世间最神秘的三个数字(十三)

2016-05-19 03:37刘玮
中学科技 2016年4期
关键词:螺线钝角鹏飞

刘玮

说话间,皓天用手中的纸剪出了两个黄金三角形:“下一代的黄金三角形在哪儿?”

“在长边上找到黄金分割点,并与它的对角相连看看,它将原来的黄金三角形分成了两个小的黄金三角形,一个是锐角黄金三角形,另一个是钝角黄金三角形。”

“等等——这里有玄机!”皓天灵光闪现,“子代与父代都是黄金三角形,是相似的,设锐角为α,分割后由相似可看出其底角一定为2α,那么这个α就能求出来了,5α=180°,α=36°,底角就是72°。同时可以看出:钝角黄金三角形的顶角是180°-2α=108°。”

“这个繁殖过程也可以用折叠法了!”鹏飞提示道。

“对,将底角对折一次,出现两个二代黄金三角形,折一次后不打开,沿小三角形的底线再折一次,第三代的小黄金三角形也出来了。如此下去,就可以繁殖出一系列的黄金三角形。”

鹏飞觉得讨论可以再深入下去了:“最美矩形应该是什么样子的呢?”

皓天:“当然是两边比为φ的矩形了。”

“能用折叠法繁衍出下一代的黄金矩形吗?”

“可以啊,对折一角,折出一个正方形,余下的还是一个黄金矩形。依次折出正方形,就可无限繁衍出越来越小的黄金矩形,最终趋向于一个点。”

鹏飞:“是的,这个点被称为‘上帝之眼,仿佛正是从这里繁衍出了这些无数的正方形。更奇妙的是,如果过这些正方形对角画曲线,就形成了对数螺线的轮廓。”

“对数螺线的方程是什么?”

“用极坐标方程表示:r = aeθ 。”

“原来黄金数φ与e还有这种渊源呢!”皓天不禁喃喃自语道,“黄金三角形、黄金四角形,前面分割的线段也可以说是二角形,应当还有黄金五角形、六角形……这是平面的,立体的就应该有黄金四面体、黄金长方体……四维空间的是不是还有许多黄金超体啊?”

鹏飞惊诧了:“我的知识也有限,只知道金字塔是黄金四面体,五角星是当年毕达哥拉斯学派的标志,里面有好多黄金比,黄金长方体的长宽高之比为1∶0.618∶0.382。另外,曲线家族里也有黄金比,比如黄金椭圆、对数螺线等,至于其他的,我也不了解了。”

“它们的共同特点是具有黄金比,一定也都可以通过折叠法繁衍出无数个小的自相似图形来。”皓天又陷入了沉思中。

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