¿Por qué Julia establece fractales?

Usaré la misma notación que en mi respuesta anterior. El tipo más simple de conjunto de Julia se define utilizando esta función de un número complejo x, que también depende del número z:

[matemáticas] f (x) = x ^ 2 + z [/ matemáticas]

Si arreglamos z, esta función define un mapa del plano complejo a sí mismo. Podemos comenzar con cualquier número x y seguir aplicando este mapa una y otra vez. Obtenemos una secuencia de números:

[matemáticas] x, f (x), f (f (x)), f (f (f (x))), \ puntos [/ matemáticas]

Algunas veces esta secuencia está limitada y otras no. El conjunto donde no está se llama conjunto de Julia para este número z.

Según la definición, es fácil ver que si x está en el conjunto de Julia, también lo está f (x). ¿Por qué? Porque si la secuencia

[matemáticas] x, f (x), f (f (x)), f (f (f (x))), \ puntos [/ matemáticas]

está acotado, también lo es la secuencia

[matemáticas] f (x), f (f (x)), f (f (f (x))), f (f (f (f (x)))), \ dots [/ math]

Entonces, el conjunto de Julia se mapea en sí mismo por la función f! Esta función es un mapeo conforme : conserva los ángulos. Por lo tanto, el conjunto de Julia contiene muchas pequeñas imágenes de sí mismo, que se obtienen mediante asignaciones conformes de todo.

Por ejemplo, aquí está el conjunto de Julia donde z es aproximadamente -0.4 + 0.6 i:

Por cierto: técnicamente estoy hablando del ‘conjunto de Julia lleno’.

Este es mucho más fácil. Un conjunto de Julia, por definición, es auto-similar bajo la transformación [math] z \ mapsto z ^ 2 + c [/ math]. Aquí hay una animación de esa transformación en acción ([math] z \ mapsto z ^ {2 ^ t} + tc [/ math], ya que [math] t [/ math] va de [math] 0 [/ math] a [ matemáticas] 1 [/ matemáticas]):
(2.5 MB de GIF animado)

los fractales tienen las siguientes propiedades:

  • El objeto parece repetirse infinitamente muchas veces.
  • Tienen dimensiones fraccionarias.

considere el conjunto de Julia de la función cuadrática f (z) = z ^ 2 + c en el plano complejo: si seleccionamos una región del límite del conjunto de Julia y la ampliamos una y otra vez, parece que la región ampliada se ve exactamente Lo mismo que el conjunto.
Este fenómeno se llama dimensión fraccional o fractales.
http://www.math.ubc.ca/~cass/cou

Fractas de este tipo son infinitos en cascada de clase 2. Los infinitos de clase 3 son realmente caóticos.