· Стохастические фракталы. Эти фракталы получаются в том случае, если в итерационном процессе случайным образом менять какие-либо его параметры. В качестве примера можно рассмотреть рекурсивную функцию изображения дерева, приведенную в учебном пособии «Компьютерная графика».
· Системы итерируемых функций. Фрактал строится как множество, инвариантное относительно некоторых отображений плоскости в себя. Этот вид фракталов рассматривается в следующем параграфе.
Свойства размерности Хаусдорфа-Безиковича
·
Если является открытым подмножеством,
то
.
·
Если - непрерывно-дифференцируемое отображение
открытого подмножества
, в каждой точке которого ранг
матрицы Якоби
равен
,
то его образ
имеет размерность
Здесь
обозначают компоненты отображения
, в том смысле, что для всех
верно равенство
В
частности, гладкие кривые имеют размерность 1, гладкие поверхности имеют
размерность 2.
·
Монотонность. Если , то
·
Размерность счетного объединения. Если - подмножества евклидова пространства, то
.
·
Для любого счетного множества размерность
равна нулю.
·
Пусть и
удовлетворяют
условию Гельдера
, при
Тогда
·
Отображение называется липшицевым,
если для некоторого числа
имеет место неравенство
при всех
Если
сверх того, существует число
такое, что для всех
справедливы неравенства
то называется би-липшицевым. Для липшицевых
отображений верно неравенство
а для би-липшицевых –
равенство
Отображение метрического
пространства
в метрическое пространство
называется подобием, если
существует число
такое, что для всех
имеет место равенство
Число
называется
коэффициентом подобия.
Если - биекция и подобие, то
метрические пространства
и
называют подобными.
Самоподобные множества. Пусть - подмножество евклидова пространства.
Будем рассматривать его как метрическое пространство с метрикой
при
и
Ограниченное подмножество
евклидова пространства называется самоподобным,
если
является объединением конечного числа
попарно непересекающихся подмножеств, каждое из которых подобно
.
Пример 7. Ковер
Серпинского. Разобъем единичный квадрат на 9 частей, как это показано
на рис. 5 и удалим квадрат, расположенный в центре. Затем эту процедуру
применим к каждому из оставшихся восьми квадратов, получим 64 квадрата, к
которым вновь применим эту процедуру и т.д. Приведем текст программы для вывода
на экран фигуры, полученной через несколько шагов.
// ковер Серпинского, cover.cpp
#include <graphics.h>
#include <conio.h>
float xmin = -0.5, xmax = 1.5, ymin = -0.5, ymax = 1.5;
int ex(float x)
{
return (int)((x-xmin)/(xmax-xmin)*(getmaxx()+1));
}
int ey(float y)
{
return (int)((ymax-y)/(ymax-ymin)*(getmaxx()+1));
}
void square (float x0, float y0, float a, int color)
{
setfillstyle(SOLID_FILL, color);
bar(ex(x0), ey(y0+a), ex(x0+a), ey(y0));
}
void cover(float x0, float y0, float a, int M, int color)
{
int i,j;
if (M>0)
{
for(i=0;i<3;i++)
for(j=0;j<3;j++)
{
if (!(i==1&&j==1))
cover(x0+i*a/3, y0+j*a/3, a/3, M-1, color);
}
} else square (x0, y0, a, color);
}
main()
{
int gd=DETECT, gm;
initgraph(&gd, &gm, “C:\\PROGRAMM\\BC31\\BGI”);
setfillstyle(SOLID_FILL, WHITE);
bar(0, 0, getmaxx(), getmaxy());
square(0, 0, 1, BLACK);
// setcolor(BLACK);
cover(0, 0, 1, 4, LIGHTGREEN);
getch();
closegraph();
return 0;
}
В результате работы программы будет выведена фигура, полученная через четыре шага.
После бесконечного числа шагов в пределе получится множество, состоящее из восьми подмножеств, содержащихся в квадратах, полученных после первого шага построения. Каждое из них будет подобно всему множеству с коэффициентом подобия 1/3, и они попарно не пересекаются.
Ящичная размерность. Для самоподобных множеств
размерность
Хаусдорфа-Безиковича
равна ящичной размерности (box-counting dimension)
,
которая определяется следующим образом:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.