雪花维度理论,雪花算法是全球唯一吗

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-11-19 00:22:23

科赫雪花自相似性

5分形图案的维度

我们知道:直线是1维的,平面是2维的,空间是3维的,这称为拓扑维度。不过要表示分形图案的维度,我们需要用到另一个概念——豪斯多夫维度,它是德国数学家豪斯多夫在1918年提出的,所描述的刚好是自相似图形的特点。

豪斯多夫维度的定义是:如果能把一个图形按照1:m的比例分割,最后分出n份,那么豪斯多夫维度就是

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比如,将一条线段分成按照1:2的比例分割,就能分割成2份。于是线段的豪斯多夫维度是log22=1;把一个正方形按照1:2的比例分割,就能分割成4份,所以正方形的豪斯多夫维度是log24=2;把一个立方体按照1:2的比例分割,就能分割成8份,立方体的豪斯多夫维度是log28=3。

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分割图形

按照这样的规律,我们可以计算出科赫雪花和谢尔宾斯基地毯的维度。科赫雪花每次迭代时相似比为1:3,而且分出了4份,所以豪斯多夫维度为log34=1.26;谢尔宾斯基地毯中的每一小块与全体的相似比为1:3,每张地毯可以分出8个小块,因此豪斯多夫维度是log38=1.89。

分形曲线的维度居然不是整数,真是匪夷所思!

科学家们还发现:现实生活中小到一片叶子,大到一个星球,它的表面都是崎岖不平的。曾经,我们研究的几何学都是以光滑的曲线和平面为基础,研究分形结构有助于我们更好的认识真实的世界。

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菜花的分形结构

艺术家们还构造出了许许多多的分形结构,给我们一种深邃之美。

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