O jogo do caos
Sorteie vértices de um polígono, ande uma fração do caminho até eles e veja surgir o triângulo de Sierpinski ou um pentágono fractal. Calcule a dimensão da figura.
Sorteie vértices de um polígono, ande uma fração do caminho até eles e veja surgir o triângulo de Sierpinski ou um pentágono fractal. Calcule a dimensão da figura.
Escolha um ponto qualquer do plano. Sorteie um dos vértices de um polígono regular e ande do ponto atual uma fração r do caminho até esse vértice. Repita milhares de vezes, sempre sorteando um vértice novo. Os pontos desenhados formam uma figura bem definida, que não depende do ponto de partida, desde que alguns passos iniciais sejam descartados.
Com triângulo e r = 1/2, a figura é o triângulo de Sierpinski: um triângulo com um buraco no centro, que se repete em cada um dos três triângulos menores, infinitamente.
Cada passo com r = 1/2 move o ponto para o ponto médio entre a posição atual e um vértice. Se o ponto já está dentro de um dos três triângulos menores, o passo o mantém dentro dele. Assim, a figura final é formada por três cópias de si mesma, cada uma reduzida pela metade. O buraco central é o triângulo dos pontos médios, que nunca é atingido depois do começo.
Essa é a semelhança da figura: N = 3 cópias, cada uma com fator k = 2. A dimensão de semelhança é ln 3 ÷ ln 2 ≈ 1,585: maior que a de uma linha (1), menor que a de um plano (2).
A leitura Diferença de r para 1/φ no painel mostra quão perto da razão áurea você está.
Com 3 vértices e r = 1/2, por que aparece um buraco no centro da figura, e por que nenhum ponto cai nele?
Cada passo é metade do caminho até um vértice. O triângulo do meio, formado pelos pontos médios, nunca é alcançado.
Com 5 vértices e r = 0,618, a figura não tem buracos. Por que a dimensão ln 5 ÷ ln(1/0,618) passa de 2 e o que isso significa?
Quando a dimensão passa de 2, as cópias se sobrepõem, então a fórmula deixa de medir a figura. O atrator passa a preencher uma região.
Encontre um valor de r com 3 vértices que produza uma figura diferente do triângulo de Sierpinski, e explique o que mudou.
Experimente r = 0,3, 0,4 e 0,6 e compare a dimensão no painel.
Com 4 vértices e r = 0,5, a figura preenche o quadrado. Por que a dimensão ln 4 ÷ ln 2 = 2 não deixa dúvida de que o resultado é uma região?
Dimensão 2 é a dimensão de um plano. Uma figura de dimensão 2 que não tem buracos costuma ser uma região cheia.
Nenhuma aula usa esta como pré-requisito ainda.
Cada conceito leva à lista de aulas que o usam, por disciplina.
Trilha de estudo: Fractais · Mapa de conceitos