2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 Спирали
Сообщение31.10.2006, 17:28 
Заморожен


08/11/05
499
Москва Первомайская
Скажите, существует ли общая классификация спиралей? К какому классу относится спираль Фибоначчи, гладко состыкованная из четвертинок окружностей, радиусы которых составляют последовательность Фибоначчи?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение31.10.2006, 17:38 


23/10/06
22
Москва
Я считаю, что классифицировать спирали невозможно хотя бы потому, что невозможно классифицировать монотонно возрастающие функции на \[\left[ {0, + \infty } \right)\], каждую из которых можно переделать в спираль заменой координат. Классифицировать - значит найти признак соответствующий тому или иному классу функций, для монотонно возрастающих функций таких признаков можно насочинять бесконечно много.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение31.10.2006, 18:29 
Заморожен


08/11/05
499
Москва Первомайская
В Математическом словаре сказано: "Среди С. выделяют алгебраич. С. и псевдоспирали". Например, спираль Архимеда, спираль Галилея, спираль Ферма - это алгебраические спирали, а спираль Корню - это псевдоспираль.

Ну а спираль Фибоначчи?

 Профиль  
                  
 
 Re: Спирали
Сообщение31.10.2006, 23:14 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


22/10/05

2601
Москва,физфак МГУ,1990г
бобыль писал(а):
Скажите, существует ли общая классификация спиралей? К какому классу относится спираль Фибоначчи, гладко состыкованная из четвертинок окружностей, радиусы которых составляют последовательность Фибоначчи?

А может ли речь идти и о пространственных спиралях , типа винтовой линии?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение01.11.2006, 14:51 
Заморожен


08/11/05
499
Москва Первомайская
M214 писал(а):
Классифицировать - значит найти признак соответствующий тому или иному классу функций, для монотонно возрастающих функций таких признаков можно насочинять бесконечно много.

Ничего сочинять не надо, хотелось бы иметь какую-то естественную классификацию.

Добавлено спустя 2 минуты 2 секунды:

PSP писал(а):
А может ли речь идти и о пространственных спиралях , типа винтовой линии?

Вообще-то я имел в виду плоские спирали.

Добавлено спустя 3 минуты 35 секунд:

В книге Страхова и др. "Код да Винчи и ряды Фибоначчи" написано, с. 185: "Строго говоря, эта кривая [спираль Фибоначчи] не является спиралью с математической точки зрения, но она является очень хорошей аппроксимацией спиралей, которые широко встечаются в природе".

Непонятно, почему это не спираль "с математической точки зрения"?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение01.11.2006, 16:19 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


18/05/06
13438
с Территории
Потому что функция не аналитическая, наверное. А почему автор высокомерно отказывается таковые признавать - это уж к нему вопрос.
И чьей это аппроксимацией она является? Логарифмической спирали?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение01.11.2006, 16:42 
Заморожен


08/11/05
499
Москва Первомайская
ИСН писал(а):
И чьей это аппроксимацией она является? Логарифмической спирали?

Она является аппроксимацией спиралей, "которые широко встечаются в природе", в том числе, как там нарисовано, и галактических спиралей. Правда, галактические спирали обычно считаются логарифмическими, хотя физический механизм их образования и не вполне ясен.

Кстати, когда астрономы говорят про "спиральные галактики", то единственная спираль, ими различаемая, - это "логарифмическая спираль" и все выражения, определяющие спирали, у них чисто описательные. Может, других спиралей астрономы просто не знают?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение01.11.2006, 17:48 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


18/05/06
13438
с Территории
В галактике спираль весьма недлинная (один, от силы полтора оборота, так?) и размытая, так что к ней можно подогнать чуть ли не любую формулу.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение01.11.2006, 18:27 
Заморожен


08/11/05
499
Москва Первомайская
Если у всех спиралей общий механизм образования, то и быть они должны в общем одного типа, например логарифмические. Спирали наблюдаются и очень размашистые, и плотно закрученные, т.е. они зависят от параметра (-ов). И число рукавов у спиралей разное, а от чего оно зависит - непонятно. Иногда рукава сами ветвятся... Клочковатость рукавов тоже разнообразная... Довольно много галактик с перемычкой - у них рукава идут не из центра, а от этой перемычки. Однако все это качественное описание. Никакой классификации, никакой статистики на этот счет я не встречал. Скажем, если галактические спирали логарифмические, то каждая из них должна пересекать свой радиус под характерным для нее постоянным углом, спрашивается: под каким углом в среднем по наблюдаемым галактикам? Я не знаю.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение02.11.2006, 02:29 
Аватара пользователя


05/02/06
387
Бобыль, не знаю насколько релевантны эти книжки, но гляньте

Prime Numbers: The Most Mysterious Figures in Math
http://rapidshare.de/files/19759198/_We ... s.pdf.html

Iteration of Maps, Strange Attractors, and Number Theory
http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lan ... 285739.pdf

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение02.11.2006, 16:01 
Заморожен


08/11/05
499
Москва Первомайская
Alik писал(а):
Бобыль, не знаю насколько релевантны эти книжки, но гляньте

Спасибо за ссылки. Правда, первую ссылку я не понял. А вторая ссылка, наверное, намекает на связь спиралей с аттракторами?

Добавлено спустя 11 минут 7 секунд:

Вот еще какая мысль.

Архимедова спираль имеет постоянный шаг.
Логарифмическая спираль пересекает свой радиус под постоянным углом.
Спираль Фибоначчи имеет кусочно-постоянную кривизну.
Какие еще есть "постоянные" возможности?

Добавлено спустя 2 минуты 54 секунды:

Если изогнуть-растянуть канторову лестницу вокруг постоянного (почти существующего?) центра кривизны, то получится спираль с почти кусочно-постоянным радиусом. Интересно, реализуется ли она с достаточным приближением в природе?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение02.11.2006, 16:23 
Аватара пользователя


05/02/06
387
Цитата:
Правда, первую ссылку я не понял...

Вы не поняли как скачать книжку или что-то другое?
Чтобы скачать PDF-файл нужно дождаться обнуления счетчика секунд, "щелкнуть в окошечко" и ввести трехсимвольный код.
Далее обычная процедура File->Save as

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение03.11.2006, 14:57 


29/09/06
4552
Есть много определений (я говорю здесь только о плоских кривых).

``The word spiral, in its mathematical sense, means, properly
speaking, a plane curve traced by a point which winds about a fixed pole
from which it continually recedes; but the use of the word has been extended
to other curves, for example the so-called sinusoidal spiral,
in which the tracing-point moves alternately towards and away from the pole.''

Lockwood E.H. A Book of Curves.
(синусоидальная спираль~--- p^n= a^n\cos{n\varphi}).

Согласно ``Математической Энциклопедии'' (и с сохранением стиля),
``спирали --- плоские кривые, которые обычно обходят вокруг одной
(или нескольких точек), приближаясь или удаляясь от нее''.


Самое распространённое определение --- монотонность полярного уравнения.
Насколько мне известно, из него ничего интересного не следует (кроме отсутствия точек самопересечения).

Малоизвестное определение --- монотонность кривизны. Оно используется в монографии
Guggenheimer~H.W. Differential geometry (McGraw-Hill, New York, 1963).
Есть множество журналов типа Computer-Aided Design, Journal of Computational and Applied Mathematics и др., в которых используется это и только это определение.
Оно очень продуктивно, из него ползёт куча интересных свойств.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение03.11.2006, 15:41 
Заморожен


08/11/05
499
Москва Первомайская
2Алексей Ко

Полистал указанный препринт. А сюда что бы еще добавить?

бобыль писал(а):
Архимедова спираль имеет постоянный шаг.
Логарифмическая спираль пересекает свой радиус под постоянным углом.
Спираль Фибоначчи имеет кусочно-постоянную кривизну.
Какие еще есть "постоянные" возможности?

Добавлено спустя 2 минуты 54 секунды:

Если изогнуть-растянуть канторову лестницу вокруг постоянного (почти существующего?) центра кривизны, то получится спираль с почти кусочно-постоянным радиусом. Интересно, реализуется ли она с достаточным приближением в природе?

 Профиль  
                  
 
 Детерминированность спирали
Сообщение03.11.2006, 16:53 


29/09/06
4552
Вот, какое свойство меня привлекло в монотонной кривизне. Типа "детерминированность".
Надоели многочисленные алгоритмы интерполяции, к каждому какой-то свой рецепт разбивания кривой, чтобы при восстановлении потом погрешность не превышала столько-то.
Нет ли там чего-то более фундаментального, --- подумал я (только узнав о теореме о 4-х вершинах и как-то подсознательно связав эти вещи)? Оно нашлось:
Изображение
Здесь (вверху) некая кривая, представлена набором точек интерполяциии (и направлениями
касательных на концах). Конечно, для наглядности точки поставлены гораздо реже, чем это было бы, скажем, на чертеже.При разбиении соблюдалось требование однозначного проектирования участка кривой на хорду.

b) По этим данным построена область, гарантированно накрывающая все спирали, допускающие такое дискретно-точечное представление. Т.е. если мы выходим за пределы области, то нарушается монотонность кривизны. Локальная ширина области указывает на слишком редкую расстановку точек, недостаточную для будущей интерполяции (каким угодно алгоритмом).

c) Количество узлов интерполяции увеличено с 11 до 15.
Справа они расположены несколько чаще, чем слева, что явно сказывается на ширине области. При увеличении частоты расстановки точек в n раз ширина области уменьшается в n^3 раз.
При разбиениях, используемых на практике, ширина области будет незаметна для глаза. (Здесь возникает тема допусков-посадок, погрешностей измерения, контроля чертежа и изделия, итд, да и самих эмпирических алгоритмов интерполяции).

Вспомнил --- связь с теоремой о 4-х вершинах: моя гипотеза состояла в том, что кривая достаточно хорошо восстанавливается ("детерминирована") по вписанной ломаной, при условии минимума числа вершин на восстановленной кривой. А проверять гипотезу я стал при условии 0 вершин, т.е. с монотонной кривизной.

Добавлено спустя 24 минуты 59 секунд:

бобыль писал(а):
Архимедова спираль имеет постоянный шаг.
Логарифмическая спираль пересекает свой радиус под постоянным углом.
Спираль Фибоначчи имеет кусочно-постоянную кривизну.
Какие еще есть "постоянные" возможности?

А сюда что бы еще добавить?

Мне эти признаки не кажутся признаками, на которых бы строилась классификация
(вспоминается обсуждение бобовых и проч. --- типа наличие ствола или корнеплода не есть классифицирующий признак у растения).
Сходу добавить могу спираль Штурма --- радиус кривизны равен полярному радиусу (т.е. расстоянию до фиксированной точки на плоскости)

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 26 ]  На страницу 1, 2  След.

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group