數學手抄報資料:中外比與“黃金分割”

黃金分割的起源

中外比後來被世人通稱為“黃金分割”,雖然最先系統研究黃金分割的是歐多克斯,但是,它究竟起源於何時、何故呢?

人們認為,黃金分割作圖與正五邊形、正十邊形和五角星形的作圖有關——特別是由五角星形作圖的需要引起的。

五角星形是一種很耐人尋味的圖案,世界許多國家國旗上的“星”都畫成五角形。現今有將近40個國家(如中國、美國、朝鮮、土耳其、古巴等等)的國旗上有五角星。為什麼是五角而不是其他數目的角?也許是古代留下來的習慣。

五角星形的起源甚早,現在發現最早的五角星形圖案是在幼發拉底河下游馬魯克地方(現屬伊拉克)發現的一塊公元前3200年左右製成的泥板上。古希臘的畢達哥拉斯學派用五角星形作為他們的徽章或標誌,稱之為“健康”。可以認為畢達哥拉斯已熟知五角星形的作法,由此可知他已掌握了黃金分割的方法。現在人一般認為,黃金分割是由公元前6世紀的畢達哥拉斯發現的。

系統論述黃金分割的最早記載是歐幾里得的《幾何原本》,在該書第四卷中記述了用黃金分割作五邊形、十邊形的問題,在第二卷第11節中詳細講了黃金分割的計算方法,其中寫道:“以點H按中末比截線段AB,使AB∶AH=AH∶HB ”將這一式子計算一下:設 AB= 1, AH=x,則上面等式18,點H是AB的黃金分割點, 0.618叫做“黃金數”。

在《幾何原本》中把它稱為“中末比”。直到文藝復興時期,人們重新發現了古希臘數學,並且發現這種比例廣泛存在於許多圖形的自然結構之中,因而高度推崇中末比的奇妙性質和用途。義大利數學家帕喬利稱中末比為“神聖比例”;德國天文學家克卜勒稱中末比為“比例分割”,並認為勾股定理“好比黃金”,中末比“堪稱珠玉”。

最早在著作中使用“黃金分割”這一名稱的是德國數學家M·歐姆,他是發現電學的歐姆定律的G·S·歐姆的弟弟。他在自己的著作《純粹初等數學》(第二版,1835)中用了德文字:“der goldene schnitt(黃金分割)”來表述中末比,以後,這一稱呼才逐漸流行起來。