黄金分割点是指把一条线段分割为两部分,较大部分与整体部分的比值等于较小部分与较大部分的比值。其比值是一个无理数,取其前三位数字的近似值是 0.618。
计算黄金分割点的方法有多种,以下为您介绍常见的两种:
已知线段长度求黄金分割点
假设线段长度为 AB=a,在线段 AB 上找一点 C,使得 AC>CB,且满足 ABAC=ACCB。设 AC=x,则 CB=a−x,代入上述等式可得:
axx2x2+ax−a2=xa−x=a(a−x)=0
这是一个关于 x 的一元二次方程,根据求根公式 x=2a−b±b2−4ac
(其中 a=1,b=a,c=−a2),可得:
x=2×1−a±a2−4×1×(−a2)
=2−a±5
a
因为线段长度不能为负,所以舍去 x=2−a−5
a,得到 x=2−a+5
a=25
−1a≈0.618a。
即较长部分 AC 的长度约为线段 AB 长度的 0.618 倍,这个点 C 就是线段 AB 的一个黄金分割点。另一个黄金分割点在线段 AB 的延长线上,计算方法类似。
利用比例关系迭代计算
从一个初始值开始,利用黄金分割的比例关系进行迭代计算。例如,设初始值 x0=1,按照以下迭代公式计算:
xn+1=1+xn1
重复这个过程,随着 n 的增大,xn 会趋近于黄金分割比 φ=21+5
≈1.618,其倒数 φ1≈0.618 就是我们常用的黄金分割点比例值。
例如:
x0=1
x1=1+11=2
x2=1+21=1.5
x3=1+1.51≈1.667
x4=1+1.6671≈1.6
x5=1+1.61=1.625
......
经过多次迭代后,数值会越来越接近 1.618 。