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피보나치 수열(fibonacci sequence)의 각 항은 선행하는 두 항의 합이다. an=an-1+an-2, 황금비(파이, phi, Ø)는 어떤 양을 두 부분으로 나누었을 때 각 부분의 비가 가장 균형 있고 아름답게 느끼는 비율을 의미한다.
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, ······
피보나치의 본명은 레오나르도 다 피사(Leonardo da pisa, 1175~1250)인데, 피보나치(Fibonacci)라는 이름이 오늘날까지 전해지는 것은 자신의 저서 『산반서』에 소개된 문제 때문이다. 19세기 프랑스 수학자 에두와르 루카(Edouard Lucas)가 그 문제의 해답인 수열을 피보나치의 수열이라고 소개했다. 피보나치 수열은 신비롭고 아름다운 기하학적 비율인 황금비를 만들어낸다. 피보나치 수열에서 앞뒤 숫자의 비율을 ··· 식으로 무한대로 행하면 1.618······ 즉, 황금비에 수렴하게 된다.
유클리드의 『원론』에 따르면 선분 AB의 길이를 x : 1 (단, x>1)로 내분하는 점 C에 대하여 이 성립할 때를 황금분할이라 하고, x를 황금비라고 한다. x+1 : x = x : 1이 성립하므로 x2=x+1, x2-x-1=0이어야 한다. 이차방정식의 근의 공식에 의하여
이다. 단, x>1이므로
≒ 1.61803······이다.
피보나치 수열과 황금비
『산반서』에 소개된 문제는 다음과 같다. “생후 1개월 된 토끼 암컷, 수컷 한 쌍이 있다. 생후 2개월이 되면 새끼를 낳을 수 있다. 또 그 후에는 매달 암수 한 쌍씩 새끼를 낳는다. 태어난 2마리의 새끼 토끼도 같은 방법으로 새끼를 낳는다면 매월 초에는 암수가 몇 쌍이 될까?” 해답은 다음 표와 같고, 토끼 쌍의 수가 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, ······이 되는데 이 수가 곧 피보나치 수열이다.
기간 | 내용 | 토끼 수 (단위 : 쌍) |
---|---|---|
1 | ||
1달 후 | 1 | |
2달 후 | 2 | |
3달 후 | 3 | |
4달 후 | 5 | |
5달 후 | 8 |
피보나치 수열과 황금비는 해바라기 꽃씨의 배열, 선인장의 나선 배열, 소나무의 솔방울의 배열, 파인애플 눈의 배열, 국화 꽃잎의 배열과 같이 우리 주변의 자연에서도 찾을 수 있다.
또한 많은 고대 건축물과 미술 작품들에도 적용되었고, 오늘날에는 주민등록증, 신용카드, 담뱃값의 가로 세로의 비율에까지 광범위하게 쓰이고 있다. 신용카드의 가로, 세로는 각각 약 8.6cm, 5.35cm이다. =1.6074 ······로 황금비와 거의 흡사하다. 가로와 세로의 비가 황금비를 이루는 사각형을 황금사각형이라고 한다. 황금사각형은 가장 안정적인 비를 가지고 있는 도형이며 대표적인 건축물이 파르테논 신전이다.
- 1고대의 비너스 상
- 2파르테논 신전
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글
출처
『친절한 과학사전 수학 편』은 과거 수학자들의 대단한 역할을 소개하고, 이런 과정 속에서 수학이 우리의 삶에 어떠한 영향을 미치는지를 재미있고 친절하게 소개했다. 수학..펼쳐보기
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[Daum백과] 피보나치 수열과 황금비 – 친절한 과학사전 수학 편, 조윤희, 북카라반
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