For faster navigation, this Iframe is preloading the Wikiwand page for Φρακτάλ του Vicsek.

Φρακτάλ του Vicsek

Φρακτάλ του Vicsek (5η επανάληψη της μορφής σταυρού)

Στα μαθηματικά το φράκταλ του Vicsek, επίσης γνωστό ως νιφάδα του Vicsek ή φράκταλ του κουτιού,[1][2] είναι ένα φράκταλ που προκύπτει από μια κατασκευή παρόμοια με αυτή του χαλιού του Σιερπίνσκι, η οποία προτάθηκε από τον Tamás Vicsek[3]. Χρησιμοποιείται μεταξύ άλλων ως συμπαγής κεραία, ιδίως στα κινητά τηλέφωνα.

Παραλλαγή[4]
6 βήματα ενός χαλιού του Σιερπίνσκι
Αυτοαφινικό (Self-affine) φράκταλ κατασκευασμένο από ένα πλέγμα 3 × 2

Το φράκταλ του κουτιού αναφέρεται επίσης σε διάφορα επαναλαμβανόμενα φράκταλ που δημιουργούνται από ένα τετράγωνο ή ορθογώνιο πλέγμα με διάφορα κουτιά να αφαιρούνται ή να απουσιάζουν και, σε κάθε επανάληψη, σε αυτά που υπάρχουν ή/και σε αυτά που απουσιάζουν, η προηγούμενη εικόνα μικραίνει και σχεδιάζεται μέσα σε αυτά. Το τρίγωνο Σιερπίνσκι μπορεί να προσεγγιστεί από ένα φράκταλ του κουτιού 2 × 2 με μια γωνία αφαιρεμένη. Το χαλί του Σιερπίνσκι είναι ένα φράκταλ 3 × 3 box με το μεσαίο τετράγωνο να έχει αφαιρεθεί.

Το βασικό τετράγωνο διασπάται σε εννέα μικρότερα τετράγωνα στο πλέγμα 3 επί 3. Τα τέσσερα τετράγωνα στις γωνίες και το μεσαίο τετράγωνο παραμένουν, ενώ τα υπόλοιπα τετράγωνα αφαιρούνται. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται αναδρομικά για κάθε ένα από τα πέντε υποτετράγωνα που απομένουν. Το φράκταλ του Vicsek είναι το σύνολο που προκύπτει στο όριο αυτής της διαδικασίας. Η διάσταση Χάουσντορφ αυτού του φράκταλ είναι ≈ 1.46497.

Μια εναλλακτική κατασκευή (που φαίνεται παρακάτω στην αριστερή εικόνα) είναι η αφαίρεση των τεσσάρων γωνιακών τετραγώνων και η παραμονή του μεσαίου τετραγώνου και των τετραγώνων πάνω, κάτω, αριστερά και δεξιά από αυτό. Οι δύο κατασκευές παράγουν πανομοιότυπες οριακές καμπύλες, αλλά η μία περιστρέφεται κατά 45 μοίρες σε σχέση με την άλλη.

Τέσσερις επαναλήψεις της μορφής saltire του φράκταλ (πάνω) και της μορφής σταυρού του φράκταλ (κάτω).
Καμπύλη κατά της σταυροβελονιάς, επαναλήψεις 0-4
Νησί σταυροβελονιάς
Προσέγγιση με το παιχνίδι του χάους όπου το άλμα=2/3 γίνεται τυχαία είτε προς το κέντρο είτε προς μία από τις κορυφές ενός τετραγώνου.

Το φράκταλ του Vicsek[3] έχει την εκπληκτική ιδιότητα ότι διαθέτει μηδενικό εμβαδόν αλλά άπειρη περίμετρο, λόγω της μη ακέραιης διάστασής του. Σε κάθε επανάληψη, τέσσερα τετράγωνα αφαιρούνται για κάθε πέντε που διατηρούνται, πράγμα που σημαίνει ότι στην επανάληψη n το εμβαδόν είναι (υποθέτοντας ένα αρχικό τετράγωνο με μήκος πλευράς 1). Όταν το n πλησιάζει το άπειρο, το εμβαδόν προσεγγίζει το μηδέν. Η περίμετρος όμως είναι , επειδή κάθε πλευρά χωρίζεται σε τρία μέρη και η κεντρική αντικαθίσταται με τρεις πλευρές, οπότε προκύπτει αύξηση από τρία σε πέντε. Η περίμετρος πλησιάζει το άπειρο καθώς αυξάνεται το n.

Το όριο του φράκταλ του Vicsek είναι η τετραγωνική καμπύλη του Κoχ τύπου 1.

Αντίστοιχα σε υψηλότερες διαστάσεις

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Κινούμενη εικόνα του τρισδιάστατου αναλόγου του φράκταλ του Vicsek (τρίτη επανάληψη)
Πτήση προς και γύρω από ένα 3Δ φράκταλ του Vicsek

Υφίσταται ένα τρισδιάστατο ανάλογο του φράκταλ του Vicsek. Κατασκευάζεται υποδιαιρώντας κάθε κύβο σε 27 μικρότερους και αφαιρώντας όλα τα στοιχεία εκτός από τον "κεντρικό σταυρό", τον κεντρικό κύβο και τους έξι κύβους που αγγίζουν το κέντρο κάθε όψης. Η διάσταση του Χάουσντορφ είναι ≈ 1.7712.

Αντίστοιχα με το δισδιάστατο φράκταλ του Vicsek, το σχήμα αυτό έχει μηδενικό όγκο. Κάθε επανάληψη διατηρεί 7 κύβους για κάθε 27, με αποτέλεσμα ο όγκος να είναι στην επανάληψη n, ο οποίος πλησιάζει το μηδέν καθώς το n πλησιάζει στο άπειρο.

Υπάρχει άπειρος αριθμός διασταυρώσεων που αποδίδουν το δισδιάστατο φράκταλ του Vicsek.

Commons logo Τα Wikimedia Commons έχουν πολυμέσα σχετικά με το θέμα   Φρακτάλ του Vicsek

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
  1. Shan Fuqi· Gu Hongming· Gao Baoxin (2004). «Analysis of a vicsek fractal patch antenna». ICMMT 4th International Conference on, Proceedings Microwave and Millimeter Wave Technology, 2004. Beijing, China: IEEE. σελίδες 98–101. doi:10.1109/ICMMT.2004.1411469. ISBN 9780780384019. 
  2. Weisstein, Eric W., "Box Fractal" από το MathWorld.
  3. 3,0 3,1 Vicsek, Tamas (25 Ιουνίου 1992). Fractal Growth Phenomena (2nd Edition). World Scientific. ISBN 978-981-4506-19-9. 
  4. «Box Fractals». 3 Ιανουαρίου 2014. 


{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}}
Φρακτάλ του Vicsek
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?