康托爾集

康托爾集

位于一條線段上的點的集合
康托爾集,由德國數學家格奧爾格·康托爾在1883年引入(但由亨利·約翰·斯蒂芬·史密斯在1875年發現),是位于一條線段上的一些點的集合。取一條長度為1的直線段,将它三等分,去掉中間一段,留剩下兩段,再将剩下的兩段再分别三等分,各去掉中間一段,剩下更短的四段,……,将這樣的操作一直繼續下去,直至無窮,由于在不斷分割舍棄過程中,所形成的線段數目越來越多,長度越來越小,在極限的情況下,得到一個離散的點集,稱為康托爾點集,記為P。
  • 中文名:康托爾集
  • 外文名:
  • 别名:
  • 表達式:
  • 提出者:
  • 适用領域:
  • 領域:數學
  • 引入者:格奧爾格·康托爾
  • 發現者:亨利·約翰·斯蒂芬·史密斯

引入

1883年,德國著名數學家康托爾(G.Cantor)構造了一個奇異的集合:取一條長度為1的直線段,将它三等分,去掉中間一段,将剩下的兩段各再三等分,各去掉中間一段,剩下更短的四段各再三等分,這樣一直繼續操作下去,直至無窮,便可得到一個離散的點集F,稱為康托爾三分集。

康托三分集

概念解釋

取一條長度為1的直線段,将它三等分,去掉中間一段,留剩下兩段,再将剩下的兩段再分别三等分,各去掉中間一段,剩下更短的四段,……,将這樣的操作一直繼續下去,直至無窮,由于在不斷分割舍棄過程中,所形成的線段數目越來越多,長度越來越小,在極限的情況下,得到一個離散的點集,稱為康托爾點集,記為P。

稱為康托爾點集的極限圖形長度趨于0,線段數目趨于無窮,實際上相當于一個點集。操作n次後邊長r=(1/3)^n,邊數(r)=2^n,根據公式D=lnN(r)/ln(1/r),D=ln2/ln3=0.631。

所以康托爾點集分數維是0.631。

性質特點

康托三分集中有無窮多個點,所有的點處于非均勻分布狀态。此點集具有自相似性,其局部與整體是相似的,所以是一個分形系統。

康托三分集具有

(1)自相似性;

(2)精細結構;

(3)無窮操作或叠代過程;

(4)傳統幾何學陷入危機。用傳統的幾何學術語難以描述,它既不滿足某些簡單條件如點的軌迹,也不是任何簡單方程的解集。其局部也同樣難于描述。因為每一點附近都有大量被各種不同間隔分開的其它點存在。

(5)長度為零;

(6)簡單與複雜的統一。

康托爾集P具有三條性質:

1、P是完備集。

2、P沒有内點。

3、P的基數為c。

康托爾集是一個基數為c的疏朗完備集。

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