360 likes | 426 Views
Delve into the world of fractal geometry, from the coastline lengths to intricate Mandelbrot sets, unveiling self-similarity and Hausdorf dimensions. Learn about Koch snowflakes, Sierpinski carpets, Menger sponges, and more! Discover polynomical fractals, Mandelbrot sets, and the fascinating Juliova množina. Dive deep into the mathematics of fractals and their dazzling beauty.
E N D
East seacoast 11 x 1km 10km
East seacoast • Seacoast line length k.n(k) • lim k→0 k.n(k) = D
West seacoast • lim k→0 k.n(k) =∞
Koch snowflake Niels Fabian Helge von Koch (25.1. 1870 – 11.3.1924 Stockholm)
Length of Koch snowflake 3 4/3 * 3 = 4 4/3*4/3*3 = 5,33 (4/3)3*3=7,11 (4/3)n*3 →∞
Area of Sierpinski carpet Hole area 1/9 8/9 * 1/9 (8/9)2 * 1/9 (8/9)n * 1/9 Suma 1/9 * ∑(8/9)i = 1 Area of the carpet = 1 – hole area = 0
Mathematical definition • Fractal is a shape with Hausdorf dimension different of geometrical dimension
Non-fractal shapes • Refining the gauge s-times • The number of segments increase sD –times • D is geometrical dimension
Dimension of Koch snowflake • Koch curve • 3 x refining => 4 x length • s= 3 => N = 4 • D = logN/logs = log4/log3 = 1.261895
Other Hausdorf dimensions • Sierpinski carpet 1,58 • Menger sponge 2,72 • Pean curve 2 • Sea coastline 1,02 – 1,25
Polynomical fractals • Polynomicalrecursiveformula • Kn+1 = f(kn) • Thesequencedepending on theorigin k0 • Coverges • Diverges • Oscillates
Mandelbrot set • Part of complex plane • z0 = 0,zn+1 = zn2 + c • If for given c the sequence • Converges c is in Mandelbrot set • Diverges c is not in Mandelbrot set • Oscillates c is in Mandelbrot set
Juliova množina pro dané komplexní číslo c • Pro každý bod komplexní roviny z počítám • z0 = z • Zn+1 = zn2 + c (stejný vzorec jako u Mandelbrotovy množiny) • Pokud posloupnost zn nejde do nekonečna, je bod z prvkem Juliovy množiny pro číslo c, • Tuto množinu značíme Jc
Pozorování • Juliova množina Jc vypadá v okolí bodu 0 podobně jako Mandelbrotova množina v okolí bodu c • Pro body c uvnitř Mandelbrotovy množiny je (0,0) prvkem Juliovy množiny Jc aJuliova množina Jc souvislá • Pro body c vně Mandelbrotovy množiny je Juliova množina Jc nesouvislá, popřípadě prázdná.
Pozorování Pro body c „hodně uvnitř“ Mandelbrotovy množiny je Juliova množina Jc nezajímavý souvislý útvar.
Pozorování Pro body c „hodně vně“ Mandelbrotovy množiny tvoří Juliovu množinu Jc několik izolovaných bodů
Pozorování „Nejzajímavější“ Juliovy množiny vzniknou z bodů, které leží poblíž hranice Mandelbrotovy množiny, ať již zevnitř