分形混沌系统

探索自相似性和非整数维度

中心: (-0.5, 0) 缩放: 1x

曼德博集合

由复二次多项式 z_{n+1} = z_n² + c 定义的分形,其中 z_0 = 0。在迭代下保持有界的点构成集合。

迭代次数: 100
分形维数: 2

公式: z_{n+1} = z_n² + c

放大边界时在每个尺度都出现自相似性。

朱利亚集合

对于每个复常数 c,朱利亚集合 J_c 由在 z_{n+1} = z_n² + c 下轨道保持有界的点 z_0 组成。

连通性: 如果 c 在曼德博集合中,朱利亚集合是连通的,否则是康托尔集。

点数: 0

巴恩斯利蕨

一个迭代函数系统 (IFS),生成蕨类分形。每个点通过四个仿射变换之一进行变换,按概率选择。

变换:

茎 (1%): x_{n+1} = 0, y_{n+1} = 0.16y_n
较小叶片 (85%): x_{n+1} = 0.85x_n + 0.04y_n, y_{n+1} = -0.04x_n + 0.85y_n + 1.6
左叶片 (7%): x_{n+1} = 0.20x_n - 0.26y_n, y_{n+1} = 0.23x_n + 0.22y_n + 1.6
右叶片 (7%): x_{n+1} = -0.15x_n + 0.28y_n, y_{n+1} = 0.26x_n + 0.24y_n + 0.44
分形维数: ≈ 1.88

分形树 (毕达哥拉斯树)

通过递归地向每个枝条添加较小分支构建的分形,展示自相似性和指数增长。

总分支数: 2046
分形维数: ≈ 1.93

分支数: N = 2^{depth+1} - 2

每个分支都是整个树的缩放副本。

盒子计数维数

一种估算分形维数的方法,用大小为 ε 的盒子覆盖集合,计算包含分形部分的盒子数 N(ε)。

结果:

填充盒子数 (N(ε)): 0
理论维数: 1.262
计算维数: -

D = lim_{ε→0} (log N(ε) / log(1/ε))

log(N) 对 log(1/ε) 的斜率给出分形维数。