FRAKTAL VE TARİHÇESİ. Benoit Mandelbrot

Benzer belgeler
KLASİK FRAKTALLAR FRAKTAL ÖZELLİKLERİ VE BOYUT

FRAKTAL VE FRAKTAL GEOMETRİ KAVRAMI

FRAKTAL GEOMETRİVE UYGULAMALARI

KLASİK FRAKTALLAR, FRAKTAL ÖZELLİKLERİ VE BOYUT ( C L A S S I C A L F R AC TA L S, F R AC TA L P R O P E R T I E S AND D I M E N S I O N )

Boyut: Belirli bir doğrultuda ölçülmüş bir büyüklüğü ifade etmek için kullanılan geometrik bir terim.

13.Konu Reel sayılar

9. SINIF Geometri TEMEL GEOMETRİK KAVRAMLAR


BÖLÜM I MATEMATİK NEDİR? Matematik Nedir? 14

MATEMATİK VE FEN BİLİMLERİ EĞTİMİ ANABİLİM DALI MATEMATİK EĞİTİMİ BİLİM DALI TEZLİ YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

Şimdi de [ ] vektörünün ile gösterilen boyu veya büyüklüğü Pisagor. teoreminini iki kere kullanarak

28/04/2014 tarihli LYS-1 Matematik-Geometri Testi konu analizi SORU NO LYS 1 MATEMATİK TESTİ KAZANIM NO KAZANIMLAR 1 / 31

14.Konu Reel sayılarının topolojisi. 1.Tanım:, verilsin. açık aralığına noktasının -komşuluğu denir. { } kümesine nın delinmiş -komşuluğu denir.

1- Geometri ve Öklid

MATEMATİK ÖĞRETMENLİK ALAN BİLGİSİ - DENEME SINAVI DENEME. Diğer sayfaya geçiniz.

Kaos Oyunu: Gelişigüzellik ve Belirlenebilirlik

LĐMĐT ÖSS ÖYS YILLAR SAĞDAN VE SOLDAN LĐMĐT. ÇÖZÜM: x=2 f(x) de yerine yazılır cevap:7

V =, (V = hacim, m = kütle, d = özkütle) Bu bağıntı V = olarak da yazılabilir G: ağırlık (yerçekimi kuvveti) G = mg p = özgül ağırlık p = dg dir.

EĞİTİM - ÖĞRETİM YILI 10. SINIF MATEMATİK DERSİ DESTEKLEME VE YETİŞTİRME KURSU KAZANIMLARI VE TESTLERİ

Müşteri gözüyle firma performansının izlenmesi Gizli Müşteri Araştırmaları

MATEMATİK TESTİ LYS YE DOĞRU. 1. Bu testte Matematik ile ilgili 50 soru vardır.

MAT355 Kompleks Fonksiyonlar Teorisi I Hafta 3

7. BÖLÜM İÇ ÇARPIM UZAYLARI İÇ ÇARPIM UZAYLARI İÇ ÇARPIM UZAYLARI İÇ ÇARPIM UZAYLARI .= Genel: Vektörler bölümünde vektörel iç çarpım;

1- Matematik ve Geometri

12.SINIF A VE B GRUBU MATEMATİK-GEOMETRİ DERSİ KURS KONULARI VE TESTLERİ

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 SAYILAR 11 Bölüm 2 KÜMELER 31 Bölüm 3 FONKSİYONLAR

BENZERLİK BOYUTU. 1 = lim log 2. log olduğunu görmüştük.

Eğer piramidin tabanı düzgün çokgense bu tip piramitlere düzgün piramit denir.

1. Fonksiyonlar Artan, Azalan ve Sabit Fonksiyon Alıştırmalar Çift ve Tek Fonksiyon

Tremalarla Oluşum: Kenar uzunluğu 1 olan bir eşkenar üçgenle başlayalım. Bu üçgene S 0

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

ÖĞRENME ALANI TEMEL MATEMATİK BÖLÜM TÜREV. ALT ÖĞRENME ALANLARI 1) Türev 2) Türev Uygulamaları TÜREV

YGS MATEMATİK - CEBİR 01 TEMEL SAYI KAVRAMLARI VE UYGULAMALARI 02 TAMSAYILARDA BÖLME 03 BÖLÜNEBİLME KURALLARI 04 ASAL SAYILAR 05 OBEB VE OKEK 06

DERS: MATEMATİK I MAT101(04)

Reel Analiz I (MATH 244) Ders Detayları

UZAY KAVRAMI VE UZAYDA DOĞRULAR

25. f: R { 4} R 28. ( ) 3 2 ( ) 26. a ve b reel sayılar olmak üzere, 27. ( ) eğrisinin dönüm noktasının ordinatı 10 olduğuna göre, m kaçtır?

KAHRAMANMARAŞ SÜTÇÜ İMAM ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM ÖĞRETİM YILI FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ MATEMATİK BÖLÜMÜ BİRİNCİ VE İKİNCİ ÖĞRETİM DERSLERİ

. KENDİNE BENZERLİK VE FRAKTAL BOYUT


Programlama Dilleri 1. Ders 3: Rastgele sayı üretimi ve uygulamaları

ÖSYM. 1. Bu testte 40 soru vardır. 2. Cevaplarınızı, cevap kâğıdının Matematik Testi için ayrılan kısmına işaretleyiniz AYT/Matematik

BOZOK ÜNİVERSİTESİ FEN EDEBİYAT FAKÜLTESİ MATEMATİK BÖLÜMÜ BİTİRME TEZİ E 3-BOYUTLU ÖKLİD UZAYINDA HELİSLER VE UYGULAMALARI.

PERGEL YAYINLARI LYS 1 DENEME-6 KONU ANALİZİ SORU NO LYS 1 MATEMATİK TESTİ KAZANIM NO KAZANIMLAR

Geometrik Örüntüler. Geometride Temel Kavramlar Uzamsal İlişkiler

FRAKTALLARA DAİR DOĞADAKİ UYGULAMALAR

Matematikte Sonsuz. Mahmut Kuzucuoğlu. Orta Doğu Teknik Üniversitesi Matematik Bölümü İlkyar-2017

VEKTÖR UZAYLARI 1.GİRİŞ

TEKİRDAĞ SOSYAL BİLİMLER LİSESİ 10. SINIF MATEMATİK DERSİ YILLIK PLANI

MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ (STATİK)

Üç Boyutlu Uzayda Koordinat sistemi

Küme temel olarak belli nesnelerin ya da elamanların bir araya gelmesi ile oluşur

EĞİTİM ÖĞRETİM YILI 8. SINIF MATEMATİK DERSİ KONULARININ ÇALIŞMA TAKVİMİNE GÖRE DAĞILIM ÇİZELGESİ ALT ÖĞRENME. Örüntü ve Süslemeler

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Geometrik Cisimler ve Şekiller. Uzamsal İlişkiler Geometrik Örüntüler. Geometrik Şekiller Geometrik Cisimler. Uzamsal İlişkiler Geometrik Örüntüler

MAT 302 SOYUT CEBİR II SORULAR. (b) = ise =

Olasılık Kuramı ve İstatistik. Konular Olasılık teorisi ile ilgili temel kavramlar Küme işlemleri Olasılık Aksiyomları

AKSARAY KANUNİ ANADOLU İMAM HATİP LİSESİ EĞİTİM ÖĞRETİM YILI MATEMATİK DERSİ 11.SINIFLAR ÜNİTELENDİRİLMİŞ YILLIK PLANI TEKNİKLER

MATEMATİK BİLİM GRUBU III KURS PROGRAMI

Projenin Adı: Metalik Oranlar ve Karmaşık Sayı Uygulamaları

Matematik A A ile B nin Kartezyen Çarpımı: A Kümesinden B nin Farkı: A Kümesinden B ye Fonksiyon: Açı: Açık Önerme: Açıortay: Açısal Bölge: Aksiyom:

İLKÖĞRETİMDE MATEMATİK DERSİNDE GEOMETRİ ÖĞRETİMİ

Hatalar ve Bilgisayar Aritmetiği

Ayrık Fourier Dönüşümü

3 Altuzaylar, altuzaylar için toplama ve direkt toplama 4 Span, lineer bağımsızlık, taban

T.C. Ölçme, Seçme ve Yerleştirme Merkezi

T.C. Ölçme, Seçme ve Yerleştirme Merkezi

LYS YE DOĞRU MATEMATİK TESTİ

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

LYS TESTLERİNE YÖNELİK ALAN STRATEJİLERİ

DERS BİLGİ FORMU. Zorunlu Ders X. Haftalık Ders Saati Okul Eğitimi Süresi

Bu bölümde Coulomb yasasının bir sonucu olarak ortaya çıkan Gauss yasasının kullanılmasıyla simetrili yük dağılımlarının elektrik alanlarının çok

2014 / 2015 LYS HAFTA İÇİ KURS TAKVİMİ (TM) DAF NO DERS 2

1. BÖLÜM DÜZLEM GEOMETRİNİN TEMEL KAVRAMLARI İÇİNDEKİLER

MATEMATİK BİLİM GRUBU II KURS PROGRAMI

CEVAP ANAHTARI. Tempo Testi D 2-B 3-A 4-A 5-C 6-B 7-B 8-C 9-B 10-D 11-C 12-D 13-C 14-C

Bir cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfır ise, cisim ya durur, ya da bir doğru boyunca sabit hızla hareketine devam eder.

2014 / 2015 LYS HAFTA SONU KURS TAKVİMİ (TM)

ÖZEL EGE LİSESİ EGE BÖLGESİ OKULLAR ARASI MATEMATİK YARIŞMASI 1.AŞAMA KONU KAPSAMI

DİKKAT! SORU KİTAPÇIĞINIZIN TÜRÜNÜ A OLARAK CEVAP KÂĞIDINIZA İŞARETLEMEYİ UNUTMAYINIZ. MATEMATİK SINAVI MATEMATİK TESTİ

1. BÖLÜM Polinomlar BÖLÜM II. Dereceden Denklemler BÖLÜM II. Dereceden Eşitsizlikler BÖLÜM Parabol

MATEMATİK MATEMATİK-GEOMETRİ SINAVI LİSANS YERLEŞTİRME SINAVI-1 TESTİ SORU KİTAPÇIĞI 08

Geometrik Örüntüler. Geometrik Cisimlerin Yüzeyleri Geometrik Cisimler Prizmaların Benzer ve Farklı Yönleri Geometrik Şekiller. Geometrik Örüntüler

İleri Diferansiyel Denklemler

JDF 242 JEODEZİK ÖLÇMELER 2. HAFTA DERS SUNUSU. Yrd. Doç. Dr. Hüseyin KEMALDERE

3. Ünsal Tülbentçi Matematik Yarışması Mayıs Sınıf Sayfa 1

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

EMİRDAĞ M.Z.SARI ANADOLU LİSESİ EĞİTİM ÖĞRETİM YILI 9. SINIFLAR GEOMETRİ DERSİ ÜNİTELENDİRİLMİ YILLIK PLANI

8. SINIF YARIYIL ÇALIŞMA TESTİ TEST 1 ( ) TEKRAR EDEN YANSIYAN ve DÖNEN ŞEKİLLER HİSTOGRAM STANDART SAPMA

Lineer Cebir. Doç. Dr. Niyazi ŞAHİN TOBB. İçerik: 1.1. Lineer Denklemlerin Tanımı 1.2. Lineer Denklem Sistemleri 1.3. Matrisler

SİDRE 2000 ORTAOKULU EĞİTİM-ÖĞRETİM YILI 7. SINIFLAR MATEMATİK DERSİ ÜNİTELENDİRİLMİŞ YILLIK PLAN

Hazırlayan: İbrahim Yumuşak Matematik Öğretmeni Her hakkı saklı ve yasal kayıtlıdır.

{ x,y x y + 19 = 0, x, y R} = 3 tir. = sonlu kümesinin 32 tane alt kümesinde

EĞİTİM ÖĞRETİM YILI. FEN LİSESİ 10.SINIF MATEMATİK DERSİ ÜNİTELENDİRİLMİŞ YILLIK PLANI 10.SINIF KAZANIM VE SÜRE TABLOSU

Örnek...3 : Aşağıdaki ifadelerden hangileri bir dizinin genel terim i olabilir?

Gök Mekaniği: Eğrisel Hareket in Kinematiği

8.04 Kuantum Fiziği Ders IV. Kırınım olayı olarak Heisenberg belirsizlik ilkesi. ise, parçacığın dalga fonksiyonu,

PROJEYİ HAZIRLAYANLAR YUSUFHAN BAŞER BERKE SERTEL NAİLE ÇOLAK

DENEY FÖYÜ 7: Seri ve Paralel Rezonans Devreleri

ÖZEL EGE LİSESİ BENZER PİRAMİTLERİN HACİMLERİNİ BELİRLEYEN TOPLAM FORMÜLLERİ. Ege Onat ÖZSÜER. DANIŞMAN ÖĞRETMEN: Gizem GÜNEL AÇIKSÖZ

Transkript:

FRAKTAL VE TARİHÇESİ Matematiksel gerçeklerin niteliğinde var olan kesinliğin özetinde aksiyomatik yapılar vardır. Öklid geometrisi, matematik tarihinde bunun önde gelen örneğidir. Matematiksel doğruların, çıkartılmış oldukları aksiyomlara bağlı olması koşullu bir doğruluğu gerektirmektedir. 1924 te Varşova da dünyaya gelen matematikçi Benoit Mandelbrot, göze hitap eden yeni bir matematik keşfetmeye başlamıştır. Mandelbrot dan önce de bu konuda çalışmaların yapıldığı bilinmektedir: Cantor kümesi, Peona eğrisi (1890), Hilbert eğrisi (1891), Koch eğrisi (1904), Sierpinski üçgeni (1915) benzeri çalışmalar mevcuttur. Benoit Mandelbrot Bir bağıntıyı formüle edip tanım kümesini belirledikten sonra o bağıntının grafiğini çizmek pek zor değildir. Fakat formülünü oluşturamadığımız dağların, bulutların, ağaçların ve bunlar gibi daha pek çok nesnesin resmini bilgisayarda gerçeğe çok yakın bir şekil de çizmek olanaklı mıdır? Mandelbrot bu konuda yaklaşık üç bin yıldır süregelen Öklid geometrisinin yetersiz kaldığını görür: Bulutlar küre değildir, dağlar da koni değildir. itirazında bulunur. Doğadaki bu nesneleri matematiksel eğrilerle; daire, dörtgen, küre, sinüs dalgaları gibi düzgün geometrik şekillerle göstermek gerçekçi değildir. Mandelbrot un Fraktal Geometri diye tanımladığı geometrinin yansıttığı bu doğanın evreni pütürlü, pürüzlü bir evrendir. Aklın gözüne göre fraktal sonsuzu görebilmenin bir yoludur. Fraktal kelimesi kırılmış veya parçalanmış anlamına gelen Latince fractus kelimesinden türetilmiştir. Kendi kendini tekrar ederek sonsuza kadar büyüyen ya da küçülen şekilleri, kendine benzer bir cisimde cismi oluşturan parçaları inceler. Düzensiz ayrıntılar ya da desenler giderek küçülen ölçeklerde yinelenir ve tümüyle soyut nesnelerde bu olay sonsuza kadar sürebilir; tam tersi olarak da her parçanın her bir parçası büyütüldüğünde yine cismin bütününe benzer.

Mandelbrot un bir sorusu Bir iplik yumağının boyutu nedir? olmuştur. İplik yumağına uzaktan bakıldığında yumak bir noktadır dolayısıyla boyutu sıfırdır, daha yakından bakıldığında yumak kümeye benzemektedir, yani boyutu üçe çıkmıştır. Yumağın tek boyutlu ipliğine büyüteçle bakıldığında ise iplik sütunlar halindedir ve bu sütunlar tek boyutlu liflere, lifler noktalara dönüşmektedir. Bu durumda yumağın gerçek boyutu nedir? Mandelbrot herhangi bir birim cinsinden ölçemediğimiz cisimlerin pürüzlülük derecesine sahip olduğunu söylemiştir. Mandelbrot bu pürüzlülük derecesine fraktal boyut demiştir. Fraktal boyuta sahip cisimler kesirli boyutludur tam sayılarla ifade edilemez. Mandelbrot un yarattığı kendine benzer, fraktal boyuta sahip cisimlerden oluşan fraktal geometrisi Öklid geometrisinden farklı olarak aşağıdaki özelliklere sahiptir: 1.Geleneksel değil, modern bir geometridir. 2.Öklid geometrisinde şekillerin belirli bir karakteristik büyüklükleri (dairenin yarıçapı küpün ayrıtı gibi), fraktalların ise karakteristik birçok büyüklüğü vardır. 3.Fraktal şekiller kendine benzer şekillerdir. Bir fraktal şekle ne kadar yakından bakarsanız bakın yine bütüne benzer bir şekil görürsünüz. Öklid geometrisindeki şekillerde ise durum böyle değildir. 4.Öklid geometrisi insanların yarattıkları nesnelerin tanımlanmasında kullanılır. Doğadaki nesnelerin ifade edilmesinde ise fraktallar kullanılır. 5.Öklid geometrisinde sonlu şekiller ve sürekli fonksiyonlar bulunur. Fraktal geometride ise şekiller sonlu olmayıp fonksiyonlar süreksiz adımlarla gelişir. Yukarıdaki farklılıklar Öklid geometrisi ile doğanın sadece resminin çizilebileceğini fakat matematiksel bir modelleme yapılamayacağını aynı zamanda da ilk bakışta çok karmaşık görünen pek çok doğa olayının ortak bir tabanın bulunduğu anlatır. Belirli katsayıların birbirine eklenmesiyle oluşan fraktalların boyutundaki ufacık bir değişiklik yeni bir fraktal oluşturmak için yeterlidir, bu özellikleriyle de yalnızca matematik değil fizik, kimya, fizyoloji, gibi birçok bilim dalında fraktal, kar tanelerinden galaksilerin kesintili tozlarına kadar düşünebileceğimiz tüm şekilleri tanımlayıp hesaplamak için kullanılır.

İlk matematiksel fraktal 1861 yılında keşfedilmiştir. Matematik anlamda ilk çalışılan fraktal Kantor Cümlesi (Cantor Set) dir. Kantor cümlesi ile ilgili ilk çalışma 1883 yılında basılmıştır. (G. Cantor, Über unendliche, lineare Punktmannigfaltigkeiten V. Mathematische Annalen 21 (1883) 545-591) ve bazı özel cümleler için örnek olarak gösterilmiştir. Georg Cantor(1845-1918) Fraktalların tarihi gelişiminde Cantor, Sierpinski, Von Koc, Peano gibi matematikçiler tarafından oluşturulan fraktallar matematiksel canavarlar olarak adlandırılırlar. Kantor cümlesinin, matematiğin birçok alanında özellikle Kaotik Dinamik Sistemlerde rol oynadığı ve pek çok fraktallar için de gerekli bir model olduğu görülmektedir. Mandelbrot tarafından Cantor dust (Kantor tozu) olarak adlandırılan bu cümlelerin asıl adı Kantor Set (Cantor cümlesi)dir. Bu isim onun ne olduğunu anlatan bir isimdir. Toz kelimesi sıfır boyut, yani bir nokta yı vurgulamaktadır. Cantor bulutunun ilginç özelliklerinden bazıları şunlardır: 1. n. adımda kalan aralıkları veren bir iterasyon ile kurulabilir. 2. Boş küme değildir. 3. Sayılamaz sonsuz bir kümedir. 4. Her adımda atılan üçte birlik aralıkların toplam uzunluğu 1 dir. 5. Kapalı bir kümedir. 6. Tam metrik bir uzaydır ve tamamen sınırlı bir kümedir. 7. Hiçbir yerde yoğun değildir. 8. Hiç iç noktası yoktur.

Kantor Bulutunun Yapısı: Üçlü Kantor bulutu İlk olarak bir yaklaşımlar dizisi tanımlayalım. Bir C 0 =[0,1] reel sayılar doğrusunun bir alt cümlesidir. kapalı aralığını ele alalım. Bu kapalı aralığı üç eşit parçaya ayıralım ve ortadaki ikinci parçayı atalım. Elimizde kalan 1 2 aralığa C 1 dersek C1 0,,1 3 3 olur. C1 deki 1 2 0,,1 3 3 parçalarının her birini ayrı ayrı üçer eşit parçaya ayıralım ve her birinde benzer şekilde ortadaki parçayı atalım. Elimizde kalana C 2 dersek C 2 1 2 1 2 7 8 0,,,,1 9 9 3 3 9 9 olduğu görülür. Bu dizinin n için limitine C dersek C ye Üçlü Kantor Bulutu denir. Şekil 1.1.1. de görüldüğü gibi azalan bir C0 C1 C2... dizisi söz konusudur. O zaman dizinin limiti C ise C k ların arakesiti olarak C kn C k alınabilir. Şekil 1.1.1 Üçlü Kantor Bulutu Fraktal geometri Öklid geometrisinin uzantısıdır. Öklid geometrisine farklı olarak doğadaki pek çok yapı düzensiz ve parçalıdır. Yeterince küçük ölçeklerdeki doğa modellerinin tümü pratik açıdan sonsuz kabul edilebilecek uzunluktadır. Bu tür eğriler ailesi fraktal olarak adlandırılmıştır. Hızla sayısal bilgisayarların ortaya çıkmasına kadar geçen süre içinde bu tür eğrilerin çizilmesi oldukça zaman almıştır ve dolayısıyla fraktal geometri oldukça yavaş gelişmiştir.

Mandelbrot bilgisayar kullanarak fraktal nesneleri derinlemesine inceleyen diğer matematikçilerin takdirini kazanan ilk kişi olmuştur (Gleick 2003). Fraktal geometri fraktal analiz olarak adlandırılan yeni bir ölçüm yöntemleri dizisinin de bilim gündemine gelmesini sağlamıştır. Fraktal analiz, doğadaki karmaşık biçimlerin ve olayların karmaşıklık seviyelerini sayısal halde izleyip inceleyebilmek için bize yeni yöntemler sunmaktadır.