分形之康托 Cantor 三分集

2021-09-06 18:25:52 字數 1131 閱讀 9087

2023年,德國數學家康托(g.cantor)提出了如今廣為人知的三分康托集,或稱康托爾集。三分康托集是很容易構造的,然而,它卻顯示出許多最典型的分形特徵。它是從單位區間出發,再由這個區間不斷地去掉部分子區間的過程。

三分康托集的構造過程是:

第一步,把

閉區間[0,1]平均分為三段,去掉中間的 1/3 部分段,則只剩下兩個閉區間[0,1/3]和[2/3,1]。

第二步,再將剩下的兩個閉區間各自平均分為三段,同樣去掉中間的區間段,這時剩下四段閉區間:[0,1/9],[2/9,1/3],[2/3,7/9]和[8/9,1]。

第三步,重複刪除每個小區間中間的 1/3 段。如此不斷的分割下去, 最後剩下的各個小區間段就構成了三分康托集。

其實三分cantor集的構造本身就具有嚴格的自相似的結構,並且具有無窮小的細節,我們可以說三分cantor集就是分形集。當時,cantor是為了證明級數中的一些定理引進的,由於它的一些奇異的性質,被當時看作集合中的另類,從而忽視了cantor集的重要性。如今cantor集經常在混沌和分形的研究中遇到。既然它是分形,那麼它的維數將可以採用前面講述的方法進行計算。因為它有嚴格的自相似結構,如果按比例縮小1/3,則它相當於兩個原來相似整體。

cantor集是一種最簡單的分形方式,無非是不停地將一條線段變成兩條小點的線段,核心**如下:

static

void fractalcanto(const vector3& vstart, const vector3& vend, yreal length, yreal stepy, vector3*pvertices)

}

程式中可以任意設定實線的**比例,而不是嚴格意義上的三等分:

可以以3d的視角觀察圖形:

康托爾三分集

1883年,德國數學家康托 g.cantor 提出了如今廣為人知的三分康托集,或稱康托爾集。三分康托集是很容易構造的,然而,它卻顯示出許多最典型的分形特徵。它是從單位區間出發,再由這個區間不斷地去掉部分子區間的過程。三分康托集的構造過程是 第一步,把閉區間 0,1 平均分為三段,去掉中間的 1 3 ...

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