康托尔集

The name of the pictureThe name of the pictureThe name of the pictureClash Royale CLAN TAG#URR8PPP






カントール集合のような模様がついた柱頭。Jollois, Jean-Baptiste Prosper; Devilliers, Edouard, Description d'Egypte, Paris: Imprimerie Imperiale, 1809-1828  请检查|date=中的日期值 (帮助) よりフィラエ島の彫刻


在数学中,康托尔集,由德国数学家格奥尔格·康托尔在1883年引入[1][2](但由亨利·约翰·斯蒂芬·史密斯英语Henry John Stephen Smith在1875年发现[3][4][5][6]),是位于一条线段上的一些点的集合,具有许多显著和深刻的性质。通过考虑这个集合,康托尔和其他数学家奠定了现代点集拓扑学的基础。虽然康托尔自己用一种一般、抽象的方法定义了这个集合,但是最常见的构造是康托尔三分点集,由去掉一条线段的中间三分之一得出。康托尔自己只附带介绍了三分点集的构造,作为一个更加一般的想法——一个无处稠密的完备集的例子。




目录





  • 1 康托尔集的构造


  • 2 参见


  • 3 註釋


  • 4 參考文獻


  • 5 外部連結




康托尔集的构造


康托尔集是由不断去掉线段的中间三分之一而得出。首先从区间[0,1]displaystyle [0,1][0,1]中去掉中间的三分之一(13,23displaystyle frac 13,frac 23displaystyle frac 13,frac 23),留下两条线段:[0,13]∪[23,1]displaystyle [0,frac 13]cup [frac 23,1]displaystyle [0,frac 13]cup [frac 23,1]。然后,把这两条线段的中间三分之一都去掉,留下四条线段:[0,19]∪[29,13]∪[23,79]∪[89,1]displaystyle [0,frac 19]cup [frac 29,frac 13]cup [frac 23,frac 79]cup [frac 89,1]displaystyle [0,frac 19]cup [frac 29,frac 13]cup [frac 23,frac 79]cup [frac 89,1]。把这个过程一直进行下去,其中第ndisplaystyle nn个集合为:


Cn−13∪(23+Cn−13).displaystyle frac C_n-13cup left(frac 23+frac C_n-13right).displaystyle frac C_n-13cup left(frac 23+frac C_n-13right).

康托尔集就是由所有过程中没有被去掉的区间[0,1]displaystyle [0,1][0,1]中的点组成。


下面的图显示了这个过程的最初六个步骤。


Cantor set in seven iterations.svg


有些学术论文详细描述了康托尔集的明确公式。[7][8]



参见


  • 康托尔函数

  • 康托尔立方体英语Cantor cube

  • 谢尔宾斯基地毯

  • 科赫雪花

  • 门格海绵

  • 分形列表英语List of fractals by Hausdorff dimension


註釋




  1. ^ Georg Cantor (1883) "Über unendliche, lineare Punktmannigfaltigkeiten V" [On infinite, linear point-manifolds (sets)],Mathematische Annalen, vol. 21, pages 545–591.


  2. ^ H.-O. Peitgen, H. Jürgens, and D. Saupe, Chaos and Fractals: New Frontiers of Science 2nd ed. (N.Y., N.Y.: Springer Verlag, 2004), page 65.


  3. ^ Henry J.S. Smith (1875) “On the integration of discontinuous functions.” Proceedings of the London Mathematical Society, Series 1, vol. 6, pages 140–153.


  4. ^ “康托尔集”还由Paul du Bois-Reymond发现(1831–1889)。参见:Paul du Bois-Reymond (1880) “Der Beweis des Fundamentalsatzes der Integralrechnung,” Mathematische Annalen, vol. 16, pages 115–128的第128页的脚注。“康托尔集”还由Vito Volterra在1881年发现(1860–1940)。参见:Vito Volterra (1881) “Alcune osservazioni sulle funzioni punteggiate discontinue” [Some observations on point-wise discontinuous functions],Giornale di Matematiche, vol. 19, pages 76–86.


  5. ^ José Ferreirós, Labyrinth of Thought: A History of Set Theory and Its Role in Modern Mathematics (Basel, Switzerland: Birkhäuser Verlag, 1999), pages 162–165.


  6. ^ Ian Stewart, Does God Play Dice?: The New Mathematics of Chaos


  7. ^ Mohsen Soltanifar, On A sequence of cantor Fractals, Rose Hulman Undergraduate Mathematics Journal, Vol 7, No 1, paper 9, 2006.


  8. ^ Mohsen Soltanifar, A Different Description of A Family of Middle-a Cantor Sets, American Journal of Undergraduate Research, Vol 5, No 2, pp 9–12, 2006.



參考文獻


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  • Steen, Lynn Arthur; Seebach, J. Arthur Jr., Counterexamples in Topology Dover reprint of 1978, Berlin, New York: Springer-Verlag, 1995 [1978], ISBN 978-0-486-68735-3, MR507446  (See example 29).

  • Gary L. Wise and Eric B. Hall, Counterexamples in Probability and Real Analysis. Oxford University Press, New York 1993. ISBN 0-19-507068-2. (See chapter 1).


  • cut-the-knot上的康托尔集


  • cut-the-knot上的康托尔集与函数



外部連結



  • Cantor Sets and Cantor Set and Function at cut-the-knot

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