Ero sivun ”Hausdorffin dimensio” versioiden välillä

[arvioimaton versio][arvioimaton versio]
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
p luokitus tarkemmaksi
p logaritmimerkit korjattu.. vähän korjailuja + lisäyksiä
Rivi 1:
{{korjattava}}
 
'''Hausdorffin dimensio''' eli '''fraktaalidimensio[[fraktaali]]dimensio''' on tavallisen [[ulottuvuus|ulottuvuuden]] käsitteen yleistys. Kaikissa "normaaleissa" tilanteissa (yksi-, kaksi- ja kolmiulotteiset objektit) se vastaa intuitiivisesti ymmärrettävää ulottuvuuden käsitettä. Eräissä tapauksissa Hausdorffin dimensio voi kuitenkin saada myös ei-kokonaislukuarvon.
 
== Taustaa ==
[[Georg Cantor]] kehitti aikoinaan kätevän menetelmän erilaisten käyrien pituuden arvioimiseksi. Esimerkiksi mitattaessa rantaviivaa, sitä pitkin piirretään <math>n</math>-säteisiä ympyröitä pitkin rannikkoa, jolloin muodostuu alue, jolla on jokin pinta-ala. Kun tämä ala jaetaan <math>2n</math>:llä, jolloin saadaan arvio rannikon pituudelle. Kun nyt <math>n</math>:ää pienennetään, saadaan rajatta tarkentuva arvio rannikon pituudelle.
 
Lewis Fry Richardson tutki 60-luvulla empiirisesti rannikoiden pituuksia päätyen lopputulokseen, jonka mukaan rantaviivaa approksimoivalla [[monikulmio]]lla, jonka sivujen pituus on <math>n</math>, on aina <math>\lambda* n^{-D}\,</math> kappaletta sivuja. Richardsonille tässä esiintyvä <math>D</math> oli vain [[eksponentti]] vailla sen kummempaa merkitystä, mutta arvioitaessa rannan pituutta osoittautuu, että <math>D</math> on riippumaton tavasta, jolla pituus mitataan. Tämän perusteella <math>D</math> on siis jollakin tavalla pelkkää sovitusparametria tärkeämpi muuttuja.
 
[[Kuva:Sierpinski_triangle_%28blue%29.jpg|thumb|250px|right|[[Sierpinskin kolmio]]n Hausdorffin dimensio on ln&nbsp;3&nbsp;/&nbsp;ln&nbsp;2, mikä on suunnilleen 1,58.]]
== Määritelmä ==
Näin löydetty suure <math>D</math> eli Hausdorffin dimensio, ei nimestään huolimatta ole geometrinen ulottuvuus samassa mielessä kuin meidän käsittämämme [[Euklidinen geometria|Euklidiset ulottuvuudet]]. Hausdorffin dimensio kuvaa tutkittavan kuvion ''itsesimilaarisuusastetta'', eli sitä, kuinka ”itseääntoistava” tutkittava kuvio on. Oletetaan, että kuvio F jakautuu itse kuvion kanssa samanlaisiin pienempiin osiin, joita on <math>n</math> kappaletta ja joiden koko on <math>1/\gamma</math> koko kuvion koosta. Tällöin
 
:<math>n=\frac{1}{\gamma^D}</math> eli
:<math>D=\frac{-\log n}{\log \frac {1}{\gamma}}= \frac{\log n}{\log \gamma}</math>.
 
Jos kuvio F on jana, sen pienennöksiä mahtuu suoralle <math>1/\gamma</math> kappaletta. Jana voidaan siis jakaa vaikkapa neljään osaan, jolloin <math>n=4</math> ja <math>\gamma=1/4</math>, jolloin fraktaalidimensioksi <math>D</math> saadaan yksi, kuten tietysti pitääkin. Neliön taas voi jakaa vaikkapa yhdeksään pienempään neliöön mittakaavassa <math>1/3</math>, jolloin vastaavasti <math>D=2</math>. (Tällainen itsesimilaarinen jako ei päde esim. ympyrälle, sillä silmukatonta sulkeutuvaa käyrää ei voi jakaa samankaltaisiin pienempiin osiin.)
 
[[Luokka:Dimensiot]]
 
[[de:Hausdorff-Dimension]]
[[en:Hausdorff dimension]]
[[fr:Dimension de Hausdorff]]
[[it:Dimensione di Hausdorff]]
[[he:ממד האוסדורף]]
[[pl:Wymiar Hausdorffa]]
[[pt:Dimensão de Hausdorff]]
[[ru:Хаусдорфова размерность]]
[[sl:Hausdorff-Bezikovičeva razsežnost]]
[[sv:Hausdorffdimension]]
[[uk:Розмірність Гаусдорфа]]
[[zh:豪斯多夫维]]