人民币底纹的设计原理?

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这个设计真的挺有意思的,我来做个科普吧。 先放结果,结论在这:这些图形其实是由10000个小三角形组成的。 我们来放大看看,把上面的图形沿着虚线撕开,就得到这张图片了(因为人民币是左右对称的,所以只展示了右边的一半)。是不是有很多的小三角形呢? 接着我们进一步把每一个小三角形分开看。其实每个三角形都是由两条窄线和一条宽线组成的。

为了更直观地观察这些细小的三角形,我们把所有的大三角形涂黑,这样就看到了里面密密麻麻的三角形了。 这个设计的思路其实是借鉴了古代数学家发明的「百鸡问题」——就是用一百个鸡蛋来换五只鸡,问有多少鸡蛋和多少只鸡。 这个问题的数学模型可以通过以下公式实现: 把上面的数字替换成其他单位,这个问题就很值得研究了。比如用「元」代替「枚」,用一个方程表示就是: 把这个方程写成等价形式,并且整理一下,我们可以得到: 显然,上面这个方程是一个不定方程,没有具体解。不过我们可以求出它的通解。

把这个式子左边约分,然后提取公因子x,我们就可以得到一个关于x的一元一次方程: 这个方程有无数组解。接下来我们重点来了!把上面的方程的两边同时乘2,然后同时加1,我们就得到了下面这步: 把上面的式子右边的x换成任意正整数n,那么上一步的结果就可以表示为如下形式: 把上面的式子再乘2,然后加1,就得到了最最终的结果: 把上面的式子两边同时除以2,然后再减去1,我们就得到了答案: 把上面的整式除以n,然后把 n 换成 10000,我们就得到了最后的结果: 答案是4953.86.....接下来我给出几种不同的求解方法。

以上只是把求解过程写了出来,实际上并不一定需要这么麻烦,可能有些小伙伴会有疑问,为什么题目要求的是 10000 个三角形而不是 10001 个或者 10002 个呢?其实,在数学中,当我们在研究某一个问题时,有时候会假设一些特定条件,这些条件的设定是十分严格的,而一旦设定了条件,那么这个问题的数学模型就会有所限定,最后的答案也会受到这些条件的影响。而在本文中,这个问题设定的条件就是在讨论「一千元人民币」这一「整体」时,不讨论其中任何一个「单独的三角形的面积」。如果考虑单个三角形的话,那就超出了一千元的范围,变成「百元大钞」了呀!所以,为了保证问题的统一性,只能假设 10000 个三角形。

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钞票的底纹作为防伪手段,除了具有色彩丰富,图案精美,富有立体感,能增强钞票的装饰效果外,还因为这些底纹图案微小、线条细密、清晰、排列有序,给复印以极大挑战。目前,各国使用的钞票防伪底纹各式各样,常见的有三大类型:平行直线型、曲线连续型和多层次几何图形型。

由于我国幅员辽阔,民族众多,钞票设计时,需要充分反映我国各民族的文化特征。因此,第一套人民币的底纹图案多采用花边、花团和几何图形,线条细密,排列整齐。第二套人民币,由于受当时印刷工艺和胶版油墨水平的制约,底纹的线条比较粗,图案有古钱、麦穗、国徽以及装饰图案。第三套人民币的5元券,底纹由古钱、麦穗和柳叶图案交替相接构成。70年代的100元券的背面,采用的是巍峨的珠穆朗玛峰及五彩云霞,图案宏伟壮观,底纹由繁体“壹佰圆”三字和五角星构成,五角星的四周以天安门前“人民英雄永垂不朽”碑的阴文为装饰纹。由于印刷工艺和胶版油墨条件的提高,第三套人民币的底纹图案清晰,线条比较细。第四套人民币由于受到当今世界上最先进的瑞士和德国胶版印刷工艺和油墨的影响,底纹图案更为精美。

第四套人民币1元券的正面底纹图案采用蒙古包、蒙古族舞蹈及藏族舞蹈。底纹图案线条粗,图案大,立体感强。100元券的正面底纹图案由维吾尔族舞蹈、回族舞蹈和壮族舞蹈组成,背面底纹图案为“黄山迎客松”,这些图案,充分反映了我国少数民族的民族文化和民族特色。

第四套人民币除继续保持第三套人民币的底纹特点外,还根据我国民族众多,幅员辽阔,文化源远流长的特点,增加了唐文化和宋代建筑的图案,特别是对100元券和50元券这样的大面额,大量地运用少数民族图案作为底纹图案。

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