康托爾三分集

取一條長度為1的直線段，將它三等分，去掉中間一段，留剩下兩段，再將剩下的兩段再分別三等分，各去掉中間一段，剩下更短的四段，……，將這樣的操作一直繼續下去，直至無窮，由於在不斷分割捨棄過程中，所形成的線段數目越來越多，長度越來越小，在極限的情況下，得到一個離散的點集，稱為康托爾三分集，記為P。

基本介紹

• 中文名：康托爾三分集
• 外文名：Cantor third-middle set
• 適用範圍：數理科學

簡介

康托爾三分集是一種重要的自相似分形集。

它是用下面的方法做出的直線上的一個性質奇特的點集：取一條長度為1的直線段，將它三等分，去掉中間一段，留剩下兩段，再將剩下的兩段再分別三等分，各去掉中間一段，剩下更短的四段，……，將這樣的操作一直繼續下去，直至無窮，由於在不斷分割捨棄過程中，所形成的線段數目越來越多，長度越來越小，在極限的情況下，得到一個離散的點集，稱為康托爾三分集，記為P。

性質

康托三分集中有無窮多個點，所有的點處於非均勻分布狀態。此點集具有自相似性，其局部與整體是相似的，所以是一個分形系統。

康托三分集具有

（1）自相似性；

（2）精細結構；

（3）無窮操作或疊代過程；

（4）傳統幾何學陷入危機。用傳統的幾何學術語難以描述，它既不滿足某些簡單條件如點的軌跡，也不是任何簡單方程的解集。其局部也同樣難於描述。因為每一點附近都有大量被各種不同間隔分開的其它點存在。

（5）長度為零；

（6）簡單與複雜的統一。

背景

在數學中，康托爾三分集，由德國數學家格奧爾格·康托爾在1883年引入（但由亨利·約翰·史蒂芬·史密斯在1875年發現），是位於一條線段上的一些點的集合，具有許多顯著和深刻的性質。通過考慮這個集合，康托爾和其他數學家奠定了現代點集拓撲學的基礎。雖然康托爾自己用一種一般、抽象的方法定義了這個集合，但是最常見的構造是康托爾三分點集，由去掉一條線段的中間三分之一得出。康托爾自己只附帶介紹了三分點集的構造，作為一個更加一般的想法——一個無處稠密的完備集的例子。