谢尔宾斯基箭头曲线Sierpiński arrowhead curve
一条不断开的路径,只用 60° 转弯,极限就是谢尔宾斯基三角形。
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公式与关键数值
- 构造规则
把字符串改写 n 次再画:A、B 表示向前走一步,+、− 表示转 60°。
- 弧长图中 ≈ 11.39
- 分形维数
n 是阶数;底边从 (0, 0) 到 (1, 0)。
01 · 定义
什么是谢尔宾斯基箭头曲线?
谢尔宾斯基三角形由 Wacław Sierpiński 在 1915 年描述,通常用"挖洞"的方式画。箭头曲线用一条路径得到同样的图形:两条改写规则 A → B−A−B、B → A+B+A,每个 + 和 − 都是 60° 转弯,n 阶路径的极限就是这个三角形。
每升一阶,每条线段换成三条一半长的线段,所以总长每次乘 3/2,而两端点不动。极限的分形维数与三角形相同,log 3 / log 2 ≈ 1.585:比线多,比面少。
02 · 性质
关键性质
- n 阶有 3ⁿ 段,每段长 2⁻ⁿ(底边长 1)。
- 总长 (3/2)ⁿ,无限增长。
- 规则:A → B−A−B,B → A+B+A,转角 60°。
- 极限是谢尔宾斯基三角形,维数 log 3 / log 2 ≈ 1.585。
- 路径从不穿过自己。
03 · 问答
关于谢尔宾斯基箭头曲线的常见问题
- 谢尔宾斯基箭头曲线是怎么构造的?
- 构造规则:A to B-A-B, B to A+B+A,把字符串改写 n 次再画:A、B 表示向前走一步,+、− 表示转 60°。。n 是阶数;底边从 (0, 0) 到 (1, 0)。
- 谢尔宾斯基箭头曲线的弧长是多少?
- 弧长:L_n = (3/2)^n。n 是阶数;底边从 (0, 0) 到 (1, 0)。
04 · 继续探索