Классическое множество Кантора или пыль Кантора

Классическое множество Кантора или пыль Кантора, названо по имени Георга Кантора, который описал его в 1883 году. Существование пыли кантора отмечалось до этого Генри Смитом в 1875 году или ещё ранее. Это множество известно как пример множества нулевой меры Лебега, чья мощность равна мощности континуума c.

Построение классической пыли Кантора начинается с выбрасыванием средней трети (не включая концы) единичного отрезка. То есть исходное множество есть отрезок [0,1], и первый шаг состоит в удалении открытого интервала (1/3, 2/3). На следующем и всех остальных шагах выкидываем среднюю треть (не включая концы) всех отрезков текущего уровня. Таким образом, получается последовательность множеств рис 1

.

Рис.1

C0 = [0, 1]

C1 = [0, 1/3] È [2/3, 1]

C2 = [0, 1/9] È [2/9, 1/3] È [8/9, 1]

C

Предельное множество C, которое представляет собой пересечение множеств Cn, n = 0, 1, 2, …, называется классическим множеством Кантора или пылью Кантора

Вычислим фрактальную размерность этого множества. Воспользуемся формулой (1). Очевидно, что на n-м шаге построения имеется 2n отрезков длины 1/3n каждый. Поэтому в качестве N(e ) на этом шаге можно взять величину 2n, а в качестве e — величину 1/3n. Предел e à 0 соответствует пределу n à ¥ . Поэтому фрактальная размерность равна

Она оказалась меньше Евклидовой размерности пространства, в котором располагается это множество (т.е. его длина равна нулю), но отлична от нуля, т.е. больше топологической размерности элементов (точек) этого множества.

Существует функциональный аналог множества Кантора — функция кантора. Распределим равномерно на C единичную массу (меру) с плотностью m . Тогда функция описывает распределение меры на канторовом носителе. Она является непрерывной возрастающей функцией, которая тем не менее почти всюду имеет нулевую производную (т.е. горизонтальна). Её называют “чёртовой лестницей” (рис.2).

Hosted by uCoz