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高中数学 第一章 数列在生活中的应用拓展资料素材 北师大版必修5


数列在生活中的应用
在实际生活和经济活动中,很多问题都与数列密切相关。如分期付款、个人投资理财以 及人口问题、资源问题等都可运用所学数列知识进行分析,从而予以解决。 与此同时,数列 在艺术创作上也有突出的作用! 数学家华罗庚曾经说过:宇宙之大,粒子之微,火箭之速, 化工之巧,地球之变,日用之繁,无处不用数学。这是对数学与生活关系的精彩描述。 首先, 我重点分析等差数列、等比数列在实际生活和经济活动中的应用。 (一)按揭货款中的数列问题 随着中央推行积极的财政政策,购置房地产按揭货款(公积金贷款)制度的推出,极大 地刺激了人们的消费欲望,扩大了内需,有效地拉动了经济增长。 众所周知, 按揭货款 (公积金贷款) 中都实行按月等额还本付息。 这个等额数是如何得来的, 此外若干月后,还应归还银行多少本金,这些人们往往很难做到心中有数。下面就来寻求这 一问题的解决办法。 若贷款数额 a0 元,贷款月利率为 p,还款方式每月等额还本付息 a 元.设第 n 月还款后的本金 为 an,那么有: a1=a0(1+p)-a, a2=a1(1+p)-a, a3=a2(1+p)-a, ...... an+1=an(1+p)-a,.........................(*) 将(*)变形,得 (an+1-a/p)/(an-a/p)=1+p. 由此可见,{an-a/p}是一个以 a1-a/p 为首项,1+p 为公比的等比数列。日常生活中一切有 关按揭货款的问题,均可根据此式计算。 (二)有关数列的其他经济应用问题 数列知识除在个人投资理财方面有较为广泛的应用外, 在企业经营管理上也是不可或缺 的。 一定做过大量的应用题吧! 虽然这些应用题是从实际生活中抽象出的略高于生活的问题, 但他们是数学习题中最能反映数学知识与实际生活密切关系的一类问题。 因此, 解答应用问 题有助于我们对数学在日常生活中广泛应用的理解和认识。 (三)数列在艺术中的广泛应用

把一条线段分割为两部分, 使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比。 其比 值是[5^(1/2)-1]/2,取其前三位数字的近似值是 0.618。由于按此比例设计的造型十分美 丽,因此称为黄金分割,也称为中外比。这是一个十分有趣的数字,我们以 0.618 来近似, 通过简单的计算就可以发现: 1/0.618=1.618 (1-0.618)/0.618=0.618 这个数值的作用不仅仅体现在诸如绘画、雕塑、音乐、建筑等艺术领域,而且在管理、工程 设计等方面也有着不可忽视的作用。 让我们首先从一个数列开始,它的前面几个数是:1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、 89、144?..这个数列的名字叫做“菲波那契数列”,这些数被称为“菲波那契数”。特点 是即除前两个数(数值为 1)之外,每个数都是它前面两个数之和。 菲波那契数列与黄金分割有什么关系呢?经研究发现, 相邻两个菲波那契数的比值是随序号 的增加而逐渐趋于黄金分割比的。即 f(n)/f(n-1)-→0.618?。由于菲波那契数都是整数, 两个整数相除之商是有理数, 所以只是逐渐逼近黄金分割比这个无理数。 但是当我们继续计 算出后面更大的菲波那契数时,就会发现相邻两数之比确实是非常接近黄金分割比的。 不仅这个由 1,1,2,3,5....开始的“菲波那契数”是这样,随便选两个整数,然后按照 菲波那契数的规律排下去,两数间比也是会逐渐逼近黄金比的。 一个很能说明问题的例子是五角星/正五边形。五角星是非常美丽的,我国的国旗上就 有五颗, 还有不少国家的国旗也用五角星, 这是为什么?因为在五角星中可以找到的所有线 段之间的长度关系都是符合黄金分割比的。 正五边形对角线连满后出现的所有三角形, 都是 黄金分割三角形。 黄金分割三角形还有一个特殊性, 所有的三角形都可以用四个与其本身全等的三角形来 生成与其本身相似的三角形, 但黄金分割三角形是唯一一种可以用 5 个而不是 4 个与其本身 全等的三角形来生成与其本身相似的三角形的三角形。 黄金分割在文艺复兴前后,经过阿拉伯人传入欧洲,受到了欧洲人的欢迎,他们称之为 “金法”,17 世纪欧洲的一位数学家,甚至称它为“各种算法中最可宝贵的算法”。这种 算法在印度称之为“三率法”或“三数法则”,也就是我们现在常说的比例方法。 其实有关“黄金分割”,我国也有记载。虽然没有古希腊的早,但它是我国古代数学家 独立创造的,后来传入了印度。经考证。欧洲的比例算法是源于我国而经过印度由阿拉伯传 入欧洲的,而不是直接从古希腊传入的。

因为它在造型艺术中具有美学价值, 在工艺美术和日用品的长宽设计中, 采用这一比值 能够引起人们的美感, 在实际生活中的应用也非常广泛, 建筑物中某些线段的比就科学采用 了黄金分割,舞台上的报幕员并不是站在舞台的正中央,而是偏在台上一侧,以站在舞台长 度的黄金分割点的位置最美观,声音传播的最好。就连植物界也有采用黄金分割的地方,如 果从一棵嫩枝的顶端向下看, 就会看到叶子是按照黄金分割的规律排列着的。 在很多科学实 验中,选取方案常用一种 0.618 法,即优选法,它可以使我们合理地安排较少的试验次数找 到合理的西方和合适的工艺条件。正因为它在建筑、文艺、工农业生产和科学实验中有着广 泛而重要的应用,所以人们才珍贵地称它为“黄金分割”。 接下来讲体系黄金律形式美法则的应用。 (黄金律两点重要内容:1、典型的美的比例; 2、由多次分割同一比值造成的重复的节奏。有比例的重复,这是对艺术形式规律最本质的 概况。 ) “根号 2 矩形”,纸的长宽比例,如果宽边为 1,则长边为根号 2,这个矩形使得整开纸以 任何对开裁法,都能保持同一比例,大大方便了作为文化载体的纸的利用。相似的还有三合 板 600 乘以 900cm 的比例,以及相关家具、建筑材料、构件具有的相似的比例。 书法中一笔三转、一波三折等要诀,三横三点、三竖的互相联系——形状、距离、长短、 方向角度等的处理。书法中“二”字一长一短,“十”字竖笔被分为 2∶3 的两段,“口”、 “田”则上宽下窄,“吕”、“炎”、“林”、“羽”则将本身是等大的两半部分分成一大 一小,“品”、“森”则将本是等大的三部分写成三种大小,以上规律在行书中更为清晰。 中国书法美学的规律是与黄金比原则一致的。 西文中“S”、“B”等字母及阿拉伯“3”、“8”的上下两半比例适度。拉丁文 26 个 字母中,下行的是 5 个,上行 8 个,中行 13 个,所以连写数行,参差错落,比例适中,再 加上大小写的比例差别,在视觉上也具有书法艺术的整体美感。 油画中的“三色法”,在一个有固定主调的色彩背景中配置三色(或三个笔触) ,一色 是相对暖色,一色相对冷,第三色则是中性色,这个中性色绝不该是绝对值的“中间”色。 中性色稍有偏向,就拉近了或拉大了对两色的色距,对两个色距比例的选择,就是色彩的优 选法。 素描的虚实、明暗程度、色块面积、复线排列的交叉穿插角度等,都可发现数的比值规律的 运用,不详细讲。 中国画,画面都是“自一至万,自万法以治一”(石涛《画语录》 ) ,由“一条线”开始, 以后的许多线都是这第一条线的相反相成的铺陈,以至完成全画。

“一笔”中的粗细、曲直、方圆、浓淡、干湿、虚实?? 美的线条:“蛇形曲线或称波状曲线”、“S 形线”。


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