谢尔宾斯基三角形(Sierpinski triangle)是一种
分形,由
波兰数学家
瓦茨瓦夫·谢尔宾斯基在1915年提出。它是
自相似集的例子。它的豪斯多夫维是log(3)/log(2) ≈ 1.585。
先作一个
等边三角形,挖去一个“中心三角形”(即以原三角形各边的
中点为顶点的三角形),然后在剩下的小三角形中又挖去一个“中心三角形”,我们用黑色三角形代表挖去的面积,那么白三角形为剩下的面积(我们称白三角形为谢尔宾斯基三角形)。如果用上面的方法无限连续地作下去,则谢尔宾斯基三角形的面积越趋近于零,而它的
周长越趋近于无限大。
1. 任意取平面上三点A, B, C,组成一个三角形。
2. 任意取三角形ABC内的一点作为起始点P。
4. 重复步骤3。
谢尔宾斯基三角形还可以通过L系统来生成。L系统是一种用于模拟植物生长和
分形结构的形式语言。谢尔宾斯基三角形的L系统可以描述为:
先作一个
等边三角形,挖去一个“中心三角形”(即以原三角形各边的
中点为顶点的三角形),然后在剩下的小三角形中又挖去一个“中心三角形”,我们用黑色三角形代表挖去的面积,那么白三角形为剩下的面积(我们称白三角形为谢尔宾斯基三角形)。如果用上面的方法无限连续地作下去,则谢尔宾斯基三角形的面积越趋近于零,而它的
周长越趋近于无限大。
将边长为1的
等边三角形区域,均分成四个小等边三角形,去掉中间一个,然后再对每个小等边三角形进行相同的操作得,这样的操作不断继续下去直到无穷,最终所得的极限图形称为谢尔宾斯基
垫片。谢尔宾斯基垫片的极限图形的面积趋于零,而小图形的数目趋于无穷,作为小图形的边的
线段数目趋于无穷,实际上是一个线集。操作n次后边长r=(1/2)n,三角形个数N(r)=3 n,根据公式N(r)=1/rD,3n=2Dr,D=ln3/ln2=1.585。所以谢尔宾斯基垫片是1.585。它比普通的一维直线占据了更多空间,但还是没有二维正方形占据的那么多,可以用
等比数列的知识求出他的面积是0。