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研究テーマ
デザイン自然科学
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情報センター

貴金属比とその関連数列によるシングル,ダブル,トリプル型の正三角形螺旋と正六角形螺旋 フィボナッチ数列,リュカ数列,ペル数列,ヤコブスタール数列,パドヴァン数列の活躍

情報センター

中西真悟 准教授

黄金比,正三角形,正六角形

黄金比,白銀比,青銅比など貴金属比と関連するサブタイトルの数列を活用して,図余りと図足らずを許した場合の正三角形による螺旋図を考察しました.その結果,シングル,ダブル,トリプル型の正三角形螺旋図の特徴が分かりました.また,副産物として正三角形の特徴を有する正六角形の螺旋図も考案しました.どうぞお楽しみください!

パドヴァン数列を用いたシングル型正三角形螺旋図は周知です.一方で,フィボナッチ数列を用いたダブル型正三角形螺旋図は日本では知られていないようです.また,トリプル型正三角形螺旋図は多くのブログでも取り上げられているようです.そこで,貴金属比のような比とその関連数列により,これらをまとめながら,数列の初項や二項などの設定値の変更で図余りや図足らずを認めながら作画が可能かを挑戦しました.

まずは,シングル正三角形螺旋図はパドヴァン数列もしくはプラスチック比により可能です.そこで,分数8/25を活用すると0,.32のため,プラスチック比を近似するのに好都合の為,こちらを思い切って活用して図余りや図足らずの様子を調べることにしました.下記の図がその様子です.

プラスチック比を近似するために8/25を用いたシングル型正三角形螺旋図の特徴

このように図足らずが認められるもののしっかりとシングル型正三角形が描けています.そこで,8/25を8月25日に見立てて,1月から12月までの比率を用いたシングル型正三角形の様子も下記の図のとおり調べてみました.こちらも問題なく描けていました.

図余りや図足らずを考慮したシングル型正三角形螺旋図

続いて,フィボナッチ数列のダブル螺旋図を紹介します.既に西洋では知られているようでした.ですので,リュカ数列やムラツ数列も一緒に考察したオリジナル版を下記の図として公表しています.

フィボナッチ数,リュカ数列,ムラツ数列を活用して列図余りや図足らずと許したダブル型正三角形螺旋図

このように,ダブル螺旋型でも図余りや図足らずを許すとリュカ数列やムラツ数列を用いたダブル螺旋図が描けました.そこで,黄金比,白銀比,青銅比に代表されるプライマリーの貴金属比によるダブル型正三角形螺旋図も作画に挑戦したところ見事に下記の図のように可視化できました.新たな貴金属比の定義図の完成です.記念して,フィボナッチ数列,リュカ数列,ペル数列,ペル・リュカ数列による螺旋図も加えて作画を公表しています.

黄金比,白銀比,青銅比などの貴金属比の新たな定義図,もしくはフィボナッチ数列,ペル数列,リュカ数列,ペル数列,ペル・リュカ数列によるダブル型正三角形螺旋図

続いて,トリプル型の螺旋図を考察します.2のべき乗がトリプル型正三角形螺旋を構成するので,ヤコブスタール数列をフィボナッチ数列のように一つずらして,作画を行います.

図余りや図足らずを考慮したヤコブスタール数列を用いたトリプル型正三角形螺旋図と2のべき乗を示す修正パスカル三角形

このように,初項や二項などの設定値を変更して様々な数列による図余りや図足らずのシングル,ダブル,トリプル型正三角形螺旋図を描けることが分かりました.その一例が下記の図です.いかがでしょうか.

図余りや図足らずを考慮したシングル,ダブル,トリプル型正三角形螺旋図の作画例

ところで,次のような副産物がございました.すなわち,下記のように正六角形螺旋図です.この図はフィボナッチ数列とリュカ数列の活用例でダブル型正六角形螺旋図です.芸術的観点からも興味深い図が描けました.まるで仲の良いカップルかご夫婦のようですね.そこで,聖書の「二人は一体となる」もしくは隣人を愛すように,「互い愛し合いなさい」をサブタイトルに加えてみました.

フィボナッチ数列とリュカ数列によるダブル型正六角形螺旋図

正六角形螺旋図も面白いことに,パドヴァン数列,フィボナッチ数列,ペル数列により,数学的には厳密ではございませんが,シングル,ダブル,トリプル型正六角形螺旋図を作画できました.では,正三角形と同様に関連するプラスチック比,フィボナッチ数列,2では正六角形螺旋図ではどのように描けるのでしょうか.

パドヴァン数列,フィボナッチ数列,ペル数列によるシングル,ダブル,トリプル型正六角形螺旋図
プラスチック比,黄金比,2を活用したシングル,ダブル,トリプル型正六角形螺旋図

いかがでしょうか.

このように見事に正三角形螺旋図と同様に正六角形螺旋図の作画に成功しました.ご支援いただいた皆様に感謝いたします.また,この研究はこれまでのシーズ集に紹介するようにケプラー三角形と黄金比とフィボナッチ数列,直角二等辺三角形と2とヤコブスタール数列による1番と2番という関係を調べてきました.その関係が数式により,ダブルとトリプルの関係に進展して成就しました.ありがとうございました.

論文

「図余りと図足らずを許した正三角形を連ねた螺旋図  -パドヴァン数列とペラン数列に習って-」(2024)中西真悟『日本図学会2023年度関西支部学術講演会講演資料』p.1-6.

「図余りと図足らずを許した正三角形を連ねた螺旋図(Gibonacci数列と関連数列)」(2024)中西真悟『2024年日本フィボナッチ協会研究集会講演資料』p.1-23.

研究者INFO: 情報センター 中西真悟 准教授

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金属材料の機械的特性は,材料の微視的な多結晶構造,特に優先方位や結晶粒径に大きく依存する.微視結晶構造制御に基づく高機能材料の創製のためには,熱的影響を含む材料の加工過程における塑性変形過程の結晶集合組織発展の非線形解析手法と加工プロセスパラメータの最適化の確立が必要である. 本研究においては,塑性変形誘起の集合組織発展に加え,熱的負荷による動的再結晶を解析可能なマルチスケール熱・結晶塑性有限要素解析コードを開発した.これにより自動車用ボディ板材のAl合金板材の圧延創製過程のプロセス最適化が可能となる.

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