1分形图基本图形以及源程序

1分形图基本图形以及源程序
1分形图基本图形以及源程序

分形图基本图形以及源程序

第一部分

本人新手,如有错误请指正。程序完成于2011/6/17晚间到2011/6/18。

很多变量名称采用的是同学的姓名拼音,为的是告诉大家这些都是可以随意命名的变量或函数名,一般大写字母开头的是系统定义的变量不可以随意更改。

一、(*雪花*)

源程序

lovelyduwangen[zhengguojie_List]:=Block[{weihuayan={},i,wuxiaonan=Length[zhe ngguojie],gengping=60Degree,sa=Sin[gengping],ca=Cos[gengping],c,d,e,T={{ca,-sa} ,{sa,ca}}},

For[i=1,i< wuxiaonan,i++,c=zhengguojie[[i]]*2/3+zhengguojie[[i+1]]/3;

e=zhengguojie[[i]]/3+zhengguojie[[i+1]]*2/3;

d=c+T.(e-c);

weihuayan=Join[weihuayan,{zhengguojie[[i]],c,d,e,zhengguojie[[i+1]]}]];

weihuayan]

dongquanfa={{0,0},{1/2,Sqrt[3]/2},{1,0},{0,0}};

Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,0]],AspectRatio→Sqrt[3]/2]] Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,5]],AspectRatio→Sqrt[3]/2]] 基本生成元

二、(*上三角下三角1*)

lovelyduwangen[zhengguojie_List]:=Block[{weihuayan={},i, wuxiaonan =Length[zhengguojie],gengping=60Degree,sa=Sin[gengping],ca=Cos[gengping],c,d,g ,f,e,T={{ca,-sa},{sa,ca}},S={{ca,sa},{-sa,ca}}},

For[i=1,i< wuxiaonan,i++,c=zhengguojie[[i]]*3/4+zhengguojie[[i+1]]/4;

e=zhengguojie[[i]]/2+zhengguojie[[i+1]]/2;

f=zhengguojie[[i]]/4+zhengguojie[[i+1]]*3/4;

d=c+T.(e-c);

g=e+S.(f-e);

weihuayan=Join[weihuayan,{zhengguojie[[i]],c,d,e,g,f,zhengguojie[[i+1]]}]];

weihuayan]

dongquanfa={{0,0},{1,0}};

Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,1]],AspectRatio→Sqrt[3]/2]] Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,4]],AspectRatio→Sqrt[3]/2]] 基本生成元

(*上三角下三角2*)

lovelyduwangen[zhengguojie_List]:=Block[{weihuayan={},i, wuxiaonan =Length[zhengguojie],gengping=60Degree,sa=Sin[gengping],ca=Cos[gengping],c,d,g ,f,e,T={{ca,-sa},{sa,ca}},S},

For[i=1,i< wuxiaonan,i++,c=zhengguojie[[i]]*3/4+zhengguojie[[i+1]]/4;

e=zhengguojie[[i]]/2+zhengguojie[[i+1]]/2;

f=zhengguojie[[i]]/4+zhengguojie[[i+1]]*3/4;

d=c+T.(e-c);

S=Transpose[T];

g=e+S.(f-e);

weihuayan=Join[weihuayan,{zhengguojie[[i]],c,d,e,g,f,zhengguojie[[i+1]]}]];

weihuayan]

dongquanfa={{0,0},{1,0}};

Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,1]],AspectRatio→Sqrt[3]/2]] Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,4]],AspectRatio→Sqrt[3]/2]]图形同上

(*上三角下三角3*)

lovelyduwangen[zhengguojie_List]:=Block[{weihuayan={},i, wuxiaonan =Length[zhengguojie],gengping=90Degree,sa=Sin[gengping],ca=Cos[gengping],c,d,d 1,g1,g,f,e,T={{ca,-sa},{sa,ca}},S},

For[i=1,i< wuxiaonan,i++,c=zhengguojie[[i]]*3/4+zhengguojie[[i+1]]/4;

e=zhengguojie[[i]]/2+zhengguojie[[i+1]]/2;

f=zhengguojie[[i]]/4+zhengguojie[[i+1]]*3/4;

d=c+T.(e-c);

d1=d+e-c;

S=Transpose[T];

g=e+c-d;

g1=g+f-e;

weihuayan=Join[weihuayan,{zhengguojie[[i]],c,d,d1,e,g,g1,f,zhengguojie[[i+1]]}]];

weihuayan]

dongquanfa={{0,0},{1,0}};

Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,1]],AspectRatio→1/2]] Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,4]],AspectRatio→1/2]]

图形同上

三、(*上正方下正方形*)

lovelyduwangen[zhengguojie_List]:=Block[{weihuayan={},i, wuxiaonan =Length[zhengguojie],gengping=90Degree,sa=Sin[gengping],ca=Cos[gengping],c,d,d 1,g1,g,f,e,T={{ca,-sa},{sa,ca}},S},

For[i=1,i< wuxiaonan,i++,c=zhengguojie[[i]]*3/4+zhengguojie[[i+1]]/4;

e=zhengguojie[[i]]/2+zhengguojie[[i+1]]/2;

f=zhengguojie[[i]]/4+zhengguojie[[i+1]]*3/4;

d=c+T.(e-c);

d1=e+T.(f-e);

S=Transpose[T];

g=e+S.(f-e);

g1=f+S.(f-e);

weihuayan=Join[weihuayan,{zhengguojie[[i]],c,d,d1,e,g,g1,f,zhengguojie[[i+1]]}]];

weihuayan]

dongquanfa={{0,0},{1,0}};

Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,1]],AspectRatio→1/2]] Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,4]],AspectRatio→1/2]]

基本生成元

分形图

四、(*下正方形上正方形*)

lovelyduwangen[zhengguojie_List]:=Block[{weihuayan={},i, wuxiaonan =Length[zhengguojie],gengping=90Degree,sa=Sin[gengping],ca=Cos[gengping],c,d,d 1,g1,g,f,e,T={{ca,-sa},{sa,ca}},S},

For[i=1,i< wuxiaonan,i++,c=zhengguojie[[i]]*3/4+zhengguojie[[i+1]]/4;

e=zhengguojie[[i]]/2+zhengguojie[[i+1]]/2;

f=zhengguojie[[i]]/4+zhengguojie[[i+1]]*3/4;

S=Transpose[T];

d=c+S.(e-c);

d1=e+S.(f-e);

g=e+T.(f-e);

g1=f+T.(f-e);

weihuayan=Join[weihuayan,{zhengguojie[[i]],c,d,d1,e,g,g1,f,zhengguojie[[i+1]]}]];

weihuayan]

dongquanfa={{0,0},{1,0}};

Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,1]],AspectRatio→1/2]] Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,4]],AspectRatio→1/2]]

基本生成元

分形图

五、(*下三角上三角*)

lovelyduwangen[zhengguojie_List]:=Block[{weihuayan={},i, wuxiaonan =Length[zhengguojie],gengping=60Degree,sa=Sin[gengping],ca=Cos[gengping],c,d,g ,f,e,T={{ca,-sa},{sa,ca}},S},

For[i=1,i< wuxiaonan,i++,c=zhengguojie[[i]]*3/4+zhengguojie[[i+1]]/4;

e=zhengguojie[[i]]/2+zhengguojie[[i+1]]/2;

f=zhengguojie[[i]]/4+zhengguojie[[i+1]]*3/4;

S=Transpose[T];

d=c+S.(e-c);

g=e+T.(f-e);

weihuayan=Join[weihuayan,{zhengguojie[[i]],c,d,e,g,f,zhengguojie[[i+1]]}]];

weihuayan]

dongquanfa={{0,0},{1,0}};

Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,1]],AspectRatio→Sqrt[3]/2]] Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,5]],AspectRatio→Sqrt[3]/2]] 基本生成元

六、(*单个上正方*)

lovelyduwangen[zhengguojie_List]:=Block[{weihuayan={},i, wuxiaonan

=Length[zhengguojie],gengping=90Degree,sa=Sin[gengping],ca=Cos[gengping],c,d,d 1,g1,g,f,e,T={{ca,-sa},{sa,ca}},S},

For[i=1,i< wuxiaonan,i++,c=zhengguojie[[i]]*2/3+zhengguojie[[i+1]]/3;

e=zhengguojie[[i]]/3+zhengguojie[[i+1]]*2/3;

S=Transpose[T];

d=c+T.(e-c);

d1=e+T.(e-c);

weihuayan=Join[weihuayan,{zhengguojie[[i]],c,d,d1,e,zhengguojie[[i+1]]}]];

weihuayan]

dongquanfa={{0,0},{1,0}};

Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,7]],AspectRatio→1/3]] Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,1]],AspectRatio→1/3]]

基本生成元

分形图

七、(*一个正方形向外长大*)

lovelyduwangen[zhengguojie_List]:=Block[{weihuayan={},i, wuxiaonan =Length[zhengguojie],gengping=90Degree,sa=Sin[gengping],ca=Cos[gengping],c,d,d 1,g1,g,f,e,T={{ca,-sa},{sa,ca}},S},

For[i=1,i< wuxiaonan,i++,c=zhengguojie[[i]]*2/3+zhengguojie[[i+1]]/3;

e=zhengguojie[[i]]/3+zhengguojie[[i+1]]*2/3;

S=Transpose[T];

d=c+T.(e-c);

d1=e+T.(e-c);

weihuayan=Join[weihuayan,{zhengguojie[[i]],c,d,d1,e,zhengguojie[[i+1]]}]];

weihuayan]

dongquanfa={{0,0},{1,0},{1,-1},{0,-1},{0,0}};

Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,4]],AspectRatio→1/1]] Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,1]],AspectRatio→1/1]] 基本生成元

分形图

八、(*一个正方形向内长大*)

lovelyduwangen[zhengguojie_List]:=Block[{weihuayan={},i, wuxiaonan =Length[zhengguojie],gengping=90Degree,sa=Sin[gengping],ca=Cos[gengping],c,d,d 1,g1,g,f,e,T={{ca,-sa},{sa,ca}},S},

For[i=1,i< wuxiaonan,i++,c=zhengguojie[[i]]*2/3+zhengguojie[[i+1]]/3;

e=zhengguojie[[i]]/3+zhengguojie[[i+1]]*2/3;

S=Transpose[T];

d=c+T.(e-c);

d1=e+T.(e-c);

weihuayan=Join[weihuayan,{zhengguojie[[i]],c,d,d1,e,zhengguojie[[i+1]]}]];

weihuayan]

dongquanfa={{0,0},{1,0},{1,1},{0,1},{0,0}};

Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,5]],AspectRatio→1/1]] Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,1]],AspectRatio→1/1]]

基本生成元

分形图

九、(*一个M形状图形*)

lovelyduwangen[zhengguojie_List]:=Block[{weihuayan={},i, wuxiaonan =Length[zhengguojie],gengping=60Degree,sa=Sin[gengping],ca=Cos[gengping],c,d,g ,f,e,T={{ca,-sa},{sa,ca}},S},

For[i=1,i< wuxiaonan,i++,c=zhengguojie[[i]]*3/4+zhengguojie[[i+1]]/4;

e=zhengguojie[[i]]/2+zhengguojie[[i+1]]/2;

f=zhengguojie[[i]]/4+zhengguojie[[i+1]]*3/4;

S=Transpose[T];

d=c+T.(e-c);

g=e+T.(f-e);

weihuayan=Join[weihuayan,{zhengguojie[[i]],c,d,e,g,f,zhengguojie[[i+1]]}]];

weihuayan]

dongquanfa={{0,0},{1,0}};

Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,1]],AspectRatio→Sqrt[3]/8]] Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,5]],AspectRatio→Sqrt[3]/8]] 基本生成元

十、两个上三角形横线

lovelyduwangen[zhengguojie_List]:=Block[{weihuayan={},i, wuxiaonan =Length[zhengguojie],gengping=60Degree,sa=Sin[gengping],ca=Cos[gengping],c,d,g ,f,e,e1,T={{ca,-sa},{sa,ca}},S},

For[i=1,i< wuxiaonan,i++,c=zhengguojie[[i]]*4/5+zhengguojie[[i+1]]/5;

e=zhengguojie[[i]]*3/5+zhengguojie[[i+1]]*2/5;

e1=zhengguojie[[i]]*2/5+zhengguojie[[i+1]]*3/5;

f=zhengguojie[[i]]/5+zhengguojie[[i+1]]*4/5;

S=Transpose[T];

d=c+T.(e-c);

g=e1+T.(f-e1);

weihuayan=Join[weihuayan,{zhengguojie[[i]],c,d,e,e1,g,f,zhengguojie[[i+1]]}]];

weihuayan]

dongquanfa={{0,0},{1,0}};

Show [ Graphics [ Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,1]] , AspectRatio→Sqrt[3]/10 ] ]

Show [ Graphics [ Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,5]] , AspectRatio→Sqrt[3]/10 ] ]

生成元

分形图

十一、上三角形横线下三角形

lovelyduwangen[zhengguojie_List]:=Block[{weihuayan={},i, wuxiaonan =Length[zhengguojie],gengping=60Degree,sa=Sin[gengping],ca=Cos[gengping],c,d,g ,f,e,e1,T={{ca,-sa},{sa,ca}},S},

For[i=1,i< wuxiaonan,i++,c=zhengguojie[[i]]*4/5+zhengguojie[[i+1]]/5;

e=zhengguojie[[i]]*3/5+zhengguojie[[i+1]]*2/5;

e1=zhengguojie[[i]]*2/5+zhengguojie[[i+1]]*3/5;

f=zhengguojie[[i]]/5+zhengguojie[[i+1]]*4/5;

S=Transpose[T];

d=c+T.(e-c);

g=e1+S.(f-e1);

weihuayan=Join[weihuayan,{zhengguojie[[i]],c,d,e,e1,g,f,zhengguojie[[i+1]]}]];

weihuayan]

dongquanfa={{0,0},{1,0}};

Show [ Graphics [ Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,1]] , AspectRatio→Sqrt[3]/5 ] ]

Show [ Graphics [ Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,5]] , AspectRatio→Sqrt[3]/5 ] ]

生成元

分形图

分形图基本图形以及源程序

第二部分

该程序写的太复杂的,至少看着程序段太多,在本文档系列第三部分我会给一个简单的程序实现它.

注意,从word直接拷贝到mathematica,箭头会乱码,请自己改一改

如这里的箭头AspectRatio→1/GoldenRatio

一、挖空一个黑色三角形

sierpinski[tris_List]:=Block[{tmp={},i,p=Length[tris]/3,a,b,c,d,e,f},

For[i=0,i

a=tris[[3i+1]];

b=tris[[3i+2]];

c=tris[[3i+3]];

d=(a+b)/2;

e=(a+c)/2;

f=(b+c)/2;

tmp=Join[tmp,{a,d,e,d,b,f,e,f,c}]];

tmp]

Showsierpinski[pts_List]:=Block[{tmp={},i,p=Length[pts]/3},

For[i=0,i

Show[Graphics[tmp],AspectRatio→1/GoldenRatio]]

triangle={{-1,0},{1,0},{0,Sqrt[3]}}

p0=Showsierpinski[Nest[sierpinski,triangle,0]]

p1=Showsierpinski[Nest[sierpinski,triangle,1]]

p2=Showsierpinski[Nest[sierpinski,triangle,2]]

p3=Showsierpinski[Nest[sierpinski,triangle,3]]

p4=Showsierpinski[Nest[sierpinski,triangle,4]]

Show[GraphicsArray[{{p1,p2},{p3,p4}}]];

生成元

分形图

二、挖空一个彩色的三角形

sierpinski[tris_List]:=Block[{tmp={},i,p=Length[tris]/4,a,b,c,d,e,f},

For[i=0,i

a=tris[[4i+1]];

b=tris[[4i+2]];

c=tris[[4i+3]];

d=(a+b)/2;

e=(a+c)/2;

f=(b+c)/2;

tmp=Join[tmp,{a,d,e,a,d,b,f,d,e,f,c,e}]];

tmp]

Showsierpinski[pts_List]:=Block[{tmp={},i,p=Length[pts]/4},

For[i=0,i

AppendTo[tmp,{Thickness[.02],RGBColor[0,0,1],Line[{pts[[4i+1]],pts[[4i+2]],pts[[4 i+3]],pts[[4i+1]]}]}]];

Show[Graphics[tmp]]]

Showsierp[pts_List]:=Block[{tmp={},i,p=Length[pts]/4},

For[i=0,i

Show[Graphics[tmp]]]

triangle={{-1,0},{1,0},{0,Sqrt[3]},{-1,0}}

p0=Showsierpinski[Nest[sierpinski,triangle,2]]

p1=Showsierp[Nest[sierpinski,triangle,2]]

Show[{p0,p1}]

生成元

分形图

三、第一题的逆,填充挖去的部分彩色

swwwierpinski[wtris_List]:=Block[{tmp={},duu={},mm={{},{}},i,j,p=Length[wtris[ [1]]]/4,dd=Length[wtris[[2]]],a,b,c,d,e,f},For[j=1,j

b=wtris[[1]][[4i+2]];

c=wtris[[1]][[4i+3]];

d=(a+b)/2;

e=(a+c)/2;

f=(b+c)/2;

mm[[1]]=Join[mm[[1]],{a,d,e,a,d,b,f,d,e,f,c,e}];

mm[[2]]=Join[mm[[2]],{d,e,f,d}]];

mm]

Shwwowsierp[pts_List]:=Block[{tmp={},i,p=Length[pts[[2]]]/4},For[i=0,i

Show[Graphics[tmp]]]

triangle={{{-1,0},{1,0},{0,Sqrt[3]},{-1,0}},{}};

p9=Shwwowsierp[Nest[swwwierpinski,triangle,4]]

p22=Shwwowsierp[Nest[swwwierpinski,triangle,4]]

生成元

分形图

四、第一题的逆,填充挖去的部分黑白

swwwierpinski[wtris_List]:=Block[{tmp={},duu={},mm={{},{}},i,j,p=Length[wtris[ [1]]]/4,dd=Length[wtris[[2]]],a,b,c,d,e,f},For[j=1,j

b=wtris[[1]][[4i+2]];

c=wtris[[1]][[4i+3]];

d=(a+b)/2;

e=(a+c)/2;

f=(b+c)/2;

mm[[1]]=Join[mm[[1]],{a,d,e,a,d,b,f,d,e,f,c,e}];

mm[[2]]=Join[mm[[2]],{d,e,f,d}]];

mm]

Shwwowsierp[pts_List]:=Block[{tmp={},i,p=Length[pts[[2]]]/4},For[i=0,i

Show[Graphics[tmp]]]

triangle={{{-1,0},{1,0},{0,Sqrt[3]},{-1,0}},{}};

p9=Shwwowsierp[Nest[swwwierpinski,triangle,5]]

生成元

除了颜色之外其他同上

分形图

几个分形的matlab实现

几个分形得matlab实现 摘要:给出几个分形得实例,并用matlab编程实现方便更好得理解分形,欣赏其带来得数学美感 关键字:Koch曲线实验图像 一、问题描述: 从一条直线段开始,将线段中间得三分之一部分用一个等边三角形得两边代替,形成山丘形图形如下 ?图1 在新得图形中,又将图中每一直线段中间得三分之一部分都用一个等边三角形得两条边代替,再次形成新得图形如此迭代,形成Koch分形曲线。 二、算法分析: 考虑由直线段(2个点)产生第一个图形(5个点)得过程。图1中,设与分别为原始直线段得两个端点,现需要在直线段得中间依次插入三个点,,。显然位于线段三分之一处,位于线段三分 之二处,点得位置可瞧成就是由点以点为轴心,逆时针旋转600而得。旋转由正交矩阵 实现。 算法根据初始数据(与点得坐标),产生图1中5个结点得坐标、结点得坐标数组形成一个矩阵,矩阵得第一行为得坐标,第二行为得坐标……,第五行为得坐标。矩阵得第一列元素分别为5个结点得坐标,第二列元素分别为5个结点得坐标。 进一步考虑Koch曲线形成过程中结点数目得变化规律。设第次迭代产生得结点数为,第次迭代产生得结点数为,则与中间得递推关系为。 三、实验程序及注释: p=[0 0;10 0]; %P为初始两个点得坐标,第一列为x坐标,第二列为y坐标 n=2; %n为结点数 A=[cos(pi/3) —sin(pi/3);sin(pi/3) cos(pi/3)]; %旋转矩阵 for k=1:4 d=diff(p)/3; %diff计算相邻两个点得坐标之差,得到相邻两点确定得向量 %则d就计算出每个向量长度得三分之一,与题中将线段三等分对应 m=4*n-3; %迭代公式 q=p(1:n—1,:); %以原点为起点,前n—1个点得坐标为终点形成向量 p(5:4:m,:)=p(2:n,:); %迭代后处于4k+1位置上得点得坐标为迭代前得相应坐标 p(2:4:m,:)=q+d; %用向量方法计算迭代后处于4k+2位置上得点得坐标 p(3:4:m,:)=q+d+d*A'; %用向量方法计算迭代后处于4k+3位置上得点得坐标 p(4:4:m,:)=q+2*d; %用向量方法计算迭代后处于4k位置上得点得坐标 n=m; %迭代后新得结点数目 end plot(p(:,1),p(:,2)) %绘出每相邻两个点得连线 axis([0 10 0 10]) 四、实验数据记录: 由第三部分得程序,可得到如下得Koch分形曲线:

图形与几何思维导图

思维导图: 思维导图,英文是The Mind Map,又叫心智导图,是表达发散性思维的有效图形思维工具,它简单却又很有效,是一种实用性的思维工具。 思维导图运用图文并重的技巧,把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来,把主题关键词与图像、颜色等建立记忆链接。思维导图充分运用左右脑的机能,利用记忆、阅读、思维的规律,协助人们在科学与艺术、逻辑与想象之间平衡发展,从而开启人类大脑的无限潜能。思维导图因此具有人类思维的强大功能。 思维导图是一种将思维形象化的方法。我们知道放射性思考是人类大脑的自然思考方式,每一种进入大脑的资料,不论是感觉、记忆或是想法——包括文字、数字、符码、香气、食物、线条、颜色、意象、节奏、音符等,都可以成为一个思考中心,并由此中心向外发散出成千上万的关节点,每一个关节点代表与中心主题的一个连结,而每一个连结又可以成为另一个中心主题,再向外发散出成千上万的关节点,呈现出放射性立体结构,而这些关节的连结可以视为您的记忆,就如同大脑中的神经元一样互相连接,也就是您的个人数据库。 思维导图又称脑图、心智地图、脑力激荡图、灵感触发图、概念地图、树状图、树枝图或思维地图,是一种图像式思维的工具以及一种利用图像式思考辅助工具。思维导图是使用一个中央关键词或想法引起形象化的构造和分类的想法;它用一个中央关键词或想法以辐射线形连接所有的代表字词、想法、任务或其它关联项目的图解方式。

几何: 几何,就是研究空间结构及性质的一门学科。它是数学中最基本的研究内容之一,与分析、代数等等具有同样重要的地位,并且关系极为密切。几何学发展历史悠长,内容丰富。它和代数、分析、数论等等关系极其密切。几何思想是数学中最重要的一类思想。暂时的数学各分支发展都有几何化趋向,即用几何观点及思想方法去探讨各数学理论。常见定理有勾股定理,欧拉定理,斯图尔特定理等。 思维导图是一种体系化的逻辑思维方法,在初中的数学教学中,科学利用思维导图能够更好地帮助学生掌握分析思维、发散思维以及整理思维。 特别在数学的图形与几何教学中,通过对图形与集合的证明、推演,并将这些结论综合整理到思维导图中去,可以让学生沿着极强的逻辑线索来理解掌握这些难点数学知识。

基于分形几何的分形图绘制与分析

基于分形几何的分形图绘制与分析 摘要:基于分形几何的分形图绘制方法源于l系统、迭代函数系统ifs、复动力系统等。在运用分形原理及算法编程绘制多种分形图的基础上,重点对ifs参数进行实验分析,ifs吸引集实现了对原图形的几何变换。分形图的演变具有渐变性。 关键词:分形几何迭代函数系统分形图绘制渐变 1 分形几何学 现代数学的一个新的分支——,它是由美籍法国数学家曼德勃罗(b.b.mandelbrot)1973年在法兰西学院讲课时,首次提出了分形几何的设想。分形(fractal)一词,是曼德勃罗创造出来的,其原意具有不规则、支离破碎等意义,分形几何学是一门以非规则几何形态为研究对象的几何学。由于不规则现象在自然界是普遍存在的,因此分形几何又称为描述大自然的几何学。分形几何的诞生无论是在理论上还是在实践上都具有重要价值。 2 分形的定义 目前分形还没有最终的科学定义,曼德勃罗曾经为分形下过两个定义: (1)分形是hausdorff-besicovitch维数严格大于拓扑维数的集合。因为它把许多hausdorff维数是整数的分形集合排除在外,例如,经典分形集合peano曲线分形维数 (2)局部与整体以某种方式自相似的形,称为分形。 然而,经过理论和应用的检验,人们发现这两个定义很难包括分形

如此丰富的内容。实际上,对于什么是分形,到目前为止还不能给出一个确切的定义,正如生物学中对“生命”也没有严格明确的定义一样,人们通常是列出生命体的一系列特征来加以说明。对分形的定义也可同样的处理。 (ⅰ) 分形集合在任意小尺度下,它总有复杂的细节,或者说它具有精细的结构。 (ⅱ) 分形集合是非常不规则的,用传统的几何语言无法来描述它的局部和整体,它既不是满足某些条件的点的轨迹,也不是某些简单方程的解集。 (ⅲ) 分形集具有某种自相似形式,可能是近似的自相似或者统计的自相似。 (ⅳ) 以某种方式定义的分形集合的“分形维数”,严格大于它相应的拓扑维数。 (ⅴ) 在大多数令人感兴趣的情形下,分形集合是以非常简单的递归的方法产生的。 3 分形研究的对象 几何学的研究对象是物体的形状,在自然界中,许多物体的形状是极不规则的,例如:弯弯曲曲的海岸线,起伏不平的山脉,变化无偿的浮云,以及令人眼花缭乱的满天繁星,等等。这些物体的形状有着共同的特点,就是极不规则,极不光滑。但是,所有的经典几何学都是以规则而光滑的形状为其研究对象的,例如:初等平面几何的主要研究对象是直线与圆;平面解析几何的主要研究对象是一

Matlab实验报告:分形迭代

数学实验报告:分形迭代 练习1 1.实验目的:绘制分形图案并分析其特点。 2.实验内容:绘制Koch曲线、Sierpinski三角形和树木花草图形,观察这些图形的局部和原来分形图形的关系。 3.实验思路:利用函数反复调用自己来模拟分形构造时的迭代过程,当迭代指标n为0时运行作图操作,否则继续迭代。 4.实验步骤: (1)Koch曲线 function koch(p,q,n) % p、q分别为koch曲线的始末复坐标,n为迭代次数 if (n==0) plot([real(p);real(q)],[imag(p);imag(q)]); hold on; axis equal else a=(2*p+q)/3; % 求出从p 到q 的1/3 处端点a b=(p+2*q)/3; % 求出从p 到q 的2/3 处端点b c=a+(b-a)*exp(pi*i/3);% koch(p, a, n-1); % 对pa 线段做下一回合 koch(a, c, n-1); % 对ac 线段做下一回合 koch(c, b, n-1); % 对cb 线段做下一回合 koch(b, q, n-1); % 对bq 线段做下一回合 end (2)Sierpinski三角形 function sierpinski(a,b,c,n) % a、b、c为三角形顶点,n为迭代次数 if (n==0) fill([real(a) real(b) real(c)],[imag(a) imag(b) imag(c)],'b');% 填充三角形abc hold on; axis equal else a1=(b+c)/2; b1=(a+c)/2; c1=(a+b)/2; sierpinski(a,b1,c1,n-1); sierpinski(a1,b,c1,n-1); sierpinski(a1,b1,c,n-1); end (3)树木花草 function grasstree(p,q,n) % p、q分别为树木花草始末复坐标,n为迭代次数

经典的分形算法 (1)

经典的分形算法 小宇宙2012-08-11 17:46:33 小宇宙 被誉为大自然的几何学的分形(Fractal)理论,是现代数学的一个新分支,但其本质却是一种新的世界观和方法论。它与动力系统的混沌理论交叉结合,相辅相成。它承认世界的局部可能在一定条件下,在某一方面(形态,结构,信息,功能,时间,能量等)表现出与整体的相似性,它承认空间维数的变化既可以是离散的也可以是连续的,因而拓展了视野。 分形几何的概念是美籍法国数学家曼德布罗(B.B.Mandelbrot)1975年首先提出的,但最早的工作可追朔到1875年,德国数学家维尔斯特拉斯(K.Weierestrass)构造了处处连续但处处不可微的函数,集合论创始人康托(G.Cantor,德国数学家)构造了有许多奇异性质的三分康托集。1890年,意大利数学家皮亚诺(G.Peano)构造了填充空间的曲线。1904年,瑞典数学家科赫(H.von Koch)设计出类似雪花和岛屿边缘的一类曲线。1915年,波兰数学家谢尔宾斯基(W.Sierpinski)设计了象地毯和海绵一样的几何图形。这些都是为解决分析与拓朴学中的问题而提出的反例,但它们正是分形几何思想的源泉。1910年,德国数学家豪斯道夫(F.Hausdorff)开始了奇异集合性质与量的研究,提出分数维概念。1928年布利干(G.Bouligand)将闵可夫斯基容度应用于非整数维,由此能将螺线作很好的分类。1932年庞特里亚金(L.S.Pontryagin)等引入盒维数。1934年,贝塞考维奇(A.S.Besicovitch)更深刻地提示了豪斯道夫测度的性质和奇异集的分数维,他在豪斯道夫测度及其几何的研究领域中作出了主要贡献,从而产生了豪斯道夫-贝塞考维奇维数概念。以后,这一领域的研究工作没有引起更多人的注意,先驱们的工作只是作为分析与拓扑学教科书中的反例而流传开来。 真正令大众了解分形是从计算机的普及肇始,而一开始,分形图的计算机绘制也只是停留在二维平面,但这也足以使人们心驰神往。近来,一个分形体爱好者丹尼尔?怀特(英国一钢琴教师)提出一个大胆的方法,创造出令人称奇的3D分形影像,并将它们命名为芒德球(mandelbulb)。

分形树__Matlab

%这是一个生成树的主函数,它的输入分别为每叉树枝的缩短比、树枝的偏角、生长次数. %注意:把这些程序全部保存在名为tree的M文件中再运行!!!!!!!! %注意:把这些程序全部保存在名为tree的M文件中再运行!!!!!!!! %注意:把这些程序全部保存在名为tree的M文件中再运行!!!!!!!! %注意:把这些程序全部保存在名为tree的M文件中再运行!!!!!!!! %注意:把这些程序全部保存在名为tree的M文件中再运行!!!!!!!! %注意:把这些程序全部保存在名为tree的M文件中再运行!!!!!!!! %注意:把这些程序全部保存在名为tree的M文件中再运行!!!!!!!! %%小提示:若用做函数,请将虚线框内语句删去。 function f=tree(w,dtheata,NN) %%%--------------------虚线框--------------------%%% clear;clc;clf;w=0.8;dtheata=pi/6;NN=8;%建议生长次数NN不要超过10 %%%--------------------虚线框--------------------%%% n=2^NN;%从主枝算起,共需生成2^NN个树枝 for NNK=1:n x1=0; y1=0; r1=1; theata1=pi/2; dataway=ten2twoN(NNK,NN); %把每一个树枝的编号转化为一个NN位的二进制数 for NNL=1:NN if dataway(NNL)==0 [x2,y2,r2,theata2]=antmoveleft(x1,y1,r1,theata1,w,dtheata);%若路径数组上对应的数字为0,则向左生长 x1=x2; y1=y2; r1=r2; theata1=theata2; hold on %pause(eps) else [x2,y2,r2,theata2]=antmoveright(x1,y1,r1,theata1,w,dtheata);%否则,数字为1,向右生长 x1=x2; y1=y2; r1=r2; theata1=theata2; hold on %pause(eps) end end end hold off %--------------------------------------------------------------------------

最新北师大版七年级数学上册第四单元基本平面图形知识点

第四章:基本平面图形 知识梳理 一、线段、射线、直线 1、线段、射线、直线的定义 (1)线段:线段可以近似地看成是一条有两个端点的崩直了的线。线段可以量出长度。 (2)射线:将线段向一个方向无限延伸就形成了射线,射线有一个端点。射线无法量出长度。 (3)直线:将线段向两个方向无限延伸就形成了直线,直线没有端点。直线无法量出长度。 : 联系:射线是直线的一部分。线段是射线的一部分,也是直线的一部分。 2、点和直线的位置关系有两种: ①点在直线上,或者说直线经过这个点。 ②点在直线外,或者说直线不经过这个点。 3、直线的性质 (1)直线公理:经过两个点有且只有一条直线。简称两点确定一条直线。 (2)过一点的直线有无数条。 (3)直线是是向两方面无限延伸的,无端点,不可度量,不能比较大小。 (4)直线上有无穷多个点。 (5)两条不同的直线至多有一个公共点。 4、线段的比较 (1)叠合比较法(用圆规截取线段);(2)度量比较法(用刻度尺度量)。 5、线段的性质 (1)线段公理:两点之间的所有连线中,线段最短。 (2)两点之间的距离:两点之间线段的长度,叫做这两点之间的距离。 (3)线段的中点到两端点的距离相等。 (4)线段的大小关系和它们的长度的大小关系是一致的。 6、线段的中点:如果线段上有一点,把线段分成相等的两条线段,这个点叫这条线段的中点。 若C 是线段AB 的中点,则:AC=BC= 2 1 AB 或AB=2AC=2BC 。 二、角 1、角的概念: (1)角可以看成是由两条有共同端点的射线组成的图形。两条射线叫角的边,共同的端点叫角的顶点。 (2)角还可以看成是一条射线绕着它的端点旋转所成的图形。 2、角的表示方法: 角用“∠”符号表示,角的表示方法有以下四种: ①用数字表示单独的角,如∠1,∠2,∠3等。 ②用小写的希腊字母表示单独的一个角,如∠α,∠β,∠γ,∠θ等。 ③用一个大写英文字母表示一个独立(在一个顶点处只有一个角)的角,如∠B ,∠C 等。 C

分形图形与分形的产生

分形图形 分形理论是非线性科学的主要分支之一,它在计算机科学、化学、生物学、天文学、地理学等众多自然科学和经济学等社会科学中都有广泛的应用。分形的基本特征是具有标度不变性。其研究的图形是非常不规则和不光滑的已失去了通常的几何对称性;但是,在不同的尺度下进行观测时,分形几何学却具有尺度上的对称性,或称标度不变性。研究图形在标度变换群作用下不变性质和不变量对计算机图形技术的发展有重大的意义。 说到分形(fractal),先来看看分形的定义。分形这个词最早是分形的创始人曼德尔布诺特提来的,他给分形下的定义就是:一个集合形状,可以细分为若干部分,而每一部分都是整体的精确或不精确的相似形。分形这个词也是他创造的,含有“不规则”和“支离破碎”的意思。分形的概念出现很早,从十九世纪末维尔斯特拉斯构造的处处连续但处处不可微的函数,到上个世纪初的康托三分集,科赫曲线和谢尔宾斯基海绵。但是分形作为一个独立的学科被人开始研究,是一直到七十年代曼德尔布诺特提出分形的概念开始。而一直到八十年代,对于分形的研究才真正被大家所关注。 分形通常跟分数维,自相似,自组织,非线性系统,混沌等联系起来出现。它是数学的一个分支。我之前说过很多次,数学就是美。而分形的美,更能够被大众所接受,因为它可以通过图形化的方式表达出来。而更由于它美的直观性,被很多艺术家索青睐。分形在自然界里面也经常可以看到,最多被举出来当作分形的例子,就是海岸线,源自于曼德尔布诺特的著名论文《英国的海岸线有多长》。而在生物界,分形的例子也比比皆是。 近20年来,分形的研究受到非常广泛的重视,其原因在于分形既有深刻的理论意义,又有巨大的实用价值。分形向人们展示了一类具有标度不变对称性的新世界,吸引着人们寻求其中可能存在着的新规律和新特征;分形提供了描述自然形态的几何学方法,使得在计算机上可以从少量数据出发,对复杂的自然景物进行逼真的模拟,并启发人们利用分形技术对信息作大幅度的数据压缩。它以其独特的手段来解决整体与部分的关系问题,利用空间结构的对称性和自相似性,采用各种模拟真实图形的模型,使整个生成的景物呈现出细节的无穷回归的性质,丰富多彩,具有奇妙的艺术魅力。分形对像没有放大极限,无论如何放大,总会看到更详细的结构。借助于分形的计算机生成,从少量的数据生成复杂的自然景物图形,使我们在仿真模拟方面前进了一大步。在分形的诸多研究课题中,分形的计算机生成问题具有明显的挑战性,它使传统数学中无法表达的形态(如山脉、花草等)得以表达,还能生成一个根本“不存在”的图形世界。分形在制造以假乱真的景物方面的进展和潜在的前途,使得无论怎样估计它的影响也不过分。可以肯定,分形图案在自然界真实物体模拟、仿真形体生成、计算机动画、艺术装饰纹理、图案设计和创意制作等具有广泛的应用价值。 分形图形简介一、关于分形与混沌 关于分形的起源,要非常准确的找出来是非常困难的。研究动态系统、非线形数学、函数分析的科学家,已数不胜数。尽管分形的早期线索已非常古老,但这一学科却还很年轻。比如关于动态系统和细胞自动机的大部分工作可以追溯到冯-诺依曼;但是,直到Mandelbrot 才如此清楚地将自然现象和人工现象中的混沌及分形同自相似性联系在一起。大家如果对此感兴趣,可进一步查阅有关资料。下面我们看一看分形的概念。 什么是分形呢?考虑到此文的意图,我们无意给出它严格的定义,就我们的目的而言,一个分形就是一个图象,但这个图象有一个特性,就是无穷自相似性。什么又是自相似呢?在自然和人工现象中,自相似性指的是整体的结构被反映在其中的每一部分中。比如海岸线,常举的例子,你看它10公里的图象(曲线),和一寸的景象(曲线)是相似的,这就是自相似性。 与分形有着千差万屡的关系的,就是混沌。混沌一词来源与希腊词汇,原意即“张开咀”,但是在社会意义上,它又老爱和无序联系在一起。解释分形和混沌的联系,要注意到分形是

Newton分形的原理及Matlab实现

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/99650086.html, Newton分形的原理及Matlab实现 作者:张健徐聪全付勇智 来源:《电脑知识与技术》2009年第24期 摘要:详细推导了复平面上Newton迭代法的原理和计算公式,用MATLAB编制程序实现了Newton迭代算法,得到了一些奇异、绚丽的分形图形。对《数学实验》课程有一定的参考价值。 关键词:Newton迭代法;分形;Matlab;数学实验 中图分类号:TP312文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)24-6997-03 The Principles of Newton Fractal and it's Realization Using MATLAB ZHANG Jian, XU Cong-quan, FU Yong-zhi (Department of Basic Courses, Southwest Forestry College, Kunming 650224, China) Abstract: The Principles and formulas of Newton fractal was explained,fractal graphics of Newton iteration was created using Matlab. Key words: newton iteration; fractal; Matlab; mathematical experimental 分形是非线性科学的一个重要分支,应用于自然科学和社会科学的众多领域。其中,分形图形以其奇异、绚丽多彩的特点,广泛应用于纺织印染、广告设计、装潢设计、计算机美术教学 等领域[1]。 很多分形图形都是用迭代的方式实现的,Newton迭代法就是其中的一种。由Newton迭代 法产生的分形图形称为Newton分形[2]。很多文献都对Newton分形进行了介绍,但都没有详细的计算公式和算法说明,读者很难编制相应程序。本文详细介绍了复平面上Newton迭代法的原理和计算公式,设计了相应的实现算法,并用Matlab编制程序实现了Newton分形的绘制,生成了一些奇异、瑰丽的分形图形。

七年级数学上册第四章基本平面图形

第四章基本平面图形 第一节线段、射线和直线 【学习目标】 1.使学生在了解直线概念的基础上,理解射线和线段的概念,并能理解它们的区别与联系. 2.通过直线、射线、线段概念的教学,培养几何想象能力和观察能力,用运动的观点看待几何图形.3.培养对几何图形的兴趣,提高学习几何的积极性. 【学习重难点】重点:直线、射线、线段的概念. 难点:对直线的“无限延伸”性的理解. 【学习方法】小组合作学习 【学习过程】 模块一预习反馈 一、学习准备 1.请同学们阅读教材,并完成随堂练习和习题 2.(1)绷紧的琴弦、人行横道线都可以近似地看做。线段有端点。 (2)将线段向一个方向无限延长就形成了。射线有端点。 (3)将线段向两个方向无限延长就形成了。直线端点。 3.线段射线和直线的比较 概念图形表示方法向几个方向延伸端点数可否度量 线段 射线 直线 4.点与直线的位置关系 点在直线上,即直线点;点在直线外,即直线点。 5.经过一点可以画条直线;经过两点有且只有条直线,即确定一条直线。 二、教材精读 6.探究:(1)经过一个已知点A画直线,可以画多少条? 解: (2)经过两个已知点A、B画直线,可以画多少条? 解: (3)如果你想将一根细木条固定在墙上,至少需要几枚钉子? 解: 归纳:经过两点有且(“有”表示“存在性”,“只有”表示“唯一性”) 实践练习:如图,已知点A、B、C是直线m上的三点,请回答 A B C m (1)射线AB与射线AC是同一条射线吗? (2)射线BA与射线BC是同一条射线吗? (3)射线AB与射线BA是同一条射线吗? (4)图中共有几条直线?几条射线?几条线段? 分析:线段有两个端点;射线有一个端点,向一方无限延伸;直线没有端点,向两方无限延伸 解: 三、教材拓展 7.已知平面内有A,B,C,D四点,过其中的两点画一条直线,一共能画几条? 分析:因题中没有说明A,B,C,D四点是否有三点或四点在同一直线上,所以应分为三种情况讨论 解: 实践练习:如图,图中有多少条线段?

几个分形matlab实现

几个分形的matlab实现 摘要:给出几个分形的实例,并用matlab编程实现方便更好的理解分形,欣赏其带来的数学美感 关键字:Koch曲线实验图像 一、问题描述: 从一条直线段开始,将线段中间的三分之一部分用一个等边三角形的两边代替,形成山丘形图形如下 图1 在新的图形中,又将图中每一直线段中间的三分之一部分都用一个等边三角形的两条边代替,再次形成新的图形如此迭代,形成Koch分形曲线。 二、算法分析: 考虑由直线段(2个点)产生第一个图形(5个点)的过程。图1中,设 1 P和 5 P分别为 原始直线段的两个端点,现需要在直线段的中间依次插入三个点 2 P, 3 P, 4 P。显然 2 P位 于线段三分之一处, 4 P位于线段三分之二处, 3 P点的位置可看成是由 4 P点以 2 P点为轴心,逆时针旋转600而得。旋转由正交矩阵 ?? ? ? ? ? ? ? - = ) 3 cos( ) 3 sin( ) 3 sin( ) 3 cos( π π π π A 实现。 算法根据初始数据( 1 P和 5 P点的坐标),产生图1中5个结点的坐标。结点的坐标数组形成一个2 5?矩阵,矩阵的第一行为 1 P的坐标,第二行为 2 P的坐标……,第五行为 5 P的坐标。矩阵的第一列元素分别为5个结点的x坐标,第二列元素分别为5个结点的y坐标。 进一步考虑Koch曲线形成过程中结点数目的变化规律。设第k次迭代产生的结点数为k n,第1 + k次迭代产生的结点数为 1+ k n,则 k n和 1+ k n中间的递推关系为3 4 1 - = +k k n n。

三、实验程序及注释: p=[0 0;10 0]; %P为初始两个点的坐标,第一列为x坐标,第二列为y坐标 n=2; %n为结点数 A=[cos(pi/3) -sin(pi/3);sin(pi/3) cos(pi/3)]; %旋转矩阵 for k=1:4 d=diff(p)/3; %diff计算相邻两个点的坐标之差,得到相邻两点确定的向量 %则d就计算出每个向量长度的三分之一,与题中将线段三等分对应 m=4*n-3; %迭代公式 q=p(1:n-1,:); %以原点为起点,前n-1个点的坐标为终点形成向量 p(5:4:m,:)=p(2:n,:); %迭代后处于4k+1位置上的点的坐标为迭代前的相应坐标 p(2:4:m,:)=q+d; %用向量方法计算迭代后处于4k+2位置上的点的坐标 p(3:4:m,:)=q+d+d*A'; %用向量方法计算迭代后处于4k+3位置上的点的坐标 p(4:4:m,:)=q+2*d; %用向量方法计算迭代后处于4k位置上的点的坐标 n=m; %迭代后新的结点数目 end plot(p(:,1),p(:,2)) %绘出每相邻两个点的连线 axis([0 10 0 10]) 四、实验数据记录: 由第三部分的程序,可得到如下的Koch分形曲线: 图2 五、注记: 1.参照实验方法,可绘制如下生成元的Koch 分形曲线:

几个分形的matlab实现资料

几个分形的matlab 实现 摘要:给出几个分形的实例,并用matlab 编程实现方便更好的理解分形,欣赏其带来的 数学美感 关键字:Koch 曲线 实验 图像 一、问题描述: 从一条直线段开始,将线段中间的三分之一部分用一个等边三角形的两边代替,形成山丘形图形如下 图1 在新的图形中,又将图中每一直线段中间的三分之一部分都用一个等边三角形的两条边代替,再次形成新的图形如此迭代,形成Koch 分形曲线。 二、算法分析: 考虑由直线段(2个点)产生第一个图形(5个点)的过程。图1中,设1P 和5P 分别为原始直线段的两个端点,现需要在直线段的中间依次插入三个点2P ,3P ,4P 。显然2P 位于线段三分之一处,4P 位于线段三分之二处,3P 点的位置可看成是由4P 点以2P 点为轴心,逆时针旋转600 而得。旋转由正交矩阵 ?????? ? ?-=)3cos()3sin()3sin()3cos(ππππA 实现。 算法根据初始数据(1P 和5P 点的坐标),产生图1中5个结点的坐标。结点的坐标数组形成一个25?矩阵,矩阵的第一行为1P 的坐标,第二行为2P 的坐标……,第五行为5P 的坐标。矩阵的第一列元素分别为5个结点的x 坐标,第二列元素分别为5个结点的y 坐标。 进一步考虑Koch 曲线形成过程中结点数目的变化规律。设第k 次迭代产生的结点数为k n ,第1+k 次迭代产生的结点数为1+k n ,则k n 和1+k n 中间的递推关系为341-=+k k n n 。 三、实验程序及注释:

p=[0 0;10 0]; %P为初始两个点的坐标,第一列为x坐标,第二列为y坐标 n=2; %n为结点数 A=[cos(pi/3) -sin(pi/3);sin(pi/3) cos(pi/3)]; %旋转矩阵 for k=1:4 d=diff(p)/3; %diff计算相邻两个点的坐标之差,得到相邻两点确定的向量 %则d就计算出每个向量长度的三分之一,与题中将线段三等分对应 m=4*n-3; %迭代公式 q=p(1:n-1,:); %以原点为起点,前n-1个点的坐标为终点形成向量 p(5:4:m,:)=p(2:n,:); %迭代后处于4k+1位置上的点的坐标为迭代前的相应坐标 p(2:4:m,:)=q+d; %用向量方法计算迭代后处于4k+2位置上的点的坐标 p(3:4:m,:)=q+d+d*A'; %用向量方法计算迭代后处于4k+3位置上的点的坐标 p(4:4:m,:)=q+2*d; %用向量方法计算迭代后处于4k位置上的点的坐标 n=m; %迭代后新的结点数目 end plot(p(:,1),p(:,2)) %绘出每相邻两个点的连线 axis([0 10 0 10]) 四、实验数据记录: 由第三部分的程序,可得到如下的Koch分形曲线: 图2 五、注记: 1.参照实验方法,可绘制如下生成元的Koch 分形曲线: 图3

计算机图形学 分形图的生成936

实验六分形图的生成 班级08信计二学号52 姓名刘丽杰分数 一、实验目的和要求: 1、掌握分形基本原理,熟悉分形的计算机模拟算法。 2、学习调试程序及分析运行结果。 3、上机操作迭代函数系统算法。 二、实验内容: 1、编程实现分形的贝塞尔算法,并输出图形。 2、编程实现一棵树,先按某一方向画一条直线段,然后在此线段上找到一系列节点,在每一节点处向左右偏转60度各画一条分支。节点位置和节点处所画分支的长度的比值各按0.618分割。 三、程序执行和运行结果: 1、贝塞尔程序: #include #include #define WIDTH 640 #define HEIGHT 480 #define NUMPTS 6 HDC hdc; float animpts[NUMPTS * 2]; float deltas[NUMPTS * 2]; void Init() { for (int i = 0; i < NUMPTS * 2; i += 2) { animpts[i ] = (float)rand() / RAND_MAX * WIDTH; animpts[i + 1] = (float)rand() / RAND_MAX * HEIGHT; deltas[i ] = (float)rand() / RAND_MAX * 4 + 2; deltas[i + 1] = (float)rand() / RAND_MAX * 4 + 2; if (animpts[i ] > WIDTH / 6.0f) deltas[i ] = -deltas[i ]; if (animpts[i + 1] > HEIGHT / 6.0f) deltas[i + 1] = -deltas[i + 1];

几个分形的matlab实现教学文案

几个分形的m a t l a b 实现

几个分形的matlab实现 摘要:给出几个分形的实例,并用matlab编程实现方便更好的理解分形,欣赏其带来的数学美感 关键字:Koch曲线实验图像 一、问题描述: 从一条直线段开始,将线段中间的三分之一部分用一个等边三角形的两边代替,形成山丘形图形如下 图1 在新的图形中,又将图中每一直线段中间的三分之一部分都用一个等边三角形的两条边代替,再次形成新的图形如此迭代,形成Koch分形曲线。 二、算法分析: 考虑由直线段(2个点)产生第一个图形(5个点)的过程。图1中,设 1 P和5 P分别为原始直线段的两个端点,现需要在直线段的中间依次插入三个点 2 P,3 P, 4 P。显然 2 P位于线段三分之一处, 4 P位于线段三分之二处, 3 P点的位置可 看成是由 4 P点以 2 P点为轴心,逆时针旋转600而得。旋转由正交矩阵 ?? ? ? ? ? ? ? - = ) 3 cos( ) 3 sin( ) 3 sin( ) 3 cos( π π π π A 实现。

算法根据初始数据(1P 和5P 点的坐标),产生图1中5个结点的坐标。结点的坐标数组形成一个25?矩阵,矩阵的第一行为1P 的坐标,第二行为2P 的坐标……,第五行为5P 的坐标。矩阵的第一列元素分别为5个结点的x 坐标,第二列元素分别为5个结点的y 坐标。 进一步考虑Koch 曲线形成过程中结点数目的变化规律。设第k 次迭代产生的结点数为k n ,第1+k 次迭代产生的结点数为1+k n ,则k n 和1+k n 中间的递推关系为341-=+k k n n 。 三、实验程序及注释: p=[0 0;10 0]; %P 为初始两个点的坐标,第一列为x 坐标,第二列为y 坐标 n=2; %n 为结点数 A=[cos(pi/3) -sin(pi/3);sin(pi/3) cos(pi/3)]; %旋转矩阵 for k=1:4 d=diff(p)/3; %diff 计算相邻两个点的坐标之差,得到相邻两点确定的向量 %则d 就计算出每个向量长度的三分之一,与题中将线段三等分对应 m=4*n-3; %迭代公式 q=p(1:n-1,:); %以原点为起点,前n-1个点的坐标为终点形成向量 p(5:4:m,:)=p(2:n,:); %迭代后处于4k+1位置上的点的坐标为迭代前的相应坐标 p(2:4:m,:)=q+d; %用向量方法计算迭代后处于4k+2位置上的点的坐标 p(3:4:m,:)=q+d+d*A'; %用向量方法计算迭代后处于4k+3位置上的点的坐标 p(4:4:m,:)=q+2*d; %用向量方法计算迭代后处于4k 位置上的点的坐标 n=m; %迭代后新的结点数目 end plot(p(:,1),p(:,2)) %绘出每相邻两个点的连线 axis([0 10 0 10]) 四、实验数据记录: 由第三部分的程序,可得到如下的Koch 分形曲线:

(完整版)七年级数学上册思维导图

第一章 有理数 思维导图 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????<≤??????????????????分配律乘法结合律加法结合律结合律乘法交换律加法交换律交换律运算律乘方的运算符号法则有理数的除法法则有理数的乘法法则有理数的减法法则有理数的加法法则法则运算方法叫做科学记数法是正整数),这种记数,的形式(其中把一个数表示乘——科学记数法数相同因数的个数叫做指相同的因数叫做底数,叫做幂叫做乘方,乘方的结果个相同因数的积的运算求——乘方的两个数互为倒数—乘积是—倒数的绝对值叫做数的点与原点的距离,一般地,数轴上表示数——绝对值数,叫做互为相反数—只有符号不同的两个—相反数相关概念负有理数正有理数按性质符号分分数整数按定义分分类有理数n 10a 110a n 1a a 0n

第二章 整式的加减 思维导图 ?????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????????????合并同类项去括号步骤反的符号与原来的符号相去括号后原括号内各项——括号外因数为负同的符号与原来的符号相去括号后原括号内各项——括号外因数为正去括号作为合并后项的系数所得的结果把同类项的系数相加,——合并同类项同字母的指数也相同—所含字母相同并且相—同类项整式的加减的次数—多项式中次数最高项—次数—不含字母的项—常数项项式—组成多项式的每个单—项—几个单项式的和—定义多项式指数的和—单项式中所有字母的 —次数—单项式中的数字因数—系数的式子—由数或字母的积组成—定义单项式用字母表示数减加的式整

1分形图基本图形以及源程序

分形图基本图形以及源程序 第一部分 本人新手,如有错误请指正。程序完成于2011/6/17晚间到2011/6/18。 很多变量名称采用的是同学的姓名拼音,为的是告诉大家这些都是可以随意命名的变量或函数名,一般大写字母开头的是系统定义的变量不可以随意更改。 一、(*雪花*) 源程序 lovelyduwangen[zhengguojie_List]:=Block[{weihuayan={},i,wuxiaonan=Length[zhe ngguojie],gengping=60Degree,sa=Sin[gengping],ca=Cos[gengping],c,d,e,T={{ca,-sa} ,{sa,ca}}}, For[i=1,i< wuxiaonan,i++,c=zhengguojie[[i]]*2/3+zhengguojie[[i+1]]/3; e=zhengguojie[[i]]/3+zhengguojie[[i+1]]*2/3; d=c+T.(e-c); weihuayan=Join[weihuayan,{zhengguojie[[i]],c,d,e,zhengguojie[[i+1]]}]]; weihuayan] dongquanfa={{0,0},{1/2,Sqrt[3]/2},{1,0},{0,0}}; Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,0]],AspectRatio→Sqrt[3]/2]] Show[Graphics[Line[Nest[lovelyduwangen,dongquanfa,5]],AspectRatio→Sqrt[3]/2]] 基本生成元

七年级数学上册思维导图82902

精品教育 第一章 丰富的图形世界 ?????????????????????????????????棱柱:n 棱柱有__个顶点,__条棱,__个面柱体圆柱几何体生活中的立体图形棱锥:n 棱锥有__个顶点,__条棱,__个面锥体圆锥:构成:点动成__,线动成__,面动成__平面展开图正方体展开与折叠丰对立面 富的图形正方体______________________________世界圆柱___________________截一个几何体??????????????????????????????????????????????????????????????????? ____________圆锥_________________________________圆_________________________________主视图左视图从三个方向看俯视图

精品教育 第二章 有理数 ________________________________________________________________________________________?????????????????按定义分分类按性质符号分数轴:三要素:几何意义:代数意义:____________________,叫做互为相反数。相反数——字母表示:a 的相反数是____,a+b 的相反数是__理数相关概念________01a ?????????≥????≤????__性质:若a,b 互为相反数,则_____________.几何意义:___________________________,a 0绝对值——代数意义:a=____,a 0性质:非负性倒数——乘积是的两个数互为倒数. 正数的倒数是___,负数的倒数是___,0的倒数是_____._____________________乘方——1a 10n ???????????????????????????????????????≤

各种有趣的分形

各种有趣的分形 我们看到正方形,圆,球等物体时,不仅头脑里会迅速反映出它是什么,同时,只要我们有足够的数学知识,我们头脑中也反映出它的数学概念,如正方形是每边长度相等的四边形,圆是平面上与某一点距离相等的点的集合,等等。 但是,当我们看到一个山的形状时,我们会想到什么?"这是山",没错,山是如此的不同于其他景象,以至于你如果绘画水平不高,根本画不出象山的东西。可是,山到底是什么?它既不是三角形,也不是球,我们甚至不能说明山具有怎样的几何轮廓,但为什么我们却有如此直观而又强烈的山的印象?分形的创始人是曼德布洛特思考了这个问题。让 图中的风景图片又是说明分形的另一 很好的例子。这张美丽的图片是利用分 形技术生成的。在生成自然真实的景物 中,分形具有独特的优势,因为分形可 以很好地构建自然景物的模型。 这是一棵厥类植物,仔细观察,你会发 现,它的每个枝杈都在外形上和整体相 同,仅仅在尺寸上小了一些。而枝杈的 枝杈也和整体相同,只是变得更加小 了。 Sierpinski三角形具有严格的自相似特 性

Kohn雪花具有严格的自相似特性 分维及分形的定义 分维概念的提出 对于欧几里得几何所描述的整形来说,可以由长度、面积、体积来测度。但用这种办法对分形的层层细节做出测定是不可能的。曼德尔布罗特放弃了这些测定而转向了维数概念。分形的主要几何特征是关于它的结构的不规则性和复杂性,主要特征量应该是关于它的不规则性和复杂性程度的度量,这可用“维数”来表征。维数是几何形体的一种重要性质,有其丰富的内涵。整形几何学描述的都是有整数维的对象:点是零维的,线是一维的,面是二维的,体是三维的。这种几何对象即使做拉伸、压缩、折叠、扭曲等变换,它们的维数也是不变的;这种维数称

相关文档
最新文档