有美的性质。在摄影实践中,运用黄金分割法则,主要表象在黄金分割点、线、面的运用中。黄金分割点,在全景构图中,多是主要表现对象,或是视觉中心所处的位置,在中、近景构图中,多是景物主要部位所处的位。在人像构图中常常是将人的眼睛处理在近于黄金分割点的位置。黄金分割线,多用作地平线、水平线、天际线所处的位置。

气势雄伟的建筑物少不了“0.618”,艺术上更是如此。舞台上,演员既不是站在正中间,也不会站在台边上,而是站在舞台全长的0.618倍处,站在这一点上,观众看上去才惬意。达·芬奇的《蒙娜丽莎》、拉斐尔笔下温和俊秀的圣母像,都有意无意地用上了这个比值。因为人体的很多部位,都遵循着黄金分割比例。人们公认的最完美的脸型——“鹅蛋”形,脸宽与脸长的比值约为0.618,如果计算一下翩翩欲仙的芭蕾演员的优美身段,可以得知,他们的腿长与身长的比值也大约是0.618,组成了人体的美。

在人们身边,到处都有0.618的“杰作”在整个世界中,无处不闪耀着0.618那黄金一样熠熠的光辉!人们时时刻刻在有意无意创造着一个个的黄金分割。只要稍微留心一下便可发现它离我们的生活有多近!数学离我们很近,我们无时无刻地在应用着它!在生活中只要我们善于观察,善于思考,将所学的知识与生活结合起来,将会感到数学的乐趣,感受并体会到数学学习中的美。endprint

猜你喜欢

五角星比值线段
拼五角星
巧摆五角星
画出线段图来比较
怎样画线段图
我们一起数线段
数线段
“好玩”的五角星
比值遥感蚀变信息提取及阈值确定(插图)
不同应变率比值计算方法在甲状腺恶性肿瘤诊断中的应用
双电机比值联动控制系统