Формула фи: ФИ (функция ФИ)

косинус фи для потребителей, единица измерения

§ 75. Коэффициент мощности («косинус фи»)

Коэффициентом мощности, или «косинусом фи» (cos φ), цепи называется отношение активной мощности к полной мощности.

Коэффициент мощности =	активная мощность
полная мощность

или

cos φ = P/_S = P/_UI = P/_{√(P2 + Q2)}.

В общем случае активная мощность меньше полной мощности, т. е. у этой дроби числитель меньше знаменателя, и поэтому коэффициент мощности меньше единицы.

Только в случае чисто активной нагрузки, когда вся мощность является активной, числитель и знаменатель этой дроби равны между собой, и поэтому коэффициент мощности равен единице.

Чем большую часть полной мощности составляет активная мощность, тем меньше числитель отличается от знаменателя дроби и тем ближе коэффициент мощности к единице.

Величину cos φ можно косвенно определить по показаниям ваттметра, вольтметра и амперметра:

cos φ = P/

UI.

Коэффициент мощности можно также измерить особым прибором — фазометром.

Пример 14. Амперметр показывает ток 10 а, вольтметр — 120 в, ваттметр — 1 квт. Определить cos φ потребителя:

S = IU = 10 ⋅ 120 = 1200 ва,

cos φ = P/_S = 1000/₁₂₀₀ = 0,83.

Пример 15. Определить активную мощность, отдаваемую генератором однофазного переменного тока в сеть, если вольтметр на щите генератора показывает 220 в, амперметр — 20 а и фазометр — 0,8:

Р = IU cos φ = 20 ⋅ 220 ⋅ 0,8 = 3520 вт = 3,52 квт.

Полная мощность

S = IU = 20 ⋅ 220 = 4400 ва = 4,4 ква.

Пример 16. Вольтметр, установленный на щитке электродвигателя, показывает 120 в, амперметр — 450 а, ваттметр — 50 квт. Определить z, r, x

L, S, cos φ, Q:

z = U/_I = 120/₄₅₀ = 0,267 ом.

Так как Р = I2 ⋅ r, то

r = Р/_I2 = 50000/₄₅₀₂ = 0/247 ом;

x_L = √(z2 — r2) = √(0,2672 — 0,2472) = √0,01 = 0,1 ом;

S = IU = 450 ⋅ 120 = 54000 ва = 54 ква;

cos φ = Р/_S = 50000/₅₄₀₀₀ = 0,927;

Q = √(S2 — Р2) = √(540002 — 500002) = √416000000 = 20396 вар = 20,396 квар.

Из построения треугольников сопротивлений, напряжений и мощностей для определенной цепи видно, что эти треугольники подобны один другому, так как их стороны пропорциональны. Из каждого треугольника можно найти «косинус фи» цепи, как показано на рис. 168. Этим можно воспользоваться для решения самых разнообразных задач.

Рис. 168. Определение коэффициента мощности из треугольников сопротивлений (а), напряжений (б) и мощностей (в)

Пример 17. Определить z, x_L, U, U_а, U_L, S, Р, Q, если I = 6 а, r = 3 ом, cos φ = 0,8 и ток отстает по фазе от напряжения.

Из треугольника сопротивлений известно, что

cos φ = r/_z,

отсюда

z = r/_{cos φ} = 3/_0,8

= 3,75 ом;

U = I ⋅ z = 6 ⋅ 3,75 = 22,5 в;

x_L = √(z2 — r2) = √(3,752 — 32) = √(14,06 — 9) = √5,06 = 2,24 ом;

U_а = Ir = 6 ⋅ 3 = 18 в;

U_L = Ix_L = 6 ⋅ 2,24 = 13,45 в;

S = IU = 6 ⋅ 22,5 = 135 ва,

или

P = I2r = 36 ⋅ 3 = 108 вт;

Р = IU cos φ = 6 ⋅ 22,5 ⋅ 0,8 = 108 вт;

Q = IU_L = 6 ⋅ 13,45 = 81 вар,

или

Q = √(S2 — P2) = √(1352 — 1082) = √6561 = 81 вар,

или

Q = I2x_L = 62 ⋅ 2,24 = 81 вар.

Основными потребителями электрической энергии являются электрические двигатели, машины и электронагревательные устройства. Все они потребляют активную мощность, которую преобразуют в механическую работу и тепло. Электрические двигатели потребляют также реактивную мощность. Последняя, как известно, совершает колебательное движение от источника к двигателю и обратно.

У ламп и электрических печей сопротивления S = Р и cos φ = 1. У электрических двигателей S = √(P2 + Q2) и cos φ меньше 1.

При неизменной передаваемой активной мощности Р величина нагрузочного тока обратно пропорциональна значению cos φ:

I = P/_U⋅cosφ

Это означает, что при тех же значениях активной мощности Р и напряжения U нагрузочный ток электрических двигателей больше, чем у электрических ламп. Если, например, коэффициент мощности электрического двигателя равен 0,5, то он потребляет в 2 раза больший ток, чем электрическая печь сопротивления той же мощности Р.

Потери мощности на нагрев проводов линии пропорциональны квадрату тока (ΔР = I2r).

Таким образом, при cos φ = 0,5 потери мощности в линии, по которой энергия передается потребителям, больше в 4 раза, чем при cos φ = 1. Кроме того, генераторы и трансформаторы будут загружены током в 2 раза больше и в этом случае требуется примерно в 2 раза большее сечение проводов для обмоток.

Отсюда видно, какое важное значение имеет величина cos φ в электроэнергетических установках. Для повышения коэффициента мощности промышленных установок, на которых преобладающая часть потребителей — электрические двигатели, параллельно им включают конденсаторы, т

е. добиваются резонанса токов, при котором cos φ близок к 1.

Сдвиг фаз между напряжением и током

Что такое электрическое сопротивление

Фазовый сдвиг – показатель, описывающий разность исходных фаз двух параметров, имеющих свойство меняться во времени с одинаковыми скоростями и периодами. Именно сдвиг между силой и напряжением определяет, сколько будет значение угла фи.

В радиотехнической промышленности используются цепочки для получения асинхронного хода.

Одна RC-цепь создает 60-градусный сдвиг, для получения 180-градусного для трехфазной структуры организуют последовательное соединение трех цепочек.

При трансформации электродвижущей силы во вторичных обмотках прибора для всех вариаций тока ее значение идентично по фазе таковому для первичной обмотки. Если обмотки трансформатора включить в противофазе, значение напряжения получает обратный знак. Если напряжение идет по синусоиде, происходит сдвиг на 180 градусов.

В простом случае (к примеру, включение электрического чайника) фазы двух показателей совпадают, и они в одно и то же время достигают пиковых значений. Тогда при расчете потребительской мощности применять угол фи не требуется. Когда к переменному току подключен электродвигатель с составной нагрузкой, содержащей активный и индуктивный компоненты (двигатель стиральной машинки и т.д.), напряжение сразу подается на обмотки, а ток отстает вследствие действия индуктивности. Таким образом, между ними возникает сдвиг. Если индуктивный компонент (обмотки) подменен использованием достижений химии в виде емкостного аккумулятора, отстающей величиной, напротив, оказывается напряжение.

Косинус фи не следует путать с другим показателем, рассчитываемым для комплексных нагрузок, – коэффициентом демпфирования. Он широко используется в усилителях мощности и равен частному номинального сопротивлению прибора и выходному – усилка.

Угол фазового сдвига

Косинус фи (cos φ) или Коэффициент мощности

На шильдиках двигателей и некоторых других устройств можно видеть непонятный параметр косинус фи (cos φ). Что этот параметр означает, в данной статье коротко объясняется, что это такое.Косинус фи (cos φ) часто называют «Коэффициент мощности». Это почти одно и то же при правильной синусоидальной форме тока.Иногда для обозначения коэффициента мощности используется λ, эту величину выражают в процентах, или PF.

Условные обозначения

P — активная мощность S — полная мощность Q — реактивная мощность, U — напряжение I — ток.

Что такое Косинус фи (cos φ) — «Коэффициент мощности»

Косинус фи (cos φ) это косинус угла между фазой напряжения и фазой тока. При активной нагрузке фаза напряжения совпадает с фазой тока, φ (между фазами) равен 0 (нулю). А как мы знаем cos0=1. То есть при активной нагрузке коэффициент мощности равен 1 или 100%.

Активная нагрузка

При емкостной или индуктивной нагрузке фаза тока не совпадает с фазой напряжения. Получается «сдвиг фаз». При индуктивной или активно-индуктивной нагрузке (с катушками: двигатели, дросселя, трансформаторы) фаза тока отстает от фазы напряжения.При емкостной нагрузке (конденсатор) фаза тока опережает фазу напряженияА почему тогда косинус фи (cos φ) это тоже самое что коэффициент мощности, да потому что S=U*I.Посмотрите на графики ниже. Здесь φ равно 90 косинус фи (cosφ)=0(нулю).

Индуктивная нагрузка

Попытаемся вычислить мощность для простоты возьмем максимальное значение напряжения равное 1(100%) в этот момент ток равен 0(нулю) соответственно их произведение, то есть мощность равны 0(нулю). И наоборот когда ток максимальный напряжение равно нулю. Получается что полезная, активная мощность равна 0(нулю).

Коэффициент мощности это соотношение полезной активной мощности к полной мощности, то есть cosφ=P/S.

Треугольник мощностей

Посмотрите на треугольник мощностей. Вспомним тригонометрию (это что то из математики) вот здесь то она нам и пригодится.

Q =U x I x sin φ

На практике. Если подключить асинхронный двигатель в сеть без нагрузки, в холостую. Напряжение вроде как есть, ток, если замерить тоже есть, при этом ни какой полезной работы не совершается. Соответственно активная мощность минимальна.Если на двигателе увеличить нагрузку то сдвиг фаз начнет уменьшаться и соответственно косинус фи (cos φ) будет увеличиваться, а с ним и активная мощность.

К счастью счетчики активной мощности фиксируют соответственно только активную мощность. И нам не приходится переплачивать за полную мощность.

Однако у реактивной мощности есть большой минус она создает бесполезную нагрузку на электрическую сеть из-за этого образуются потери.

Что вызывает низкий коэффициент мощности cos φ (cos фи) в электрической системе?

В разделе Техника на вопрос для чего нужен тангенс фи в электроэнергетики? При tgф<0 потребитель выдает реактивную мощность (емкостной характер) , при tgф>1 потребитель потребляет реактивную мощность (индуктивный характер).

Рассмотрев треугольник сопротивлений, можно понять смысл термина «тангенс фи». Это отношение между реактивной и активной составляющими нагрузки. Тангенс угла потерь также используется в электроэнергетике, но более привычным является показатель cos(φ).

Часть электрической мощности, пришедшая к потребителю, используется для совершения полезной работы и тепловое рассеяние на нагрузке у потребителя. Почему фазовый сдвиг приводит к потерям электроэнергии? Если активное сопротивление проводника просто рассеивает электроэнергию, переводя ее в тепловую, то фазовый сдвиг между током и напряжением приводит к повышенному расходу энергии на электростанции. Отношение активной мощности, потребляемой в нагрузке, и полной мощности, подаваемой на нагрузку по линии электропередач, численно равно cos(φ), где φ – угол фазового сдвига между током и напряжением. С другой стороны, 0% — крайне нежелательный вариант, когда φ=π/2, cos(φ)=0, при этом вся подаваемая мощность переменного тока отражается от реактивной нагрузки и рассеивается в подводящих проводах.

Р — мощность активная,Q — мощность реактивная. Главный инженер ЭнергосбытаА.

Мне тут в акте о разграничении балансовой ответственности МКС прописал Базовый коэффициент реактивной мощности тангенс Фи, который равен 0,2. Это как понимать?

Активный и реактивный токи, протекающие в проводе, складываются в один общий ток, который замеряется амперметром. Отношение активной мощности к полной называется коэффициентом мощности. Для удобства технических расчетов коэффициент мощности выражают через косинус условного угла «фи» (cosφ).

Коэффициент мощности (cos φ) это параметр, характеризующий искажения формы тока, потребляемого от электросети переменного тока. Важный показатель потребителя электроэнергии. Для оценки и расчетов цепей переменного тока используются действующие значения тока и напряжения. Вольтметры и амперметры переменного тока показывают именно действующие значения. Полная мощность в цепях переменного тока равна квадратному корню из суммы квадратов активной и реактивной мощностей. Фазового сдвига нет, cos φ = 1, вся энергия из сети переходит в активную мощность на нагрузке.

Косинус фи (cos φ) — это косинус угла между фазой напряжения и фазой тока. При активной нагрузке фаза напряжения совпадает с фазой тока, φ (между фазами) равен 0 (нулю). Попытаемся вычислить мощность для простоты возьмем максимальное значение напряжения равное 1(100%) в этот момент ток равен 0(нулю) соответственно их произведение, то есть мощность равны 0(нулю). И наоборот когда ток максимальный напряжение равно нулю. Получается что полезная, активная мощность равна 0(нулю). Счетчики активной мощности фиксируют соответственно только активную мощность.

Попробуем популярно объяснить причину такого уважения электриков к тригонометрической функции cos φ. «Косинус-фи» в электроэнергетике еще называют коэффициентом мощности. Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига. Источниками реактивной мощности в сети переменного тока являются катушки индуктивности и конденсаторы. Большинство потребителей электрической энергии имеют обмотки на магнитопроводах, т.е. представляют собой индуктивность. Тогда в однофазной цепи cos φ = P / (U х I), где Р, U, I — показания ваттметра, вольтметра и амперметра, соответственно.

В тренде:

• Как Путин обошел Обаму в списке «Форбс»?Если это действительно так, то Путин с легкостью попадает в первую десятку богатейших людей мира по версии журнала Forbes. Этот журнал ежегодно проводит публикацию рейтинга самых богатых
• Когда можно съесть банан, а когда нельзяЛучше всего их кушать утром, когда ваш организм так жаден к питательным веществам. Возможно, банан – именно то, чего в этот момент так не хватает организму. Съеденный банан перед сном
• Типичные ошибки при приготовлении пломбираЕго разводят в молоке, а после заваривают до густоты. Если в пломбир добавляют ароматизаторы или ягоды и фрукты, то делать это нужно на заключительном этапе приготовления, уже пред тем как

Способы улучшения коэффициента мощности

Повышение коэффициента мощности на предприятиях возможно двумя путями: естественным и искусственным.

Естественный путь повышения cos ф предусматривает: упорядочение технологических процессов таким образом, чтобы приводные двигатели были постоянно загружены и не работали продолжительное время на холостом ходу; замену незагруженных двигателей менее мощными; замену асинхронных двигателей с фазным ротором на асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором; замену тихоходных двигателей на быстроходные; применение синхронных двигателей вместо асинхронных.

Для осуществления вышеперечисленных мероприятий не требуются капитальные затраты, поэтому естественный путь улучшения коэффициента мощности является наиболее доступным и выгодным.

Для искусственного повышения коэффициента мощности применяют компенсирующие устройства на напряжение до 1000 В и выше.

На шахтах чаще всего применяются централизованная компенсация путем установки конденсаторов на шинах 6 кВ. При этом повышается общий коэффициент мощности, ио от передачи реактивной мощности разгружаютея только трансформаторы районных подстанций и линии, питающие ГПП.

Для разгрузки сетей участков от реактивной мощности необходимо конденсаторы устанавливать непосредственно на участках. В угольных шахтах такие установки конденсаторов не применяют из-за отсутствия их в нужном исполнении.

В связи с тем, что для установки конденсаторов необходимы определенные капитальные затраты, вопрос о применении искусственного способа повышения cos ф решается технико-экономичсскими расчетами при проектировании предприятия, а в период эксплуатации — технико-экономическими расчетами, которые производит электроснабжающая организация.

Средневзвешенный cos фср нельзя использовать для оценки состояния сети предприятия по реактивной мощности, особенно в часы максимальных нагрузок электроснабжающей системы. Зачастую при высоком средневзвешенном cos фср предприятие в часы максимума энергосистемы потребляет значительную часть реактивной мощности в системе.

На основании технико-экономических расчетов предприятиям устанавливается экономически целесообразная величина реактивной мощности Q3l разрешенной к использованию с энергосистемы в часы максимальной нагрузки ее. Действительно потребляемую предприятием реактивную мощность QM определяют замерами в часы максимума нагрузок энергосистемы.

Сравнивая величину разрешенной к использованию реактивной мощности Q3 с величиной действительно потребляемой из сети реактивной мощности QM, можно определить эффективность мероприятий по компенсации реактивной мощности.

Коррекция коэффициента мощности

Коррекция коэффициента мощности при помощи конденсаторов

К ухудшению коэффициента мощности (непропорциональному потребляемому току относительно напряжения) приводят реактивная и нелинейная нагрузки. Реактивные нагрузки корректируется внешними реактивностями, именно для них определена величина cos φ.

Коррекция коэффициента мощности ((англ. power factor correction) PFC) — процесс приведения потребления конечного устройства, обладающего низким коэффициентом мощности при питании от силовой сети переменного тока, к состоянию, при котором коэффициент мощности соответствует принятым стандартам.

Технически реализуется в виде той или иной дополнительной схемы на входе устройства.

Данная процедура, необходимая для равномерного использования мощности фазы и исключения перегрузки нейтрального провода трёхфазной сети, обязательна для импульсных источников питания мощностью в 100 и более ватт[источник не указан 2743 дня]. Компенсация обеспечивает отсутствие всплесков тока потребления на вершине синусоиды питающего напряжения и равномерную нагрузку на силовую линию.

Разновидности коррекции коэффициента мощности

• Коррекция реактивной составляющей полной мощности потребления устройства. Выполняется путём включения в цепь реактивного элемента, производящего обратное действие. Например, для компенсации действия электродвигателя переменного тока, обладающего высокой индуктивной реактивной составляющей полной мощности, параллельно цепи питания включается конденсатор.
• Коррекция нелинейности потребления тока в течение периода колебаний питающего напряжения. Если нагрузка потребляет ток непропорционально основной гармонике питающего напряжения, для повышения коэффициента мощности требуется схема пассивного (PPFC) или активного корректора коэффициента мощности (APFC). Простейшим пассивным корректором коэффициента мощности является дроссель с большой индуктивностью, включенный последовательно с питаемой нагрузкой. Дроссель выполняет сглаживание импульсного потребления нагрузки и выделение низшей, то есть основной, гармоники потребления тока, что и требуется.

Расчет электрического тока по мощности: формулы, онлайн расчет, выбор автомата

Проектируя электропроводку в помещении, начинать надо с расчета силы тока в цепях. Ошибка в этом расчете может потом дорого обойтись. Электрическая розетка может расплавиться под действием слишком сильного для нее тока. Если ток в кабеле больше расчетного для данного материала и сечения жилы, проводка будет перегреваться, что может привести к расплавлению провода, обрыва или короткого замыкания в сети с неприятными последствиями, среди которых необходимость полной замены электропроводки – еще не самое плохое.

Знать силу тока в цепи надо и для подбора автоматических выключателей, которые должны обеспечивать адекватную защиту от перегрузки сети. Если автомат стоит с большим запасом по номиналу, к моменту его срабатывания оборудование может уже выйти из строя. Но если номинальный ток автоматического выключателя меньше тока, возникающего в сети при пиковых нагрузках, автомат будет доводить до бешенства, постоянно обесточивая помещение при включении утюга или чайника.

Гармоники питающего напряжения

Кроме образования реактивной мощности, на промышленных предприятиях существует такой негативный фактор, как выработка гармоник напряжения питающей сети.

Гармоники – это та часть спектра питающего напряжения, которая отличается частоты промышленной сети 50 Гц. Как правило, гармоники образуются на частотах, кратных основной. Таким образом, 1-я (основная) гармоника имеет частоту 50 Гц, 2-я – 100, 3-я – 150, и так далее.

Для измерения гармоник напряжения существует формула:

Гармоники напряжения – формула расчета

где:

• Кu – коэффициент нелинейных искажений, или THD (Total Harmonic Distortion),
• U(1), U(2), и так далее – напряжение соответствующей гармоники, вплоть до 40-й.

Однако, эта формула не удобна на практике, поскольку не дает представления об уровне каждой гармонике в отдельности. Поэтому для практических целей используют формулу:

Коэффициент каждой гармоники напряжения

Где:

• Кu(n) – коэффициент n-й гармонической составляющей спектра напряжения,
• U(n) – напряжение n-й гармоники,
• U(1) – напряжение 1-й гармоники

Таким образом, при измерении мы получим детальное распределение гармоник в спектре питающего напряжения, что позволит провести детальный анализ полученной информации и сделать правильные выводы.

Есть ещё гармоники тока, но там всё гораздо хуже…

Самым мощным — отдельное питание

Отдельного внимания заслуживают электрическая плита, варочная поверхность и электрическая духовка, ведь это самые мощные «обитатели» на домашней кухне, если она не газифицирована. Для их подключения, в проекте электроснабжения дома, предусматривают отдельные линии, состоящие из медных проводников необходимого сечения (согласно нормативов — не менее 6 мм 2 для варочной поверхности, если ее мощность превышает 3,5 кВт) и обязательно защищенные индивидуальными автоматами.

Как правило, производитель не снабжает провода мощных устройств электрической вилкой для включения в розетку. В таком случае установка электрической розетки нецелесообразна, поскольку ее контакты будутсущественно нагреваться в моменты работы устройства на полной мощности. Разумней будет подключить электрический кабель из щитка напрямую, присоединив его ссразу к клеммам устройства или воспользовавшись гильзами для электрических соединений, то есть срастить два кабеля друг с другом. Так вы исключите ненужные дополнительные соединения и возникающие в них переходные сопротивления.

Коэффициент мощности

Коэффициент использования производственной мощности

Косинус фи является тем параметром, который характеризует деформацию синусоиды тока, используемого от электрической сети переменного тока, согласно картинке ниже. Он является основным критерием, определяющим потери в проводах и на внутреннем сопротивлении сети.

Искажение тока

Косинус фи, основываясь на таблице стандартов энергопотребления, имеет такие показатели:

1. Отличный – при значениях от 0,95 до 1;
2. Хороший – при значениях от 0,8 до 0,95;
3. Удовлетворительный – при значениях от 0,65 до 0,8;
4. Неудовлетворительный – при значениях ниже 0,65.

Коэффициент мощности асинхронного двигателя и генератора

Поскольку статор и ротор асинхронного двигателя выполнены путем намотки медного провода, то, помимо активной составляющей, имеется индуктивная и емкостная составляющая сопротивления. Соответственно, каждую половину периода колебания с частотой f в сеть возвращается некоторое количество электричества. Негативными последствиями такой операции, помимо паразитного нагрева проводов, является, по сути, вырабатывание генератором электроэнергии, часть которой расходуется впустую, путем циркулирования между генератором и двигателем. Для частных случаев величина реактивных токов является малой, однако если речь идет о больших предприятиях, то величина реактивной мощности может быть настолько велика, что может повлиять на энергосистему целого региона.

Наличие заниженного коэффициента мощности влечет за собой ряд неблагоприятных проявлений:

• Применение в линиях электропередач проводов большего сечения и использование электрических и трансформаторных станций большей мощности;
• Снижение коэффициента полезного действия генерирующих и трансформирующих элементов цепи;
• Снижение полезного напряжения и мощности в проводах.

Мероприятия по увеличению cosφ направлены на:

1. Максимальное сокращение потерь электрической энергии;
2. Применение оптимального количества цветных металлов в процессе формирования электропроводящей аппаратуры;
3. Использование электрических двигателей, трансформаторов, генераторов и других устройств, работающих на переменном токе, с максимальной пользой и для увеличения их срока службы. Соответственно, улучшение коэффициента мощности неизбежно влечет за собой увеличение коэффициента полезного действия питающей сети.

К основным методам по увеличению коэффициента мощности относятся:

1. Компенсация реактивного компонента путем включения в цепь элемента с обратным действием. Промышленные предприятия, имеющие в питающей сети большой индуктивный компонент, с целью его уменьшения применяют электротехнику, собранную на конденсаторах. В связи с этим циркуляция паразитных составляющих проходит между потребителями и установкой, не принося вред питающей сети;
2. Осмысленный подход к технологическому процессу и разумное рассредоточение нагрузок с целью увеличения коэффициента мощности.

Для таких целей прибегают к таким мероприятиям:

• Использование оптимальной нагрузки на электрические двигатели в процессе эксплуатации;
• Исключить использование оборудования, потребляющего индуктивную мощность, без нагрузки или в режиме холостого хода;
• Использование электрических двигателей с другими характеристиками.

Разобравшись, что такое коэффициент мощности, и осознав техпроцессы, проходящие в питающей сети, при наличии паразитных мощностей можно обоснованно подходить к вопросу выбора оборудования, отвечающего характеристикам этой сети. Второстепенный, на первый взгляд, показатель косинус фи является важным критерием, как для поставщиков электрической энергии, так и для различных ее потребителей.

Активная и реактивная мощность

Существует такое понятие как треугольник мощностей. Сам косинус — это тригонометрическая функция, которая и появилась при изучении свойств прямоугольных треугольников.

Она здорово помогает производить определенные вычисления с ними. Например, наглядно показывает отношение длин прилежащего катета (P-активная мощность) к гипотенузе (S-полная мощность).

То есть, зная угол сдвига, можно узнать, сколько активной мощности содержится в полной. Чем меньше этот угол, тем меньше реактивной составляющей находится в сети, и наоборот.

В КПД все более четко — полезная мощность используется на нагрев — охлаждение — механическую работу, остальное уходит безвозвратно. Эта разница и показывается в КПД.

Более подробно, с графиками, рисунками и простыми словами, без особых научных формулировок обо всем этом говорится в ролике ниже.

Читать онлайн «φ – Число Бога. Золотое сечение – формула мироздания», Марио Ливио – ЛитРес

Права на перевод получены соглашением с Broadway Books (Crown Publishing Group, Random House LLC. , A Penguin Random House Company) и литературным агентством «Синопсис».

Mario Livio THE GOLDEN RATIO:

The Story of PHI, the World’s Most Astonishing Number

© Mario Livio, 2002

© Бродоцкая А., перевод на русский язык, 2014

© ООО «Издательство АСТ», 2021

⁂

CЕКРЕТ ГАРМОНИИ ВО ВСЕМ

Являются ли некоторые числа более значимыми, чем другие? Конечно же, да! Если уж у простых людей, далеких от науки или мистики, есть свои любимые и нелюбимые числа, что же говорить про математиков и физиков? Число – такой же важный компонент культуры, как слово. Нет человека, которому бы ни о чем не говорили числа 7, 13 или 666. Но есть числа, которые влияют на нашу жизнь, даже если мы о них не знаем. Таково число фи, в котором кроется секрет гармонии во всем. Марио Ливио написал эту книгу, чтобы мы не были так слепы и не думали, что нумерология – это предрассудки.

Тимоти Хью, Коннектикут

ИЗ ЧЕГО СКЛАДЫВАЕТСЯ КРАСОТА

Книга Марио Ливио полна увлекательнейших цифровых трюков, но, чтобы понять их, вовсе не нужно иметь математический склад ума. Все мы сталкиваемся с тем, что называют красотой. Но кто скажет, из чего складывается красота? Почему нам так нравится смотреть на картины старых мастеров, любоваться спиральными галактиками или разглядывать сосновую шишку? В своей книге Ливио раскрывает секреты красоты и уводит читателя в увлекательный мир математики – науки, которая объясняет все.

Элис Хоул, Лос-Анджелес

ПОТРЯСАЮЩЕЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Я даю этой книге пять звезд из пяти! Эта книга – и для математиков, и для тех, кто не дружит с цифрами. Если вы любите науку, вас захватит потрясающее исследование, которое автор предпринимает в своем труде, если вы любитель беллетристики – эта книга станет для вас тем же, что и хороший детектив.

Рэндом Уэсли, Сан-Франциско

ФОРМУЛА ВСЕЛЕНСКОЙ ГАРМОНИИ

Марио Ливио написал прекрасную работу, в которой дается подробный исторический обзор того, как на протяжении веков люди старались открыть универсальную формулу вселенской гармонии. Оказалось, что все гораздо проще – все сводится к одному-единственному числу, известному как золотое сечение, или число Бога. Вы можете быть математиком или всего лишь человеком, которого чуть-чуть интересует мистика. Если вам интересен окружающий мир, книга приведет вас в восторг!

Кристофер Паркер, Кембридж

ХОРОШАЯ ЛИТЕРАТУРА

«Золотое сечение» – это настоящий шедевр талантливого автора. Я был впечатлен той четкой и захватывающей манерой, которая делает научный труд книгой не только для ума, но и для отдыха. В этой книге Марио Ливио одновременно отвечает на самые актуальные вопросы современной науки и рассказывает удивительную историю, увлечься которой способен каждый. Это хорошая литература во всех отношениях.

Мишель Тернер, Колд Спринг Харбор

Памяти моего отца Робина Ливио

Предисловие

«Золотое сечение» – это книга об одном-единственном числе, однако число это совершенно особое. Это число – 1,61803… – встречается и в лекциях по истории искусств, и в перечнях «любимых чисел», которые составляют математики. Не менее поразительно, что оно было предметом множества экспериментов по психологии.

Так называемое «золотое сечение» заинтересовало меня пятнадцать лет назад, когда я готовился к лекции об эстетике в физике (представьте себе, это отнюдь не оксюморон), и с тех пор оно не идет у меня из головы.

В создании этой книги прямо и косвенно поучаствовало столько моих коллег, друзей и учеников, что всех и не перечислишь. Здесь я хотел бы выразить особую благодарность Иву-Алену Буа, Митчу Фейгенбауму, Гиллелю Гаухману, Теду Хиллу, Рону Лифшицу, Роджеру Пенроузу, Джоанне Постма, Полу Стейнхардту, Пат Тиль, Анне ван дер Хельм, Дивакару Вишванату и Стивену Вольфраму – за бесценные сведения и крайне продуктивные споры.

Я благодарен своим коллегам Даниэле Кальцетти, Стефано Казертано и Массимо Стиавелли за помощь с переводами с латыни и итальянского, Клаусу Лейтереру и Эрмине Ландт за помощь с переводами с немецкого, а Патрику Годону – за помощь с переводами с французского. Сара Стивенс-Рейберн, Элизабет Фрэзер и Нэнси Хэнкс очень посодействовали мне во всем, что касалось лингвистики и библиографии. Особенно я благодарен Шэрон Тулан за содействие в подготовке рукописи.

Искренне благодарю своего литературного агента Сьюзен Рабинер за то, что она не давала мне опустить руки до начала и во время работы над книгой. Я в огромном долгу перед Джеральдом Ховардом, моим редактором из издательства «Doubleday Broadway», за то, что он так тщательно вычитывал рукопись и делал такие точные, глубокие замечания. Также я благодарен Ребекке Холланд, выпускающему редактору в «Doubleday Broadway», за постоянное содействие в то время, пока книга была в печати.

И, наконец, эта книга вообще была написана исключительно благодаря постоянной помощи, терпению и поддержке Софи Ливио.

Прелюдия к числу

Много есть чудес на свете.

Софокл (495–405 гг. до н. э.)

(Пер. С. Шервинского, Н. Познякова)

Знаменитый английский физик лорд Кельвин (Уильям Томпсон, 1824–1907), в честь которого назван градус абсолютной температурной шкалы, во время одной своей лекции сказал: «Если знание невозможно выразить численно, значит, оно поверхностно и недостаточно». Разумеется, Кельвин имел в виду то знание, которое необходимо для научного прогресса. Однако числа и математика удивительным образом предрасположены к тому, чтобы способствовать пониманию даже того, что крайне далеко от науки – или, по крайней мере, представляется таким на первый взгляд. В «Тайне Мари Роже» Эдгара Аллана По знаменитый детектив Огюст Дюпен замечает: «Мы превращаем случайность в предмет точных исчислений. Мы подчиняем непредвиденное и невообразимое научным математическим формулам» (пер. И. Гуровой). Можно пояснить это и на более простом примере. Представьте себе, что вы готовитесь к приему гостей и столкнулись со следующей задачей: у вас есть шоколадка, состоящая из двенадцати долек – сколько раз нужно ее разломить, чтобы разделить все части? Ответ куда проще, чем вы думали, и почти не требует вычислений. Каждый раз, когда вы ломаете шоколадку, у вас получается на один кусок больше, чем раньше. Следовательно, если вам нужно получить двенадцать кусков, придется ломать шоколадку одиннадцать раз (убедитесь сами). А если обобщить, то количество разломов всегда будет на один меньше, чем требуемое количество кусков, независимо от того, из скольких частей состоит шоколадка.

Даже если вы не слишком любите шоколад, то все равно понимаете, что этот пример демонстрирует простой математический закон, который можно применить и во многих других случаях. Однако математические свойства, формулы и законы (многие из которых не задерживаются у нас в памяти) – это далеко не все; существуют еще и особые числа, которые настолько вездесущи, что не устают нас изумлять. Самое прославленное из них – число π (пи), отношение длины окружности к ее диаметру. Значение π – 3,14159… – завораживало много поколений математиков. Хотя изначально число π было определено в геометрии, оно очень часто и неожиданно всплывает при вычислении вероятности. Знаменитый пример – так называемая игла Бюффона, названная в честь французского математика Жоржа-Луи Леклерка, графа де Бюффона (1707–1788), который поставил и решил эту вероятностную задачу в 1777 году. Леклерк задал следующий вопрос: представьте себе, что у вас на полу лежит большой лист бумаги, разлинованный параллельными линиями через равные заданные промежутки. На лист совершенно случайным образом бросают иглу, длина которой в точности равна промежутку между линиями. Какова вероятность, что игла упадет так, что пересечет одну из линий (то есть как на рис. 1)? Как ни странно, ответ, оказывается, 2/π. То есть в принципе возможно даже вычислить π, если повторить этот эксперимент много раз и понаблюдать, какая доля бросков заканчивается пересечением иглы с линией (правда, есть и другие методы вычисления π, не такие скучные). Словосочетание «число π» настолько вошло в обиходный лексикон, что кинорежиссер Даррен Аронофски в 1998 году даже снял психологический триллер под таким названием.

Менее знаменито другое число – φ (фи), а между тем, во многих отношениях оно даже интереснее. Вот, скажем, представьте себе, что я спрашиваю у вас, что общего у изумительного расположения лепестков алой розы, композиции знаменитой картины Сальвадора Дали «Тайная вечеря», чудесного рисунка спиральной раковины и статистики размножения кроликов? Трудно поверить, что у столь разнородных явлений действительно есть нечто общее – и это некое число или геометрическая пропорция, известная человечеству еще со времен античности, число, которому в XIX веке дали почетное называние «золотое число» или «золотое сечение». А в начале XVI века в Италии вышла книга, в которой это число называлось «Божественной пропорцией» – не более и не менее.

 

В повседневной жизни мы применяем слово «пропорция» для обозначения соотношения между частями целого по размеру или количеству – или когда хотим подчеркнуть гармоничные отношения между разными частями. В математике термин «пропорция» применяется для описания равенства следующего типа: девять относится к трем, как шесть к двум. Как мы увидим, золотое сечение дарит нам чарующее сочетание этих определений: хотя определяется оно строго математически, однако считается, что оно обладает свойствами, обеспечивающими приятную гармонию.

Рис. 1

Первое четкое определение соотношения, которое впоследствии станет известно как золотое сечение, дал примерно в 300 году до н. э. Евклид Александрийский, основатель геометрии как формальной дедуктивной системы. К Евклиду и его фантастическим достижениям мы еще вернемся в главе 4, а пока позвольте отметить, что Евклид вызывает столь сильное восхищение, что поэтесса Эдна Сент-Винсент Миллей в 1923 году даже посвятила ему стихотворение под названием «На обнаженность красоты Евклид взглянул» (пер. Л. Мальцевой). Эдна даже сохранила свою школьную тетрадь по евклидовой геометрии. Евклид определил пропорцию, выведенную из простого деления линии (отрезка), по его выражению, «в крайнем и среднем отношении»: «Прямая линия называется рассеченною в крайнем и среднем отношении, когда как целая прямая к большему отрезку, так больший к меньшему» (пер.  Ф. Петрушевского) (рис. 2).

Иначе говоря, если мы посмотрим на рис. 2, то увидим, что отрезок АВ определенно длиннее отрезка АС, в то же время АС длиннее СВ. Если отношение длины АС к длине СВ такое же, как отношение длины АВ к длине АС, значит, отрезок поделен «в крайнем и среднем отношении» – или в золотом сечении.

Рис. 2

Кто бы мог подумать, что такое на первый взгляд невинное разделение отрезка, которое Евклид определил в чисто геометрических целях, окажет влияние на самые разные разделы знания – от положения листьев в ботанике до структуры галактик, состоящих из миллиардов звезд, от математики до искусства? Следовательно, золотое сечение – прекрасный пример того самого крайнего изумления и восторга, которые так высоко ценил великий физик Альберт Эйнштейн (1879–1955). Вот как он об этом писал: «Самое прекрасное, что только может выпасть нам на долю, – это тайна. Стремление разгадать ее стоит у колыбели подлинного искусства и подлинной науки. Тот, кто не знает этого чувства, утратил любопытство, не способен больше удивляться, – все равно что мертвый, все равно что задутая свеча».

Как мы еще увидим, когда проследим на страницах этой книги все необходимые вычисления, точное значение золотого сечения (то есть отношение АС к СВ на рис. 2) – бесконечное непериодическое число 1,6180339887…, а такие бесконечные неповторяющиеся числа интересовали людей со времен античности. Рассказывают, что когда греческий математик Гиппас из Метапонта в V веке до н. э. обнаружил, что золотое сечение – это и не целое число (подобное нашим добрым знакомым 1, 2, 5 и т. д.), и даже не отношение двух целых чисел (подобное дробям вроде 1/2, 2/3, 3/4, которые в совокупности называются рациональными числами), это привело остальных пифагорейцев – то есть последователей знаменитого математика Пифагора – в полнейшее смятение. Предметом поклонения для пифагорейского мировоззрения (о котором мы подробно поговорим в главе 2) был arithmos – то есть имманентные качества целых чисел и их отношений и их предполагаемая роль в мироздании. А открытие, что существуют числа вроде золотого сечения, которые все тянутся и тянутся вечно и при этом в них нет никаких следов повторяемости, никакой закономерности, вызвало самый настоящий философский кризис. Легенда даже утверждает, будто пифагорейцы, совершенно потрясенные этим открытием колоссальной важности, устроили гекатомбу – пожертвовали сто быков, – хотя это вряд ли, учитывая, что пифагорейцы были строгими вегетарианцами. Тут я вынужден подчеркнуть, что большинство подобных историй основаны на недостоверном историческом материале. Так или иначе, мы даже приблизительно не знаем, когда именно были открыты числа, которые не являются ни целыми, ни дробями – так называемые иррациональные числа. Однако некоторые ученые датируют это открытие V веком до н. э., что, по крайней мере, соответствует только что рассказанным легендам. Очевидно одно: пифагорейцы в общем и целом считали, что существование подобных чисел так ужасно, что это, должно быть, своего рода ошибка мироздания, которую надо замолчать и держать в тайне.

Тот факт, что золотое сечение невозможно выразить в виде дроби (как рациональное число), попросту означает, что нельзя выразить в виде дроби соотношение длин АС и СВ на рис.  2. Иначе говоря, как бы мы ни трудились, мы не найдем единицы измерения, которая, скажем, укладывалась бы 51 раз в АС и 19 раз в СВ. Две длины, у которых нет подобной единицы измерения, называются несоизмеримыми. В своем труде «Жизнь Пифагора» (ок. 300 г. н. э.) философ и историк Ямвлих из аристократического сирийского семейства так описывает бурную реакцию на это открытие: будто бы тот, кто открыл эту тайну непосвященным, «вызвал, как говорят, такую ненависть, что его не только изгнали из общины и отлучили от пифагорейского образа жизни, но и соорудили ему надгробие, как будто действительно ушел из жизни тот, кто некогда был их товарищем» (пер. И. Ю. Мельниковой).

В профессиональной математической литературе золотое сечение принято обозначать греческой буквой τ (тау) – от греческого слова τομή (читается «томэ»), которое означает «сечение» или «разрез». Однако в начале ХХ века американский математик Марк Барр предложил обозначать золотое сечение буквой φ – по первой букве имени великого древнегреческого скульптора Фидия, жившего примерно в 490–430 гг. до н. э. Величайшие шедевры Фидия – Афина Партенос в Афинах и Зевс в Олимпии. Кроме того, полагают, что он отвечал и за другие скульптуры в Парфеноне, хотя весьма вероятно, что их создали его ученики и помощники. Барр решил, что надо почтить память скульптора, поскольку многие искусствоведы полагают, что Фидий часто и весьма точно применял золотое сечение в своих творениях (эту и подобные гипотезы мы очень дотошно разберем в нашей книге). Я буду называть его и золотым сечением, и числом φ, поскольку именно такие обозначения чаще всего встречаются в популярной математической литературе.

Величайшие математические умы в истории – и древнегреческие мудрецы Пифагор и Евклид, и средневековый итальянский ученый Леонардо Пизанский по прозвищу Фибоначчи, и астроном эпохи Возрождения Иоганн Кеплер, и современные научные светила, например, физик из Оксфорда Роджер Пенроуз, немало часов провели в размышлениях над этим простым соотношением и его свойствами. Однако золотое сечение чарует отнюдь не только математиков. Биологи, художники, историки, музыканты, архитекторы, психологи и даже мистики – все они размышляли над тем, почему это число столь вездесуще и в чем его притягательность. По сути дела, можно, пожалуй, сказать, что золотое сечение вдохновляло мыслителей из всех отраслей знания – и в этом с ним не в силах сравниться никакое другое число в истории математики.

Даже простому вопросу о происхождении названия «золотое сечение» посвящено огромное количество исследований, а особенно глубоко этим интересовался канадский математик и писатель Роджер Герц-Фишлер, о чем и рассказано в его превосходной книге «A Mathematical History of the Golden Number» («Математическая история золотого сечения»). Учитывая, какой пристальный интерес вызывало это число еще со времен античности, можно было бы подумать, что и название это античного происхождения. И в самом деле, некоторые авторитетные труды по истории математики, например, «Рождение математики во времена Платона» Франсуа Ласерре (François Lasserre. «The Birth of Mathematics in the Age of Plato») и «История математики» Карла Б. Бойера (Carl B. Boyer. «History of Mathematics»), возводят это название, соответственно, к XVI и XVII векам. Однако дело, скорее всего, не в этом. Насколько я могу судить по обширным источниковедческим данным, впервые это словосочетание применил в 1835 году немецкий математик Мартин Ом (брат знаменитого физика Георга Симона Ома, в честь которого назван закон Ома в электромагнетизме) во втором издании своей книги «Чистая элементарная математика» (Martin Ohm. «Die Reine Elementar-Mathematik»). В одной сноске Ом пишет: «Подобное разделение произвольного отрезка на две части принято также называть золотым сечением». Формулировка Ома однако создает впечатление, что он не сам придумал этот термин, а скорее привел уже принятое название. Тем не менее, в первом издании книги, опубликованном в 1826 году, Ом этого названия не приводит, а это заставляет сделать по крайней мере тот вывод, что выражение «золотое сечение» (нем. «der Goldene Schnitt») завоевало популярность лишь к 1835 году. Вероятно, ранее это было лишь разговорное выражение, применявшееся преимущественно в математических кругах. Однако нет никаких сомнений, что после книги Ома термин «золотое сечение» стал часто повторяться в немецкой литературе по математике и искусствоведению. А в англоязычной печати это выражение, по всей видимости, дебютировало в статье Джеймса Салли (James Sully) по эстетике, которая появилась в девятом издании Британской энциклопедии в 1875 году. Салли описывает «интересное экспериментальное исследование… проведенное Густавом Теодором Фехнером (известным немецким физиком и первопроходцем в области психологии, жившим в XIX веке) о том, что «золотое сечение» первоначально было именно зримой пропорцией» (об экспериментах Фехнера мы подробно поговорим в главе 7). В математическом контексте этот термин впервые встретился в англоязычной литературе, по всей видимости, в статье Э. Эккерманна, которая так и называлась «Золотое сечение» (E. Ackermann. «The Golden Section») и была напечатана в журнале «American Mathematical Monthly» в 1895 году, а также – примерно в это же время, в 1898 году – в книге «Введение в алгебру» известного преподавателя и писателя Дж. Кристала (1851–1911). Позвольте мне отметить любопытства ради, что единственное определение «золотого числа», появившееся в издании французской энциклопедии «Nouveau Larousse Illustré» 1900 года, гласит: «Число, определяющее каждый год лунного цикла». Это относится к положению календарного года в пределах 19-летнего цикла, после которого фазы луны снова приходятся на те же даты. Очевидно, во французскую математическую номенклатуру «золотое число» и тем более «золотое сечение» проникало гораздо дольше.

Однако почему это вообще так важно? Из-за чего, собственно, это число или геометрическая пропорция так сильно нас интересуют? Привлекательность золотого сечения в первую очередь коренится в том факте, что оно обладает прямо-таки пугающим свойством вылезать там, где его никак не ожидаешь.

Возьмем, к примеру, самое обычное яблоко – фрукт, который часто и, вероятно, ошибочно ассоциируется с древом познания, играющим столь заметную роль в библейском рассказе о грехопадении – и разрежем его поперек. И мы увидим, что яблочные семечки образуют пятиконечную звезду – она же пентаграмма (рис. 3). Каждый из пяти равнобедренных треугольников, составляющих лучи пентаграммы, обладает таким свойством, что соотношение длины его длинной стороны к короткой, то есть к основанию, равно золотому сечению – 1,618… Правда, вы, вероятно, решите, что это не так уж и удивительно. В конце концов, золотое сечение и определяется в первую очередь как геометрическая пропорция, так что, вероятно, не надо так уж поражаться, если эта пропорция встречается в некоторых геометрических фигурах.

Рис. 3

Однако это лишь верхушка айсберга. Согласно буддистской традиции, Будда во время одной своей проповеди не проронил ни слова, а всего-навсего показал слушателям цветок. Чему может научить нас цветок? Скажем, роза часто служит примером природной симметрии, гармонии, любви и хрупкости. Индийский поэт Рабиндранат Тагор (1861–1941) в своей «Религии человека» пишет: «Нам почему-то кажется, что роза – это язык, который нашла любовь, чтобы достичь наших сердец». Предположим, вам нужно качественно оценить симметричное устройство розы. Возьмите розу и препарируйте ее, чтобы разобраться, каким образом ее внешние лепестки накладываются на внутренние. Как я показываю в главе 5, вы обнаружите, что лепестки расположены в соответствии с математическим законом, основанном на золотом сечении.

 

Теперь обратимся к царству животных: все мы хорошо знакомы с чарующе прекрасными спиральными структурами многих раковин моллюсков, например, вида Nautilus pompilius (рис. 4). Между прочим, такую раковину держит в руке танцующий Шива из индийских легенд – это символ одного из орудий творения. Кроме того, структура этих раковин вдохновляла и многих зодчих. Например, американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт (1869–1959) положил эту структуру в основу здания музея Гуггенхайма в Нью-Йорке. Попав в музей, посетители поднимаются по спиральному пандусу, насыщая воображение созерцанием произведений искусства – точно так же, как моллюск выстраивает новые спиральные камеры, заполняя свое физическое пространство. В главе 5 мы увидим, что рост спиральных раковин также подчиняется правилу, основанному на золотом сечении.

Рис. 4

Рис. 5

Пожалуй, не нужно быть особым поклонником нумерологии – мистики чисел, чтобы уже сейчас почувствовать некоторый душевный трепет: столь поразительна способность золотого сечения проявляться в самых разных ситуациях, в самых разных феноменах, казалось бы, совершенно не связанных друг с другом. Более того, как я уже отметил в начале главы, золотое сечение обнаруживается не только в природных явлениях, но и в самых разных рукотворных предметах и произведениях искусства. Например, на рис. 5 мы видим картину Сальвадора Дали «Тайная вечеря», написанную в 1955 году (она хранится в Национальной галерее в Вашингтоне): соотношение сторон этой картины – ее размеры 167 на 268 см – приблизительно равно золотому сечению. Более того, над столом, словно охватывая композицию, парит фрагмент огромного додекаэдра – правильного двенадцатигранника, каждая грань которого представляет собой правильный пятиугольник. Как мы увидим в главе 4, правильные многогранники, например, куб, которые можно вписать в сферу (т. е. сделать так, чтобы все их углы лежали на сфере), а особенно додекаэдр, тесно связаны с золотым сечением. Почему Дали решил так явно подчеркнуть золотое сечение в своей картине? Художник отмечал, что «Композиция Тайной Вечери должна быть симметричной» – но это лишь начало ответа на наш вопрос. Как я показываю в главе 7, золотое сечение появляется – или по крайней мере, должно появляться по замыслу создателя – в работах многих других художников, архитекторов, дизайнеров и даже в знаменитых музыкальных произведениях. Говоря обобщенно, золотое сечение применяется в некоторых произведениях искусства с целью достичь определенного зрительного или слухового эффекта. Подобный эффект вызывается, в частности, особым соотношением размеров отдельных частей и целого, особыми пропорциями. История искусств показывает, что в результате долгих поисков неуловимого канона «совершенных» пропорций – такого, чтобы любое произведение искусства при его применении автоматически становилось эстетичным и приятным – выяснилось, что этим требованиям лучше всего удовлетворяет именно золотое сечение. Но почему?

Если подробнее рассмотреть примеры из мира природы и из мира искусства, окажется, что они заставляют задаваться вопросами на трех уровнях глубины. Прежде всего, это непосредственные вопросы: (а) все ли случаи появления числа φ в природе и искусстве, описанные в литературе, действительно имеют место или некоторые из них – всего лишь результаты неверных интерпретаций и всякого рода натяжек? (б) Если число φ и правда появляется в этих и других обстоятельствах, можем ли мы как-то это объяснить? Далее, если учесть, что мы придерживаемся определения «красоты», подобного, скажем, тому, которое дано в словаре Уэбстера: «Качество, которое делает объект приятным или приносит определенное удовлетворение» – возникает вопрос: есть ли у математики эстетическая составляющая? Если да, какова сущность этой составляющей? Это серьезный вопрос, поскольку, как заметил однажды американский архитектор, математик и инженер Ричард Бакминстер Фуллер (l895–l983): «Когда я работаю над какой-то задачей, то никогда не думаю о красоте. Думаю я только о том, как решить эту задачу. Но если я решу ее и решение окажется некрасивым, я буду знать, что ошибся». И, наконец, самый интересный вопрос звучит так: почему, собственно, математика столь могущественна и столь вездесуща? Благодаря чему математика и численные константы вроде золотого сечения играют столь важную роль во всем на свете – от фундаментальных теорий происхождения Вселенной до рынка ценных бумаг? Существует ли математика и ее принципы независимо от людей, которые ее открыли или обнаружили? Математична ли Вселенная по своей природе? Последний вопрос можно задать, переформулировав известный афоризм английского физика сэра Джеймса Джинса (1847–1946): может быть, и сам Бог – математик?

В этой книге я постараюсь обсудить все эти вопросы более или менее подробно с точки зрения увлекательной истории числа φ. История этой константы, временами запутанная, насчитывает тысячелетия и разворачивается на всех материках. Но при этом я надеюсь рассказать вам еще и интересную историю о человеческой психологии. Наш сюжет отчасти повествует о тех временах, когда физиками и математиками называли себя люди, которых попросту интересовали различные вопросы, разжигавшие в них любознательность. Зачастую подобные люди трудились и умирали, не зная, удастся ли результатам их трудов изменить ход научной мысли или они просто канут в Лету, не оставив и следа.

Однако прежде чем пуститься в этот путь, нам придется поближе познакомиться с числами вообще и с золотым сечением в частности. Откуда, в сущности, появилась сама идея золотого сечения? Что именно заставило Евклида задуматься о том, чтобы разделить отрезок именно в таком соотношении? Моя цель – помочь вам заглянуть в подлинные истоки, так сказать, «золотого исчисления». Для этого мы и предпримем краткую ознакомительную экскурсию во времена зарождения математики.

Индекс оксигенации. Калькулятор. PaO2/FiO2 в интенсивной терапии.

Индекс оксигенации (oxygenation index, OI; PF ratio – PF соотношение; респираторный индекс, PaO₂ / FiO₂ ) — это параметр, используемый в анестезиологии-реаниматологии и интенсивной терапии для оценки функции обмена кислорода в легких. Расчет индекса оксигенации производят по формуле, как соотношение PaO₂ / FiO₂ (отношение парциального напряжения кислорода в артериальной крови к фракции кислорода на вдохе). Данный критерий относится к международным шкалам, которые ежедневно используются в рутинной практике анестезиолога. Индекс оксигенации является одним из важных прогностических критериев при ИВЛ у больных новой коронавирусной инфекцией (COVID-19).
Рекомендуем: Интубация трахеи; Трудные дыхательные пути; Алгоритм VORTEX; Рекомендации ASA; Протокол DAS; Рекомендации SOBA; Шкала Маллампати; Шкала Кормака-Лехана, Шкала MACOCHA 
FiO₂(fraction of inspired oxygen) — фракция кислорода во вдыхаемой газовой смеси. FiO₂ влияет на корреляцию между SpO₂ и PaO₂, подробнее здесь

Калькулятор индекса оксигенации № 1

PaO2, мм рт. ст.

FiO2, %

Результат

Интерпретация индекса оксигенации в анестезиологии 

Индекс оксигенации (респираторный индекс) является качественным признаком для определения степени острой дыхательной недостаточности. В норме индекс оксигенации равен примерно 500 ( PaO₂ : FiO₂ = 100 mmHg/0,21 = 476). Известно, что снижение индекса оксигенации (PaO₂ / FiO₂)  считается одним из главных  критериев острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС). При этом степень нарушения оксигенирующей функции легких является и дифференциально-диагностическим критерием для острого повреждения легких (ОПЛ) и его наиболее тяжелой стадии — ОРДС:
индекс оксигенации (РаО₂ / FiО₂) < 300 — ОПЛ;
индекс оксигенации (РаО₂ / FiО₂) < 200 — ОРДС.

Степень тяжести ОРДС	Индекс оксигенации	Летальность
легкая	200–300	27%
средняя	100–200	32%
тяжелая	< 100	45%

Однако, индекс оксигенации является достаточно уязвимым признаком ОРДС, динамика изменений которого зависит от многих легочных и внелегочных причин. Для определения степени тяжести ОДН (в том числе и при COVID-19) диагностики ОРДС необходимо учитывать как причины развития и формы острого повреждения легких, так и характер проводимой интенсивной терапии.

Существует и другая формула индекса оксигенации, где для расчета используется не только соотношение PaO₂/FiO₂, но и среднее давление в дыхательных путях.

Калькулятор индекса оксигенации № 2

FiO2, %

Pmean, мм вод. ст.

PaO2, мм рт.ст.

Результат

ФОРМУЛА

Источники

1. Marshall JC, Cook DJ, Christou NV, et. al. Multiple organ dysfunction score: a reliable descriptor of a complex clinical outcome. Crit Care Med. 1995 Oct;23(10):1638-52. Review. PMID: 7587228
2. Ortiz RM, Cilley RE, Bartlett RH. Extracorporeal membrane oxygenation in pediatric respiratory failure. Pediatr Clin North Am. 1987 Feb;34(1):39-46.
3. Власенко А.В., Мороз В.В., Яковлев В.Н., Алексеев В.Г. Информативность индекса оксигенации при диагностике острого респираторного дистресс-синдрома. Общая Реаниматология, 2009; 5 (5), 54–62.
4. Karbing DS, Kjaergaard S, Smith BW, Espersen K, Allerød C, Andreassen S, Rees SE. Variation in the PaO2/FiO2 ratio with FiO2: mathematical and experimental description, and clinical relevance. Crit Care. 2007;11(6):R118.
5. Whiteley JP, Gavaghan DJ, Hahn CE. Variation of venous admixture, SF6 shunt, PaO2, and the PaO2/FIO2 ratio with FIO2. Br J Anaesth. 2002 Jun;88(6):771-8. 
6. Bilan N., Dastranji A., Ghalehgolab Behbahani A. Comparison of the spo2/fio2 ratio and the pao2/fio2 ratio in patients with acute lung injury or acute respiratory distress syndrome. J Cardiovasc Thorac Res. 2015; 7(1):28-31. 
7. Hsu-Ching Kao, Ting-Yu Lai, Heui-Ling Hung. Sequential Oxygenation Index and Organ Dysfunction Assessment within the First 3 Days of Mechanical Ventilation Predict the Outcome of Adult Patients with Severe Acute Respiratory Failure. ScientificWorldJournal, 2013 

3.8 Фи-функция Эйлера

Когда что-то известно о $\Z_n$, часто полезно спросить применимо ли что-то сопоставимое к $\U_n$. Здесь мы смотрим на $\U_n$ в контексте предыдущего раздела. В помощь расследованию мы ввести новую величину, фи-функцию Эйлера , записанную $\phi (n)$, для натуральных чисел $n$.

Определение 3.8.1 $\phi (n)$ — это количество неотрицательные целые числа меньше $n$, относительно просто до $n$. Другими словами, если $n>1$, то $\phi (n)$ — это количество элементы в $\U_n$ и $\phi(1)=1$. $\квадрат$

Пример 3.8.2. Легко проверить, что $\phi (2)=1$, $\phi (4)=2$, $\phi (12)=4$ и $\phi (15)=8$. $\квадрат$

Пример 3.8.3. Если $p$ — простое число, то $\phi (p)=p-1$, поскольку $1$, $2$, …, $p-1$ взаимно просты с $p$, а $0$ — нет. $\квадрат$

Для любого числа $n$ $\phi(n)$ оказывается удивительно простым форма; то есть существует простая формула, которая дает значение $\фи(п)$. Мы уже видели, насколько это просто для простых чисел. Как есть типичных для многих результатов в теории чисел, мы будем работать по-своему постепенно до любого $n$, глядя затем на степени одного простого числа. 9{a-1}$.$\qed$

Пример 3.8.5 $\phi (32)=32-16=16$, $\phi (125)=125-25=100$. $\квадрат$

Теперь мы хотим расширить нашу формулу, чтобы обрабатывать любые натуральное число $n$. Сначала рассмотрим пример:

Пример 3.8.6 С $$ \eqalign{ \U_{20}&=\{[1],[3],[7],[9],[11],[13],[17], [19]\},\кр \U_{4}& =\{[1],[3]\},\cr \U_{5}& =\{[1],[2],[3],[4]\},\cr} $$ и $\U_{20}$, и $\U_4\times \U_5$ имеют по 8 элементов. Фактически, переписка, обсуждаемая в китайском остатке Теорема между $\Z_{20}$ и $\Z_{4}\times \Z_5$ также является соответствием 1-1 между $\U_{20}$ и $\U_4\раз \U_5$: $$ \матрица{ [1]&\стрелка влево&([1],[1])&\quad&[11]&\стрелка влево& ([3],[1])\cr [3]&\стрелка влево&([3],[3])&\quad&[13]&\стрелка влево& ([1],[3])\cr [7]&\стрелка влево&([3],[2])&\quad&[17]&\стрелка влево& ([1],[2])\cr [9]&\стрелка влево&([1],[4])&\quad&[19]&\стрелка влево& ([3],[4])\cr} $$ $\квадрат$

Использование китайского остатка Теорема, мы можем доказать, что это правда в общем.

Теорема 3.8.7. Если $a$ и $b$ относительно простое и $n=ab$, то $\phi (n)=\phi (a)\phi (b)$.

Доказательство. Мы хотим доказать, что $|\U_n|=|\U_a|\cdot|\U_b|$. Как указано в примере мы на самом деле докажем больше, выставив единицу за одно соответствие между элементами $\U_n$ и $\U_a\раз\U_b$. У нас уже есть переписка один на один между элементы $\Z_n$ и $\Z_a\times\Z_b$. Опять же, как указывает например, нам просто нужно доказать, что это же соответствие работает для $\U_n$ и $\U_a\times\U_b$. То есть мы уже умеем связывать любой $[x]$ с парой $([x],[x])$; нам просто нужно знать, что $[x]\in \U_n$ тогда и только тогда, когда $([x],[x])\in\U_a\times\U_b$. После долгого построить, вот доказательство: $[x]$ находится в $\U_n$ тогда и только тогда, когда $(х,n)=1$ тогда и только тогда, когда $(x,a)=1$ и $(x,b)=1$ тогда и только тогда, когда $([x],[x])\in \U_a\times \U_b$.$\qed$

Следствие 3.8.8. Предположим, что $n=ab$, где $a$ и $b$ взаимно просты. Для $x=0,1,…, n-1$, если $[x]\in \U_{n}$, свяжите $[x]$ с $([x], [x])\in \Z_a\times \Z_b$. Это дает один к одному соответствие между $\U_n$ и $\U_a\times \U_b$.

Доказательство. Мы доказали это уже в доказательстве предыдущего теорема, но она заслуживает отдельного утверждения.$\qed$

Теперь мы знаем достаточно, чтобы вычислить $\phi(n)$ для любого $n$.

Пример 3.8.9 $\phi (200)=\phi(25)\phi(8)=(25-5)(8-4)=80.$ $\квадрат$ 9{e_k-1}). $$

Доказательство. Доказательство по индукции оставляем в качестве упражнения. $\qed$

Леонард Эйлер. Эйлер родился в Базеле. в 1707 году и умер в 1783 году, после потрясающе плодовитой жизни. математическая работа. Его полная библиография насчитывает около 900 записи; его исследования составили около 800 страниц в год в течение всего его карьеры. Он продолжал заниматься исследованиями вплоть до своего внезапного смерть во время отдыха с чашкой чая. Почти все последние 17 лет своей жизни он был полностью слеп.

Широта знаний Эйлера может быть столь же впечатляющей, как и глубина его его математическая работа. У него были большие способности к языкам, и изучал теологию, медицину, астрономию и физику. Его первый назначение было в медицине при недавно созданном Санкт-Петербургском Академия. В день приезда в Россию покровитель академии, Екатерина I умерла, а сама академия едва пережила переход власти к новому режиму. В результате Эйлер оказался в кафедра натурфилософии вместо медицины.

Эйлера лучше всего помнят за его вклад в анализ и числа. теории, особенно за использование им бесконечных процессов различных виды (бесконечные суммы и произведения, цепные дроби), а для установив большую часть современной нотации математики. Эйлер положил начало использованию $e$ для основания натуральных логарифмов и $i$ для $\sqrt{-1}$; символ $\pi$ был найден в книге, изданной в 1706 г., но принятие этого символа Эйлером в 1737 г. сделало это стандарт. Он также отвечал за использование $\sum$ для представляют собой сумму, а в современных обозначениях функции $f(x)$. 92/6$. Некритическое применение Эйлером обычной алгебры к бесконечным рядам время от времени приводил его к неприятностям, но его результаты были в подавляющем большинстве правильны, а позже были оправданы более тщательной техникой, поскольку потребность в повышенной строгости математических аргументов стала очевидной. Мы еще не раз встретимся с именем Эйлера в оставшейся части главы.

Информация здесь взята из История математики , автор Карл Бойер, Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1968.

9{-1}$ соответствуют?

Пример 3.8.5 Делителями числа $6$ являются $1$, $2$, $3$, $6$. Обратите внимание, что $$ \фи (1)+\фи (2)+\фи (3)+\фи (6)= 1 + 1 + 2 + 2 = 6. $$ Выполните аналогичные вычисления, заменив 6$ на 10$.

Пример 3.8.6 Найдите все $a$ такие, что $\phi (a)=6$.

Пример 3.8.7 Если $a|b$, докажите $\phi (a)|\phi (b)$.

Пример 3.8.8 Какие простые числа можно представить в виде $\phi (n)$ для какие-то $n$?

Пример 3.8.9 Докажи это $\displaystyle\phi(n)=n\prod_{p|n}\big(1-{1\over p}\big)$; продукт над всеми простыми числами $p$, которые делят $n$.

Пример 3.8.10 Докажите теорему 3.8.11.

Пример 3.8.11 Найдите все $n$, для которых $\phi(n)$ нечетно, и докажите что вы нашли все такие $n$.

Пример 3.8.12 В доказательстве теоремы 3.8.7 мы утверждали, что если $n=ab$, то $(x,n)=1$ тогда и только тогда, когда $(x,a)=1$ и $(x,b)=1$. Докажите это.

Золотое сечение – определение, формула, примеры

Золотое сечение, которое часто называют золотым сечением, божественной пропорцией или золотым сечением, является особым атрибутом, обозначаемым символом ϕ и примерно равным 1,618. . Изучение многих специальных формаций может быть выполнено с использованием специальных последовательностей, таких как последовательность Фибоначчи, и атрибутов, таких как золотое сечение.

Это соотношение встречается в различных искусствах, архитектуре и дизайне. Многие замечательные архитектурные сооружения, такие как Великая пирамида Египта, Парфенон, были частично или полностью спроектированы так, чтобы отражать в своей структуре золотое сечение. Великие художники, такие как Леонардо да Винчи, использовали золотое сечение в нескольких своих шедеврах, и в 1500-х годах оно было известно как «Божественная пропорция». Давайте узнаем больше о золотом сечении в этом уроке.

1.	Что такое золотое сечение?
2.	Формула золотого сечения
3.	Как рассчитать золотое сечение?
4.	Что такое золотой прямоугольник?
5.	Что такое последовательность Фибоначчи?
6.	Часто задаваемые вопросы о золотом сечении

Что такое золотое сечение?

Золотое сечение, также называемое золотым сечением, божественной пропорцией или золотым сечением, существует между двумя величинами, если их отношение равно отношению их суммы к большей величине между ними. Со ссылкой на это определение, если мы разделим линию на две части, части будут в золотом сечении, если:

Отношение длины более длинной части, скажем, «а», к длине более короткой части, скажем, «b» равно отношению их суммы «(a + b)» к большей длине.

Обратитесь к следующей диаграмме для лучшего понимания вышеуказанной концепции:

Обозначается греческой буквой ϕ, произносимой как «фи». Приблизительное значение ϕ равно 1,61803398875 . Оно находит применение в геометрии, искусстве, архитектуре и других областях. Таким образом, следующее уравнение устанавливает соотношение для расчета золотого сечения: два.

Определение золотого сечения

Когда линия делится на две части, длинная часть, которая делится на короткую часть, равна всей длине, деленной на длинную часть, определяется как золотое сечение. Ниже приведены примеры золотого сечения в архитектуре и искусстве.

Есть много применений золотого сечения в области архитектуры. Многие архитектурные чудеса, такие как Великая мечеть Кайруана, были построены с учетом золотого сечения в их структуре. Такие художники, как Леонардо да Винчи, Рафаэль, Сандро Боттичелли и Жорж Сера, использовали это как атрибут в своих работах.

Формула золотого сечения

Формулу золотого сечения можно использовать для расчета значения золотого сечения. Уравнение золотого сечения выведено, чтобы найти общую формулу для расчета золотого сечения.

Уравнение золотого сечения

Из определения золотого сечения

a/b = (a + b)/a = ϕ

Из этого уравнения получаем два уравнения:

a/b = ϕ → ( 1)

(а + b)/а = ϕ → (2)

Из уравнения (1)

a/b = ϕ

⇒ a = b

Подставить это в уравнение (2):

(bϕ + b)/bϕ = ϕ

b( ϕ + 1)/ bϕ = ϕ

(ϕ + 1)/ϕ = ϕ

1 + 1/ϕ = ϕ

1 + 1/ϕ = ϕ

Как рассчитать золотое сечение?

Значение золотого сечения можно рассчитать разными методами. Начнем с основного.

Метод проб и ошибок

Мы угадаем произвольное значение константы, а затем выполним следующие шаги, чтобы вычислить более близкое значение на каждой итерации.

• Вычислите мультипликативную обратную величину угаданного вами значения, т. е. 1/значение. Это значение будет нашим первым термином.
• Вычислите другой член, добавив 1 к мультипликативному, обратному этому значению.
• Оба условия, полученные на предыдущих шагах, должны быть равны. Если нет, мы будем повторять процесс, пока не получим примерно равное значение для обоих членов.
• Для второй итерации мы будем использовать предполагаемое значение, равное члену 2, полученному на шаге 2, и так далее.

Например,

Поскольку ϕ = 1 + 1/ϕ, оно должно быть больше 1. Начнем со значения 1,5 в качестве нашего первого предположения.

• Член 1 = Мультипликативное обратное 1,5 = 1/1,5 = 0,6666… ​​
• Член 2 = мультипликативный, обратный 1,5 + 1 = 0,6666.. + 1 = 1,6666… ​​

Поскольку оба термина не равны, мы повторим этот процесс снова, используя предполагаемое значение, равное term 2 .

В следующей таблице приведены данные расчетов для всех принятых значений, пока мы не получим желаемые равные условия:

Итерация	Предполагаемое значение	Термин 1 (1/значение)	Термин 2 (1/значение + 1)
1.	1,5	11,511,5 = 0,6666..	0,6666.. + 1 = 1,6666..
2.	1.6666..	11,666..11,666.. = 0,6	0,6 + 1 = 1,6
3.	1,6	11,611,6 = 0,625	0,625 + 1 = 1,625
4.	1,625	11,62511,625 = 0,61538..	0,61538.. + 1 = 1,61538..
5.	1.61538..	..	.. и так далее

Чем больше итераций вы выполните, тем ближе приблизительное значение будет к точному. Другие методы обеспечивают более эффективный способ вычисления точного значения. 92 – 4ac}}{2a}\)

Подставляя значения a = 1, b = -1 и c = -1, получаем

ϕ = \(\frac{1 \pm \sqrt{( 1 + 4 )}}{2}\)

Решение может быть упрощено до положительного значения, что дает:

ϕ = 1/2 + √5/2

Обратите внимание, что мы не рассматриваем отрицательное значение, так как \( \phi\) — это отношение длин, и оно не может быть отрицательным.

Следовательно, ϕ = 1/2 + √5/2

Что такое золотой прямоугольник?

В геометрии золотой прямоугольник определяется как прямоугольник, длины сторон которого находятся в золотом сечении. Золотой прямоугольник демонстрирует совершенно особую форму самоподобия. Все прямоугольники, созданные путем добавления или удаления квадрата, также являются золотыми прямоугольниками.

Построение золотого прямоугольника

Мы можем построить золотой прямоугольник, используя следующие шаги:

• Шаг 1: Сначала мы нарисуем квадрат из 1 единицы. На одной из его сторон нарисуйте точку посередине. Теперь мы проведем линию от этой точки до угла другой стороны.

• Шаг 2: Используя эту линию в качестве радиуса и точку, проведенную посередине, в качестве центра, нарисуйте дугу, идущую вдоль стороны квадрата. Длину этой дуги можно рассчитать с помощью теоремы Пифагора: √(1/2) ² + (1) ² = √5/2 шт.
• Шаг 3: Используйте пересечение этой дуги и стороны квадрата, чтобы нарисовать прямоугольник, как показано на рисунке ниже:

Это золотой прямоугольник, потому что его размеры находятся в золотом сечении. т. е. ϕ = (√5/2 + 1/2)/1 = 1,61803

Что такое последовательность Фибоначчи?

Последовательность Фибоначчи — это особый ряд чисел, в котором каждый член (начиная с третьего члена) является суммой двух предыдущих членов. Для нахождения последовательности Фибоначчи можно использовать следующие шаги:

• Начнем с того, что возьмем 0 и 1 в качестве первых двух членов.
• Таким образом, третий член 1 вычисляется путем сложения 0 и 1.
• Точно так же следующий член = 1 + 2 = 3 и так далее.

Последовательность Фибоначчи задается как 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21,… и так далее. Последовательность Фибоначчи и золотое сечение имеют между собой особую связь. Когда мы начинаем вычислять отношения двух последовательных членов ряда Фибоначчи, значение каждого последующего отношения приближается к точному значению ϕ.

Например,

В следующей таблице показаны значения соотношений, максимально приближающиеся к значению ϕ. В следующей таблице показаны значения соотношений, максимально приближающиеся к значению ϕ.

Срок 1	Срок 2	Соотношение = Срок 2/ Срок 1
2	3	1,5
3	5	1.6666..
5	8	1,6
8	13	1,625
13	21	1,61538

☛Связанные темы 

Ниже приведен список тем, тесно связанных с золотым сечением. Эти темы также дадут вам представление о том, как такие понятия рассматриваются в Cuemath.

• Среднее
• Соотношение
• Числа Фибоначчи
• Квадратные уравнения
• Соотношение, доля, формулы процентов

Часто задаваемые вопросы о золотом сечении

Что такое золотое сечение простыми словами?

Золотое сечение — это математическое соотношение, которое существует между двумя величинами, если их отношение равно отношению их суммы к большей из них величин. Другими словами, когда линия разделена на две части и более длинная часть «а», разделенная на меньшую часть «b», равна сумме (а + b), деленной на «а», это означает, что линия отражая золотое сечение, которое равно 1,618.

Что вы подразумеваете под золотым прямоугольником?

В геометрии золотой прямоугольник определяется как прямоугольник, длины сторон которого находятся в золотом сечении. Золотой прямоугольник демонстрирует совершенно особую форму самоподобия. Все прямоугольники, созданные путем добавления или удаления квадрата, также являются золотыми прямоугольниками.

Почему золотое сечение красиво?

Золотое сечение — это соотношение, которое при использовании в различных областях для проектирования объектов делает объекты эстетически привлекательными и приятными на вид. Поэтому золотое сечение называют красивым атрибутом. Его можно заметить в различных узорах природы, например, в спиралевидном расположении цветов и листьев. Есть много применений золотого сечения в области архитектуры. Многие архитектурные чудеса были построены, чтобы отразить золотое сечение в своей структуре, например, Великая пирамида Египта и Великая мечеть Кайруана.

Почему золотое сечение важно?

Золотое сечение — это математическое соотношение, которое часто встречается в природе и используется в различных областях. Он используется в нашей повседневной жизни, искусстве и архитектуре. Объекты, созданные с учетом золотого сечения в своей структуре и дизайне, более приятны и эстетичны для глаз. Это можно заметить по спиралевидному расположению цветков и листьев.

Где в реальной жизни используется золотое сечение?

Существует множество применений золотого сечения в области искусства и архитектуры. Многие архитектурные чудеса были построены, чтобы отразить золотое сечение в своей структуре. Такие художники, как Лео да Винчи, Рафаэль, Сандро Боттичелли и Жорж Сера, использовали это как атрибут в своих работах. Его можно использовать для изучения структуры многих объектов в нашей повседневной жизни, которые напоминают определенный узор.

Кто открыл золотое сечение?

Древнегреческие математики первыми упомянули золотое сечение в своих работах. Математики V века до нашей эры Гиппакус и Евклид внесли большой вклад в свои исследования по этому вопросу.

Что такое формула золотого сечения?

Формулу золотого сечения можно использовать для расчета значения золотого сечения. Формула для расчета золотого сечения дается как

1 + 1/ϕ = ϕ

, где ϕ обозначает золотое сечение.

Калькулятор Эйлера Totient φ(n) – онлайн-функция Phi

Поиск инструмента

Найдите инструмент в dCode по ключевым словам:

Просмотрите полный список инструментов dCode

Коэффициент Эйлера

Инструмент для вычисления фи: коэффициент Эйлера. Функция Тотиента Эйлера φ(n) представляет собой количество целых чисел, меньших n и взаимно простых с n.

Результаты

Тотиент Эйлера – dCode

Метки: Арифметика

Поделиться

dCode и другие

Программа dCode бесплатна, а ее инструменты являются ценным подспорьем в играх, математике, геокэшинге, головоломках и задачах, которые нужно решать каждый день!
Предложение ? обратная связь? Жук ? идея ? Запись в dCode !

Калькулятор Эйлера Тотиент Фи Фи(N)=?

Целое число N =

Показать список взаимно простых чисел с N

См. также: Разложение на простые множители — взаимно простые числа — делители числа

Решатель для Phi(?)=N (обратный Phi)

Целое число N =

См. также: Разложение на простые множители — взаимно простые числа — делители числа

Ответы на вопросы (FAQ)

Что такое тотиент Эйлера? (Определение)

Суммарная функция Эйлера (или индикатор Эйлера), отмеченная греческой буквой phi: $ \varphi(n) $ или $ \phi(n) $ — это значение, представляющее количество целых чисел меньше $ n $ взаимно просты с $ n $

Как вычислить phi(n) (коэффициент Эйлера)?

Калькулятор Euler Phi toient может определить значение Phi(n) несколькими способами, самая известная формула расчета: $$ \varphi(n) = n \prod_{p \mid n} \left( 1 – \frac{ 1}{р} \справа) $$ 91 $, как: $$ \varphi(6) = 6 (1-\frac{1}{2}) (1-\frac{1}{3}) = 2 $$

Если $ n $ является простое число, тогда $ \varphi(n) = n-1 $

Как вычислить обратное число phi(n)?

Решение $ \phi(x) = N $ требует оптимизированного алгоритма поиска, основанного на $ \phi(x) \geq \sqrt{\frac{x}{2}} $, который проверяет все значения. Подробнее здесь (ссылка)

Для чего нужен тотиент Эйлера (теорема Эйлера)?

Euler totient Фи-функция используется в модульной арифметике. Он используется в теореме Эйлера: 96 = 729 \экв 1 \mod 7 $

Эта теорема лежит в основе шифрования RSA.

Какие общие свойства Эйлера?

Индикатор Эйлера является важной функцией модульной арифметики:

— Натуральное целое число $ p $ является простым числом тогда и только тогда, когда $ \varphi(p) = p – 1 $

— Значение $ \varphi( n) $ четно для всех $ n > 2 $

— $ \varphi(ab) = \varphi(a) \varphi(b) \frac{d}{\varphi(d)} $ с $d $ НОД $ a $ и $ b $

— Если $ a $ и $ b $ взаимно просты (относительно простые числа), то $ \varphi(a \times b) = \varphi(a) \times \varphi(b) $

— Если $ a $ делится на $ b $ then $ \varphi(a) \mid \varphi(b) $

— Если $ a $ четно, $ \varphi(2a) = 2 \varphi(a) $

— Если $ a $ нечетно , $ \varphi(2a) = \varphi(a) $

Последовательность значений Phi(n) равна 1, 1, 2, 2, 4, 2, 6, 4, 6, 4, 10, 4, 12, 6, 8, 8, 16, 6, 18, 8, 12, 10, 22, 8, 20, 12, 18, 12, 28 и т. д. здесь (ссылка)

Какой алгоритм для phi(n )?

Вычисление Эйлера phi(n) можно закодировать с помощью следующего алгоритма:
function phi(n) {
r = n;
for (i = 2; i*i <= n; i++) {
if (n % i == 0) {
r -= r / i;
в то время как (n % i == 0) {
n /= i;
}
}
}
р -= р/н;
возврат р;
}

Исходный код

dCode сохраняет право собственности на исходный код “Euler’s Totient”. За исключением явной лицензии с открытым исходным кодом (указана Creative Commons/бесплатно), алгоритма “Euler’s Totient”, апплета или фрагмента (преобразователь, решатель, шифрование/дешифрование, кодирование/декодирование, шифрование/дешифрование, транслятор) или “Euler’s Totient” функции (вычисление, преобразование, решение, расшифровка/шифрование, расшифровка/шифрование, декодирование/кодирование, перевод), написанные на любом информационном языке (Python, Java, PHP, C#, Javascript, Matlab и т.