For faster navigation, this Iframe is preloading the Wikiwand page for Σπόγγος του Μένγκερ.

Σπόγγος του Μένγκερ

Εικόνα 1: απεικόνιση του M4, το σφουγγάρι, μετά από τέσσερις επαναλήψεις της διαδικασίας κατασκευής.

Στα μαθηματικά, ο σπόγγος του Μένγκερ (επίσης γνωστός ως κύβος του Μένγκερ, καθολική καμπύλη του Μένγκερ, κύβος Ζιρπίνσκι, ή σφουγγάρι Ζιρπίνσκι)[1][2][3] είναι ένα καμπυλωτό φράκταλ. Είναι μια τρισδιάστατη γενίκευση του μονοδιάστατου σύνολου Καντόρ και δισδιάστατου χαλιού Ζιρπίνσκι. Περιγράφηκε για πρώτη φορά από τον Καρλ Μένγκερ το 1926, στις μελέτες για την έννοια της τοπολογικής διάστασης.[4][5]

Εικόνα 3: γλυπτική αναπαράσταση των επαναλήψεων 0 (κάτω) και 3 (πάνω).
  1. Ξεκινήστε με ένα κύβο (Εικόνα 2 - το πρώτο από τα αριστερά).
  2. Χωρίστε κάθε έδρα του κύβου σε 9 τετράγωνα, σαν τον Κύβο του Ρούμπικ. Αυτό θα διαιρέσει τον κύβο σε 27 μικρότερους κύβους.
  3. Αφαιρέστε το μικρότερο κύβο στη μέση κάθε έδρας και αφαιρέστε το μικρότερο κύβο στο κέντρο του μεγαλύτερου κύβου, αφήνοντας 20 μικρότερους κύβους (Εικόνα 2 - δεύτερος από αριστερά). Αυτό είναι ένα σφουγγάρι Μένγκερ επιπέδου 1 (που μοιάζει με ένα Κενό Κύβο).
  4. Επαναλάβετε τα βήματα 2 και 3 για κάθε ένα από τους υπόλοιπους μικρότερους κύβους, και να συνεχίζει να επαναλαμβάνεται επ 'άπειρον.
Εικόνα 2: εικόνα της επαναληπτικής κατασκευής του σφουγγαριού Μένγκερ M3, η τρίτη επανάληψη.
Αναπαράσταση ενός σφουγγαριού Μένγκερ μέσω των τεσσάρων βημάτων αναδρομής.
Αλήθεια προβολή της διατομής του επιπέδου 4 Menger σφουγγάρι μέσω του κέντρου βάρους της και είναι κάθετος σε ένα χώρο διαγώνιο. Σε αυτό το διαδραστικό SVG, οι διατομές είναι αλήθεια-προβολή και κλίμακα.

Το ν στάδιο του σπόγγου του Μένγκερ, Mν, αποτελείται από 20ν μικρότερους κύβους, το καθένα με μήκος πλευράς (1/3)ν. Ο συνολικός όγκος των M,ν είναι έτσι (20/27)ν. Η συνολική επιφάνεια των M,ν , δίνεται από την έκφραση 2(20/9)ν + 4(8/9)n.[6][7] Συνεπώς, η κατασκευή του όγκου τείνει στο μηδέν, ενώ η επιφάνεια αυξάνει χωρίς όριο. Ακόμη επιλεγμένη επιφάνεια της κατασκευής θα είναι καλά τρυπημένη όπως η κατασκευή συνεχίζεται, έτσι ώστε το όριο δεν είναι ούτε στερεό ούτε μία επιφάνεια, έχει τοπολογική διάσταση 1 και είναι, κατά συνέπεια, προσδιορίζονται ως καμπύλη.

Κάθε έδρα της κατασκευής γίνεται Χαλί του Σιερπίνσκι και το σημείο τομής των σφουγγαριών με κάθε διαγώνιο του κύβου ή οποιοδήποτε μέσον της έδρας είναι σύνολο Καντόρ. Η διατομή του σφουγγαριού μέσα από το κέντρο βάρους είναι κάθετο σε ένα διαγωνικό χώρο. Είναι κανονικό εξάγωνο τρυπημένο με εξάγραμμα τοποθετημένα σε εξαπλή συμμετρία.[8] Ο αριθμός αυτών των εξαγράμμων, κατά φθίνουσα μέγεθος, δίνεται από με , με [9] .

Η διάσταση Χάουσντορφ του σπόγγου του Μένγκερ είναι log 20/log 3 ≅ 2.727. Η διάσταση καμπύλης Λεμπέσκ του σπόγγου του Μένγκερ είναι ένα, και είναι το ίδιο με κάθε καμπύλη.<

Ένα μοντέλο tetrix προβληθούν μέσα από το κέντρο του Cambridge Επίπεδο-3 MegaMenger στο 2015 Cambridge Science Festival

Τυπικά, ένα σπόγγος του Μένγκερ μπορεί να οριστεί ως εξής:

όπου είναι ο μοναδιαίος κύβος και

  1. Beck, Christian· Schögl, Friedrich (1995). Thermodynamics of Chaotic Systems: An Introduction (στα Αγγλικά). Cambridge University Press. σελ. 97. ISBN 9780521484510. 
  2. Bunde, Armin· Havlin, Shlomo (2013). Fractals in Science (στα Αγγλικά). Springer. σελ. 7. ISBN 9783642779534. 
  3. Menger, Karl (2013). Reminiscences of the Vienna Circle and the Mathematical Colloquium (στα Αγγλικά). Springer Science & Business Media. σελ. 11. ISBN 9789401111027. 
  4. Menger, Karl (1928), Dimensionstheorie, B.G Teubner Publishers 
  5. Menger, Karl (1926), «Allgemeine Räume und Cartesische Räume. I.», Communications to the Amsterdam Academy of Sciences . English translation reprinted in Edgar, Gerald A., επιμ.. (2004), Classics on fractals, Studies in Nonlinearity, Westview Press. Advanced Book Program, Boulder, CO, ISBN 978-0-8133-4153-8 
  6. Wolfram Demonstrations Project, Volume and Surface Area of the Menger Sponge
  7. University of British Columbia Science and Mathematics Education Research Group, Mathematics Geometry: Menger Sponge
  8. Chang, Kenneth (27 June 2011). «The Mystery of the Menger Sponge». http://nytimes.com/2011/06/28/science/28math-menger.html. Ανακτήθηκε στις 8 May 2017. 
  9. «A299916 - OEIS». oeis.org. Ανακτήθηκε στις 2 Αυγούστου 2018. 

[1]

  1. www.megamenger.com
{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}}
Σπόγγος του Μένγκερ
Listen to this article

This browser is not supported by Wikiwand :(
Wikiwand requires a browser with modern capabilities in order to provide you with the best reading experience.
Please download and use one of the following browsers:

This article was just edited, click to reload
This article has been deleted on Wikipedia (Why?)

Back to homepage

Please click Add in the dialog above
Please click Allow in the top-left corner,
then click Install Now in the dialog
Please click Open in the download dialog,
then click Install
Please click the "Downloads" icon in the Safari toolbar, open the first download in the list,
then click Install
{{::$root.activation.text}}

Install Wikiwand

Install on Chrome Install on Firefox
Don't forget to rate us

Tell your friends about Wikiwand!

Gmail Facebook Twitter Link

Enjoying Wikiwand?

Tell your friends and spread the love:
Share on Gmail Share on Facebook Share on Twitter Share on Buffer

Our magic isn't perfect

You can help our automatic cover photo selection by reporting an unsuitable photo.

This photo is visually disturbing This photo is not a good choice

Thank you for helping!


Your input will affect cover photo selection, along with input from other users.

X

Get ready for Wikiwand 2.0 🎉! the new version arrives on September 1st! Don't want to wait?