Треугольник Серпинского

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Треугольник Серпинского

Треугольник Серпинского — фрактал, один из двумерных аналогов множества Кантора, математическое описание которого опубликовал польский математик Вацлав Серпинский в 1915 году[1]. Также известен как «салфетка» Серпинского.

Построение[править | править код]

Итеративный метод[править | править код]

Построение треугольника Серпинского
Мозаичный пол в стиле косматеско в Кафедральном соборе Св. Марии в Ананьи

Середины сторон равностороннего треугольника соединяются отрезками. Получаются 4 новых треугольника. Из исходного треугольника удаляется внутренность срединного треугольника. Получается множество , состоящее из 3 оставшихся треугольников «первого ранга». Поступая точно так же с каждым из треугольников первого ранга, получим множество , состоящее из 9 равносторонних треугольников второго ранга. Продолжая этот процесс бесконечно, получим бесконечную последовательность , пересечение членов которой есть треугольник Серпинского.

Метод хаоса[править | править код]

1. Задаются координаты аттракторов — вершин исходного треугольника .
2. Вероятностное пространство разбивается на 3 равных части, каждая из которых соответствует одному аттрактору.
3. Задаётся некоторая произвольная начальная точка .
4. Начало цикла построения точек, принадлежащих множеству треугольника Серпинского.
1. Генерируется случайное число .
2. Активным аттрактором становится та вершина, на вероятностное подпространство которой выпало сгенерированное число.
3. Строится точка с новыми координатами: , где:
 — координаты предыдущей точки ;  — координаты активной точки-аттрактора.
5. Возврат к началу цикла.

Построение на JavaScript[править | править код]

Это нерекурсивный метод построения

Картинка генерируемая кодом на JavaScript
var k=Math.sqrt(3)/2; var S=16; var H=512; var W=Math.floor(H/k);
document.body.innerHTML=('<canvas id="C" width="'+W+'" height="'+H+'"></canvas>');
var canvas = document.getElementById('C');
var ctx = canvas.getContext('2d');
ctx.fillRect(0, 0, W, H);
for(var x = 0;x<=Math.floor(W/2);x++) {
  for(var y = 0;y<H;y++) {
    var A = y;          var a = A%S;
    var B = y/2+x*k;    var b = B%S;
    var C = y/2-x*k;    var c = C%S;
    if(a>b&&C>0&&B>0) {
      if ((B/S)&(C/S)) ctx.fillStyle='#ff0';
      else ctx.fillStyle='#000';
    } else if(a<b&&C>0&&B>0) {
      ctx.fillStyle='#0f8';
    } else ctx.fillStyle='#fff';
    ctx.fillRect(Math.floor(W/2)-x, y, 1, 1);
    if (x!=0) ctx.fillRect(Math.floor(W/2)+x, y, 1, 1);
  }
}

Свойства[править | править код]

  • Треугольник Серпинского состоит из 3 одинаковых частей, коэффициент подобия 1/2.
  • Треугольник Серпинского замкнут.
  • Треугольник Серпинского имеет топологическую размерность 1.
  • Важным свойством треугольника Серпинского является его самоподобие — ведь он состоит из трёх своих копий, уменьшенных в два раза (это части треугольника Серпинского, содержащиеся в маленьких треугольниках, примыкающих к углам).
  • Треугольник Серпинского имеет промежуточную (то есть нецелую) Хаусдорфову размерность . В частности,

Факты[править | править код]

Римская мозаика 3 — 4 столетия в античном музее города Арль, Франция

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. W. Sierpinski, Sur une courbe dont tout point est un point de ramification.//Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences. - Paris. – Tome 160, Janvier - Juin 1915. - Pp. 302 – 305. - [1]
  2. What is the Game of Life?
  3. Слюсар В. И. Фрактальные антенны. // Радиоаматор. — 2002. — № 9. — С. 54 −56., Конструктор. — 2002. — № 8. — С. 6 — 8. [2]
  4. Вишневский В. М., Ляхов А. И., Портной С. Л., Шахнович И. В. Широкополосные беспроводные сети передачи информации. — М.: Техносфера. — 2005.- C. 498—569
  5. 1 2 The grammar of ornament. Day and Son, London. — 1856. [3]
  6. Conversano Elisa, Tedeschini Lalli Laura. Sierpinsky triangles in stone, on medieval floors in Rome.// Aplimat — Journal of Applied Mathematics. Volume 4 (2011), Number 4. — P. 113—122. — [4]
  7. Paola Brunori, Paola Magrone, and Laura Tedeschini Lalli. Imperial Porphiry and Golden Leaf: Sierpinski Triangle in a Medieval Roman Cloister.//ICGG 2018 — Proceedings of the 18th International Conference on Geometry and Graphics. — Pp. 595—609. -[5]

Литература[править | править код]

Ссылки[править | править код]