17
40 «Золотое сечение» Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ» (8 – 9 класс, 2 часа) Содержание «Золотое сечение», «золотой треугольник», «золотой прямоугольник», «золотая спираль». Числовое значение золотого отношения. Деление отрезка в золотом отношении. Цель изучения 1. Расширить кругозор учащихся, способствовать развитию познавательно- го интереса. 2. Показать школьникам общеинтеллектуальное значение математики. Способствовать познанию законов красоты и гармонии окружающего мира. Прогнозируемый результат 1. Знать понятия «золотое сечение», «золотой треугольник», «золотой пря- моугольник». 2. Знать числовое значение золотого отношения. 3. Уметь делить отрезок в золотом отношении. План урока 1. Вступительное слово учителя. 2. «Золотое сечение» в математике: постановка задачи, аналитическое и геометрическое решение пропорции х а х х а - = . 3. «Золотое сечение» в природе, технике, искусстве (сообщения учащихся). 4. Подведение итога урока. 5. Домашнее задание. Оборудование 1. Чертежные инструменты. 2. Плакат «Золотое сечение» в природе. 3. Гербарии. 4. «Раскладушка»: пентаграмма, лотарингский крест, закон углов, деление отрезка в золотом отношении, работы Фидия Эпиграф урока «…Геометрия владеет двумя сокровищами теоремой Пифагора и золо- тым сечением, и если первое из них можно сравнить с мерой золота, то второе с драгоценным камнем…». Иоганн Кеплер Ход урока

Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

  • Upload
    others

  • View
    8

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

40 «Золотое сечение»

Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ» (8 – 9 класс, 2 часа)

Содержание «Золотое сечение», «золотой треугольник», «золотой прямоугольник»,

«золотая спираль». Числовое значение золотого отношения. Деление отрезка в золотом отношении.

Цель изучения 1. Расширить кругозор учащихся, способствовать развитию познавательно-

го интереса. 2. Показать школьникам общеинтеллектуальное значение математики. Способствовать познанию законов красоты и гармонии окружающего мира.

Прогнозируемый результат 1. Знать понятия «золотое сечение», «золотой треугольник», «золотой пря-

моугольник». 2. Знать числовое значение золотого отношения. 3. Уметь делить отрезок в золотом отношении.

План урока 1. Вступительное слово учителя. 2. «Золотое сечение» в математике: постановка задачи, аналитическое и

геометрическое решение пропорции

хах

ха

−= .

3. «Золотое сечение» в природе, технике, искусстве (сообщения учащихся). 4. Подведение итога урока. 5. Домашнее задание.

Оборудование 1. Чертежные инструменты. 2. Плакат «Золотое сечение» в природе. 3. Гербарии. 4. «Раскладушка»: пентаграмма, лотарингский крест, закон углов, деление

отрезка в золотом отношении, работы Фидия …

Эпиграф урока «…Геометрия владеет двумя сокровищами – теоремой Пифагора и золо-

тым сечением, и если первое из них можно сравнить с мерой золота, то второе – с драгоценным камнем…».

Иоганн Кеплер

Ход урока

Page 2: Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

«Золотое сечение» 41

Окружающий нас мир многообразен… Вы, наверное, обращали внимание, что мы неодинаково относимся к

предметам и явлениям окружающей действительности. Беспорядочность, бес-форменность, несоразмерность воспринимаются нами как безобразное и произ-водят отталкивающее впечатление. А предметы и явления, которым свойствен-на мера, целесообразность и гармония воспринимаются как красивое и вызы-вают у нас чувство восхищения, радости, поднимают настроение. Людей с давних времён волновал вопрос, подчиняются ли такие неуло-вимые вещи как красота и гармония, каким-либо математическим расчётам. Можно ли «проверить алгеброй гармонию?» – как сказал А.С. Пушкин. Конечно, все законы красоты невозможно вместить в несколько формул, но, изучая математику, мы можем открыть некоторые слагаемые прекрасного. Сегодня на уроке я познакомлю вас с одним из таких математических со-отношений, там, где оно присутствует, ощущается гармония и красота. Тема сегодняшнего урока «Золотое сечение и гармония форм природы и искусства». Откройте тетради, запишите число … и тему урока … Эпиграфом урока будут слова немецкого астронома и математика Иоган-на Кеплера: «…Геометрия владеет двумя сокровищами – теоремой Пифагора и золотым сечением, и если первое из них можно сравнить с мерой золота, то второе – с драгоценным камнем…». Теорему Пифагора знают многие люди, а вот что такое «золотое сечение» – далеко не все. Сегодня на уроке я познакомлю вас с этим понятием, научу де-лить отрезок в золотом отношении, увидим, где оно встречается в природе, как используется в технике и произведениях искусства.

Что же такое золотое сечение? Рассмотрим отрезок АВ. • • • А С В Его можно разделить точкой С на две части бесконечным множеством способов, но говорят что точка С производит золотое сечение отрезка АВ, если выполняется пропорция: длина меньшего отрезка так относится к длине боль-шего, как больший отрезок относится к длине всего отрезка, т.е.

)1(.АВАС

АССВ

=

Термин золотое сечение ввёл в XVI веке великий художник, учёный и изо-бретатель Леонардо да Винчи. В истории утвердились три варианта назва-

Page 3: Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

42 «Золотое сечение»

ния: золотое сечение, золотая пропорция и третье – деление отрезка в среднем и крайнем отношениях. Кроме того, золотое сечение награждали эпитетами «бо-жественное», «чудесное», «превосходнейшее», потому что-то, где оно присут-ствует, вызывает у нас ощущение красоты и гармонии. Об этом поговорим чуть позже.

Чтобы и вы смогли увидеть золотое сечение в природе, в произведениях искусства, я научу вас сейчас делить отрезок в среднем и крайнем отношениях, т.е. делить отрезок в золотом отношении.

Деление отрезка в золотом отношении l Д а н о: П о с т р о е н и е. ●D отрезок АВ. (не мельчите!) П о с т р о и т ь: E золотое сечение отрезка АВ, т.е. ● точку С так, чтобы

.АВАС

АССВ

=

● ● ● A C B

Построим прямоугольный треугольник, 1) l ⊥AB, B∈ l; у которого один катет в два раза больше другого. 2) BD = 2

1 AB, D∈ l; Для этого восстановим в точке В перпендикуляр 3) AD; к прямой АВ и на нём отложим отрезок BD = 2

1 AB. 4) DE = BD, E∈ AD; Далее, соединив точки А и D, отложим от- 5) AC = AE, C ∈ AB;

резок DЕ = ВD, и наконец, АС = АЕ. 6) Точка С – искомая. Точка С является искомой, она производит

золотое сечение отрезка АВ.

Д о к а з а т е л ь с т в о. ∆ ABD – прямоугольный по построению. По теореме Пифагора

AD2 = AB2 + BD2, так как отрезок AD равен сумме отрезков AE и ED, то равенство перепишем в виде:

(AE + ED)2 = AB2 + BD2, ║ ║ ║

AC 21 AB 2

1 AB (AC + 2

1 AB)2 = AB2 + ( 21 AB)2,

Page 4: Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

«Золотое сечение» 43

AC2 + 2· 21 AC·AB + 4

1 AB2 = AB2 + 41 AB2,

AC2 + AC·AB = AB2, AC2 = AB2 – AC·AB, AC2 = (AB – AC) ·AB,

AC2 = CB·AB, .АВАС

АССВ

=

И с с л е д о в а н и е. Задача имеет единственное решение. Ч. т. д.

Деление отрезка в золотом отношении – это очень древняя задача. Она присутствует в «Началах» Евклида, который решил её другим способом. С этим решением вы можете познакомиться после урока, прочитав материалы «раскла-душки». Золотое сечение записывается с помощью пропорции. Пропорция – это равенство двух отношений. Вам, я думаю, интересно узнать численное значе-ние этих отношений. Сейчас мы его найдём. Для удобства длину отрезка АВ обозначим за а, а длину отрезка АС – за х, то длина отрезка СВ будет а – х.

х а – х • • • А С В

Пропорция (1) примет вид ax

xxa

=− . (2)

(Отношение длины меньшего отрезка а – х к длине большего отрезка х равно отношению большего отрезка х к длине всего отрезка а). Так как отношения составляющие пропорцию равны, то найдём числен-ное значение, например, отношения .а

х По свойству пропорции: произведение средних членов равно произведе-нию крайних членов. Равенство (2) перепишется в виде

.)ха(ах −⋅=2 Раскроем скобки и все слагаемые перенесём в левую часть:

,ахах −= 22 .0аахх 22 =−+

Решать получившееся квадратное уравнение относительно х к доске пой-дёт …

.а5а4а)а(14аD 22222 =+=−⋅⋅−= Так как, а – это длина отрезка, поэтому D > 0, уравнение имеет 2 корня.

;2

5aa2

5aa2

a5ax2

2,1±−

=±−

=±−

=

a

СВ

Page 5: Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

44 «Золотое сечение»

;2

5aax1−−

= .2

5aax2+−

=

Напоминаю, что мы находим значение ax .

Получилось два значения х, но х – это длина отрезка, т.е. число положи-тельное.

Проверим, удовлетворяет ли 1x этому условию? ( 1x не удовлетворяет условию, так как меньше нуля).

Удовлетворяет ли 2x этому условию? ( ) ;

2a15

2a5ax2

⋅−=

−=

5 > 1, ,02

15>

− а > 0.

Значит, .0x2 > Находим отношение

( ) .2

15a2

a15ax −

=⋅−

=

Чтобы вы лучше представили это число, вычислите значение этого выра-жения с помощью микрокалькулятора с точностью до сотых.

62,02

15≈

− = φ.

Следовательно, отношение длины меньшего отрезка к длине большего отрезка и отношение большего к длине всего отрезка равно 0,62. Такое отно-шение и будет золотым. Полученное число обозначается буквой φ. Это первая буква в имени великого древнегреческого скульптора Фидия, жившего в V в до н.э., который часто использовал золотое отношение в своих произведениях. О творениях Фидия будет рассказано чуть позже.

Итак, вы узнали, что такое золотое сечение и как разделить произвольный отрезок в золотом отношении.

Так когда же некоторая точка С производит золотое сечение отрезка AD? (Точка С производит золотое сечение отрезка АВ, если выполняется пропор-ция: длина меньшего отрезка так относится к длине большего, как больший отрезок относится к длине всего отрезка, т.е.

.АВАС

АССВ

=

На уроках геометрии мы изучили равнобедренный треугольник, равно-сторонний треугольник, оказывается, существует ещё так называемый золотой треугольник.

Page 6: Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

«Золотое сечение» 45

Золотым называется такой равнобедренный треугольник, основание и боковая сторона которого находятся в золотом отношении:

В

А С

А сейчас проведём психологический опыт. Начертите на альбомном листе любой прямоугольник, но какой вам

больше нравиться(!). Найдите отношение ширины прямоугольника к его длине. (Учитель про-

ходит между рядами.) Чему равно получившееся отношение?

Результаты показали, что у большинства из вас отношение сторон оказа-лось близким к числу φ. И это не случайно, так как многим людям кажутся кра-сивыми и гармоничными именно те фигуры, в которых есть элементы, связан-ные друг с другом золотым отношением.

Прямоугольник, стороны которого находятся в золотом отношении, т.е. отношение ширины к длине даёт число φ, называется золотым прямоуголь-ником. Давайте начертим такой прямоугольник в тетради. Для этого мы не будем новый отрезок делить в золотом отношении, а воспользуемся результатом зада-чи на построение. Ширину прямоугольника возьмём равную отрезку СВ, а дли-ну – АС. Прямые углы начертим с помощью чертёжного треугольника.

Окружающие нас предметы дают примеры золотого прямоугольника: об-ложки многих книг, журналов, тетрадей, открытки, картины, крышки столов, экраны телевизоров и т.д. близки по размерам к золотому прямоугольнику.

φАВАС

=

K

L M

N

φKNKL

=

Page 7: Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

46 «Золотое сечение»

Возьмём, например, наш учебник геометрии. Найдите отношение шири-ны к длине. Чему равно получившееся отношение?

φ ≈ 0,666… Какой можно сделать вывод? (Прямоугольник близок к золотому прямо-

угольнику.) А теперь продолжим работу с золотым прямоугольником. В нём построим квадрат со стороной, равной меньшей стороне прямоугольни-ка, у которого с прямоугольником общий прямой угол. Оказывается, снова по-лучим золотой прямоугольник меньших размеров. В этом прямоугольнике сно-ва построим квадрат, у которого с прямоугольником общий угол, и со стороной равной меньшей стороне прямоугольника. Снова получился золотой прямо-угольник. Произведём несколько аналогичных построений.

Видим, что весь прямоугольник оказался составленным из вращающихся квадратов. Соединим противолежащие вершины квадратов плавной кривой. Сделаем это с помощью циркуля следующим образом…

Мы получили кривую, которая является золотой спиралью. Оказыва-ется, в природе встречаются и золотое сечение и золотая спираль. Об этом нам расскажет …

Сообщение Интерес человека к природе привёл к открытию её физических и матема-

тических закономерностей. Красота природных форм рождается во взаимодей-ствии двух физических сил – тяготении и инерции. Золотая пропорция – это математический символ этого взаимодействия, поскольку выражает основные моменты живого роста: стремительный взлёт юных побегов сменяется замед-ленным ростом «по инерции» до момента цветения.

Рассматривая расположение листьев на общем стебле многих растений, можно заметить, что между каждыми двумя парами листьев третья расположе-на в месте золотого сечения. Точка С делит отрезок АВ в золотом отношении, точка Е делит отрезок DA в золотом отношении и так далее.

Золотую спираль также можно заметить в созданиях природы. Рассмотрим расположение семечек в корзине подсолнуха. Они выстраи-

ваются вдоль спиралей, которые закручиваются как слева направо, так и справа налево. В одну сторону у среднего подсолнуха закручено 13 спиралей, в дру-гую – 21. Отношение 13/21 равно ϕ. У более крупных соцветий подсолнуха

Page 8: Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

«Золотое сечение» 47

число соответствующих спиралей больше, но отношение числа спиралей, за-кручивающихся в разных направлениях также равно числу ϕ.

Похожее спиральное расположение наблюдается у чешуек сосновых ши-

шек или ячеек ананаса. По золотой спирали свёрнуты раковины многих улиток и моллюсков, некоторые пауки, сплетая паутину, закручивают нити вокруг цен-тра по золотым спиралям. Рога архаров закручиваются по золотым спиралям.

Природа повторяет свои находки, как в малом, так и в большом. По золо-

тым спиралям закручиваются многие галактики, в частности и галактика Сол-нечной системы.

Page 9: Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

48 «Золотое сечение»

Из всего сказанного можно сделать выводы: во-первых, золотое сечение – это один из основных основополагающих

принципов природы; во-вторых, человеческое представление о красивом явно сформировалось

под влиянием того, какой порядок и гармонию человек видит в природе. Учитель. Человек – венец творения природы… Установлено, что золо-тые отношения можно найти и в пропорциях человеческого тела. Кроме того, человек сам является творцом, создаёт замечательные произведения искусства, в которых просматривается золотая пропорция. Об этом нам расскажет…

Сообщение Начну с пропорции головы человека.

Оказывается, что у большинства людей, верхняя точка уха, на рисунке это точка В, делит высоту головы вместе с шеей, т.е. отрезок АС, в золотом от-ношении.

Нижняя точка уха, точка D, делит в золотом отношении расстояние ВС,

т.е. расстояние от верхней части уха до основания шеи. Подбородок делит расстояние от нижней точки уха до основания шеи в золотом отношении, т.е. точка Е делит в золотом отношении отрезок DC. Перейду к пропорциям тела. Измерения нескольких тысяч человеческих тел позволили обнаружить, что пупок делит высоту человека в золотом отношении.

Page 10: Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

«Золотое сечение» 49

Основание шеи делит расстояние от макушки до пупка в золотом отно-шении.

АПОЛЛОН БЕЛЬВЕДЕРСКИЙ

Эти пропорции я показал(а) на изображении знаменитой скульптуры Аполлона Бельведерского. Аполлон считается образцом мужской красоты. На досуге, вы можете найти пропорции своей головы, тела и узнать, близки ли вы к эталону красоты. Но не только создатель Аполлона, но и скульптор Фидий, как уже гово-рилось, часто использовал золотую пропорцию в своих произведениях. Самыми знаменитыми из них были статуя Зевса Олимпийского, которая считалась од-ним из семи чудес света, и статуя Афины Парфенос. Фидий руководил строительством храма Парфенон в Афинах.

ПАРФЕНОН

Page 11: Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

50 «Золотое сечение»

Парфенон – это одно из красивейших произведений древнегреческой ар-хитектуры. Он и сейчас, несмотря на то, что со времени его постройки прошло более 2,5 тысячелетий, производит огромное впечатление. Некогда белоснеж-ный мрамор стал от времени золотисто-розовым. Величественное здание, стоя- щее на холме из известняка, возвышается над Афинами и их окрестностями. Но поражает оно не своими размерами, а гармоническим совершенством пропор-ций. Здание не вдавливается своей тяжестью в землю, а как бы парит над нею, кажется очень лёгким. Многие искусствоведы стремились раскрыть секрет того могучего эмо-ционального воздействия, которое это здание оказывает на зрителя. Разгадку они увидели в том, что в соотношениях многих частей храма присутствует зо-лотая пропорция. Так, отношение высоты здания к его длине равно ϕ. Отноше-ния целого ряда частей Парфенона дают число ϕ. Говорят «… у греческого храма нет размеров, у него есть пропорции …».

Надо сказать, что в эпоху Возрождения золотое сечение было очень по-пулярно среди художников, скульпторов и архитекторов. Монах Лука Пачоли написал целую книгу «Божественная пропорция». Леонардо да Винчи, знаю-щий о воздействии золотой пропорции на человека, выполнил к этой книге ил-люстрации. Скульпторы, архитекторы, художники использовали и используют золо-тое сечение в своих произведениях, так как пропорции золотого сечения созда-ют впечатление гармонии и красоты.

Учитель. Проведём ещё один психологический опыт. Положите перед собой альбомный лист чистой стороной. Представьте, что вы собрались нарисовать пейзаж и это формат вашей картины. Проведите на будущей картине линию горизонта… Покажите мне… У большинства из вас получился результат, очень похожий на рисунок 1 или 2 (перевернуть 1).

Почему вы и многие другие художники проводят линию горизонта имен-но так? А потому, что линия горизонта разделила высоту картины в отношении близком к золотому сечению. Оказывается, для нашего восприятия такое соот-

Page 12: Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

«Золотое сечение» 51

ношение привычно, нам кажется такое изображение естественным и гармонич-ным. Я хочу ещё дополнить выступления докладчиков о золотом сечении. Пока мы говорили только об его эстетическом значении, но существуют примеры его чисто практического применения.

В гидротехнике по золотой спирали изгибают трубу, подводящую поток воды к лопастям турбины. Благодаря этому напор воды используется с наи-большей производительностью.

Итак, сегодня на уроке мы познакомились с несколькими новыми поня-тиями.

— С какими? — Когда говорят, что некоторая точка произвела золотое сечение отрезка? — Дайте определение золотого треугольника. — Какой прямоугольник называется золотым? Я, думаю, что вы запомнили, где используется золотое сечение в искусст-

ве, и как результат, сможете увидеть золотую пропорцию в окружающих нас предметах.

Домашнее задание

1. Произвольный отрезок разделите в золотом отношении. Используя полу-ченные отрезки, постройте золотой треугольник, боковой стороной кото-рого является исходный отрезок.

2. На рисунке изображена пентаграмма. Используя данные обозначения и выполнив необходимые измерения, найдите: а) золотые сечения; б) золо-тые треугольники.

Золотым называется такой равнобедренный треугольник, основание и

боковая сторона которого находятся в золотом отношении. А В С D E F K M N

L

Page 13: Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

52 «Золотое сечение»

Приложение № 1 ПЕНТАГРАММА

Замечательный пример «золотого сечения» представляет собой пента-грамма – правильный невыпуклый пятиугольник, она же правильный звездча-тый пятиугольник, или правильная пятиугольная звезда. Она известна, узна-ваема и любима нами с детства. Форму пятиконечной звезды имеют многие цветы, морские звезды и ежи, вирусы и т. д. Человеческое тело также можно рассматривать как пятилучевую фигуру, где лучами служат голова, руки и но-ги.

Первые упоминания о пентаграмме относятся к Древней Греции. В пере-воде с Греческого пентаграмма означает дословно пять линий (λευτα − пять, γραµµα − черта, линия). В эллинском мире наука и искусство развивались в так называемых философских школах.

Одной из самых известных среди них была школа Пифагора (580-500 гг. до н.э.), а отличительным знаком ее членов была пентаграмма. Пифагорейцы отличались исключительной верностью своему братству. Сохранилась легенда, согласно которой один из пифагорейцев, тяжело заболев на чужбине и остав-шись без средств, попросил хозяина дома, приютившего его, нарисовать на во-ротах пентаграмму. Проходивший мимо дома другой пифагореец ее увидел и щедро расплатился с хозяином.

Конечно, пифагорейцы не случайно выбрали пентаграмму. Они считали, что этот красивый многоугольник обладает многими мистическими свойства-ми. Например, число лучей этой звезды представлялось пифагорейцами как число любви: 5 = 2 + 3; 2 – первое женское число, 3 – первое мужское число. Именно поэтому пентаграмма являлась символом жизни и здоровья, ей при-сваивалась способность защищать человека от злых духов. Чем же интересен этот символ с точки зрения математики? Пентаграмма представляет собой вместилище золотых пропорций! Из подобия треугольников ACD и ABE можно вывести известную пропорцию

.BCAC

ACAB

=

Интересно, что внутри пятиугольника можно продолжить строить пяти-угольники, и золотые отношения будут сохраняться.

А

D

С

Е

В

Page 14: Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

«Золотое сечение» 53

Приложение № 2 ЛОТАРИНГСКИЙ КРЕСТ

На рисунке изображен лотарингский крест, служивший эмблемой «Сво-бодной Франции» (организация, которую в годы второй мировой войны воз-главлял генерал де Голль). Он составлен из тринадцати единичных квадратов. Установлено, что прямая проходящая через точку А и делящая площадь лота-рингского креста на две равные части, делит отрезок ВС в золотом отношении. Покажем это. Пусть прямая DF делит крест на две равновеликие части, тогда SDEF = 2,5 кв. ед. Обозначим DC = х, GF = y. Учитывая, что сторона каждого квадрата рана 1, получим

( )( ) .5,22

1y1х=

++

Рассмотрим ∆ DCA и ∆ AGF. Они подобны, т.е. .у1

=

Таким образом, получаем систему

( )( )

==++

,1ху,51у1х

из которой находим 2

53х −= и, значит, ,

215BD −

= т.е. точка D делит от-

резок ВС в золотом отношении.

• •

• ••В D С Е

F

Page 15: Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

54 «Золотое сечение»

Приложение № 3 ЗАКОН УГЛОВ

Одним из первых проявлений золотого сечения в природе подметил раз-носторонний наблюдатель, автор многих смелых гипотез немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер (1571 – 1630). С XVII в. наблюдения математиче-ских закономерностей в ботанике и зоологии стали быстро накапливаться.

Приведём один из сравнительно недавно установленных фактов. В 1850 г. немецкий учёный А. Цейзинг открыл так называемый закон углов, согласно которому средняя величина углового отклонения ветки растения рав-на примерно 138°.

Представим себе, что две соседние ветви растения исходят из одной точ-ки (на самом деле это не так: в реальности ветви располагаются выше или ниже друг друга). Обозначим одну из них через ОА, другую через ОВ. Угол между лучами – ветками, обозначим через α , а угол, дополняющий его до 360°, − че-рез β . Составим золотую пропорцию деления полного угла, считая, что угол β − большая часть этой величины:

.360

360β

ββ −

=

Отсюда получаем уравнение 0360360 22 =−+ ββ и находим положи-тельный корень

( ) .48,222236,118051180360180180 22 =⋅≈+−⋅=++−=β Тогда

.13852,13748,222360 °≈°=°−°=α

Таким образом, величина среднего углового отклонения ветки соответст-вует меньшей из двух частей, на которые делится полный угол при золотом се-чении.

φβα

Page 16: Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

«Золотое сечение» 55

Приложение № 4 ДЕЛЕНИЕ ОТРЕЗКА В ЗОЛОТОМ ОТНОШЕНИИ

Деление отрезка в золотом отношении – это очень древняя задача, она присутствует в «Началах Евклида», который решил ее геометрически. На отрезке АВ построен квадрат АВСD. Требуется найти точку Y, деля-щую АВ в среднем отношении. Соединим точку Е – середину АС – с точкой В. На продолжении стороны СА квадрата отложим отрезок ЕJ = ВЕ. На отрезке AJ построим квадрат AJHY. Продолжение стороны HJ до пересечения с CD в точке К делит квадрат ABCD на два прямоугольника AYKC и YBDK. Сущест-вует чисто геометрическое доказательство, что прямоугольник YBDK равнове-лик квадрату AJHY.

Приложение № 5 РАБОТЫ ФИДИЯ

Великий древнегреческий скульптор Фидий, живший в V в. до н.э., часто использовал «золотое сечение» в своих произведениях. Самыми знаменитыми из них были статуя Зевса Олимпийского, которая считалась одним из чудес света, и Афины Парфенос.

J H

A Y B

E

C K D

Page 17: Тема урока: «ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ (8 – 9 класс, 2 …44 «Золотое сечение» ; 2 a a 5 x1 2 a a 5 x2 Напоминаю, что мы находим

56 «Золотое сечение»

АФИНА ПАРФЕНОС ЗЕВС ОЛИМПИЙСКИЙ

ЛИТЕРАТУРА 1. Азевич А.И. Двадцать уроков гармонии: гуманитарно-математический

курс. − М.: Школа-пресс, 1998. 2. Архитектурная бионика / Под ред. Ю. Лебедева. М., 1990. 3. Васюткинский Н.Н. Золотая пропорция. М., 1990. 4. Виппер Ю.Ф. Золотое деление как основной морфологический закон в

природе и искусстве. М., 1976. 5. Волошинов А.В. Математика и искусство. М., 1992. 6. Гарднер М. Математические головоломки и развлечения. М., 1994. 7. Журнал «Квант», 1973. № 8. 8. Из опыта проведения внеклассной работы по математике в средней шко-

ле. Сб. статей под ред. П. Стратилатова. – М.: Учпедгиз, 1955. 9. Кованцов Н.И. Математика и романтика. Киев, 1976. 10. Левитин К. Геометрическая рапсодия. М., 1987. 11. Лукач Д. Своеобразие эстетического. М., 1987. 12. Мурадова Р. Обобщающий урок по теме «Золотое сечение». // Математи-

ка (Приложение к газете «Первое сентября»).− 1999. № 1. 13. Пидоу Д. Геометрия и искусство. – М.: Мир, 1989. 14. Прохоров А.И. Золотая спираль // Квант. 1984. № 9. 15. Самохвалова В.И. Красота против энтропии. М., 1990. 16. Смирнова И.М. Уроки стереометрии в гуманитарных классах // Матема-

тика в школе. 1994. № 1– 6. 17. Хогарт В. Анализ красоты. М., 1958. 18. Энциклопедический словарь юного математика. М., 1989.