Fractali construiți

Mulțimea lui Cantor

Mulțimea lui Cantor pornește de la un segment de dreaptă și elimină în mod repetat treimea centrală deschisă din fiecare segment rămas. Ceea ce rămâne pare rar, însă matematica sa este remarcabil de bogată.

Cele șapte etape de construcție ale mulțimii Cantor
Șapte iterații ale construcției lui Cantor: la fiecare pas, treimea mijlocie deschisă este eliminată din fiecare interval rămas.Imagine: Wikimedia contributors · Wikimedia Commons · Public Domain (simple geometry)

O construcție prin eliminare

După un pas, rămân două treimi închise; după două, patru nouăimi; după n pași, rămân 2ⁿ segmente de lungime 3⁻ⁿ. Mulțimea Cantor este intersecția tuturor etapelor, conținând puncte care nu sunt niciodată eliminate.

După primul pas rămân două intervale de lungime egală cu o treime; după al doilea pas rămân patru intervale de lungime egală cu o nouă parte, iar după pasul n rămân 2ⁿ intervale de lungime 3⁻ⁿ. Regula este completă, chiar dacă niciun ecran nu poate reda mulțimea limită. Un punct aparține exact atunci când nu se încadrează niciodată într-o treime mijlocie eliminată. Această perspectivă transformă construcția într-o procedură de selecție exactă, mai degrabă decât într-o simplă secvență de linii din ce în ce mai subțiri.

Lungime zero, un număr nenumărat de puncte

Suma lungimilor eliminate este egală cu unu, astfel încât mulțimea rămasă are lungimea totală zero. Cu toate acestea, ea este nenumărabilă. Acest contrast a contribuit la demontarea intuiției conform căreia o mulțime cu multe puncte trebuie să ocupe o lungime proporțional de mare.

Lungimea totală rămasă după n etape este (2/3)ⁿ și tinde spre zero. Cu toate acestea, mulțimea limită conține un număr nenumărat de puncte: fiecare secvență infinită de alegeri la stânga și la dreapta selectează un punct. Lungimea zero nu înseamnă, așadar, „aproape niciun punct”; înseamnă lipsa unei extinderi unidimensionale în măsura Lebesgue. Distincția dintre cardinalitate și măsură este unul dintre motivele pentru care mulțimea a devenit instructivă din punct de vedere istoric.

Cifrele dezvăluie autosimilaritatea

În baza trei, punctele mulțimii lui Cantor pot fi reprezentate folosind doar cifrele 0 și 2, cu atenția obișnuită acordată expansiunilor duale. La fiecare pas apar două opțiuni logice de dimensiune redusă la jumătate, ceea ce conferă o dimensiune de similitudine log 2 / log 3.

În notația ternară, numerele selectate sunt exact cele care pot fi scrise fără cifra 1: 0 alege ramura stângă, iar 2 pe cea dreaptă. Geometria devine o secvență simbolică. Primele n cifre determină un interval la etapa n, în timp ce cifrele rămase rafinează locația din interiorul acestuia. Autosimilaritatea apare nu doar în imagine, ci și ca o deplasare care acționează asupra secvențelor infinite.

Surse și lecturi suplimentare

Acest articol rezumă următoarele surse de specialitate, folosind formulările originale. Accesat și revizuit editorial în 12 august 2026.

  1. Cantor SetWolfram MathWorld
  2. Fractal Geometry: Mathematical Foundations and ApplicationsWiley