كلمة فيبوناتشي فراكتال

كلمة فيبوناتشي "الكسرية" هي منحنى كسري معرف على المستوى من كلمة فيبوناتشي .

تعريف

التكرارات الأولى
تمثيل نظام L [ 1 ]

يتم بناء هذا المنحنى بشكل تكراري من خلال تطبيق قاعدة الرسم الفردي والزوجي على كلمة فيبوناتشي 0100101001001...:

لكل رقم في الموضع k :

  1. إذا كان الرقم 0:
    • ارسم قطعة مستقيمة ثم أدرها 90 درجة إلى اليسار إذا كان k زوجيًا
    • ارسم قطعة مستقيمة ثم أدرها 90 درجة إلى اليمين إذا كان k فرديًا
  2. إذا كان الرقم 1:
    • ارسم قطعة مستقيمة والتزم بالخط المستقيم

إلى كلمة فيبوناتشي ذات طولFن{\displaystyle F_{n}}يرتبط العدد النوني من متتالية فيبوناتشي بمنحنىFن{\displaystyle {\mathcal {F}}_{n}}مصنوع منFن{\displaystyle F_{n}}القطاعات. يُظهر المنحنى ثلاثة جوانب مختلفة سواء كان n على شكل 3 k أو 3 k  + 1 أو 3 k  +  2.

ملكيات

أرقام فيبوناتشي في كلمة فيبوناتشي "كسورية".

تتضمن بعض خصائص الفراكتل اللفظي لفيبوناتشي ما يلي: [ 2 ] [ 3 ]

  • المنحنىFن{\displaystyle {\mathcal {F_{n}}}}يتضمنFن{\displaystyle F_{n}}قطاعات،Fن-1{\displaystyle F_{n-1}}الزوايا القائمة وFن-2{\displaystyle F_{n-2}}الزوايا المسطحة.
  • لا يتقاطع المنحنى مع نفسه مطلقاً ولا يحتوي على نقاط مكررة. عند النهاية، يحتوي على عدد لا نهائي من النقاط المتقاربة تقاربياً.
  • يُظهر المنحنى تشابهات ذاتية على جميع المقاييس. نسبة التخفيض هي1+2{\displaystyle 1+{\sqrt {2}}}هذا الرقم، الذي يسمى أيضًا نسبة الفضة ، موجود في عدد كبير من الخصائص المدرجة أدناه.
  • عدد حالات التشابه الذاتي عند المستوى n هو عدد فيبوناتشي -1  . (بشكل أدق:F3ن+3-1{\displaystyle F_{3n+3}-1}).
  • يحيط المنحنى بعدد لا نهائي من الهياكل المربعة ذات الأحجام المتناقصة بنسبة1+2{\displaystyle 1+{\sqrt {2}}}(انظر الشكل). عدد تلك الهياكل المربعة هو عدد فيبوناتشي.
  • المنحنىFن{\displaystyle {\mathcal {F}}_{n}}ويمكن أيضًا بناؤها بطرق مختلفة (انظر المعرض أدناه):
  • البعد الهاوسدورفي لكلمة فيبوناتشي "الكسرية" هو3سجلφسجل(1+2)1.6379{\displaystyle 3\,{\frac {\log \varphi }{\log(1+{\sqrt {2}})}}\approx 1.6379}، معφ=1+52{\displaystyle \varphi ={\frac {1+{\sqrt {5}}}{2}}}النسبة الذهبية .
  • التعميم إلى زاويةα{\displaystyle \alpha }بين 0 وπ/2{\displaystyle \pi /2}، بُعد هاوسدورف الخاص به هو3سجلφسجل(1+أ+(1+أ)2+1){\displaystyle 3\,{\frac {\log \varphi }{\log(1+a+{\sqrt {(1+a)^{2}+1}})}}}، معأ=كوسα{\displaystyle a=\cos \alpha }.
  • بُعد هاوسدورف لحدودها هوسجل3سجل(1+2)1.2465{\displaystyle {\frac {\log 3}{{\log(1+{\sqrt {2}}})}}\approx 1.2465}.
  • يؤدي تبديل أدوار "0" و "1" في كلمة فيبوناتشي، أو في قاعدة الرسم، إلى منحنى مشابه، ولكنه موجه بزاوية 45 درجة.
  • انطلاقًا من كلمة فيبوناتشي، يمكن تعريف «كلمة فيبوناتشي الكثيفة»، باستخدام أبجدية من ثلاثة أحرف: 102210221102110211022102211021102110221022102211021... (التسلسل A143667 في OEIS ) . ويحدد استخدام قاعدة رسم أبسط لهذه الكلمة مجموعة لا نهائية من أشكال المنحنى، من بينها:
    • "متغير قطري"
    • "نوع مختلف من الصليب المعقوف"
    • "نسخة صغيرة الحجم"
  • يُعتقد أن كلمة فيبوناتشي الكسرية تظهر لكل كلمة ستورمية ينتهي ميلها، المكتوب بتوسع الكسر المستمر ، بتسلسل لا نهائي من  "1".

بلاطة فيبوناتشي

تبليط غير مثالي باستخدام بلاطة فيبوناتشي. مساحة المربع المركزي تميل إلى الصفر.

تجاور أربعةF3ك{\displaystyle F_{3k}}تتيح المنحنيات إنشاء منحنى مغلق يحيط بسطح مساحته ليست معدومة. يُطلق على هذا المنحنى اسم "بلاطة فيبوناتشي".

  • تكاد بلاطة فيبوناتشي أن تغطي المستوى بالكامل. فوضع أربع بلاطات متجاورة (انظر الرسم التوضيحي) يُخلّف في المركز مربعًا حرًا تقترب مساحته من الصفر عندما يقترب k من اللانهاية. وفي النهاية، تُغطي بلاطة فيبوناتشي اللانهائية المستوى بالكامل.
  • إذا كانت البلاطة محاطة بمربع طول ضلعه 1، فإن مساحتها تميل إلى2-2=0.5857{\displaystyle 2-{\sqrt {2}}=0.5857}.
تبليط مثالي بواسطة ندفة ثلج فيبوناتشي

ندفة ثلج فيبوناتشي

رقاقات الثلج فيبوناتشي لـ i  =  2 لـ n  = 1 إلى 4:1[2]{\displaystyle \sideset {}{_{1}^{\left[2\right]}\quad }\prod }،2[2]{\displaystyle \sideset {}{_{2}^{\left[2\right]}\quad }\prod }،3[2]{\displaystyle \sideset {}{_{3}^{\left[2\right]}\quad }\prod }،4[2]{\displaystyle \sideset {}{_{4}^{\left[2\right]}\quad }\prod }[ 4 ]

ندفة الثلج فيبوناتشي هي بلاطة فيبوناتشي محددة بواسطة: [ 5 ]

  • qن=qن-1qن-2{\displaystyle q_{n}=q_{n-1}q_{n-2}}لون2(مود3){\displaystyle n\equiv 2{\pmod {3}}}
  • qن=qن-1q¯ن-2{\displaystyle q_{n}=q_{n-1}{\overline {q}}_{n-2}}خلاف ذلك.

معq0=ϵ{\displaystyle q_{0}=\epsilon }وq1=R{\displaystyle q_{1}=R}،ل={\displaystyle L=}"انعطف يسارًا" وR={\displaystyle R=}"انعطف يمينًا"، وR¯=ل{\displaystyle {\overline {R}}=L}.

العديد من الخصائص المميزة: [ 5 ] [ 6 ]

  • إنها بلاطة فيبوناتشي المرتبطة بـ "النمط القطري" الذي تم تعريفه سابقًا.
  • يقوم بتغطية السطح بأي ترتيب.
  • يقوم بتقسيم المستوى عن طريق الإزاحة بطريقتين مختلفتين.
  • محيطها عند الرتبة n يساوي4F(3ن+1){\displaystyle 4F(3n+1)}، أينF(ن){\displaystyle F(n)}هو العدد النوني في متتالية فيبوناتشي .
  • تتبع مساحتها عند الرتبة n المؤشرات المتتالية للصف الفردي من متتالية بيل (المحددة بواسطةP(ن)=2P(ن-1)+P(ن-2){\displaystyle P(n)=2P(n-1)+P(n-2)}).

انظر أيضاً

مراجع

  1. راميريز، خوسيه ل.؛ روبيانو، غوستافو ن. (2014). " خصائص وتعميمات لكسر الكلمات فيبوناتشي المجلة الرياضية ، المجلد 16.
  2. مونيرو-دومين، ألكسيس (فبراير 2009). " كلمة فيبوناتشي الكسرية "، مستقل ( hal.archives-ouvertes.fr ).
  3. هوفمان، تايلر؛ شتاينهيرست، بنجامين (2016). "بعد هاوسدورف للكسور اللفظية المعممة لفيبوناتشي". arXiv : 1601.04786 [ math.MG ].
  4. راميريز، روبيانو، ودي كاسترو (2014). " تعميم لكلمة فيبوناتشي الكسرية وندفة الثلج فيبوناتشي علوم الحاسوب النظرية ، المجلد 528، ص 40-56.
  5. 1 2 بلوندين ماسي، ألكسندر؛ برليك، سريكو؛ جارون، أريان؛ و لابي، سيباستيان (2009). " بلاطات كريستوفل وفيبوناتشي ملاحظات محاضرة في علوم الكمبيوتر: الهندسة المنفصلة لصور الكمبيوتر ، ص 67-8. سبرينغر. رقم ISBN 9783642043963.
  6. ^ A. Blondin-Massé، S. Labbé، S. Brlek، M. Mendès-France (2011). " رقاقات الثلج فيبوناتشي ".