Número de ouro
Referência : Tavares, J., Geraldo, A., (2019) Número de ouro, Rev. Ciência Elem., V7(1):008
Autores: João Nuno Tavares e Ângela Geraldo
Editor: José Ferreira Gomes
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2019.008]
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Razão de ouro
A secção de ouro ou razão de ouro é uma proporção que surge em várias situações geométricas e aritméticas. A mais simples é a seguinte (Euclides): consideremos um segmento de comprimento ℓ e dividamo-lo em duas partes desiguais - uma maior e outra mais pequena (veja o applet). Esta divisão diz-se que está na razão de ouro (ou na proporção divina) quando:
segmento totalparte maior=parte maiorparte mais pequena Se x representa o comprimento da parte maior, a que é igual x? De acordo com a proporção divina, temos que: segmento totalparte maior=parte maiorparte mais pequena⟺ℓx=xℓ−x e, portanto, x é solução da equação do 2º grau: x2+ℓx−ℓ2=0 |
As soluções são, aplicando a fórmula resolvente:
x=−ℓ±√ℓ2+4ℓ22=−1±√52⋅ℓ
Sendo x um comprimento só nos interessa a solução positiva que é:
x=−1+√52⋅ℓ
Número de ouro
Se Φ representa o valor comum das duas fracções que surgem na proporção divina, qual o valor de Φ?
Por definição
Φ=segmento totalparte maior=parte maiorparte mais pequena=ℓx e portanto, pelo que vimos no ponto anterior:
Φ=1+√52≈1.6180339...
O número Φ chama-se o número de ouro.
Como vimos, x2+ℓx−ℓ2=0. Dividindo ambos os membros por x2, (x≠0), vemos que Φ é a solução positiva da equação em X2−X−1=0. A outra solução é Ψ≐1−√52=−1Φ.
Concluindo, Φ satisfaz a igualdade Φ2−Φ−1=0, logo, Φ2=Φ+1 igualdade que desempenha um papel importante em muitas aplicações.
Como construir geometricamente o número de ouro?
A construção clássica está ilustrada no applet ao lado. Começamos com um triângulo ABC, rectângulo em A, com catetos de comprimento 1 e 1/2.
D divide o cateto AB na proporção de ouro. De facto, pelo teorema de Pitágoras, BC=√5/2 e daí que BX=DB=√5−12. Portanto 1/DB=Φ. Note que DB=1Φ e, portanto, AD=1−1Φ=1Φ2. |
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Referências
Recursos relacionados disponíveis na Casa das Ciências:
Criada em 8 de Dezembro de 2012
Revista em 5 de Fevereiro de 2019
Aceite pelo editor em 12 de Março de 2019