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黄金矩形


GoldenRatioEuclid

给定一个矩形,其边长比为 1:phi黄金比例 phi 的定义使得将原始矩形分割成一个正方形和一个新的矩形后,得到的新矩形的边长比为 1:phi。这样的矩形称为黄金矩形。欧几里得使用以下方法构造它们。画一个正方形  square ABDC,称 EAC中点,使得 AE=EC=x。现在画线段 BE,其长度为

 xsqrt(2^2+1^2)=xsqrt(5),
(1)

并构造长度为此长度的 EF。现在完成矩形 CFGD,它是黄金矩形,因为

 phi=(FC)/(CD)=(EF+CE)/(CD)=(x(sqrt(5)+1))/(2x)=1/2(sqrt(5)+1).
(2)
GoldenSpiral

将黄金矩形连续分割成正方形的点位于对数螺旋线上 (Wells 1991, p. 39; Livio 2002, p. 119),有时被称为黄金螺旋线

GoldenRectangleInter

然而,螺旋线实际上在这些点不是相切的,而是穿过它们并与相邻边相交,如上图所示。

如果原始正方形的左上角位于 (0, 0),则螺旋线的中心位于位置

x_0=sum_(n=0)^(infty)(1/(phi^(4n))+1/(phi^(4n+1))-1/(phi^(4n+2))-1/(phi^(4n+3)))
(3)
=(1+phi^(-1)-phi^(-2)-phi^(-3))sum_(n=0)^(infty)1/(phi^(4n))
(4)
=(2phi+1)/(phi+2)
(5)
=1/(10)(5+3sqrt(5)) approx 1.17082
(6)
y_0=sum_(n=0)^(infty)(-1/(phi^(4n))+1/(phi^(4n+1))+1/(phi^(4n+2))-1/(phi^(4n+3)))
(7)
=(-1+phi^(-1)+phi^(-2)-phi^(-3))sum_(n=0)^(infty)1/(phi^(4n))
(8)
=-1/(2+phi)
(9)
=1/(10)(sqrt(5)-5)
(10)
 approx -0.276393,
(11)

螺旋线的参数 ae^(btheta) 由下式给出

a=(4/5)^(1/4)phi^((tan^(-1)2)/pi)
(12)
 approx 1.120529
(13)
b=(2lnphi)/pi
(14)
 approx 0.306349.
(15)

另请参阅

黄金比例, 黄金菱形, 黄金三角形, 对数螺旋线, 矩形, Zome 在 课堂中探索此主题

使用 探索

参考文献

Bicknell, M.; and Hoggatt, V. E. Jr. "Golden Triangles, Rectangles, and Cuboids." Fib. Quart. 7, 73-91, 1969.Cook, T. A. The Curves of Life, Being an Account of Spiral Formations and Their Application to Growth in Nature, To Science and to Art. New York: Dover, 1979.Cundy, H. and Rollett, A. Mathematical Models, 3rd ed. Stradbroke, England: Tarquin Pub., p. 70, 1989.Kabai, S. Mathematical Graphics I: Lessons in Computer Graphics Using Mathematica. Püspökladány, Hungary: Uniconstant, p. 79, 2002.Livio, M. The Golden Ratio: The Story of Phi, the World's Most Astonishing Number. New York: Broadway Books, p. 85, 2002.Pappas, T. "The Golden Rectangle." The Joy of Mathematics. San Carlos, CA: Wide World Publ./Tetra, pp. 102-106, 1989.Steinhaus, H. Mathematical Snapshots, 3rd ed. New York: Dover, pp. 45-47, 1999.Wells, D. The Penguin Dictionary of Curious and Interesting Geometry. London: Penguin, p. 88, 1991.Williams, R. The Geometrical Foundation of Natural Structure: A Source Book of Design. New York: Dover, p. 53, 1979.

引用为

Weisstein, Eric W. "黄金矩形。" 来自 网络资源。 https://mathworld.net.cn/GoldenRectangle.html

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