章節5
黃金分割
我們常常聽說有“黃金分割”這個詞,“黃金分割”當然不是指的怎樣分割黃金,這是一個比喻的說法,就是說分割的比例像黃金一樣珍貴。那麼這個比例是多少呢?是0618。人們把這個比例的分割點,叫做黃金分割點,把0618叫做黃金數。並且人們認為如果符合這一比例的話,就會顯得更美、更好看、更協調。在生活中,對“黃金分割”有著很多的應用。
比如人:肚臍到腳底的距離/頭頂到腳底的距離是0618,眉毛到脖子的距離/頭頂到脖子的距離是0618。比如,演員在台上的時候,如果站在台中央,就顯得太呆板了,而如果站在黃金分割的位置上,就會顯得活潑和生動。
而我們看的書:書的長/(書的長+書的寬)=0618。
再比如,埃及的金字塔:金字塔的高/底座的邊長=0618。
還有世界名畫《蒙娜麗莎》,就是根據黃金分割的比例來構圖的。
我們熟悉的正五角形裏同樣也有黃金分割:
AB/BD=AC/AD=BC/AB=0618
黃金分割是個古老的數學問題,不過以前人們隻是從趣味上去研究它,近幾十年來出現的一種新的數學方法——最優化方法,給黃金分割找到了一種新的實際用場。
例如,要配製一種新農藥,需要兌水稀釋,兌多少才好呢?太濃太稀都不行。什麼比例最合適,要通過試驗來確定。如果知道,稀釋的倍數在1000和2000之間,那麼,可以把1000和2000看做線段的兩個端點,選擇黃金分割點作為第一個試驗點,C點的數值可以算是1000+(2000-1000)×0618=1618。試驗的結果,如果按1618倍,水兌得過多,稀釋效果不理想,可以進行第二次試驗。這次的試驗點應該選的黃金分割點,D的位置是1000+(1618-1000)×0618,約等於1382,如果D點還不理想,可以按黃金分割的方法繼續試驗下去。如果太濃,可以選DC之間的黃金分割點;如果太稀,可以選AD之間的黃金分割點,用這樣的方法,可以較快地找到合適的濃度數據。
這種方法叫做“黃金分割法”。用這樣的方法進行科學試驗,可以用最少的試驗次數找到最佳的數據,既節省了時間,也節約了原材料。
小朋友,如果你們在生活中遇到了相似的問題,不妨也運用“黃金分割法”來解決,一定能夠得到事半功倍的效果。完全數
這天,聰聰和笨笨寫完作業後,賈伯伯又開始給他們講數學的故事。
“今天我們講的是‘完全數’……”
“完全數?數還有不完全的?那不完全的數是不是就是一半的呢?”笨笨問。
“哼,當然不是啦,哪有這麼簡單的!”不等賈伯伯開口,聰聰就搶先說。
“哦,那你說,什麼是完全數呢?”賈伯伯問聰聰。
“嗯ń…就是…就是…就是整個的數吧?”聰聰試探著說。
“當然也不是啦!”賈伯伯說。聰聰不好意思地低下頭。賈伯伯繼續向他們講著“完全數”的概念。
“什麼是‘完全數’呢?就是說,如果一個自然數正好等於除去它本身以外所有的因數之和”,這個自然數就叫‘完全數’。那,你們說,什麼數符合這樣的要求呢?”
聰聰和笨笨想了想,笨笨先遲疑地說:“6……是吧!”
賈伯伯笑著說:“你怎麼知道6是呢?”
笨笨大著膽子說:“因為6除了它自己,還有1、2、3三個因數,而1+2+3,正好就是6,就像您剛才說的,三個因數的和正好等於它自己。”
賈伯伯讚許地說:“笨笨答對了,6就是最小的完全數。除了6以外,28也是完全數。你們看,28除了自己之外,還有1、2、4、7、14五個因數,1+2+4+7+14,不也是28了嗎?”笨笨和聰聰互相看看,都覺得這個“完全數”挺有意思。聰聰問:“那還有多少這樣的‘完全數’呢?”
賈伯伯說:“兩千多年前,人們就發現了6和28這兩個完全數;後來,又發現了496和8128這兩個數,也是完全數。可是又過了一千多年,才又發現了第五個完全數,這個數就是33550326。”
笨笨說:“真不容易呀!”
賈伯伯說:“後來的三百多年,人們又找出了4個完全數,第九個完全數已經有37位了。後來有了電子計算機,人們再找完全數,就方便多了。到現在,總共找到了33個完全數,有的完全數已經有五百多位了呢!”
“那,還有更大的完全數嗎?”聰聰問。
賈伯伯笑了:“完全數到底是有限的還是無限的,這個問題嘛,現在還沒有解決,連數學家也不知道。再比如,已經發現的33個完全數都是偶數,有沒有奇數的完全數?這個也還沒有答案呢!”