什么是黄金比例(φ)?
φ(phi)是方程 x² = x + 1 的正根。这个方程有清晰的几何意义:如果把一条线段分成两部分,使“整体 : 较长部分 = 较长部分 : 较短部分”,那么这个比值就是 φ。没有其他数具有这种完全自相似的性质。
把一条线段分成较长段与较短段,使整体与较长段之比等于较长段与较短段之比,这个比值就是 φ。
| 斐波那契对 | 比值 | 与 φ 的差 |
|---|---|---|
| 1, 1 | 1,000 | 0,618 |
| 2, 3 | 1,500 | 0,118 |
| 8, 13 | 1,625 | 0,007 |
| 55, 89 | 1,61818… | 0,00015 |
| → ∞ | 1,61803… | 0 |
黄金比例出现在正五边形与五角星中,其中对角线会按黄金比例互相分割。每一个斐波那契数除以前一个数,都会趋近于 φ。连分数 [1; 1, 1, 1, …] 是最简单的无限连分数:全部由 1 构成。这使 φ 成为最难被分数逼近的数,因此常被称为“最无理的数”。
在不断缩小的黄金矩形中画出四分之一圆弧,就会得到常见的“黄金螺旋”近似图形。
φ 满足 φ² = φ + 1,因此 φ = 1 + 1/φ。不断代入可得:φ = 1 + 1/(1 + 1/(1 + …))。这个全由 1 组成的无限连分数,既是它的定义,也是它被称为“最无理的数”的原因。高精度数值为:1.61803398874989484820…
在边长为 1 的正五边形中,每条对角线的长度都是 φ ≈ 1.618。画出全部对角线后,会得到处处充满黄金比例的五角星。
黄金比例 φ 约为 1.61803398874989484820,是方程 x² = x + 1 的正根。它是无理数、代数数,也是连续斐波那契数之比的极限。它出现在正五边形、二十面体、向日葵种子的螺旋排列,以及自古希腊以来研究的许多比例结构中。它的连分数 [1; 1, 1, 1, ...] 使它成为最难被分数逼近的实数,因此植物叶序会自然地使用由 φ 导出的黄金角。
黄金比例 φ is irrational. Its decimal expansion never ends and never repeats. The digits shown below are verified against the 二次公式.
Pi
Memorize pi, e, and 38 mathematical constants using the numpad path method
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