вход

Оглавление



11.  "Фракталы" на двойных числах

Гиперболическим аналогом итерационного процесса (56) будет соотношение вида:

$\displaystyle h_{k+1}=F(h_k),$ (122)
где $ F$ -- некоторая $ h$ -голоморфная функция. Переходя в изотропный базис, имеем:

$\displaystyle h_{k+1}=h_{1,k+1}e_1+h_{2,k+1}e_2=F_1(h_{1,k})e_1+F_2(h_{2,k})e_2.$ (123)
Таким образом, итерационный процесс на двойных числах сводится к паре независимых итерационных процессов на вещественных. Поведение вещественной последовательности $ x_{k+1}=f(x_k),$ где $ f$ -- дифференцируемая функция вещественной переменной, определяется наличием или отсутствием точек пересечения (и их характером, в случае, когда они есть) графика зависимости $ f(x)$ с биссектриссой $ y=x$ декартовой системы координат.

\begin{picture}(50.33,50.33)
\unitlength=1mm
\emline{25.00}{0.33}{1}{25.00}{50.0...
...kebox(0,0)[rb]{$D_1$}}
\put(44.33,37.50){\makebox(0,0)[rt]{$D_2$}}
\end{picture}
Рис. 26. Локальная структура областей притяжения и отталкивания итерационного процесса (122) в проекции на одну из изотропных осей. $ x(A_1)$ и $ x(A_2)$ -- репалсоры, $ x(B_1)$ и $ x(B_2)$ -- аттракторы, $ x(C_1)$ -- полурепалсор, $ x(C_2)$ -- полуаттрактор, $ D_1,D_2$ -- неподвижное множество (цикл второго порядка).

Как это видно из рис. 26, в случае, когда точек пересечения нет, последовательность $ \{x_k\}$ уходит на бесконечность. Если зависимость $ f(x)$ пересекает биссектриссу $ y=x$ "сверху-вниз", то точка пересечения является "точкой притяжения" (аттрактор) орбит, если "снизу-вверх" -- то "точкой отталкивания" орбит (репалсор). Если зависимость $ f(x)$ касается биссектриссы "снизу", то точка касания является репалсором слева и аттрактором справа (полурепалсор), если касается "сверху", то точка касания является аттрактором слева и репалсором справа (полуаттрактор). Симметричные относительно биссектриссы точки образуют простейший тип периодической последовательности (период составляют два симметричных элемента). Все перечисленные случаи представлены на рис. 26. В силу основной теоремы алгебры зависимость полиномиального типа $ f(x)=P_n(x)$ будет иметь от нуля до $ n$ точек пересечения с биссектриссой. Глобальная картина "бассейна притяжения" может иметь сложный вид. В качестве очень простого примера рассмотрим итерационную последовательность вида

$\displaystyle h_{k+1}=ah^2_k=a_1h_{1,k}^2e_1+a_2h_{2,k}^2e_2.$ (124)
Нетрудно записать общий вид члена этой последовательности: $ h_{i,k}=a_i^{2k-1}h_{i,0}^{2k}.$ Очевидно, что при условии $ \vert a_ih_{i,0}\vert<1$ итерационный процесс сходится к нулю, при условии $ \vert a_ih_{i,0}\vert>1$ он уходит на бесконечность, а при условии $ \vert a_ih_{i,0}\vert=1$ он стационарен (начиная, самое большее, со второго шага). Таким образом, Множество Жюлиа, соответствующее рассматриваемому итерационному процессу, представляет собой прямоугольник на плоскости двойной переменной со сторонами, параллельными изотропным осям: $ h_1=\pm1/a_1,$ $ h_2=\pm/a_2.$ Как показывают результаты компьютерного моделирования с итерационными процессами на двойных числах [29,30,31], эта картина является типичной и для итерационных процессов других типов.
След.: 12.  Теория гиперболического потенциала Выше: Алгебра, геометрия и физика Пред.: 10.  Теорема и формула