Реферат выполнила ученица 8 класса МОУ гимназия №9 Вьюшина Вероника
Екатеринбург
2002
1. Введение. Пропорция золотого сечения. Р¤ Рё φ.
"Геометрия обладает двумя великими   сокровищами. Первое - это теорема Пифагора, второе - деления отрезка в крайнем и среднем отношении"
Роганн Кеплер
Правильные многоугольники привлекали внимание древнегреческих учёных ещё задолго РґР° Архимеда. Пифагорейцы, выбравшие эмблемой своего СЃРѕСЋР·Р° пентаграмму - пятиконечную звезду, придавали очень большое значение задаче Рѕ делении окружности РЅР° равные части, то есть Рѕ построении правильного вписанного многоугольника. Альбрехт Дюрер (1471-1527РіРі), ставший олицетворением Возрождения РІ Германии РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ теоретически точный СЃРїРѕСЃРѕР± построения правильного пятиугольника, заимствованный РёР· великого сочинения Птолемея "Альмагест". В
Рнтерес Дюрера Рє построению правильных многоугольников отражает использование РёС… РІ Средние века РІ арабских Рё готических орнаментах, Р° после изобретения огнестрельного оружия - РІ планировке крепостей. В
Средневековые СЃРїРѕСЃРѕР±С‹ построения правильных многоугольников носили приближенный характер, РЅРѕ были (или РЅРµ могли РЅРµ быть) простыми: предпочтение отдавалось способам построения, РЅРµ требующим даже изменять раствор циркуля. Леонардо РґР° Винчи также РјРЅРѕРіРѕ писал Рѕ многоугольниках, РЅРѕ именно Дюрер, Р° РЅРµ Леонардо, передал средневековые СЃРїРѕСЃРѕР±С‹ построения потомкам. Дюрер, конечно, был знаком СЃ " Началами" Евклида, РЅРѕ РЅРµ привел РІ своем "Руководстве Рє измерению" (Рѕ построениях РїСЂРё помощи циркуля Рё линейки) предложенный Евклидом СЃРїРѕСЃРѕР± построения правильного пятиугольника, теоретически точный, как Рё РІСЃРµ евклидовы построения. Евклид РЅРµ пытается разделить заданную РґСѓРіСѓ окружности РЅР° три равные части, Рё Дюрер знал, хотя доказательство было найдено лишь РІ XIX веке, что эта задача неразрешима. В
Предложенное Евклидом построение правильного пятиугольника включает в себя деление отрезка прямой в среднем и крайнем отношении, названное впоследствии золотым сечением и привлекавшим к себе внимание художников и архитекторов на протяжении нескольких столетий.
Точка Р’ делит отрезок РђР’Р• РІ среднем Рё крайнем отношении или образует золотое сечение, если отношение большей части отрезка Рє меньшей равно отношению всего отрезка Рє большей части. В
Записанное РІ РІРёРґРµ равенства отношений золотое сечение имеет РІРёРґ В
РђР’/Р’Р•= РђР’/РђР•
Если положить РђР’=Р°, Р° Р’Р•=Р°/Р¤ так, чтобы золотое отношение было равно РђР’/Р’Р•=Р¤, то получается соотношение В
Р¤ = 1+1/Р¤
То есть Ф удовлетворяет уравнению
Р¤2- Р¤-1=0
Рто уравнение имеет РѕРґРёРЅ положительный корень
Р¤=(√5+1)/2=1.618034….
Заметим, что 1/Р¤ = (√5 -1 )/2, так как (√5-1)(√5+1) =5-1=4. Р—Р° 1/Р¤ принято считать φ=0.618034….
Р¤ Рё φ - прописная Рё строчная формы греческой Р±СѓРєРІС‹ "фи".
Такое обозначение принято РІ честь древнегреческого скульптора Фидия (V век РґРѕ РЅ. СЌ.) Фидий СЂСѓРєРѕРІРѕРґРёР» строительством храма Парфенон РІ Афинах. Р’ пропорциях этого храма многократно присутствует число φ .
2.Рстория золотого сечения
Принято считать, что понятие о золотом делении ввел в научный обиход Пифагор, древнегреческий философ и математик (VI в. до н.э.). Есть предположение, что Пифагор свое знание золотого деления позаимствовал у египтян и вавилонян. Рдействительно, пропорции пирамиды Хеопса, храмов, барельефов, предметов быта и украшений из гробницы Тутанхамона свидетельствуют, что египетские мастера пользовались соотношениями золотого деления при их создании. Французский архитектор Ле Корбюзье нашел, что в рельефе из храма фараона Сети I в Абидосе и в рельефе, изображающем фараона Рамсеса, пропорции фигур соответствуют величинам золотого деления. Зодчий Хесира, изображенный на рельефе деревянной доски из гробницы его имени, держит в руках измерительные инструменты, в которых зафиксированы пропорции золотого деления.
|
|  |
 Греки же были искусными геометрами. Даже арифметике обучали своих детей при помощи геометрических фигур. Квадрат Пифагора и диагональ этого квадрата были основанием для построения динамических прямоугольников. Платон (427...347гг. до н.э.) также знал о золотом делении. Его диалог "Тимей" посвящен математическим и эстетическим воззрениям школы Пифагора и, в  частности, вопросам золотого деления.

Парфенон имеет 8 колонн по коротким сторонам и 17 по длинным. Отношение высоты здания к его длине равно 0,618. Если произвести деление Парфенона по «золотому сечению», то получим те или иные выступы фасада. При его раскопках обнаружены циркули, которыми пользовались архитекторы и скульпторы античного мира. В Помпейском циркуле (музей в Неаполе) также заложены пропорции золотого деления.
|
|  |
В дошедшей до нас античной литературе золотое деление впервые упоминается в "Началах" Евклида. Во 2-й книге "Начал" дается геометрическое построение золотого деления. После Евклида исследованием золотого деления занимались Гипсикл (II в. до н.э.), Папп (III в. н.э.) и др.. В средневековой Европе с золотым делением познакомились по арабским переводам "Начал" Евклида. Переводчик Дж.Кампано из Наварры (III в.) сделал к переводу комментарии. Секреты золотого деления ревностно оберегались, хранились в строгой тайне. Они были известны только посвященным.
Р’ СЌРїРѕС…Сѓ Возрождения усиливается интерес Рє золотому делению среди ученых Рё художников РІ СЃРІСЏР·Рё СЃ его применением, как РІ геометрии, так Рё РІ искусстве, особенно РІ архитектуре. Леонардо РґР° Винчи, художник Рё ученый, видел, что РІ итальянских художниках большой эмпирический опыт, РЅРѕ недостаток знаний. РћРЅ задумал Рё начал писать РєРЅРёРіСѓ РїРѕ геометрии, РЅРѕ РІ это время появилась РєРЅРёРіР° монаха Луки Пачоли, Рё Леонардо оставил СЃРІРѕСЋ затею. РџРѕ мнению современников Рё историков науки, Лука Пачоли был настоящим светилом, величайшим математиком Рталии РІ период между Фибоначчи Рё Галилеем.
Лука Пачоли прекрасно понимал значение науки для искусства. В 1496 г по приглашению герцога Моро он приезжает в Милан, где читает лекции по математике. В Милане при дворе Моро в то время работал и Леонардо да Винчи. В 1509г. в Венеции была издана книга Луки Пачоли "Божественная пропорция" с блестяще выполненными иллюстрациями, ввиду чего полагают, что их сделал Леонардо да Винчи. Книга была восторженным гимном золотой пропорции. Среди многих достоинств золотой пропорции монах Лука Пачоли не преминул назвать и ее "божественную суть" как выражение божественного триединства: бог сын, бог отец и бог дух святой (подразумевалось, что малый отрезок есть олицетворение бога сына, больший отрезок - бога отца, а весь отрезок - бога духа святого).
Леонардо да Винчи также много внимания уделял изучению золотого деления. Он производил сечения стереометрического тела, образованного правильными пятиугольниками, и каждый раз получал прямоугольники с отношениями сторон в золотом делении. Поэтому он дал этому делению название золотое сечение. Так оно и держится до сих пор как самое популярное.
Р’ то же время РЅР° севере Европы, РІ Германии, над теми же проблемами трудился Альбрехт Дюрер. РћРЅ делает наброски введения Рє первому варианту трактата Рѕ пропорциях. Дюрер пишет: "Необходимо, чтобы тот, кто что-либо умеет, обучил этому РґСЂСѓРіРёС…, которые РІ этом нуждаются. Рто СЏ Рё вознамерился сделать".
РЎСѓРґСЏ РїРѕ РѕРґРЅРѕРјСѓ РёР· писем Дюрера, РѕРЅ встречался СЃ Лукой Пачоли РІРѕ время пребывания РІ Рталии. Альбрехт Дюрер РїРѕРґСЂРѕР±РЅРѕ разрабатывает теорию пропорций человеческого тела. Важное место РІ своей системе соотношений Дюрер отводил золотому сечению. Р РѕСЃС‚ человека делится РІ золотых пропорциях линией РїРѕСЏСЃР°, Р° также линией, проведенной через кончики средних пальцев опущенных СЂСѓРє, нижняя часть лица - ртом Рё С‚.Рґ. Рзвестен пропорциональный циркуль Дюрера.
Построение ряда отрезков золотой пропорции можно производить как в сторону увеличения (возрастающий ряд), так и в сторону уменьшения (нисходящий ряд).
Если РЅР° РїСЂСЏРјРѕР№ произвольной длины, отложить отрезок m(φ), СЂСЏРґРѕРј откладываем отрезок M. РќР° основании этих РґРІСѓС… отрезков выстраиваем шкалу отрезков золотой пропорции восходящего Рё нисходящего СЂСЏРґРѕРІ

В
Р’ последующие века правило золотой пропорции превратилось РІ академический канон Рё, РєРѕРіРґР° СЃРѕ временем РІ искусстве началась Р±РѕСЂСЊР±Р° СЃ академической рутиной, РІ пылу Р±РѕСЂСЊР±С‹ "вместе СЃ РІРѕРґРѕР№ выплеснули Рё ребенка". Р’РЅРѕРІСЊ "открыто" золотое сечение было РІ середине XIX РІ. Р’ 1855Рі. немецкий исследователь золотого сечения профессор Цейзинг опубликовал СЃРІРѕР№ труд "Рстетические исследования". РЎ Цейзингом произошло именно то, что Рё должно было неминуемо произойти СЃ исследователем, который рассматривает явление как таковое, без СЃРІСЏР·Рё СЃ РґСЂСѓРіРёРјРё явлениями. РћРЅ абсолютизировал пропорцию золотого сечения, РѕР±СЉСЏРІРёРІ ее универсальной для всех явлений РїСЂРёСЂРѕРґС‹ Рё искусства. РЈ Цейзинга были многочисленные последователи, РЅРѕ были Рё противники, которые объявили его учение Рѕ пропорциях "математической эстетикой".
3. Построение пропорции.
Здесь приводится построение точки Р•, делящий отрезок РїСЂСЏРјРѕР№ РІ пропорции золотое сечение. В
|
| Рис. 1. Деление отрезка прямой по золотому сечению. BC = 1/2 AB; CD = BC |
РР· точки Р’ восстанавливается перпендикуляр, равный половине РђР’. Полученная точка РЎ соединяется линией СЃ точкой Рђ. РќР° полученной линии откладывается отрезок Р’РЎ, заканчивающийся точкой D. Отрезок AD переносится РЅР° РїСЂСЏРјСѓСЋ РђР’. Полученная РїСЂРё этом точка Р• делит отрезок РђР’ РІ соотношении золотой пропорции.
Рменно эти отрезки использовал Евклид РїСЂРё построении правильного пятиугольника, С‚.Рє. каждая РёР· сторон пятиугольной звезды делится РґСЂСѓРіРёРјРё именно РІ такой пропорции.
Таким образом, звездчатый пятиугольник также обладает «золотым сечением». Рнтересно, что внутри пятиугольника можно продолжить строить пятиугольники, Рё это отношение будет сохраняться.
Звездчатый пятиугольник называется пентаграммой. Пифагорейцы выбрали пятиконечную звезду в качестве талисмана, она считалась символом здоровья и служила опознавательным знаком.
В настоящее время существует гипотеза, что пентаграмма – первичное понятие, а «золотое сечение» вторично. Пентаграмму никто не изобретал, ее только скопировали с натуры. Вид пятиконечной звезды имеют пяти-лепестковые цветы плодовых деревьев и кустарников, морские звезды. Те и другие создания природы человек наблюдает уже тысячи лет. Поэтому естественно предположить, что геометрический образ этих объектов – пентаграмма – стала известна раньше, чем «золотая» пропорция.
4. Второе золотое сечение.
Болгарский журнал «Отечество» (№10, 1983 г.) опубликовал статью Цветана Цекова-Карандаша «О втором золотом сечении», которое вытекает из основного сечения и дает другое отношение 44 : 56.
Такая пропорция обнаружена в архитектуре, а также имеет место при построении композиций изображений удлиненного горизонтального формата.

Рис. 2. Построение второго золотого сечения |
Деление осуществляется следующим образом. Отрезок РђР’ делится РІ пропорции золотого сечения. РР· точки РЎ восставляется перпендикуляр РЎD. Радиусом РђР’ находится точка D, которая соединяется линией СЃ точкой Рђ. РџСЂСЏРјРѕР№ СѓРіРѕР» РђРЎD делится пополам. РР· точки РЎ проводится линия РґРѕ пересечения СЃ линией AD. Точка Р• делит отрезок AD РІ отношении 56:44.
На рисунке показано положение линии второго золотого сечения. Она находится посередине между линией золотого сечения и средней линией прямоугольника.
В
|
| Рис. 3. Деление прямоугольника линией второго золотого сечения |
Таким образом было доказано, что разделить отрезок в крайнем и среднем отношении можно не единственным способом.
5. "Золотые" фигуры.
5.1.Золотой прямоугольник:
Если построить квадрат СЃРѕ стороной РђР’=Р°, найти середину Рњ отрезка РђР’ Рё провести РґСѓРіСѓ окружности радиусом РњРЎ СЃ центром РІ точке Рњ РґРѕ пересечения СЃ продолжением стороны РђР’ РІ точке Р•, то точка Р’ разделит отрезок РђР• РІ крайнем Рё среднем отношении. В
Чтобы убедиться в этом, заметим, что по теореме Пифагора
РњРЎ2=Р°2+(Р°/2)2=5Р°2/4В
В силу чего
В РђР•=Р°/2 +РњР•=(√5+1)Р°/2=φРђР’ Прямоугольник РђР•FD СЃРѕ сторонами РђР•=φРђD называется золотым прямоугольником. Четырехугольник РђР’РЎD - квадрат. Нетрудно видеть, что прямоугольник Р’Р•FРЎ также золотой, поскольку BC=a=φР’Р•. Рто обстоятельство сразу наводит РЅР° мысль Рѕ дальнейшем разбиении прямоугольника Р’Р•FРЎ.
Можно ли считать, что прямоугольник СЃ отношением сторон, равным φ, выглядит изящнее, чем прямоугольники СЃ отношением сторон, скажем, 2:1, 3:2 или 5:7? Чтобы ответить РЅР° этот РІРѕРїСЂРѕСЃ, были проведены специальные эксперименты. Результаты РёС… РЅРµ вполне убедительны, РЅРѕ РІСЃРµ же свидетельствуют Рѕ некотором предпочтении, отдаваемом золотому сечению. Впрочем, может ли прямоугольник сам РїРѕ себе быть захватывающе прекрасным или отталкивающе безобразным?
5.2.Золотой треугольник:
Проводим прямую АВ. От точки А
откладываем на ней три раза отрезок О
произвольной величины, через
полученную точку Рпроводим перпендикуляр к линии
АВ, на перпендикуляре вправо и влево от точки Роткладываем отрезки О. Полученные точки d и d1 соединяем прямыми с точкой А. Отрезок dd1
откладываем на линию Ad1, получая точку С. Она разделила линию Ad1 в пропорции золотого сечения. Линиями Ad1и dd1 пользуются для построения «золотого»
прямоугольника.
В
В
5.3. Золотой пятиугольник; построение Евклида.
Замечательный пример «золотого сечения» представляет собой правильный пятиугольник – выпуклый и звездчатый (рис.5).

|
| Рис.6. Построение правильного пятиугольника и пентаграммы. |
Для построения пентаграммы необходимо построить правильный пятиугольник. В
Пусть О - центр окружности, А - точка на окружности и Е - середина отрезка ОА. Перпендикуляр к радиусу ОА, восстановленный в точке О, пересекается с окружностью в точке D. Пользуясь циркулем, отложим на диаметре отрезок CE = ED. Длина стороны вписанного в окружность правильного пятиугольника равна DC. Откладываем на окружности отрезки DC и получим пять точек для начертания правильного пятиугольника. Соединяем углы пятиугольника через один диагоналями и получаем пентаграмму. Все диагонали пятиугольника делят друг друга на отрезки, связанные между собой золотой пропорцией.
Каждый конец пятиугольной звезды представляет собой золотой треугольник. Его стороны образуют угол 36° при вершине, а основание, отложенное на боковую сторону, делит ее в пропорции золотого сечения.
Есть и золотой кубоид- это прямоугольный параллелепипед с ребрами, имеющими длины 1.618, 1 и 0.618.
Теперь рассмотрим доказательство, предложенное Евклидом в «Началах».
Посмотрим теперь, как Евклид использует золотое сечение для того, чтобы построить угол в 72 градуса – именно под таким углом видна сторона правильного пятиугольника из центра описанной окружности. Начнем с
отрезка АВЕ, разделенного в среднем и
крайнем отношении точкой В. Проведем далее дуги окружностей с центрами в точках В и Е и радиусах АВ, пересекающиеся в точке С. Чуть ниже докажем, что АС=АЕ, а пока примем это на веру.
Ртак, пусть РђРЎ=РђР•. Обозначим через a равные углы ЕВС Рё СЕВ. Так как РђРЎ=РђР•, то СѓРіРѕР» РђРЎР• также равен a. Теорема Рѕ том, что СЃСѓРјРјР° углов треугольника равна 180 градусов, позволяет найти СѓРіРѕР» Р’РЎР•: РѕРЅ равен 180-2a, Р° СѓРіРѕР» ЕАС - 3a - 180. РќРѕ тогда СѓРіРѕР» РђР’РЎ равен 180-a. РЎСѓРјРјРёСЂСѓСЏ углы треугольника РђР’РЎ получаем,В
180=(3a -180) + (3a-180) + (180 - a)
Откуда 5a=360, значит a=72.
Ртак, каждый РёР· углов РїСЂРё основании треугольника ВЕС РІРґРІРѕРµ больше угла РїСЂРё вершине, равного 36 градусов. Следовательно, чтобы построить правильный пятиугольник, необходимо лишь провести любую окружность СЃ центром РІ точке Р•, пересекающую ЕС РІ точке РҐ Рё сторону ЕВ РІ точке Y: отрезок XY служит РѕРґРЅРѕР№ РёР· сторон вписанного РІ окружность правильного пятиугольника; РћР±РѕР№РґСЏ РІРѕРєСЂСѓРі всей окружности, можно найти Рё РІСЃРµ остальные стороны.
Докажем теперь, что АС=АЕ. Предположим, что вершина С соединена отрезком прямой с серединой N отрезка ВЕ. Заметим, что поскольку СВ=СЕ, то угол СNЕ прямой. По теореме Пифагора:
CN2 = а2– (а/2j) 2= а2(1-4j 2)
Отсюда имеем (АС/а) 2 = (1+1/2j) 2 + (1-1/4j 2) = 2+1/j = 1 + j =j 2
Ртак, РђРЎ = jР° = jРђР’ = РђР•, что Рё требовалось доказать
5.4.Спираль Архимеда.
Последовательно отсекая от золотых прямоугольников квадраты до бесконечности, каждый раз соединяя противоположные точки четвертью окружности, мы получим довольно изящную кривую. Первым внимание на неё обратил древнегреческий ученый Архимед, имя которого она и носит. Он изучал её и вывел уравнение этой спирали.


Р’ настоящее время спираль Архимеда широко используется РІ технике. В В
6.Числа Фибоначчи.
С золотым сечением косвенно связано имя итальянского математика Леонардо из Пизы, который известен больше по своему прозвищу Фибоначчи (Fibonacci - сокращенное filius Bonacci, то есть сын Боначчи)
В 1202г. им была написана книга "Liber abacci", то есть "Книга об абаке" . "Liber abacci" представляет собой объемистый труд, содержащий почти все арифметические и алгебраические сведения того времени и сыгравший заметную роль в развитии математики в Западной Европе в течение нескольких следующих столетий. В частности, именно по этой книге европейцы познакомились с индусскими ("арабскими") цифрами.
Сообщаемый РІ РєРЅРёРіРµ материал поясняется РЅР° большом числе задач, составляющих значительную часть этого трактата. В
Рассмотрим одну такую задачу:
"Сколько пар кроликов в один год от одной пары рождается?
Некто поместил пару кроликов в некоем месте, огороженном со всех сторон стеной, дабы узнать, сколько пар кроликов родится в течение этого года, если природа кроликов такова, что через месяц пара кроликов воспроизведет другую, а рождают кролики со второго месяца после своего рождения"
Месяцы | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
Пары кроликов | 2 | 3 | 5 | 8 | 13 | 21 | 34 | 55 | 89 | 144 | 233 | 377 |
| | | | | | | | | | | | |
Табл.1 Ряд Фибоначчи при u1=1 |
 Перейдем теперь от кроликов к числам и рассмотрим следующую числовую последовательность:
u1, u2 … un
в которой каждый член равен сумме двух предыдущих, т.е. при всяком n>2
un=un-1+un-2.
Данная последовательность асимптотически (приближаясь все медленнее и медленнее) стремится к некоторому постоянному соотношению. Однако, это соотношение иррационально, то есть представляет собой число с бесконечной, непредсказуемой последовательностью десятичных цифр в дробной части. Его невозможно выразить точно.
Если какой-либо член последовательности Фибоначчи разделить на предшествующий ему (например, 13:8), результатом будет величина, колеблющаяся около иррационального значения 1.61803398875... и через раз то превосходящая, то не достигающая его.
Асимптотическое поведение последовательности, затухающие колебания ее соотношения около иррационального числа Ф могут стать более понятными, если показать отношения нескольких пеpвых членов последовательности. В этом примере приведены отношения второго члена к первому, третьего ко второму, четвертого к третьему, и так далее:
1:1 = 1.0000, что меньше фи на 0.6180
2:1 = 2.0000, что больше фи на 0.3820
3:2 = 1.5000, что меньше фи на 0.1180
5:3 = 1.6667, что больше фи на 0.0486
8:5 = 1.6000, что меньше фи на 0.0180
По мере продвижения по суммационной последовательности Фибоначчи каждый новый член будет делить следующий со все большим и большим приближением к недостижимому Ф.
Человек подсознательно ищет Божественную пропорцию: она нужна для удовлетворения его потребности в комфорте.
Пpи делении любого члена последовательности Фибоначчи на следующий за ним получается просто обратная к 1.618 величина (1 : 1.618=0.618). Hо это тоже весьма необычное, даже замечательное явление. Поскольку пеpвоначальное соотношение – бесконечная дpобь, у этого соотношения также не должно быть конца.
При делении каждого числа на следующее за ним через одно, получаем число 0.382
1:0.382=2.618
Подбирая таким образом соотношения, получаем основной набор коэффициентов Фибоначчи: 4.235 ,2.618 ,1.618,0.618,0.382,0.236.Упомянем также 0.5.Все они играют особую роль в природе и в частности в техническом анализе.
Тут необходимо отметить, что Фибоначчи лишь напомнил свою последовательность человечеству, так как она была известна еще в древнейшие времена под названием Золотое сечение.
Золотое сечение, как РјС‹ видели, возникает РІ СЃРІСЏР·Рё СЃ правильным пятиугольником, поэтому Рё числа Фибоначчи играют роль РІРѕ всем, что имеет отношение Рє правильным пятиугольникам - выпуклым Рё звездчатым. В
Ряд Фибоначчи мог бы остаться только математическим казусом, если бы не то обстоятельство, что все исследователи золотого деления в растительном и в животном мире, не говоря уже об искусстве, неизменно приходили к этому ряду как арифметическому выражению закона золотого деления. Ученые продолжали активно развивать теорию чисел Фибоначчи и золотого сечения. Ю. Матиясевич с использованием чисел Фибоначчи решает 10-ю проблему Гильберта (о решении Диофантовых уравнений). Возникают изящные методы решения ряда кибернетических задач (теории поиска, игр, программирования) с использованием чисел Фибоначчи и золотого сечения. В США создается даже Математическая Фибоначчи-ассоциация, которая с 1963 года выпускает специальный журнал.
РћРґРЅРёРј РёР· достижений РІ этой области является открытие обобщенных чисел Фибоначчи Рё обобщенных золотых сечений. Р СЏРґ Фибоначчи (1, 1, 2, 3, 5, 8) Рё открытый РёРј же «двоичный» СЂСЏРґ чисел 1, 2, 4, 8, 16...(то есть СЂСЏРґ чисел РґРѕ n , РіРґРµ любое натуральное число, меньшее n можно представить СЃСѓРјРјРѕР№ некоторых чисел этого СЂСЏРґР°) РЅР° первый взгляд совершенно разные. РќРѕ алгоритмы РёС… построения весьма похожи РґСЂСѓРі РЅР° РґСЂСѓРіР°: РІ первом случае каждое число есть СЃСѓРјРјР° предыдущего числа СЃ самим СЃРѕР±РѕР№ 2 = 1 + 1; 4 = 2 + 2..., РІРѕ втором – это СЃСѓРјРјР° РґРІСѓС… предыдущих чисел 2 =1 + 1, 3 = 2 + 1, 5 = 3 + 2.... Нельзя ли отыскать общую математическую формулу, РёР· которой получаются Рё «двоичный» СЂСЏРґ, Рё СЂСЏРґ Фибоначчи? В
Действительно, зададимся числовым параметром S, который может принимать любые значения: 0, 1, 2, 3, 4, 5... Рассмотрим числовой ряд, S + 1 первых членов которого – единицы, а каждый из последующих равен сумме двух членов предыдущего и отстоящего от предыдущего на S шагов. Если n-й член этого ряда мы обозначим через S (n), то получим общую формулу S (n) = S (n – 1) + S (n – S – 1).
Очевидно, что при S = 0 из этой формулы мы получим «двоичный» ряд, при S = 1 –ряд Фибоначчи, при S = 2, 3, 4. новые ряды чисел, которые получили название S-чисел Фибоначчи.
В общем виде золотая S-пропорция есть положительный корень уравнения золотого S-сечения xS+1 – xS – 1 = 0.
Нетрудно показать, что при S = 0 получается деление отрезка пополам, а при S = 1 – знакомое классическое золотое сечение.
Отношения соседних S-чисел Фибоначчи с абсолютной математической точностью совпадают в пределе с золотыми S-пропорциями! То есть золотые S-сечения являются числовыми инвариантами S-чисел Фибоначчи.
7.Золотое сечение в искусстве.
7.1. Золотое сечение в живописи.
Переходя к примерам «золотого сечения» в живописи, нельзя не остановить своего внимания на творчестве Леонардо да Винчи. Его личность – одна из загадок истории. Сам Леонардо да Винчи говорил: «Пусть никто, не будучи математиком, не дерзнет читать мои труды».
Нет сомнений, что Леонардо да Винчи был великим художником, это признавали уже его современники, но его личность и деятельность останутся покрытыми тайной, так как он оставил потомкам не связное изложение своих идей, а лишь многочисленные рукописные наброски, заметки, в которых говорится «обо всем на свете».
Портрет Монны Лизы (Джоконды) долгие годы привлекает внимание исследователей, которые обнаружили, что композиция рисунка основана на золотых треугольниках, являющихся частями правильного звездчатого пятиугольника..
Также пропорция золотого сечения проявляется РІ картине Шишкина. РќР° этой знаменитой картине Р. Р. Шишкина СЃ очевидностью просматриваются мотивы золотого сечения. РЇСЂРєРѕ освещенная солнцем СЃРѕСЃРЅР° (стоящая РЅР° первом плане) делит длину картины РїРѕ золотому сечению. Справа РѕС‚ СЃРѕСЃРЅС‹ - освещенный солнцем РїСЂРёРіРѕСЂРѕРє. РћРЅ делит РїРѕ золотому сечению правую часть картины РїРѕ горизонтали. В
Р’ картине Рафаэля "Рзбиение младенцев" просматривается РґСЂСѓРіРѕР№ элемент золотой пропорции - золотая спираль. РќР° подготовительном СЌСЃРєРёР·Рµ Рафаэля проведены красные линии, идущие РѕС‚ смыслового центра композиции - точки, РіРґРµ пальцы РІРѕРёРЅР° сомкнулись РІРѕРєСЂСѓРі лодыжки ребенка - вдоль фигур ребенка, женщины, прижимающей его Рє себе, РІРѕРёРЅР° СЃ занесенным мечом Рё затем вдоль фигур такой же РіСЂСѓРїРїС‹ РІ правой части СЌСЃРєРёР·Р°. Неизвестно, строил ли Рафаэль золотую спираль или чувствовал её.
Т.Кук использовал при анализе картины Сандро Боттичелли «рождение Венеры» золотое сеченеие .
7.2. Пирамиды золотого сечения.
РЁРёСЂРѕРєРѕ известны медицинские свойства пирамид, особенно золотого сечения. РџРѕ некоторым наиболее распространенным мнениям, комната, РІ которой находится такая пирамида, кажется больше, Р° РІРѕР·РґСѓС… - прозрачнее. РЎРЅС‹ начинают запоминаться лучше. Также известно, что золотое сечение широко применялась РІ архитектуре Рё скульптуре. Примером тому стали: Пантеон Рё Парфенон РІ Греции, здания архитекторов Баженова Рё Малевича В
8. Заключение.
Необходимо сказать, что золотое сечение имеет большое применение в нашей жизни.
Было доказано, что человеческое тело делится в пропорции золотого сечения линией пояса.
Раковина наутилуса закручена подобно золотой спирали.
Благодаря золотому сечению был открыт пояс астероидов между Марсом и Юпитером – по пропорции там должна находиться ещё одна планета.
Возбуждение струны в точке , делящей её в отношении золотого деления, не вызовет колебаний струны, то есть это точка компенсации.
РќР° летательных аппаратах СЃ электромагнитными источниками энергии создаются прямоугольные ячейки СЃ пропорцией золотого сечения. В
Джоконда построена РЅР° золотых треугольниках, золотая спираль присутствует РЅР° картине Рафаэля В«Рзбиение младенцев».
Пропорция обнаружена в картине Сандро Боттичелли «Рождение Венеры»
Рзвестно РјРЅРѕРіРѕ памятников архитектуры, построенных СЃ использованием золотой пропорции, РІ том числе Пантеон Рё Парфенон РІ Афинах, здания архитекторов Баженова Рё Малевича.
Роанну Кеплеру, жившему пять веков назад, принадлежит высказывание: "Геометрия обладает РґРІСѓРјСЏ великими сокровищами. Первое - это теорема Пифагора, второе - деления отрезка РІ крайнем Рё среднем отношении"В
Список литературы
1. Д. Пидоу. Геометрия и искусство. – М.: Мир, 1979.
2. Журнал "Наука и техника"
3. Журнал «Квант», 1973, № 8.
4. Журнал «Математика в школе», 1994, № 2; № 3.
5. Ковалев Ф.В. Золотое сечение в живописи. К.: Выща школа, 1989.
6. Стахов А. Коды золотой пропорции.
7.Воробьев Н.Н. "Числа Фибоначчи" - М.: Наука 1964
8. "Математика - Рнциклопедия для детей" Рњ.: Аванта +, 1998
9. Рнформация РёР· интернета.