Открыть сервисСервис

Пропорция как устойчивое соотношение величин

Пропорция — это устойчивое соотношение между двумя или несколькими величинами, при котором отношение одних величин к другим остаётся постоянным. В широком смысле слово «пропорция» обозначает соответствие, соразмерность частей целого; в математике и прикладных дисциплинах под ней понимают равенство двух отношений, записываемое в виде a : b = c : d. Термин происходит от латинского proportio, что означает «соотношение», «соразмерность».

Математическое определение

В элементарной математике пропорцией называют равенство двух отношений (отношений) между четырьмя величинами. Если выполняется равенство a/b = c/d, то величины a, b, c и d находятся в пропорции, причём a и d называют крайними членами, а b и c — средними членами пропорции.

Из определения следуют два основных свойства:

  • Свойство крайних членов: произведение крайних членов равно произведению средних членов (a·d = b·c).
  • Свойство средних членов: средний член можно заменить на два слагаемых, если остальные три члена образуют прогрессию.

Пропорция тесно связана с понятием прямой и обратной пропорциональности. Величины x и y прямо пропорциональны, если их отношение постоянно (x/y = k, где k — коэффициент пропорциональности); обратно пропорциональны, если их произведение постоянно (x·y = k).

История

Понятие пропорции возникло в Древней Греции. Уже у пифагорейцев (VI век до н. э.) изучение отношений между числами составляло основу учения о числе. Пифагорейцы открыли, что музыкальные интервалы описываются простыми числовыми соотношениями: октава — 2:1, квинта — 3:2, кварта — 4:3.

Евклид в «Началах» (около 300 года до н. э.) посвятил пятую книгу теории пропорций, построенную на основе теории пропорциональных величин Эвдокса Книдского. Эта конструкция позволяла работать с величинами, не обязательно являющимися целыми числами, и стала вершиной математической строгости античности.

В эпоху Возрождения идея пропорции получила развитие в искусстве и архитектуре. Леон Баттиста Альберти в трактате «О живописи» (1435) описал «золотое сечение» — особую пропорцию, при которой отношение большей части отрезка к меньшей равно отношению всего отрезка к большей части (приблизительно 1,618). Этим же числом, обозначаемым буквой φ, интересовались Лука Пачоли (трактат «О божественной пропорции», 1509) и Леонардо да Винчи.

Классификация

В школьной математике различают следующие виды соотношений между величинами:

ВидФормулаХарактеристика
Прямая пропорциональностьy = kxОтношение величин постоянно
Обратная пропорциональностьy = k/xПроизведение величин постоянно
Линейная функцияy = kx + bОбобщение прямой пропорциональности
Сложная пропорциональностьy = k·x₁·x₂Зависимость от нескольких величин

Применение

Понятие пропорции применяется в самых разных областях:

  • Геометрия: подобие треугольников и других фигур основано на пропорциональности соответствующих сторон.
  • Физика: многие законы выражают пропорциональные зависимости — закон Ома (I = U/R), закон Гука (F = kx), закон всемирного тяготения.
  • Химия: законы стехиометрии описывают соотношение веществ в реакциях через пропорциональность мольных количеств.
  • Экономика и бухгалтерский учёт: пропорции используются при расчёте долей, индексов, относительных величин.
  • Искусство и архитектура: каноны красоты традиционно связывают с гармоничными пропорциями частей здания или картины.

Слово в языке

Помимо математического значения, слово «пропорция» употребляется в значении «соразмерность, гармония частей целого» — например, «пропорции тела», «архитектурные пропорции». В переносном смысле говорят о несоответствии пропорций, о чрезмерности чего-либо.

В русском языке слово является заимствованием из латинского языка, вошедшего в обиход через западноевропейские языки в XVIII веке вместе с развитием научной терминологии.

Источники:

  • Евклид. Начала, книга V
  • Альберти Л. Б. О живописи
  • Пачоли Л. О божественной пропорции
  • Математический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия, 1988
  • Большая российская энциклопедия, статья «Пропорция»
Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru