黄金分割

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黄金分割﹝Golden Section﹞是一種数学上的比例关系。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0.618 ，就像圆周率在应用时取3.14一样。

[编辑] 發現歷史

由于公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯學派研究過正五邊形和正十邊形的作圖，因此現代數學家們推斷當時毕达哥拉斯學派已經觸及甚至掌握了黃金分割。

公元前4世紀，古希臘數學家歐多克索斯第一個系統研究了這一問題，並建立起比例理論。

公元前300年前後歐幾里得撰寫《幾何原本》時吸收了歐多克索斯的研究成果，進一步系統論述了黃金分割，成為最早的有關黃金分割的論著。

中世紀後，黃金分割被披上神秘的外衣，意大利數家帕喬利稱中末比為神聖比例，並專門為此著書立說。德國天文學家開普勒稱黃金分割為神聖分割。

到19世紀黃金分割這一名稱才逐漸通行。黃金分割數有許多有趣的性質，人類對它的實際應用也很廣泛。最著名的例子是優選學中的黃金分割法或0.618法，是由美國數學家基弗於1953年首先提出的，70年代在中國推廣。

   |..........a...........|

   +-------------+--------+   -
   |             |        |   .
   |             |        |   .
   |      B      |   A    |   b
   |             |        |   .
   |             |        |   .
   |             |        |   .
   +-------------+--------+   -

   |......b......|..a-b...|

通常用希腊字母 $\varphi$ 表示这个值。

$\varphi = \frac{\sqrt{5} + 1}{2} \approx 1.6180339887...$

黄金分割奇妙之處，在於其比例與其倒數是一樣的。例如：1.618的倒數是0.618，而1.618:1與1:0.618是一樣的。因為：

$\varphi - 1 = \frac{\sqrt{5} + 1}{2} - 1 = \frac{\sqrt{5} - 1}{2}$

$\frac {1} {\varphi} = \frac{2}{\sqrt{5} + 1} = \frac{2}{\sqrt{5} + 1} \frac{\sqrt{5} - 1}{\sqrt{5} - 1}= \frac{\sqrt{5} - 1}{2}$

$\frac{a}{b} = \frac{b}{a-b} = \varphi.$

[编辑] 例子

[编辑] 值

黄金分割数是无理数，前面的1024位为:

1.6180339887 4989484820 4586834365 6381177203 0917980576
  2862135448 6227052604 6281890244 9707207204 1893911374
  8475408807 5386891752 1266338622 2353693179 3180060766
  7263544333 8908659593 9582905638 3226613199 2829026788
  0675208766 8925017116 9620703222 1043216269 5486262963
  1361443814 9758701220 3408058879 5445474924 6185695364
  8644492410 4432077134 4947049565 8467885098 7433944221
  2544877066 4780915884 6074998871 2400765217 0575179788
  3416625624 9407589069 7040002812 1042762177 1117778053
  1531714101 1704666599 1466979873 1761356006 7087480710
  1317952368 9427521948 4353056783 0022878569 9782977834
  7845878228 9110976250 0302696156 1700250464 3382437764
  8610283831 2683303724 2926752631 1653392473 1671112115
  8818638513 3162038400 5222165791 2866752946 5490681131
  7159934323 5973494985 0904094762 1322298101 7261070596
  1164562990 9816290555 2085247903 5240602017 2799747175
  3427775927 7862561943 2082750513 1218156285 5122248093
  9471234145 1702237358 0577278616 0086883829 5230459264
  7878017889 9219902707 7690389532 1968198615 1437803149
  9741106926 0886742962 2675756052 3172777520 3536139362
  1076738937 6455606060 5922...

連分數表示︰

$\phi = 1 + \frac{1}{1 + \frac{1}{1 + \frac{1}{1 + \frac{1}{1 + ...}}}} = [1;1,1,1,1, ...]$