Hallo Vanessa,
das Kriterium für den goldenen Schnitt, die „göttliche Teilung“ (nach Johannes Kepler, dem Entdecker der Planetenbahnen), hast Du ja schon angegeben. Seine Umsetzung „in Mathe“ geht wie folgt vonstatten.
Stell Dir eine Strecke vor, die mit einer von Null bis Eins reichenden Skala versehen ist. Um diese Strecke im goldenen Schnitt zu teilen, mußt Du an einer ganz bestimmten Stelle einen Teilstrich anbringen. Deren Koordinate ist gesucht. Wenn Du sie mit „g“ bezeichnest, dann lautet Deine Bedingung einfach:
„1-g (= Länge der kleineren Teilstrecke) verhält sich zu g (= Länge der größeren Teilstrecke) wie g zu Eins (= Länge der Gesamtstrecke).“
Kürzer wird dieser Satz, wenn Du ihn als Verhältnisgleichung schreibst:
(1-g) : g = g : 1
Da das Zeichen „:“ äquivalent zu einem Bruchstrich ist, kannst Du die linke Seite auch als (1-g)/g schreiben, und auf der rechten Seite steht g. Die Multiplikation beider Seiten mit g und anschließende Subtraktion von 1-g führt auf die quadratische Gleichung des goldenen Schnitts:
g2 + g - 1 = 0 (*)
Die Lösungen g(1,2) dieser Gleichung erhälst Du mit der bekannten Formel (im folgenden bezeichnet „sqrt“ die Quadratwurzel) „-p/2 ± sqrt((p/2)2-q)“ zu
g(1,2) = -1/2 ± sqrt ((1/2)2-(-1))
= -1/2 ± sqrt(1/4 + 1)
= -1/2 ± sqrt(5/4)
= -1/2 ± 1/2 sqrt(5)
= (-1 ± sqrt(5))/2
Da die Minus-Lösung nicht im Intervall (0,1) liegt, ist sie zu verwerfen. Die Plus-Lösung gibt Dir an, wo Du den Goldenen-Schnitt-Teilstrich anbringen mußt,
nämlich an der Koordinate
g = (sqrt(5)-1)/2
Der Zahlenwert ist auf sechs Stellen genau gleich 0.618034.
Wenn Du den Kehrwert von g, also 1/g, bildest, erhälst Du 1.618034. Daß die Übereinstimmung der Nachkommastellen kein Zufall, sondern die Eigenschaft 1/g = g+1 eine „Spezialität“ des Goldenen Schnitts ist, siehst Du sofort, wenn Du die Gleichung (*) durch g dividierst.
Nicht unerwähnt lassen möchte ich noch, daß das Goldene-Schnitt-Verhältnis bei einigen mathematischen und physikalischen Problemen eine Rolle spielt. Ein Beipiel dafür ist die nach ihrem Erfinder benannte Fibonacci-Folge. Ihre beiden ersten Glieder sind gleich Eins, und jedes folgende Glied ist gleich der Summe seiner beiden Vorgänger:
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, …
Ein bemerkenswertes Feature der Fibonacci-Folge ist, daß der Grenzwert, dem das Verhältnis je zweier aufeinanderfolgender Glieder zustrebt, gerade gleich g ist.
Ich hoffe, ich konnte Dir weiterhelfen.
Gruß
Martin