数学的魅力之一是,简单的规则可以产生复杂而迷人的模式,这些模式提出的问题的答案需要深思熟虑。例如,如果我们绘制所有次多项式的根$23$其系数均为$1$或$-1$,我们得到了一张令人震惊的图片,如图1所示。
更一般地,定义一个利特伍德多项式成为多项式$p(z)=\sum_{i=0}^d a_i z^i$每个系数$a_i$等于$1$或美元-1$.让${\mathbf{X}}_n$是一些Littlewood多项式的根的复数集n美元$非零项(因此为度n-1美元$).图1的4重对称性来自这样一个事实:如果$z\在{\mathbf{X}}_n中$他们也是$-z美元$和$\上划线{z}$.这套${\mathbf{X}}_n$在地图下也是不变的$z\mapsto 1/z$,因为如果$z(美元)$是某个利特伍德多项式的根1美元/z$是多项式的根,系数按相反顺序列出。
事实证明,研究场景更容易
$$\begin{multline*}{\mathbf{X}}=\bigcup_{n=1}^\infty{\mathbf{X{}}_n=\left\{z\in{\mat血红蛋白{C}}|z\text{是某些}\right的根\左侧。\text{Littlewood多项式}\right\}。\结束{multline*}$$
如果n美元$划分百万美元$然后${\mathbf{X}}_n\subseteq{\mathbf{X{}}_{m}$,所以${\mathbf{X}}_n$对于一个高度可除的数n美元$可以近似于${\mathbf{X}}$,这就是我们抽签的原因${\mathbf{X}}_{24}$.
的一些一般性质${\mathbf{X}}$理解。很容易证明${\mathbf{X}}$包含在环空中1/2美元<|z|<2$.另一方面,蒂埃里·布什(Thierry Bousch)表示2关闭${\mathbf{X}}$包含环空2^美元{-1/4}\le|z|\le2^{1/4}$.这意味着在集合中可以看到统一根附近的洞${\mathbf{X}}_n$最终必须在我们接管工会的过程中填补空缺n美元$.更令人惊讶的是,Bousch在1993年表明$\上划线{{\mathbf{X}}}$已连接且本地路径已连接三.值得比较奥德利兹科和普宁的工作7,他之前对系数都为$0$或$1$.
最大的挑战是理解场景中不同区域出现的多样、复杂和美丽的图案${\mathbf{X}}$.有一些网站可以让你在线浏览和放大这个集合458不同地区提出不同的问题。
例如,是什么在创建图2中和其他地方的分形模式?一位匿名投稿人提出了一条引人入胜的攻击路线,由格雷格·伊根进一步发展5。根据复杂参数定义从复杂平面到自身的两个函数q美元$:
$$\开始{方程*}f{+q}(z)=1+qz,\qquad f{-q}[z)=1-qz。\结束{方程式*}$$
什么时候?$|q|<1$这两个都是压缩映射,所以根据Hutchinson的一个定理6存在一个唯一的非空紧集$D_q\subseteq{\mathbb{C}}$具有
$$\开始{方程式*}D_q=f_{+q}(D_q)\杯f_{-q}。\结束{方程式*}$$
我们将此集合称为龙,或$\mathbf{q}$-龙具体来说。看起来对于$|q|<1$,集合的一部分${\mathbf{X}}$在该点的一个小附近q美元$看起来像是旋转的$D_q(美元)$.
图3显示了一些示例。要准确地描述正在发生的事情,更不用说证明它,需要真正的工作。我们邀请读者试一试。已知启发式解释,可以作为起点15.布希三也证明了这一相关结果: