Matematika · II. kötet

Hasonlóság · Ráadás

Szépség és művészet – aranymetszés

Vezesd le az aranymetszés arányát, és különítsd el a matematikát az esztétikai állításoktól.

Értsd meg!

Aranymetszés definíciója

Egy szakasz nagyobb része legyen b, kisebb része a, mindkettő pozitív. Az aranymetszés feltétele a+bb=ba. Az egész úgy aránylik a nagyobb részhez, ahogyan a nagyobb a kisebbhez. A kisebb/nagyobb hányados ennek reciproka. Az irány megnevezése nélkül a 0,618 és 1,618 összekeverhető.

A szakasz aranymetszés szerinti felosztása

A nagyobb rész az egész kb. 61,8%-a. Az (A+B)/A=A/B egyenlőségből φ²=φ+1 következik. A pozitív arány φ=(1+√5)/2; a rajz ezt az arányt követi.
A nagyobb rész az egész kb. 61,8%-a. Az A+BA=AB egyenlőségből φ²=φ+1 következik. A pozitív arány φ=1+√52; a rajz ezt az arányt követi.

Másodfokú egyenlet

Legyen φ=ba. Ekkor az egész/nagyobb arány 1+1φ, így φ=1+1φ. Rendezve φ²−φ−1=0. A pozitív megoldás φ=1+√52≈1,618. A másik gyök negatív, ezért hosszarányként kizárt. A nagyobb rész/egész arány 1φ≈0,618, a kisebb rész/egész 1φ2≈0,382.

Alkalmazás és értelmezés

Aranymetszés előfordul a szabályos ötszög átlóinak és oldalainak arányában. Tervezésnél lehet tudatos kompozíciós szempont, de az arány matematikai tulajdonsága nem bizonyít egyetemes esztétikai felsőbbrendűséget. Egy fényképen észlelt közelítő arány nem elegendő pontos matematikai állításhoz. A mérést és a feltételezést külön jelöld.

Teljes négyzet: a két téglalap és a saroknégyzet

Az x oldalú négyzet mellé két ax területű téglalapot illesztünk. A teljes (x+a) oldalú négyzethez még a² területű sarok hiányzik. Ez magyarázza a teljes négyzetté kiegészítés tagját; a területábra x>0, a>0 esetén szó szerinti, az azonosság minden valós x,a-ra igaz.
Az x oldalú négyzet mellé két ax területű téglalapot illesztünk. A teljes (x+a) oldalú négyzethez még a² területű sarok hiányzik. Ez magyarázza a teljes négyzetté kiegészítés tagját; a területábra x>0, a>0 esetén szó szerinti, az azonosság minden valós x,a-ra igaz.

Amit érdemes megjegyezni

  • φ=1+√52; φ²=φ+1.
  • Nagyobb/egész≈0,618; kisebb/egész≈0,382.

Kidolgozott példák

1. példa

20 cm-es szakasz

Aranymetszés szerint osztunk egy 20 cm-es szakaszt. Közelítő részek?

  1. Nagyobb rész 20φ≈12,36 cm.
  2. Kisebb rész 20−12,36≈7,64 cm.
  3. A két arány a kerekítés pontosságával egyezik.

2. példa

Egységnyi kisebb rész

A kisebb rész 1 egység.

  1. A nagyobb rész φ.
  2. Az egész φ+1=φ².
  3. A nagyobb és kisebb aránya ugyanaz, mint az egész és nagyobb aránya.

Ellenőrizd magad!

Először önállóan dolgozz! A válaszmezőben törtet billentyűzettel így adhatsz meg: „1/2”, tizedest vesszővel vagy ponttal. Több eredményt pontosvesszővel válassz el (például: 2; 3). Ha a kérdés sorrendet ad meg, kövesd azt. Intervallumot például így írhatsz: [2;3]. Ha a feladat a π együtthatóját kéri, csak a számot add meg. Logikai kérdésnél az „igaz” és „hamis” szavakat is használhatod.

Helyesen megoldva: 0 / 10

1. feladat

Ha φ²=φ+1 és φ>0, a φ²−φ kifejezés értéke?

Megoldás és magyarázat

Az azonosság alapján 1.

2. feladat

Az aranymetszés nagyobb/egész aránya kisebb 1-nél. Igaz vagy hamis?

Megoldás és magyarázat

A rész kisebb az egésznél.

3. feladat

φ²−φ−1=0 két valós gyökéből hány lehet pozitív hosszarány?

Megoldás és magyarázat

A 1+√52 pozitív, a másik negatív.

4. feladat

A matematika bizonyítja, hogy minden aranymetszésű kép szép. Igaz vagy hamis?

Megoldás és magyarázat

A szépség nem következik a hosszarányból.

5. feladatBővítő gyakorlás · Alap

Az aranymetszés φ=1+√52. Mennyi φ²−φ?

Megoldás és magyarázat

φ az x²−x−1=0 pozitív gyöke, ezért φ²−φ=1.

6. feladatBővítő gyakorlás · Alap

Igaz vagy hamis: az aranymetszés aránya pontosan 1,6.

Megoldás és magyarázat

φ≈1,618034; az 1,6 közelítés, nem pontos érték.

7. feladatBővítő gyakorlás · Alkalmazás

Egy szakasz nagyobb része A, kisebb része B; A+BA=AB. Ha AB=φ, akkor BA=φ−c. Mennyi c?

Megoldás és magyarázat

φ²=φ+1, ezért 1φ=φ−1; c=1.

8. feladatBővítő gyakorlás · Alkalmazás

Aranymetszésnél AB=φ. Igaz vagy hamis: A+BB=φ².

Megoldás és magyarázat

A+BB=φ+1=φ².

9. feladatBővítő gyakorlás · Gondolkodtató

A Fibonacci-sorozat 1;1;2;3;5;8;13 után melyik szám következik?

Megoldás és magyarázat

8+13=21; minden új tag az előző kettő összege.

10. feladatBővítő gyakorlás · Gondolkodtató

Igaz vagy hamis: két egymást követő Fibonacci-szám hányadosa minden esetben pontosan φ.

Megoldás és magyarázat

A hányadosok φ-hez közelítenek, de racionális számok, míg φ irracionális.

Visszajelzés erről a leckéről

Mennyire volt hasznos? Az értékelést és a megjegyzést csak a tanár látja.

Értékelés, 1–5

Név és e-mail-cím megadása nem szükséges. Más tanulók értékelései és megjegyzései nem jelennek meg ezen az oldalon.