■アポロニウスのガスケット(その1)

【1】カントル集合

[1]単位区間[0,1]を3等分して,中央の区間[1/3,2/3]を取り除く.

[2]残った2つの区間をそれぞれ3等分して中央の区間[1/9,2/9]および[7/9,8/9]を取り除く.

[3]3等分して中央の区間を取り除く操作を無限に繰り返す.

 取り除かれる区間の長さの合計を求めてみよう.

  1/3+2・1/9+4・1/27+16・1/81+・・・

は,公比2/3の等比級数であるから

  1/3+2・1/9+4・1/27+16・1/81+・・・

→1/3/(1−2/3)=1

 実際には無限に多くの点が残っているのに,取り除かれる区間の長さに合計は1となって,何も残らないことになる.

 このように,カントル集合は特異な性質をもつ集合の1例である.

===================================

【2】シェルピンスキーのガスケット

カントル集合を生成する手順を平面上にに一般化してみたい.

[1]正三角形を4つの小正三角形に分割して,中央にある小正三角形を取り除く.

[2]残った3つの正三角形をそれぞれ4等分して中央の小正三角形を取り除く.

[3]4等分して中央の小正三角形を取り除く操作を無限に繰り返すと,シェルピンスキーのガスケットが現れる.

 取り除かれる面積の合計を求めてみよう.

  1/4+3・1/16+9・1/64+27・1/256+・・・

は,公比3/4の等比級数であるから

→1/4/(1−3/4)=1

===================================