边界法线区域的奇怪曲线

无限长的曲线可以包围有限的区域。

你上次用这个词是什么时候圆周指的是与给定点相等的点?你不愿意称之为圆圈像其他人一样?但是,对于由圆圈?磁盘? 就个人而言,我两者都考虑圆周磁盘有点正式,更喜欢圆圈至任一方当然,这种用法不会导致歧义。

对区域及其边界进行描述性识别是很自然的。事实上,有一个明确的定义其他的。至少这对我来说很自然。所以当我第一次读到分形曲线它们不仅看起来很奇怪,而且大多是我认为奇怪的出乎意料(通常很漂亮)的形状,还有曲线所包围的区域。如果一个区域的边界是一条奇怪的曲线,你会不会认为它很奇怪?

分形曲线的第一个意料之外的特征是它们都没有有限长度。正如每个人迟早会学到的那样,为了描述它们,通常会引入某种维度(Hausdorff Besicovitch或相似性维度)。很少有人提到,对于每个维度,都可以定义一个测度-一个集合函数,即一个将实值与某些集合相关联的函数,类似于如何长度适用于曲线和地区到个集。此函数,Hausdorff-Besicovitch测度md日,曲线C的尺寸为d0当且仅当d日(C) =∞对于d<d0d日(C) =0对于天>天0.函数m1是规则长度,因此对于分形曲线,我们总是有1(C) =∞。2与面积相同。除了空间填充曲线C,2(C) =0。

现在,你对以下问题的答案是什么

(Hausdorff-Besicovitch)维为1<d<2的平面曲线包围了区域G。G的维是多少?

得知G的维数是2,会感到惊讶吗?老的,普通的两个。换句话说,由分形曲线的面积是有限的。让我们想象一下雪花曲线建立在等边三角形的三条边上。边为a的等边三角形的面积由提供2/4.因此,在每个步骤中,我们都添加(1/3)2三面各有一个面积。如果原始三角形的面积为1,则生成的大卫之星将包围一个面积区域1 + 3·(1/3)2= 4/3由12段组成,每段长度为1/3。(我想说吗大卫之星的面积为4/3,由12段组成,每段长度为1/3。)因此,在下一步中,我们必须添加12个小三角形,每个三角形的边长为1/9。这将使封闭面积增加12·(1/9)2。生成的曲线将由48段长度为1/9的线段组成。下一步将增加面积48·(1/27)2因此,我们的构造生成了一个因子为4/9的几何级数,众所周知,其和是有限的。

4/9是从哪里来的?从一个步骤到另一个步骤的分段数增加了4倍。它们的共同长度,在另一方面,减少了三倍。因此,在这些线段上构建的三角形的面积减少了3·3 = 9.

例如,一些曲线,Sierpinski垫片看起来像一组物质。然而,Sierpinski垫圈的尺寸为log(3)/log(2),根据Hausdorff-Besicovitch的上述特性,尺寸的面积为0。这是一个纯粹的边界,没有内部点,但有很多自交点。然而,如果接受其边界集是拆除垫片后获得的原始三角形的一部分,则该集的面积与原始三角形的面积相同。

关于分形

|联系人| |首页| |目录| |你知道吗||几何图形|

版权所有©1996-2018亚历山大·博戈莫尼

71690073