Фрактальная геометрия природы
История открытия фрактальной геометрии, определение ее сущности и особенностей. Значение, использование фрактальной геометрии в различных сферах и профессиях человеческой деятельности. Описание вклада Бенуа Мандельброта в изучение фрактальной геометрии.
| Рубрика | Математика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.02.2019 |
| Размер файла | 14,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Фрактальная геометрия природы
Слюзнева Ксения
Аннотация
В статье рассказывается об истории открытия фрактальной геометрии. Дается ее определение и раскрывается сущность. Приводятся примеры пользы данной науки, а также в различных сферах и профессиях человеческой деятельности.
Ключевые слова: упорядоченность, Фрактал, фрактальная геометрия, хаотичность
Фрактальная геометрия природы - это одно из важнейших открытий человечества, которое повлияло на совершенно разные виды деятельности человека. В начале своей истории фрактальная геометрия являлась математическим открытием, но в наши дни принципы фрактальной геометрии используются и в дизайнерском искусстве, и в медицинской деятельности.
Фрактал (fractus) в переводе с латинского означает «дробленый, сломанный, разбитый» [1]. В науке фрактал - это такое множество, которое обладает свойством самоподобия, такой объект, приближение которого приведет к видению подобных частиц.
Огромный вклад в изучение фрактальной геометрии внес Бенуа Мандельброт, бельгийский математик. Несмотря на то, что основная доля открытий в данной науке принадлежит этому ученому, все же во многом он обязан своим предшественникам, которые положили начало развития данной науки. фрактальная геометрия мандельброт
Первым ученым, который задумался о том, что в хаотичности есть свой определенный порядок, стал Вейерштрасс. В 1872 году ученый представил свою работу в Королевской Академии наук в Пруссии. В работе было показано, что для натурального числа a и 0 < b < 1 ряд не дифференцируем [2, с. 384]. Используя определение производной как предела, он доказал, что отношение приращения функций к приращению аргумента становится сколь угодно большим при увеличении индекса суммирования.
Данное открытие считалось новаторским для математических наук того времени, так как математики привыкли к тому, что функции задают гладкие кривые.
Вторым ученым, который занимался исследованиями по данной тематике, является Георг Кантор. Именно этот ученый стал основоположником будущих открытий Мандельброта. Будучи студентом Берлинского университета, Георг Кантор посещал лекции Вейерштрасса. В 1883 году Кантор ввел теорию, в которой говорилось, что производная функции равна нулю во всех точках, за исключением точек некоторого множества {z}. Позднее данное множество получило название «множество Кантора».
Следующим ученым, который сделал шаг на пути к открытию фрактальной геометрии, является Хельге фон Кох, построил кривую Коха, а в результате - снежинку Коха, которая является ярким примером фрактала. Хотя в то время ученые не оперировали такими определениями и фрактальной геометрии, как таковой, не существовало.
Далее в марте 1918 года Ф. Хаусдорф ввел понятие хаусдорфовой размерности, которое стало значительным в исследовании фракталов. Это открытие позволило Мандельброту определить фрактал как “множество, хаусдорфова размерность которого строго больше, чем его топологическая размерность”.
Сложнейшее исследование свойств самоподобия произвел Пол Леви, в своих работах он показал, что кривая Коха - это лишь один из множества примеров самоподобных кривых.
Вряд ли кто-то в то время подозревал, что появиться ученый, который объединит все труды и внесет величайшее открытие в мире математики. Бенуа Мандельброт стал выдающимся ученым, который неизменно верил в то, что хаотичность имеет определенный порядок.
На пути к открытию Мандельброт встретил множество трудностей. После ряда его исследований и предположений многие его друзья-ученые отвернулись, считая, что он занимается не научными, а бесполезными исследованиями.
Однако вскоре, изучая работы французских ученых Жулиа и Фату, Мандельброт и используя компьютеры, Мандельброт открыл множество, которое является самым существенным примером фрактала, - множество Мандельброта [1].
В наши дни данное открытие играет огромную роль, так как позднее появилось такое понятие, как фрактальная геометрия природы. В ней показано, что всё, что кажется нам хаотичным в природе, на самом деле имеет свой определенный порядок, а ярким примером этого является дерево и рост его веток. Если изучить фрактальную геометрию природы, то наблюдая природные явления человек перестанет видеть хаос. Он увидит, насколько просты принципы развития и распределения в природе.
Библиографический список
1. Мандельброт Б. Фрактальная геометрия Природы. М.: Институт компьютерных исследований, 2002.
2. Потапов А.А. Фракталы и хаос как основа новых прорывных технологий в современных радиосистемах. Дополнение к кн.: Кроновер Р. Фракталы и хаос в динамических системах. М.: Техносфера, 2006. С. 374-479.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Происхождение Неевклидовой геометрии. Возникновение "геометрии Лобачевского". Аксиоматика планиметрии Лобачевского. Три модели геометрии Лобачевского. Модель Пуанкаре и Клейна. Отображение геометрии Лобачевского на псевдосфере (интерпретация Бельтрами).
реферат [319,1 K], добавлен 06.03.2009Возникновение геометрии как науки о формах, размерах и границах частей пространства, которые в нем занимают вещественные тела. Появление геометрии в Греции к концу VII в. до н. э. Теорема Пифагора и развитие методов аналитической геометрии Гаусса.
реферат [38,5 K], добавлен 16.01.2010Студенческие годы Н.И. Лобачевского. Первые годы преподавательской деятельности. Организация печатного университетского органа. История открытия неевклидовой геометрии. Признание геометрии Н.И. Лобачевского и ее применение в математике и физике.
дипломная работа [4,4 M], добавлен 05.03.2011Геометрия на Востоке. Греческая геометрия. Геометрия новых веков. Классическая геометрия XIX века. Неевклидовая геометрия. Геометрия XX века. Современная геометрия во многих своих дисциплинах выходит далеко за пределы классической геометрии.
реферат [32,3 K], добавлен 14.07.2004Краткая биография Н.И. Лобачевского. История открытия неевклидовой геометрии. Основные факты и непротиворечивость геометрии Лобачевского, её значение и применение в математике и физике. Путь признания идей Н.И. Лобачевского в России и за рубежом.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 21.08.2011Изучение истории развития геометрии, анализ постулатов Евклида, аксиоматики Гильберта, обзор других систем аксиом геометрии. Характеристика неевклидовых геометрий в системе Вейля. Элементы сферической геометрии. Различные модели плоскости Лобачевского.
дипломная работа [245,5 K], добавлен 13.02.2010Геометрические фигуры на поверхности сферы. Основные факты сферической геометрии. Понятия геометрии Лобачевского. Поверхность постоянной отрицательной кривизны. Геометрия Лобачевского в реальном мире. Основные понятия неевклидовой геометрии Римана.
презентация [993,0 K], добавлен 12.04.2015История возникновения неевклидовой геометрии. Сравнение постулатов параллельности Евклида и Лобачевского. Основные понятия и модели геометрии Лобачевского. Дефект треугольника и многоугольника, абсолютная единица длины. Определение параллельной прямой.
курсовая работа [4,1 M], добавлен 15.03.2011Научно-методические достоинства учебного пособия по геометрии Погорелова. Анализ недостатков учебника "Геометрия 7-9". Структура основных взаимосвязей в системе определений и теорем в курсе геометрии. Подготовка учителя к доказательству теорем на уроке.
дипломная работа [321,5 K], добавлен 11.01.2011Изучение этапов развития геометрии – науки, изучающей пространственные отношения и формы, а также другие отношений и формы, сходные с пространственными по своей структуре. Геометрия Древнего Египта, Греции, средневековья. Постулаты Н.И. Лобачевского.
презентация [1,9 M], добавлен 06.05.2010Понятие начертательной геометрии, ее сущность и особенности, предмет и методы изучения, история зарождения и развития. Цели и задачи начертательной геометрии, ее структура и элементы. Прямая и варианты ее расположения, разновидности и методы определения
лекция [451,3 K], добавлен 21.02.2009Биография Н.И. Лобачевского. Деятельность Лобачевского по организации печатного университетского органа и его попытки основать при университете Научное общество. История признания геометрии Н.И. Лобачевского в России. Появление неевклидовой геометрии.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 14.09.2011Геометрия как научная дисциплина, причины и предпосылки, история и основные этапы ее возникновения и развития. Евклид как основатель геометрии, его вклад в развитие новой науки, характеристика, содержание ее главных разделов - планиметрии и стереометрии.
презентация [55,3 K], добавлен 28.12.2010Основы геометрии чисел. Решетки, подрешетки и их базисы. Основные теоремы геометрии чисел. Связь квадратичных форм с решетками. Методы геометрии чисел для решения диофантовых уравнений. Теорема Минковского о выпуклом теле. Квадратичная форма решетки.
дипломная работа [884,6 K], добавлен 24.06.2015Модель Пуанкаре геометрии Лобачевского: вопрос о ее непротиворечивости. Инверсия, ее аналитическое задание. Преобразование окружности и прямой, сохранение углов при инверсии. Инвариантные прямые и окружности. Система аксиом геометрии Лобачевского.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 10.09.2009Порядок проведения эксперимента "Иллюзии зрения", его сущность и содержание. Постулаты Евклидовой геометрии. Аксиомы геометрии Лобачевского. Сравнительный анализ двух геометрий, их отличительные и сходные черты, особенности преподнесения, доказательства.
презентация [872,8 K], добавлен 24.02.2011Логическое строение курса геометрии основной школы. Альтернативные учебники. Аксиоматический метод в курсе геометрии. Методика ознакомления учащихся школы с логическим строением курса планиметрии. Методика преподавания математики в средней школе.
курсовая работа [29,2 K], добавлен 20.03.2016Характеристика истории происхождения и этапов развития геометрии – одной из самых древних наук, чей возраст исчисляется тысячелетиями, и в которой много формул, задач, теорем, фигур, аксиом. Основные умения и понимания древних египтян в сфере геометрии.
презентация [527,9 K], добавлен 23.03.2011Основные положения теоретического курса по начертательной геометрии. Эпюры - примеры построения, а также подробные описания методов решения. Описание решения типовых задач по каждой теме начертательной геометрии и их основные теоретические положения.
учебное пособие [8,1 M], добавлен 16.10.2011Происхождение и основные понятия сферической геометрии. Принципы и особенности дистанционного обучения. Процесс дистанционного обучения. Основные модели дистанционного обучения. Роль преподавателя. Дистанционный курс по "Сферической геометрии".
дипломная работа [2,8 M], добавлен 23.12.2007
