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几何画板画谢尔宾斯基地毯的方法

谢尔平斯基地毯和谢尔平斯基三角形的结构基本相同,但三角形变成了正方形,这使得它更加困难。下面详细介绍了如何使用几何绘图板绘制 地毯。

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分析:取正方形,将其分成9等份,得到9个小方块,丢弃中间的小方块,保留8个小方块。然后将每个小方块分成 9 个相等的部分,将中心方块也四舍五入。根据这个规则,它不断被细分和丢弃,直到无穷大。谢尔平斯基地毯的极限图形面积趋于零,小方块的数量和侧面的线段数量趋于无限,它是线集,图形具有严格的自相似性。

具体绘图步骤如下:

1.打开几何画板软件,在平面上绘制任意线段AB,以线段AB为边长构造正方形ABCD。

正方形ABCD是以线段AB为边长构造的

2. 以点 A 为缩放中心,将 B 和 D 点缩放到 1/3 得到 E 和 F,以 D 为缩放中心,将 A 和 C 点缩放到 1/3 得到 G 和 H。以同样的方式,我们得到点 I、J、K、L.连接点并将正方形分成九个相等的部分。

通过缩放点将正方形 ABCD 分成九个相等的部分

3. 单击“数据 - 新建参数”以创建一个新参数 n,并将值更改为 2。点击点 A 和 B(注意:这两个点是你开头画的线段的两个端点)和参数 n,按住 shift 键,点击“变换 - 深度迭代”打开迭代对话框,选择 G 和 P 点,点击“结构”-“添加新映射”,选择 P 和 O 点,继续添加新的映射, 并选择 O、J、F、M;N、K、A、E、E、L、L、B.(注意:不要点击中间的M点和N点)点击“迭代”完成迭代制作。

对正方形的平分点执行深度迭代

4.在中间填写正方形MNOP,测量MNOP的面积,选择测量结果和填充的正方形,点击“显示”-“颜色”-“参数”,在弹出的对话框中点击“确定”。

填充正方形 MNOP 并设置颜色参数

5.最后,选择所有点,然后按 Ctrl+H 隐藏不必要的点。

隐藏所有点以完成地毯制作

提示:改变正方形ABCD的大小,正方形MNOP的颜色会随着它的面积而变化。通过改变参数 n 的数值来观察 地毯的差异。

更改参数 n 以观察 地毯的差异

上面介绍了在几何素描板上绘制谢尔平斯基地毯的方法,主要利用几何素描板的深度迭代功能。学完本教程,你一定会有这样的疑问:谢尔宾斯基三角形是怎么画的?如果想知道具体的绘制方法,可以参考谢尔平斯基三角形的制作。