黄金角
数学中超越数黄金比例的延伸概念
几何学中,黄金角的构造如下:把长度为C的圆周分为两部分,各部分长度为 a 和 b ,也就是说 c=a+b,而它们的比例符合 c / a = a / b 长度为 b 的弧与圆心所成的角,也就是将圆周长依黄金比例分割成两段,大弧长所对应的圆心角约为222.49°,而小弧长所对应的圆心角约为137.51°称为黄金角。以弧度表示为:
定义
几何学中,黄金角是根据黄金比例分割圆的周所产生的两个角中较小的一个。也就是说,分成两个圆弧,使得较小圆弧的长度与较大圆弧的长度之比与较大圆弧的长度与圆的整个周长之比相同。
代数上,设a+b为圆的周长,分为长度为 a 的较长圆弧和长度为b的较小圆弧,使得
黄金角是长度为 b 的较小弧所对的角度。它的尺寸约为 137.5077640500378546463487 ...度或弧度2.39996322972865332 ...度,一般近似为 137.5 度。
这个名字来源于黄金角度黄金比例 φ的联系;黄金角的准确值是
公式:
或者
公式:
其中等价性来自众所周知的黄金比例的代数性质。
由于它的正弦和余弦是超越数,所以不能用直尺和圆规来构造黄金角。
特点
由于它的正弦余弦是超越数,所以不能用尺规作图来构造黄金角。
应用
黄金角在叶序理论中占有重要地位;例如,黄金角是向日葵上的小花分开的角度。对模式的分析表明,它对分离单个原基的角度高度敏感,斐波那契角给出了具有最佳填充密度。
对小花发育的合理物理机制的数学建模表明,这种模式是由平面上的非线性偏微分方程的解自发产生的。
参考资料
朱珍妮 “太阳来了”.麻省理工学院新闻。检索2016-04-22。.2011-01-12
雷德利,JN。“向日葵的填充效率”。.数学生物科学。58(1):129-139。.1982-02-01
最新修订时间:2023-07-18 23:16
目录
概述
定义
参考资料