Man kann eine Strecke auf viele Arten teilen:

Probier selbst:

Das Teilverhältnis \(\varphi\approx 1,62\) 1,6180339887498948
482045868343656381
177203091798057628
621354486227052604
6281890244970720...
birgt ein nicht offensichtliches Alleinstellungsmerkmal in sich: Der längere Teil \(a\) verhält sich zum kürzeren \(b\) wie die Gesamtlänge \(a+b\) zum langen Teil \(a\). $$\frac{a}{b}=\frac{a+b}{a}=\varphi \qquad (1)$$

De divina proportione

Dieses besondere Verhältnis taucht schon in Werken der Antike auf. Man nannte es stetige Teilung, göttliche Proportion und später schließlich Goldener Schnitt. Aus Gleichung (1) können wir den exakten Wert der Goldenen Zahl \(\varphi\) berechnen: $$\varphi = \frac{1+\sqrt{5}}{2} \qquad (2)$$

\begin{align} \frac{a}{b}&=\frac{a+b}{a}\\ \frac{a}{b}&=\cssId{Step0}{1+\frac{b}{a}}\\ \varphi&=\cssId{Step1}{1+\frac{1}{\varphi} \qquad (3)}\\ \varphi^2&=\cssId{Step2}{\varphi +1} \end{align}

Die positive Lösung die negative ist $$-\frac{1}{\varphi}$$ der quadratischen Gleichung \(\varphi^2-\varphi-1=0\) ist die Goldene Zahl: $$\varphi_{1,\,2}=\frac{-(-1)\pm\sqrt{(-1)^2-4\cdot 1\cdot(-1)}}{2}=\frac{1\pm\sqrt{5}}{2}$$

eine sehr noble Zahl

\(\varphi\) ist eine irrationale Zahl und damit nicht durch ein Verhältnis \(n : m\) ganzer Zahlen \(n\) und \(m\) darstellbar. Wohl aber durch einen unendlichen Kettenbruch.

Bei der Berechnung des exakten Wertes von \(\varphi\) sind wir Formel (3) begegnet: $$\varphi=1+\frac{1}{\varphi}$$ \(\varphi\) unterscheidet sich um 1 von seinem Kehrwert. Man kann nun fortwährend für \(\varphi\) im Nenner des Bruchs den Term \(1+\frac{1}{\varphi}\) einsetzen:

$$\varphi=1+\frac{1}{\varphi}= 1+\frac{1}{1+\frac{1}{\varphi}}= 1+\frac{1}{1+\frac{1}{1+\frac{1}{\varphi}}}= 1+\frac{1}{1+\frac{1}{1+\frac{1}{1+\frac{1}{\varphi}}}}=\cdots$$

Daraus ergibt sich die Darstellung von \(\varphi\) als unendlicher Kettenbruch: $$\varphi= 1+\dfrac{1}{1+\dfrac{1} {1+\dfrac{1} {1+\dfrac{1} {1+\dfrac{1}{\ddots}} } } }$$ Weil im Kettenbruch ausschließlich Einsen vorkommen, konvergiert er mit minimaler Geschwindigkeit. \(\varphi\) wird deshalb auch die irrationalste φ ist von allen irrationalen Zahlen diejenige, die sich am schlechtesten durch einen Bruch annähern lässt. aller Zahlen genannt.

erstellt von C. Wolfseher