【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。下面談?wù)剬S金分割問題的一點粗淺理解。
黃金分割是指某點把一個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線段的比值相等,經(jīng)過計算,這個比值等于(√5一1)/2,約等于0.618,即長線段占整個線段長度的0.618,短線
段占整個線段長度的0.382。通常認為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,可計算身高為26/0.382/0.382=178cm,若依據(jù)腿長105cm,可計算身高為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。下面舉幾個實例說明。
標準的人體,肚臍以下占整個身高的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,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(紅橙黃綠青藍紫)的0.618。
在植物中,車前草兩個相鄰葉片的夾角為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出現(xiàn)任意兩片完全重疊,也就是說,每個葉片都能接受到一定的光照,以進行正常的光合作用。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),當然也是生物進化的結(jié)果。
有一個非常有名的數(shù)列:1,1,2,3,5,8,13,21……。其特點是從第三項開始,每一項都是前兩項的和,這個數(shù)列的意義在于,相鄰兩項的比值愈來愈接近0.618,即黃金分割比。這個數(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個主干,第2年出現(xiàn)了2個分枝,第3年其中一個粗一些的枝條又出現(xiàn)了2個分枝,總共為3個分枝,第4年又有兩個枝條分別出現(xiàn)兩個分枝,總共為5個分枝,等等。這一點很象斐波納契數(shù)列。
松籽的排列同時存在順時針排列和逆時針排列兩個方向,其中順時針排列的有8列,逆時針排列的有13列。向日葵花盤中葵花籽的排列,順時針排列為21列,逆時針排列為34列。正好都是斐波納契數(shù)列中相鄰的兩項。
黃金分割在實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,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。
春晚從晚八點至次日零晨一點,時長達5個小時,即300分鐘,現(xiàn)場觀眾和電視觀眾感到欣賞疲勞的時間大約是黃金分割點,即第185分鐘,也就是十一點左右,晚會的導(dǎo)演會在此時安排一個質(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左右出場,就是一種科學(xué)的安排。最近幾年,這一時間點逐漸被開心麻花團隊占領(lǐng)。
同樣,作為一名教師掌握這一規(guī)律后,會在一節(jié)課的黃金分割點變換教學(xué)方法,刺激學(xué)生產(chǎn)生新的興奮點。比如,我們現(xiàn)在一節(jié)課是40分鐘,黃金分割點為24分鐘時,這時教師應(yīng)采用更為精彩的方法或手段,再次點燃學(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現(xiàn)象,如吸煙,打架,上網(wǎng),早戀等導(dǎo)致成績嚴重下滑。殊不知,初中三年的黃金分割點為1.85年,正好處在初二下學(xué)期,所以,有經(jīng)驗的家長應(yīng)該在學(xué)生進入初二以后加強管理,多觀察孩子的言行,思想變化,多與老師溝通,發(fā)現(xiàn)苗頭,及時果斷處理。
其實人的壽命也有黃金分割點,人一生的黃金分割點即為身體各方面機能最旺盛的年齡,以后機能將逐漸走向衰弱。如一個人在50歲時達到最旺盛,以后逐漸衰退,預(yù)計其自然壽命約為50/0.618=81歲。據(jù)此,可以繪制出人的壽命曲線,即起點為原點,最高點在人的最旺盛時期,終點位于X軸上人的壽命終止時。當然人的一生中會遇到各種各樣的環(huán)境變化,對人的自然壽命會產(chǎn)生一定的影響,甚至很大影響。因此,作為一個個體,我們每個人都要通過后天的努力,如作息規(guī)律,生活節(jié)制,適當鍛煉,保持良好心態(tài)等盡量延長機體走向衰弱的那一刻,盡量使衰弱的速度慢一些,從而達到延長壽命,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,在此不多評論。
以上是對黃金分割問題的粗淺認識,不妥之處,可作進一步探討。