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Une courbe qui remplit un carré

Une ligne n'a pas d'aire - et pourtant une courbe peut passer par chaque point d'un carré : Peano en trouva une en 1890, Hilbert dessina la sienne en 1891. À chaque ordre la courbe visite chaque cellule exactement une fois, en avançant d'une cellule à la fois, et la limite est continue. Fais glisser le repère : un dixième de la courbe reste dans environ un tiers du côté - c'est pourquoi bases de données et formats d'images indexent l'espace le long d'une telle courbe. La réciproque est fausse, et le panneau le mesure aussi : deux cellules qui se touchent peuvent être à cinq sixièmes de la courbe l'une de l'autre.

Une courbe qui remplit un carré — Image réelle de l’application
Image réelle de l’application

Ce qui se passe

Un segment a autant de points qu'un carré - Cantor l'a prouvé en 1878, personne ne voulait le croire, et sa correspondance réduisait le segment en poussière. Peano et Hilbert en ont trouvé une continue : une courbe qui visite chaque cellule d'une grille une fois, raffinée par une règle qui garde chaque pas long d'une cellule, et qui à la limite passe par chaque point du carré. Sa longueur double à chaque ordre tandis que l'aire qu'elle remplit reste un. La même règle se relève dans le cube. Montez l'ordre, suivez la courbe avec le marqueur, et regardez des points voisins sur la droite rester voisins dans le carré - le plus souvent.

Équations du module
Équations
Hilbert : la cellule à la distance d, obtenue à partir des bits de d, deux à la fois
Peano : base 3, trois cellules par chiffre
chaque courbe est une permutation des cellules, chaque pas d'une seule cellule
longueur à l'ordre n, carré unité : (4^n − 1)/2^n → ∞ tandis que l'aire reste 1

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Un point rebondit à l'infini contre une paroi avec des angles égaux. Dans un cercle l'angle ne change jamais : la trajectoire évite un cercle plus petit où elle ne peut entrer, et une rotation rationnelle se referme en polygone. Dans un stade - deux demi-cercles reliés par des parois droites - rien ne se conserve que la vitesse, et deux trajectoires écartées d'un milliardième de degré sont séparées d'une largeur de table après vingt rebonds. Le panneau le mesure : l'écart est ajusté par une exponentielle ET par une droite.

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Un ordinateur ne peut pas suivre une trajectoire ; il ne peut que faire des pas. Diviser le pas par deux divise l'erreur par deux, quatre ou seize selon la méthode - jusqu'à ce que tant de pas accumulent l'arrondi qu'un pas plus petit rende la réponse PIRE. Sur une orbite, la plus précise des quatre méthodes perd tout de même de l'énergie en ligne droite tandis qu'une moins précise ne fait qu'osciller sans fin : la précision et le respect d'un invariant sont deux vertus différentes. Et dans un système chaotique la trajectoire est perdue quelle que soit la méthode : ce qui survit est l'attracteur.