Слайд 2промежуточный ромб в пропорции золотого сечения его большей диагонали АС/DC=1,618….
Слайд 3Дротик и Змей, полученные из промежуточного ромба
Слайд 4Геометрические пропорции дротика и змея позволяют соединить их по равным сторонам в
различных сочетаниях. Их примеры показаны на следующих рисунках: слева - змей + дротик , справа - дротик + дротик
Слайд 5Геометрические пропорции дротика и змея позволяют соединить их по равным сторонам в
различных сочетаниях. Их примеры показаны на следующем рисунке: змей+змей
Слайд 6Звезда Пенроуза
На следующем рисунке показана концентрическая мозаика звезда из конгруэнтных дротиков
и змеев.
Можно считать, что внутреннюю звезду составляют дротики. Ее внешнее обрамление образуют пары змеев, которые примыкают к дротикам.
Слайд 8Промежуточные ромбы Пенроуза
Промежуточные ромбы Пенроуза имеют общие стороны со сторонами правильных
5-угольников (см. вводную мозаику Пенроуза), но различаются по углам.
В одном ромбе внутренние углы: 72 и 108 градусов.
В другом ромбе внутренние углы: 36 и 144 градуса.
Слайд 9Промежуточные ромбы Пенроуза
Слайд 10Аналогичное разделение получается из наложения ромбов Пенроуза как показано на следующем рисунке
Слайд 11На следующих рисунках показаны еще 2 варианта, как можно соединить 2 дротика:
дротик+дротик
Слайд 123 возможные комбинации пары змеев: змей+змей.
Слайд 133 возможных варианта сочетаний дротик + змей без исходной комбинации.
Слайд 14КРИВОЛИНЕЙНЫЕ ЗАМОЩЕНИЯ
Это замощения, где грани являются криволинейными многоугольниками или геометрическими фигурами с
криволинейными контурами.
Типичным примером криволинейных замощений являются геометрические узоры японских кимоно.
Одна из их разновидностей называется сашико (маленький стежок).
Ее образуют различные сочетания дуг 1/4 окружности на квадратной сетке, сторона любой клетки которой равна радиусу дуги. Когда контур грани образуют 4 дуги 90°, можно составить 24 = 16 выпукло – вогнутых фигур.
Слайд 156 фигур являются изометрически различными и не могут быть получены друг из
друга поворотами и отражениями
Слайд 162 узора, составленные из криволинейных 4-угольников с периметром 2π и площадью 2
единицы типа лепесток и кость .
Слайд 17Новые варианты замощений можно получить, увеличив число дуг 90° в контурах граней.
На следующем рисунке показаны 2 узора сашико, где контуры граней образуют, соответственно, 8 и 16 дуг 90°.
АМИМОН – слева, ЧИДОРИ ЦУНАГИ – справа.
Слайд 18ЗАМОЩЕНИЕ ПЛОСКИХ ФИГУР
Бесконечное замощение неограниченной плоскости образует конечное число типов граней,
которые могут повторяться произвольно много раз. Замощение плоских фигур с конечным размером может быть построено из бесконечного набора однотипных граней, габариты которых образуют монотонно убывающий ряд. Ниже рассмотрено построение бесконечных замощений для прямоугольника и квадрата.
Бесконечное замощение прямоугольника образует следующая последовательность его рекурсивных делений. Сначала исходный прямоугольник нужно разделить по большей стороне на 2 прямоугольника, которые подобны исходному и имеют площадь в 2 раза меньше, чем у него. Аналогичная процедура рекурсивно повторяется с любой (или с каждой) из полученных половин бесконечное число раз. Ограничив глубину рекурсии произвольным можно получить замощение из изотетичных (одинаково расположенных) прямоугольных плиток, стороны которых параллельны сторонам исходного прямоугольника.
Слайд 19замощение из изотетичных прямоугольных плиток
Слайд 20Половинное деление плиток
В технической практике такой принцип половинного деления плиток прямоугольного замощения
применен для стандартизации форматов листов чертежей по ГОСТ 2.301-68. для справки размеры и обозначения их основных форматов представлены в следующей таблице.
Слайд 21Половинное деление плиток
Из сравнения размеров и обозначений видно, что основные форматы образуют
нормативный ряд, где каждый следующий формат получается делением предыдущего на 2 равные части параллельно меньшей стороне. Цифры обозначения формата показывают кратность его сторон сторонам А4, а их произведения дают число форматов А4, которое нужно для замощения его площади.
Без потери общности можно считать, что площадь исходного прямоугольника (А0) равна 1 (м2). Тогда формальным обоснование конвергенции замощения является равенство 1 суммы площадей его плиток.
Слайд 22Половинное деление плиток
Они образуют бесконечно убывающую геометрическую прогрессию со знаменателем и начальным
членом равными 1/2. как видно из следующей формулы ее сумма равна 1:
2- 1+2-2+…+2-n+…= (1/2)/[1-(1/2)]=1.
Для бесконечного замощения квадрата используется следующая техника срединных перпендикуляров сторон. Сначала исходный квадрат делится на 4 равных квадрата перпендикулярами его сторон. Каждый из них также делится на 4 квадрата. Далее аналогичным образом на 4 квадрата делится каждый квадрат текущего внешнего слоя, этот процесс может быть продолжен до бесконечности.
Слайд 23Процесс замощения для четверти исходного квадрата до уровня n = 4.
Слайд 24Метод бесконечного замощения квадратаа
Если считать длину стороны исходного квадрата равной 1, то
стороны квадратов замощения образуют бесконечно убывающую последовательность степеней 2, предел которой равен 0, а сумма равна 1 (как для прямоугольного замощения выше), гарантируя сходимость замощения. Его количественными параметрами являются число квадратов по контуру и внутри каждого уровня n. Четверть числа квадратов замощения an по границе каждого уровня n определяют следующие рекуррентные соотношения:
a1 = 1; an+1 = 2·an + 3.
Слайд 25Метод бесконечного замощения квадрата
Чтобы получить итерационную формулу нужно найти сумму разностей соседних
элементов рекурсивной последовательности:
a2 – a1 = a1 + 3
+
a3 – a2 = 2(a1 + 3)
+
a4 – a3 = 22(a1 + 3)
+
………………….
+
an – an-1 = 2n-2·(a1 + 3)
_______________________________
an – a1 = (1 + 2 + 22 + … + 2n-2)(a1 +3)
Слайд 26Метод бесконечного замощения квадрата
С учетом значения суммы (n – 2) последовательных степеней
2 и а1 = 1 получается следующая формула числа квадратов канта n каждой четверти этого квадратного замощения:
an = (2n-1 – 1)(1 + 3) +1 = 2n+1 – 3.
Например, в каждой четверти на уровне n = 4 по этой формуле получается 29 квадратов.
a4 = 24+1 – 3 = 29.
Общее число квадратов в каждой четверти до уровня n дает сумма Sn этих значений от 1 до n. В результате опять получается сумма последовательных степеней 2, но со смещением 3 и начиная с 22, как видно из следующего соотношения:
Sn = a1 + … + an = (2n+2 – 1) – 3n – (20 + 21) = 2n+2 – 3n – 4.