【家園】談黃金分割(隨筆)
隨著2019年高考數(shù)學(xué)試卷中利用黃金分割求一名女性身高問題的出現(xiàn),黃金分割問題正成為人們熱議的焦點(diǎn)。下面談?wù)剬S金分割問題的一點(diǎn)粗淺理解。
黃金分割是指某點(diǎn)把一個(gè)線段分成長短不等的兩段,使短線段與長線段的比值和長線段與整個(gè)線段的比值相等,經(jīng)過計(jì)算,這個(gè)比值等于(√5一1)/2,約等于0.618,即長線段占整個(gè)線段長度的0.618,短線
段占整個(gè)線段長度的0.382。通常認(rèn)為0.618就是黃金分割比。
讓我們再回到2019年高考試題,該女性頭長26cm,可計(jì)算身高為26/0.382/0.382=178cm,若依據(jù)腿長105cm,可計(jì)算身高為105/0.618=170cm,取二者均值為174cm,最接近的答案為B.175cm。
自然界中的黃金分割現(xiàn)象是非常常見的。下面舉幾個(gè)實(shí)例說明。
標(biāo)準(zhǔn)的人體,肚臍以下占整個(gè)身高的0.618,咽喉到肚臍占肚臍以上部分的0.618,這樣的比例才是最美的。不過這只是理想化的比例,據(jù)統(tǒng)計(jì),中國人肚臍以下部分只占身高的0.58左右,所以女性穿上高跟鞋更顯比例勻稱,身材嬌美。
人的正常體溫約為37度,而人感覺最舒適的環(huán)境溫度約為23度,約是正常體溫的0.618。 在人的視覺中,綠色是人感覺最舒服的顏色,而綠色正好位于可見光譜(紅橙黃綠青藍(lán)紫)的0.618。
在植物中,車前草兩個(gè)相鄰葉片的夾角為137度28分,正好是360度的0.382,只有這樣,車前草的全部葉片才不會(huì)出現(xiàn)任意兩片完全重疊,也就是說,每個(gè)葉片都能接受到一定的光照,以進(jìn)行正常的光合作用。植物的這種現(xiàn)象叫做葉鑲嵌。這里,黃金分割既使植物產(chǎn)生了美感,又滿足了植物對環(huán)境的適應(yīng),當(dāng)然也是生物進(jìn)化的結(jié)果。
有一個(gè)非常有名的數(shù)列:1,1,2,3,5,8,13,21……。其特點(diǎn)是從第三項(xiàng)開始,每一項(xiàng)都是前兩項(xiàng)的和,這個(gè)數(shù)列的意義在于,相鄰兩項(xiàng)的比值愈來愈接近0.618,即黃金分割比。這個(gè)數(shù)列就是著名的斐波納契數(shù)列。
木本植物的生長,第1年只有1個(gè)主干,第2年出現(xiàn)了2個(gè)分枝,第3年其中一個(gè)粗一些的枝條又出現(xiàn)了2個(gè)分枝,總共為3個(gè)分枝,第4年又有兩個(gè)枝條分別出現(xiàn)兩個(gè)分枝,總共為5個(gè)分枝,等等。這一點(diǎn)很象斐波納契數(shù)列。
松籽的排列同時(shí)存在順時(shí)針排列和逆時(shí)針排列兩個(gè)方向,其中順時(shí)針排列的有8列,逆時(shí)針排列的有13列。向日葵花盤中葵花籽的排列,順時(shí)針排列為21列,逆時(shí)針排列為34列。正好都是斐波納契數(shù)列中相鄰的兩項(xiàng)。
黃金分割在實(shí)踐中得到了充分的應(yīng)用。
美術(shù)師在制作人體雕像或塑像時(shí),要注意人體的相關(guān)部位符合黃金分割比,這樣雕塑才有美感。
A4紙、學(xué)生課桌、電視機(jī)屏幕或電影的銀幕寬與長的比例接近0.618,這樣的比例看上去是美的。
春晚從晚八點(diǎn)至次日零晨一點(diǎn),時(shí)長達(dá)5個(gè)小時(shí),即300分鐘,現(xiàn)場觀眾和電視觀眾感到欣賞疲勞的時(shí)間大約是黃金分割點(diǎn),即第185分鐘,也就是十一點(diǎn)左右,晚會(huì)的導(dǎo)演會(huì)在此時(shí)安排一個(gè)質(zhì)量較高的節(jié)目來喚醒觀眾,前幾年某名演員的小品多在十一點(diǎn)左右出場,就是一種科學(xué)的安排。最近幾年,這一時(shí)間點(diǎn)逐漸被開心麻花團(tuán)隊(duì)占領(lǐng)。
同樣,作為一名教師掌握這一規(guī)律后,會(huì)在一節(jié)課的黃金分割點(diǎn)變換教學(xué)方法,刺激學(xué)生產(chǎn)生新的興奮點(diǎn)。比如,我們現(xiàn)在一節(jié)課是40分鐘,黃金分割點(diǎn)為24分鐘時(shí),這時(shí)教師應(yīng)采用更為精彩的方法或手段,再次點(diǎn)燃學(xué)生學(xué)習(xí)的激情。學(xué)生上早讀課,前半節(jié)坐著朗讀,后半節(jié)有的學(xué)校要求起立記背,可從黃金分割理論找到答案了。
作為家長對孩子上學(xué)的管理都非常重視。很多家長反映,學(xué)生在初二下學(xué)期出現(xiàn)了這樣或那樣的違紀(jì)現(xiàn)象,如吸煙,打架,上網(wǎng),早戀等導(dǎo)致成績嚴(yán)重下滑。殊不知,初中三年的黃金分割點(diǎn)為1.85年,正好處在初二下學(xué)期,所以,有經(jīng)驗(yàn)的家長應(yīng)該在學(xué)生進(jìn)入初二以后加強(qiáng)管理,多觀察孩子的言行,思想變化,多與老師溝通,發(fā)現(xiàn)苗頭,及時(shí)果斷處理。
其實(shí)人的壽命也有黃金分割點(diǎn),人一生的黃金分割點(diǎn)即為身體各方面機(jī)能最旺盛的年齡,以后機(jī)能將逐漸走向衰弱。如一個(gè)人在50歲時(shí)達(dá)到最旺盛,以后逐漸衰退,預(yù)計(jì)其自然壽命約為50/0.618=81歲。據(jù)此,可以繪制出人的壽命曲線,即起點(diǎn)為原點(diǎn),最高點(diǎn)在人的最旺盛時(shí)期,終點(diǎn)位于X軸上人的壽命終止時(shí)。當(dāng)然人的一生中會(huì)遇到各種各樣的環(huán)境變化,對人的自然壽命會(huì)產(chǎn)生一定的影響,甚至很大影響。因此,作為一個(gè)個(gè)體,我們每個(gè)人都要通過后天的努力,如作息規(guī)律,生活節(jié)制,適當(dāng)鍛煉,保持良好心態(tài)等盡量延長機(jī)體走向衰弱的那一刻,盡量使衰弱的速度慢一些,從而達(dá)到延長壽命,享受人生的目的。
還有的人在股市中應(yīng)用黃金分割的原理操盤,也是很有道理的,由于筆者對股市研究較少,在此不多評(píng)論。
以上是對黃金分割問題的粗淺認(rèn)識(shí),不妥之處,可作進(jìn)一步探討。