2009年5月3日星期日

黄金比作图来历的思考

以前小时候学几何时,教科书上教的黄金比画法很古怪,完全是凑出来的,但一直不解为什么是这样,而且也不理解古人到底是怎么想的,怎么画的。最近两年看到日本一个节目,介绍黄金比的画法,才突然醒悟到原来自己学的教科书是有问题的,古人最早不是这么画的。几乎所有的国外教科书都是用一个正方形开始画的。其实这才是容易理解的画法。在很早以前,人们还不承认根号的时候,谁会去凑那个数啊。

现在,就从这个正方形画法再思考下去,古人是怎么获得这个简洁的画法呢?

还是要从勾股定理的推论想起,或者直角三角形斜边上的高的平方。见前面的博客。

黄金比的要求是,已知一个线段AB,求作一个线段AH,AH是AB的延长线段,使得AH:AB=AB:BH。如果把等式换一下,就是AB*AB=AH*BH,这时候,我们可以知道AB就是一个直角三角形的高了。要画这个直角三角形,我们要把BH画到A的傍边来,让AE=BH,现在,AB一定就是直角三角形EDH的高AD,或者说,正方形ABCD的面积一定就是AE*AH。而直角三角形EDH的外接圆圆心一定是EH的中点M,由于AE=BH,所以M就一定是在AB的中点上,这样我们就找到了外接圆的圆心,而圆上的一个点D已经知道,所以立刻就可以画出外接圆交AB的延长线与E和H。那么AH或者BE就是所求的线段。以BE和CB(AB)为边作矩形BEFC就是黄金矩形了。当然矩形AEFD也是黄金矩形。所以,如果要求在AB内求点Q,使得AB:AQ=AQ:QB,那么AE=AQ,所以连作法都不用改,而不用我们原来学的那个看起来简单,理解起来困难的三角形作法。据说日本以前还出过以类似这张图为画面的邮票呢。嘿嘿,不知道现在地教科书改过来没有。那一天也和教育部门的砖家切磋一下。看看他们的想法。不过很多人已经被蒙了至少30十年了,反正黄金比也不是什么太要紧的东西,即使不知道来历也不影响生活。不过有一点我一直很好奇,当年优选法一直就是用这个简单的黄金比,还让大数学家华罗庚和苏步青等出来给人家扫盲,但这么简单的东西,要大数学家来讲,是不是有意作践这些大数学家?或者当年的造反派真是不懂,非要大数学家出马?但是这是一个初中老师就可以讲清楚的东西呀?但愿当年的造反派还有人来看帖子,回答一下这个困扰渔夫许多许多年的疑问。

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