分形-科赫曲线MATLAB代码

1. 科赫曲线(Koch Curve

科赫曲线(Koch Curve),也被称为科赫雪花,是一种分形曲线,由瑞典数学家 Helge von Koch 在1904年首次描述。它是通过对线段进行无限次迭代生成的图形。

生成科赫曲线的步骤如下:

开始时,有一条直线段。

在每个迭代步骤中,将线段分为三个等长的部分,并在中间一部分的位置用两边各为这部分长度的等边三角形替换,删除等边三角形的底边。

对剩下的每个线段重复进行步骤2。

在无穷多次迭代后,生成的图形就是科赫曲线。

科赫曲线有一些有趣的性质:

它的长度是无穷的。尽管我们从一条有限长度的线段开始,但是每一次迭代都增加了更多的线段,所以在无穷次迭代后,曲线的总长度是无穷的。

尽管科赫曲线的长度是无穷的,但是它所包围的面积是有限的。这是因为科赫曲线是一个分形边界,它围绕着一个有限的区域。

科赫曲线是一个自相似的图形,也就是说,无论你放大多少倍观察,你都能看到和原始曲线相同的结构。这是分形的一个重要特性。

科赫曲线的分形维度是 log(4) / log(3)≈ 1.2619。这表明科赫曲线比一维线段更复杂,但却没达到二维平面的复杂性。

2.MATLAB代码

clear all;clc;close all;

n=5;% 迭代次数

figure;

axis equal off;

hold on;

% Define initial line segment

x = [0 1];

y = [0 0];

% Call recursive function

koch_recursion(x, y, n);

function koch_recursion(x, y, n)

% Draw line segment if n is 0

if n == 0

    line(x, y, 'Color', 'b')

else

    % Compute new vertices

    s = [x(1) + (x(2) - x(1))/3, y(1) + (y(2) - y(1))/3];

    t = [x(1) + 2*(x(2) - x(1))/3, y(1) + 2*(y(2) - y(1))/3];

    u = [(x(1)+x(2))/2 - sqrt(3)*(y(2)-y(1))/6, (y(1)+y(2))/2 + sqrt(3)*(x(2)-x(1))/6];

   

    % Recurse on four segments

    koch_recursion([x(1), s(1)], [y(1), s(2)], n-1)

    koch_recursion([s(1), u(1)], [s(2), u(2)], n-1)

    koch_recursion([u(1), t(1)], [u(2), t(2)], n-1)

    koch_recursion([t(1), x(2)], [t(2), y(2)], n-1)

end

end

3.程序结果

分形-科赫曲线MATLAB代码_第1张图片

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