Нові закономірності поділу сегментів за золотим перерізом

2022;
: сс. 57 - 69
1
Національний університет «Львівська політехніка»
2
Національний університет «Львівська політехніка»

У роботі досліджено чотири задачі про поділ одиничного відрізка за «золотою» пропорції, а саме загальна модель «золотого» поділу одиничного відрізка, декомпозиція квадратного тричлена, «золотий» поділ одиничного відрізка точкою з координатою $ x<\frac{1}{2} $ , «золоте» січення одиничного відрізка із втратою «пам'яті». У даній статті поняття декомпозиції використано як піднесення до ступеня квадратного тричлена. Бінарний поділ одиничного відрізка на дві нерівні частини із властивостями «золотої» пропорції реалізується у довільній точці фазової площини $0 p q$ , а декомпозиція квадратного тричлена призводить до формування рекурентних послідовностей зі властивостями Фібоначчі. Можна зауважити, що відома «золота» пропорція між частинами бінарного поділу, представляє швидше за все часткове наслідування теорем Вієта та Пуанкаре.

Закономірності «золотого» поділу для випадку $x>\frac{1}{2}$ добре вивчені. Тому досліджено закономірності для випадку $ x<\frac{1}{2} $. Незважаючи на те, що числа $\psi, \varphi$ виражаються одне через інше, з точки зору «золотого» поділу обидві реалізації з кількісними характеристиками $\left.Y_{\varphi}\right|_{L=1}=\varphi$ та $\left.X_\psi\right|_{L=1}=\psi$ незалежні та рівноправні, хоча їх кількісні характеристики можна пов'язати між собою за допомогою відповідних формул. Побудовано геометричні прогресії для чисел $\varphi$та $\psi$ для цілих позитивних значень показника ступеня $n \geq 0$ для підтвердження незалежності та рівноправності обох моделей. Кількісні характеристики «золотого» поділу одиничного відрізка двома точками з координатами в інтервалах $x>\frac{1}{2}$ та $ x<\frac{1}{2} $ пов'язані між собою нелінійним співвідношенням параболічного типу $\psi=\varphi^2$. У класичному «золотому» січенні передбачається, що після розподілу частини відрізка не змінюють своїх просторових напрямів, і вони збігаються з напрямком вихідного відрізка, тобто $\alpha=0$. У цій роботі розглянуто випадок $\alpha \neq0$ , коли після розподілу, просторова орієнтація елементів розподілу змінюється. Кутова залежність «золотого» поділу одиничного відрізка із втратою «пам'яті» його частин про просторову орієнтацію після поділу, виявляє відомий кут $\left.\alpha\right|_{p\to1}\to\frac{\pi}{3}$ нахилу бічної поверхні Хіопса.

  1. Nicole E. Vasiliev. The aftermath of Fibonacci and golden feathers in mathematics and music. 2021 IEEE Integrated STEM Education Conference (ISEC). Рік: 2021 Publisher: IEEE. Accession Number INSPEC: 21725537 doi: 10.1109/ISEC52395.2021.9764056.
  2. Bela Samep Sanghavi. Golden ratio lettuce. 2021 IEEE Integrated STEM Education Conference (ISEC).        Рік:        2021.:        Publisher IEEE.        Accession        Number         INSPEC: 21725548. doi: 10.1109/ISEC52395.2021.9763975.
  3. M. Grigorchuk. Gold irrational number. Svitoglyad, 2017, №6 (68). - ISSN18197329.
  4. Sarthak Gupta;Tushar Arora;Deepak Singh;Krishan Kumar Singh. Nature  Inspired Golden Spiral Super-Ultra Wideband Microstrip Antenna. 2018 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC) : 2018. Publisher: IEEE. Accession Number INSPEC: 18420063 doi: 10.23919/APMC.2018.8617550.
  5. Hirotaka Arai;Takuya Arafune;Shohei Shibuya;Yutaro Kobayashi;Koji Asami;Haruo Kobayashi Fibonacci weighted SAR ADC as golden section search sequence. 2017 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS) : 2017. Publisher: IEEE Accession Number INSPEC: 17523935 doi: 10.1109/ ISPACS.2017.8266559 .
  6. Stefan Jaeger.The Golden retio in machine lerning. Conference IEEE Applied Imagery Pattern Recognition   Recognition   (AIPR)   2021.   Рік:   2021.    Publisher: IEEE.    Accession    Number INSPEC: 21760812. doi: 10.1109/AIPR52630.2021.9762080.
  7. Pena Ramirez, J., Espinoza, E. & Cuesta, R. The golden number seen in a mechanical oscillator. Sci          Rep 12,     9531              (2022).       https://doi.org/10.1038/s41598-022-13485-7 https://www.nature.com/articles/s41598-022-13485-7#article-info.
  8. Ushaben Keshwala;Nivedita Nair;Sahana Parvin Muquit. Optimisation of circular monopole UWB antenna using the concept of golden ratio. 2017 6th International Conference on Reliability, Infocom Technologies and Optimization (Trends and Future Directions) (ICRITO). Publisher: IEEE. Accession Number INSPEC: 17720381. 10.1109/ICRITO.2017.8342432.
  9. Xiaodong Wei, Pengfei Xi. The Golden Ratio of Instructive Content to Entertaining Content in Mobile Augmented Reality Games. 2022 International Symposium on Educational Technology (ISET). Publisher: IEEE. Accession Number INSPEC: 22010142 doi: 10.1109/ISET55194.2022.00048.
  10. P. S. Kosobutskyy. Modelling of electrodynamic Systems by the Method of Binary Seperation of Additive Parameter in Golden Proportion . Jour. of Electronic Research and Application, 2019, vol.3,№3, р.8-12.
  11. A.P.Stakhov, S. Aranson. The Mathematics of Harmony and "Golden" Non-Euclidean Geometry as the "Golden" Paradigm of Modern Science, Geometry, and Computer Science. International Journal of Applied & Experimental Mathematics, 2017, vol.2, №113, p.2-21; file:///C:/Users/User/Downloads/article-IJAEM-113.pdf.
  12. Kosobutskyy P., Phidias numbers as a basis for Fibonacci analogues Notes on Number Theory and Discrete Mathematics, 2020, 26(1) 172-8 https://doi.org/10.7546/nntdm.2020.26.1.172- 178.
  13. Kosobutskyy Р.( 2018) On the Possibility of Constructinga Set of Numbers with Golden Section Properties. International Conference Algebra and Analysis with Application . July 1-4 2018, Ohrid, Republic of Macedonia. 14. Р.Kosobutskyy. Modelling of electrodynamic Systems by the Method of Binary Seperation of Additive Parameter in Golden Proportion.. Jour. of Electronic Research and Application (Australia), vol.3,Issue 3,p.8-12,2019.
  14. P Kosobutskyy1 *, N Jaworski1 , I Farmaha1 , U Marikutsa1 and M Iwaniec2. The Golden Ratio Regularities of Decayed Oscillations. CAD in Machinery Design: Implementation and Educational Issues (CADMD 2020). https://doi:10.1088/1757-899X/1016/1/012007.
  15. Oktay Pashaev, Сенгул Налчі. Golden Quantum Oscillator and Binet-Fibonacci Calculus. July 2018. Journal of Physics A Mathematical and Theoretical 45(1) . doi:10.1088/1751-8113/45/1/015303 . Source arXiv.
  16. Arijit Dey, Soham Chattopadhyay, Pawan Kumar Singh, Ali Ahmadian, Massimiliano Ferrara, Ram Sarkar. A., Hybrid Meta-Heuristic. Feature Selection Method Using Golden Ratio and Equilibrium Optimization Algorithms for Speech Emotion Recognition. IEEE Access (JAN 2020). https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3035531. Journal volume & issue. Vol.8. pp. 200953 – 200970.
  17. Hongjun Xu, Narushan Pillay. Multiple Complex Symbol Golden Code. IEEE ACCESS (JAN 2020). Journal volume & issue Vol. 8 pp. 103576 – 103584. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2997308.
  18. Prapanpong Pongsriiam. Combinatorial structure and sumsets associated with Beatty sequences generated by powers of the golden ratio. Electronic research archive (APR 2022), Journal volume & issue, Vol. 30, no. 7, pp. 2385 – 2405, https://doi.org/10.3934/era.2022121.
  19. Alireza Noori, Yiming Zhang, Negar Nouri, Mohammad Hajivand. Hybrid Allocation of Capacitor and Distributed Static Compensator in Radial Distribution Networks Using Multi-Objective Improved Golden Ratio Optimization Based on Fuzzy Decision Making. . IEEE ACCESS (JAN 2020). Journal volume & issue, Vol. 8, pp. 162180 – 162195.  https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2993693.
  20. Rachana B. Nair ;Kirtiga S. Evaluation of information about the station to the channel based on the principle of golden ratio in the low line link of the terrestrial mobile satellite system. 2022 International Conference on Computer Communication and Informatics (ICCCI). Publisher: IEEE. Accession Number INSPEC: 21699110. doi: 10.1109/ICCCI54379.2022.9740938.
  21. Kosobutskyy P., M. Karkulovska, A. Morgulis. Mathematical methods for CAD: the method of proportional division of the whole into two unequal parts. Visnyk Natsionalnoho universytetu "Lvivska politekhnika". Serie: Kompiuterni systemy proektuvannia teoriia i praktyka. — Lviv : Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky, 2018. — No 908. — P. 75–89. https://oldena.lpnu.ua/handle/ntb/46919.
  22. Kosobutskyy P 2019 Modelling of electrodynamic systems by the method of binary separation of additive parameter in golden proportion Journal of Electronic Research and Application 3(3) 8-12 https://doi.org/10.26689/jera.v3i3.807.
  23. Shuang Xu;Riming Shao;Bo Cao;Lucheng Chang. Single-phase photovoltaic system, wired up to the grid, with MPPT algorithm based on golden ratio. Chinese Journal of Electrical Engineering. 2021. volume: 7, release: 4, P.P.: 25 – 36. Article to the magazine Publisher: CMP. Accession Number INSPEC: 21475085. doi: 10.23919/CJEE.2021.000035.
  24. Kosobutskyy P Jaworski N Farmaha I and Kuzmynykh M., Optimization of probe parameters of atomic force microscope cantilever. 2019 IEEE XVth International Conference on the Perspective Technologies and Methods in MEMS Design (MEMSTECH), 2019, 127-130 https://doi.org/10.1109/MEMSTECH.2019.8817389.
  25. Kosobutskyy P., Jaworski N., and Lobur. M. 2017 Analysis of cauchy criterion similarities in miniaturization of elastico-dynamic cantilever systems. 2017 XIIIth International Conference on Perspective Technologies and Methods in MEMS Design (MEMSTECH) 6-8 https://doi.org/10.1109/MEMSTECH.2017.7937519.
  26. Kosobutskyy P. Jaworski N.;Marek I. Discrete modelling of system statistical parameters by fibonacci probability distribution2021 IEEE XVIIth International Conference on the Perspective Technologies and Methods in MEMS Design (MEMSTECH)) Рік: 2021, Publisher: IEEE, Accession Number INSPEC: 20777938, doi: 10.1109/MEMSTECH53091.2021.9468048.
  27. S. Agaian, J. Gill III. The Extended Golden Section and Time Series Analysis. Frontiers in Signal Processing, 2017, Vol. 1, №2, р.67-80.
  28. Entoni Overmars; Sіtalakshmi Venkatraman. A new method of calculating the golden recio for advanced cryptosystems. Conference on cybersecurity and cyberforensics (CCC) 2017 р., 2017, Publisher: IEEE., Accession Number INSPEC: 17502888, doi: 10.1109/CCC.2017.12.
  29. N.Sloane. The On-Line Encyclopedia of Integer Sequenceswww.research.att.com/~njas/sequences/index.html.