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Math

Una curva che riempie un quadrato

Una linea non ha area - eppure una curva può passare per ogni punto di un quadrato: Peano ne trovò una nel 1890, Hilbert disegnò la sua nel 1891. A ogni ordine la curva visita ogni cella esattamente una volta, spostandosi di una cella per passo, e il limite è continuo. Trascina il segnalino: un decimo della curva resta dentro circa un terzo del lato - per questo banche dati e formati d'immagine indicizzano lo spazio lungo una curva simile. L'inverso è falso, e il pannello misura anche quello: due celle che si toccano possono distare cinque sesti della curva.

Una curva che riempie un quadrato — Immagine reale dell’applicazione
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Cosa succede

Un segmento ha tanti punti quanti un quadrato - Cantor lo dimostrò nel 1878, nessuno voleva crederci, e la sua corrispondenza sbriciolava il segmento. Peano e Hilbert ne trovarono una continua: una curva che visita ogni cella di una griglia una volta, raffinata da una regola che tiene ogni passo lungo una cella, e che al limite passa per ogni punto del quadrato. La sua lunghezza raddoppia a ogni ordine mentre l'area che riempie resta uno. La stessa regola sale al cubo. Alza l'ordine, segui la curva con il marcatore, e guarda punti vicini sulla retta restare vicini nel quadrato - per lo più.

Equazioni del modulo
Equazioni
Hilbert: la cella alla distanza d si ottiene dai bit di d, due alla volta
Peano: base 3, tre celle per cifra
ogni curva è una permutazione delle celle, e ogni passo è di una sola cella
lunghezza all'ordine n, quadrato unitario: (4^n − 1)/2^n → ∞ mentre l'area resta 1

Altri esperimenti

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Biliardo matematico — Immagine reale dell’applicazione

Math

Biliardo matematico

Un punto rimbalza per sempre dentro una parete con angoli uguali. Nel cerchio l'angolo non cambia mai: la traiettoria evita un cerchio più piccolo in cui non può entrare, e una rotazione razionale si chiude in un poligono. Nello stadio - due semicerchi uniti da pareti diritte - non si conserva nulla tranne la velocità, e due traiettorie partite a un miliardesimo di grado l'una dall'altra distano una larghezza di tavolo dopo venti rimbalzi. Il pannello lo misura: la separazione viene interpolata con un'esponenziale E con una retta.

Perché una traiettoria calcolata mente — Immagine reale dell’applicazione

Math

Perché una traiettoria calcolata mente

Un calcolatore non può seguire una traiettoria; può solo fare passi. Dimezzare il passo divide l'errore per due, quattro o sedici a seconda del metodo - finché i passi non sono così tanti che l'arrotondamento prevale e un passo più piccolo rende la risposta PEGGIORE. Su un'orbita il più accurato dei quattro metodi perde comunque energia in linea retta mentre uno meno accurato si limita a oscillare per sempre: accuratezza e rispetto per un invariante sono virtù diverse. E in un sistema caotico la traiettoria è perduta con qualunque metodo: sopravvive l'attrattore.