FractalTam giác Sierpinki
Một trong những hình chữ nhật mà chúng ta đã thấy trong chương trước là tam giác
Wacław Sierpiński là nhà toán học đầu tiên nghĩ về các tính chất của tam giác này, nhưng nó đã xuất hiện nhiều thế kỷ trước đó trong các tác phẩm nghệ thuật, hoa văn và khảm.
Dưới đây là một số ví dụ về việc lát sàn từ các nhà thờ khác nhau ở Rome:
Hóa ra, tam giác Sierpinki xuất hiện trong một loạt các lĩnh vực khác của toán học, và có nhiều cách khác nhau để tạo ra nó. Trong chương này, chúng ta sẽ khám phá một số trong số họ!
Tam giác Pascal
Bạn có thể đã nhớ tam giác Sierpinki từ chương của chúng tôi về
Tam giác Pascal có thể được tiếp tục đi xuống mãi mãi và mô hình Sierpinki sẽ tiếp tục với các tam giác lớn hơn và lớn hơn. Bạn đã có thể thấy sự bắt đầu của một hình tam giác thậm chí còn lớn hơn, bắt đầu từ hàng 16.
Nếu hai ô liền kề chia hết cho 2, thì tổng của chúng trong ô bên dưới cũng phải chia hết cho 2 - đó là lý do tại sao chúng ta chỉ có thể có được các hình tam giác màu (hoặc các ô đơn). Tất nhiên, chúng ta cũng có thể thử tô màu tất cả các ô chia hết cho các số khác với 2. Bạn nghĩ gì sẽ xảy ra trong những trường hợp đó?
Tại đây bạn có thể thấy một phiên bản nhỏ của 128 hàng đầu tiên của tam giác Pascal. Chúng tôi đã đánh dấu tất cả các ô chia hết cho
Với mỗi số, chúng ta có một mẫu hình tam giác khác nhau tương tự như tam giác Sierpinki. Mẫu đặc biệt thường xuyên nếu chúng ta chọn số nguyên
Trò chơi hỗn loạn
Ở đây bạn có thể thấy ba đỉnh của một tam giác đều. Chạm vào bất cứ nơi nào trong khu vực màu xám để tạo điểm thứ tư.
.
Bây giờ chúng tôi lặp lại quy trình: chúng tôi chọn một đỉnh ngẫu nhiên khác, vẽ đoạn từ điểm cuối cùng của chúng tôi và sau đó tìm trung điểm . Lưu ý rằng chúng ta tô màu các điểm mới này dựa trên màu của đỉnh của tam giác mà chúng ta đã chọn.
Cho đến nay, không có gì đáng ngạc nhiên xảy ra - nhưng hãy xem khi chúng ta lặp lại quá trình tương tự nhiều lần nữa:
Quá trình này được gọi là Trò chơi hỗn loạn. Có thể có một vài điểm đi lạc lúc ban đầu, nhưng nếu bạn lặp lại các bước tương tự nhiều lần, sự phân bố các chấm bắt đầu trông giống hệt như tam giác Sierpinki!
Có nhiều phiên bản khác của nó - ví dụ: chúng ta có thể bắt đầu bằng hình vuông hoặc hình ngũ giác, chúng ta có thể thêm các quy tắc bổ sung như không thể chọn cùng một đỉnh hai lần liên tiếp hoặc chúng ta có thể chọn điểm tiếp theo theo tỷ lệ khác với
Bạn đã khám phá thảm {Sierpinki](action:carpet()) hay bông tuyết hình ngũ giác [này dựa trên
Tự động di động
Một máy tự động di động là một lưới bao gồm nhiều ô riêng lẻ. Mỗi ô có thể ở các trạng thái khác nhau, các trạng thái khác nhau (ví dụ: các màu khác nhau) và trạng thái của mọi ô được xác định bởi các ô xung quanh.
Trong ví dụ của chúng tôi, mọi ô có thể là đen hoặc trắng. Chúng tôi bắt đầu với một hàng chỉ chứa một hình vuông màu đen. Trong mỗi hàng tiếp theo, màu của mỗi ô được xác định bởi ba ô ngay bên trên. Nhấn vào tám tùy chọn có thể bên dưới để lật màu của chúng - bạn có thể tìm thấy một bộ quy tắc tạo ra một mô hình tương tự như tam giác Sierpinki không?
Có hai lựa chọn cho mỗi trong số tám tùy chọn, có nghĩa là có tổng cộng
Cellata automata cho thấy các mẫu rất phức tạp có thể được tạo ra bằng các quy tắc rất đơn giản - giống như fractals. Nhiều quy trình trong tự nhiên cũng tuân theo các quy tắc đơn giản, nhưng tạo ra các hệ thống cực kỳ phức tạp.
Trong một số trường hợp, điều này có thể dẫn đến sự xuất hiện của các mẫu trông giống như automata di động, ví dụ như màu sắc trên vỏ của con ốc này.
tứ diện Sierpinki
Có nhiều biến thể của tam giác Sierpinki và các hình chữ nhật khác có tính chất và quy trình tạo tương tự. Một số nhìn 2 chiều, như Thảm Sierpinki bạn đã thấy ở trên. Những người khác nhìn 3 chiều, như những ví dụ sau: