ためになる? 数学 24

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算数 / 規則通り


次の  にあてはまる数字を入れてください。


1)


 2 → 4 → → 8 → → 12 → → 16

2)

 2 → 4 → 8 → → 32 → 64 → → 256

3)

 1 → 4 → 10 → 22 → → 94 → 190

4)

 1 → 1 → 2 → → 5 → 8 → 13 → 21


  ヒント

次にくる数字との差、あるいは倍率関係を見てみましょう。



解答を見る前に考えてネ




規則通り の 解答

1)

 2 → 4 → [6] → 8 → [10] → 12 → [14] → 16
  +2  +2  +2

前の数字と次の数字の差がすべて2になっています。

このように、前後の数字の間に一定の差がある数字の列を
等差級数」 といいます。

この場合の差のことを 公差 という。



2)

 2 → 4 → 8 → [16] → 32 → 64 → [128] → 256
  ×2  ×2  ×2

次にくる数字は、すべて前の数字の2倍になっています。

このように、前後の数字の間に一定の倍率関係にある数字の列を
等比級数」 といいます。

この場合の倍率 のことを 公比 という。



3)

 1 → 4 → 10 → 22 → [46] → 94 → 190
  +3  +6  +12  +24  +48  +96

次にくる数字と次の数字の差をとってみると、

3からはじまり、 6、 12、 24 ・・・ と順次2倍した数となっています。



4)

 1 → 1 → 2 → [3] → 5 → 8 → 13 → 21
  (1+1)=2
       (1+2)=3
           (2+3)=5
               (3+5)=8

この数列は先の3題とはちょっと違います。

前の数字2つを足したものが次の数字となっています。

この数列は、発見者の名にちなんでフィボナッチの級数注意)と言います。


注意 フィボナッチの級数

この、フィボナッチの級数は自然界に多く存在します。

たとえば、花の花びらの数とか、貝などの渦巻きのまき方とか、
実際に数えて見るとぴったりと一致するそうです。

 (例:ひまわりの種子の渦巻きは、右巻き、左巻きが交互に現れますが、その数を数えると、 34、55、89)


また、「黄金分割」 の比になるのもこのフィボナッチの級数の特徴です。

黄金分割(おうごんぶんかつ)とは、人間がある物を見たとき美しいと感じる形縦横の比のことです。

  古くは、ギリシャのパルテノンの神殿などの縦横の比がそうだと言われていますが、
  「黄金分割」 は20世紀になって言われ始めたことです。
  美意識としての 「黄金分割」 はつい最近のことなのです。


現在では、クレジットカード、テレホンカード、新書版コミックス など多くのものに採用されています。

また、 ワイドテレビの タテ9 : ヨコ16 の比率はもちろん黄金分割から出されたものである。



黄金分割 と フィボナッチの級数との関係は

フィボナッチの級数をどんどん続けていきますと、、、、

1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597 2584 4181 
6765 10946 17711 28657 46368 ・・・

となりますが、
ここで、例えば 28657 と 46368 の数字の倍率を計算すると 0.6180・・・ となります

この 0.618 という数値は不思議で、 1 ÷ 0.618 = 1.618 ・・・ と、
小数点以下は同じ 618 となります。

じつは黄金分割比 (Golden ratio) は 1 .618・・・ なのです。


みなさんも、工作とかで縦横の比に迷ったら、この黄金分割を思い出してください。

1 + √5
黄金分割の公式 = -------
2




フィボナッチの級数を自然界に当てはめて考えてみよう !
例えば、左図のように枝分かれする木があったとしましょう。

右方向に枝分かれした木からは毎世代枝分かれする。
左方向へ枝分かれした木からは1世代おきに枝分かれする。

という法則で枝分かれすると仮定すると、

各世代の枝の数はちょうどフィボナッチの級数と一致する。




フィボナッチ という名前

「フィ」 は接頭語で 「子供」 という意味。 つまり、 「ボナッチの子供」。
フィボナッチは12〜13世紀のイタリアの数学者で、 0 や 1〜9 のアラビア数字をヨーロッパに紹介した。





白銀比 (Silver ratio)


黄金比に対して 白銀比という美意識がある。

  1 : √2 = 1 : 1 .414・・・ (正方形の一辺とその対角線との比率)


    (注 白銀比は 1 : 1+√2 = 1 : 2.414 とすることあり)



日本では、 黄金比より この白銀比のほうが美意識として定着している。


仏像、 菩薩像などの顔の比率とか、
神社仏閣の敷地のタテヨコの比率とか、
生け花の世界では、 美の法則の比率とか、 である。


また、 A版、 B版 の用紙の比率は白銀比である。




参考文献: 数学パズル  沖田 浩 著/中経出版

(制作:2004/07/20/無断転載禁)


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