LE  NOMBRE  D’OR

 

Définition

Quand ?

D’où vient cette notation ?

Rectangle d’or

Construction du nombre d’or

Le nombre d’or dans la nature

Nombre d’or et triangle isocèle

Nombre d’or et pentagone régulier

Nombre d’or et décagone régulier

Nombre d’or et suite de Fibonacci

Approximations du nombre d’or


   

Que vaut le nombre d’or ?

Le nombre d’or est  égal à   , on le note ; il est l'une des deux solutions de l’équation x² - x - 1 = 0 ; la deuxième solution de l'équation étant égale à , c'est-à-dire à - 1 / .

Le nombre d'or a une propriété bien particulière :Chaque puissance est la somme des deux précédentes :

² = + 1 ; = 2 + 1 ; = 3 + 1 ; = 5 + 3 ....


Quand est apparu pour la première fois  ce nombre d’or ?

 

Au IIIe siècle avant JC , Euclide écrivait dans « Eléments » : «  Couper une droite donnée de telle sorte que le rectangle contenu par la droite soit égal au carré sur le segment restant ». Mais il ne nomme pas ce rapport .

Euclide partage une portion de droite AC en " extrême et moyenne raison " : il cherche le point B tel que , autrement dit que x² - x - 1 = 0 avec les notations du dessin ci-dessous .

L'une des deux solutions de cette équation est bien x =

 

 


 

D’où vient  la notation  ?

 

La lettre grecque  est l’initiale de Phidias , sculpteur grec , qui décora  au Ve siècle avant JC  le Parthénon d’Athènes .

 


 

Qu’est-ce que le rectangle d’or ?

 

Un rectangle est appelé rectangle d’or si le rapport entre sa longueur et sa largeur est égal au nombre d’or .

ABCD est un carré de côté  l  ; E est le milieu de [AB].

On trace un arc de cercle de centre E et de rayon CE ; il coupe (AB) en F.

On construit alors G tel que  ADGF soit un rectangle.

ADGF est un rectangle d’or .

 

Démonstration :

Montrons que  .

 

AB = l  donc EB = .

En utilisant le théorème de Pythagore dans le triangle  ECB rectangle en B , on calcule EC :

EC =  l        donc EF =  l       

Finalement ,  .

ADGF est donc bien un rectangle d’or

 


Comment construire le nombre d’or ?

 

Il suffit d’appliquer la construction du rectangle d’or avec AB = 1 .Le segment [AF] a alors pour longueur le  nombre d’or   .

 


Le nombre d’or dans la nature

 

&    La pyramide de Khéops : le rapport de sa hauteur par sa demi-base est égal au nombre d’or

( la base de la pyramide est un carré ) 

&    Le Parthénon , construit au Ve siècle avant JC : il s’inscrit dans un rectangle d’or .

&    Chez les plantes : les fleurs de tournesol de même taille présentent 89 spirales dans un sens et 144 dans l’autre et 144  89 1,617977   

 


Nombre d’or et triangle isocèle

 

ABC est un triangle isocèle en A tel que les deux angles B et C soient égaux à 36 °.

On a  BC ¸ AC =  

Démonstration :    

 

On trace la droite (AI) avec I milieu de [BC]  et (AI) ^ (BC) .

Cos B =   donc cos 36 ° =   . Or , cos 36° =

D’où :   =    .

Donc

On a donc bien BC ¸ AB =    pour ABC isocèle en A avec les angles à la base égaux à 36°.

Un tel triangle est appelé triangle d’or .

 


Nombre d’or et pentagone régulier

 

Un pentagone régulier est un polygone avec 5 côtés  égaux .

Le rapport entre une diagonale du pentagone et un côté est égal au nombre d’or .

Les cinq angles sont égaux  à 108 ° .

Démonstration :

Il suffit d’utiliser le triangle AED isocèle en E .

L’angle E = 108°

Les deux angles à la base  A et D sont donc égaux à :

(180 - 108) 2 =36°

En utilisant ce qui précède sur le triangle d’or , on obtient directement :

 


 

Nombre d’or et décagone régulier

 

Un décagone régulier est un polygone avec 10 côtés  égaux .

Le rapport entre le rayon  du cercle circonscrit  au décagone régulier  et l’un de ses côtés est égal au nombre d’or ; c’est-à-dire  OA  AB =

 

 

Le décagone est formé de 10  triangles isocèles identiques et l’angle  O du sommet principal est égal à 360  10 = 36°. 

Les deux angles à la base de chacun de ces triangles isocèles sont égaux à : ( 180 - 36 )  2 = 72°

Or cos 72 ° = 2 cos ² 36° - 1 = 2 ( ) ² - 1 = … =                ( cos 2a = 2 cos ² a - 1 )

Donc AI / AC =   donc AC / AI =

 

Donc AC / AB = AC / 2 AI =

 


 

Approximations du nombre d’or

est une première façon d'approcher le nombre d'or.

On sait que est solution de l'équation x² - x - 1 = 0 . On a donc ² = + 1 , soit .

En remplaçant par la valeur précédente , on obtient :