Губка Менгера
Побудова
Ітеративний метод
Куб з ребром 1 ділять площинами, паралельними його граням, на 27 рівних кубів. З куба видаляють центральний куб і всі прилеглі до нього по двовимірних гранях куби такого ж розміру. Лишається множина , що складається з решти 20 замкнутих кубів «першого рангу». Вчинивши так само з кожним з кубів першого рангу, отримаємо множину , що містить 400 кубів другого рангу. Продовжуючи цей процес нескінченно, одержимо нескінченну послідовність: , перерізом членів якої є губка Менгера.
Метод хаосу
- Задаються координати 20 точок-атракторів. Ними є 8 вершин і 12 середин ребер вихідного куба .
- Ймовірнісний простір розбивається на 20 рівних частин, кожна з яких відповідає одному атрактору.
- Задається деяка початкова точка , що лежить всередині куба .
- Початок циклу побудови точок, що належать множині губки Менгера.
- Генерується випадкове число .
- Активним атрактором стає той, на ймовірнісний підпростір якого випало згенероване число.
- Будується точка з новими координатами: , де: – координати попередньої точки ; – координати активної точки-атрактора.
- Повернення до початку циклу.
Губка Менгера складається з 20 однакових частин, коефіцієнт подібності 1/3.
Властивості
- Кожна грань вихідного куба виглядає як килим Серпінського.
- Губка Менгера має проміжну (тобто не цілу) хаусдорфову розмірність, яка дорівнює оскільки вона складається з 20 рівних частин, кожна з яких подібна всій губці з коефіцієнтом подібності 1/3.
- Губка Менгера має топологічну розмірність 1, більше того
- Губка Менгера топологічно характеризується як одновимірний зв'язний локально зв'язний метризовний компакт, що не має точок локального розбиття (тобто для будь-якого зв'язного околу будь-якої точки множина зв'язна) і не має непорожніх відкритих і вкладених у площину підмножин.
- Губка Менгера є універсальною кривою Урисона, тобто вона має таку властивість, що яка б не була крива Урисона , в губці Менгера знайдеться підмножина , гомеоморфна .
- Губка Менгера має нульовий об'єм, але нескінченну площу граней. Об'єм визначається формулою 20/27 на кожну ітерацію.
Див. також
Фільм
На основі губки Менгера французьким інженером ЛеМаршаном з серії фільмів Повсталий з пекла була побудована скринька.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.