Αρχείο:JuliaRay 1 3.png

Από testwiki
Μετάβαση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση
Πρωτότυπο αρχείο (1.000 × 1.000 εικονοστοιχεία, μέγεθος αρχείου: 37 KB, τύπος MIME: image/png)

Αυτό το αρχείο είναι από το Wikimedia Commons και ενδέχεται να χρησιμοποιείται από άλλα εγχειρήματα. Η περιγραφή στη σελίδα περιγραφής του εκεί, εμφανίζεται παρακάτω.

Σύνοψη

Περιγραφή
English: Julia set for with external rays ( 1/3 and 2/3) landing on repelling fixed point alpha
Ημερομηνία
Πηγή Έργο αυτού που το ανεβάζει
 Αυτό το PNGγραφικό δημιουργήθηκε με gnuplot από n.
Δημιουργός Adam majewski
άλλες εκδόσεις

Long summary

What program does ?

Program draws to png file :

  • repelling fixed point and other fixed point
  • superattracting 2-point cycle (limit cycle) : ( period is 2 )
  • Julia set ( backward orbit of repelling fixed point ) using modified inverse iteration method (MIIM/J), where is a center of period 2 hyperbolic component of Mandelbrot set
  • 2 external rays : which land on fixed point , which is a root point of the component of filled Julia set with center z=-1

Algorithms

Software needed

Tested on versions :

  • wxMaxima 0.7.6
  • Maxima 5.16.3
  • Lisp GNU Common Lisp (GCL) GCL 2.6.8 (aka GCL)
  • Gnuplot Version 4.2 patchlevel 3

Src code

Maxima CAS batch file. If the output file is empty then copy all draw2d procedure into Maxima.

  /*  
 draws external dynamic rays 
 R(t) = {z:arg_e(z)=t}
 using 
 z= Psi_n(w) = fc^{-n}(w^2^n) 
 there are 2 dynamic planes : 
 - f0 plane where are w points; f0(w):=w*w
 - fc plane where are z points; fc(z):=z*z+c
 */ 


kill(all);
remvalue(all);


 /* --------------------------definitions of functions ------------------------------*/
 f(z,c):=z*z+c;
 finverseplus(z,c):=sqrt(z-c);
 finverseminus(z,c):=-sqrt(z-c); 

 /*
 Square root of complex number : csqrt(x + y * i) = sqrt((r + x) / 2) + i * y / sqrt(2 * (r + x))
 gives principal value of square root : -Pi <arg<Pi
 */
 csqrt(z):=
 block(
  [t,re,im],
  t:abs(z)+realpart(z),
  if t>0 
   then (re:sqrt(t/2), im:imagpart(z)/sqrt(2*t))
   else  (im:abs(z), re:0),
  return(float(re+im*%i))
 )$
 /*-----------------------------------*/ 

 Psi_n(r,t,z_last, Max_R):=
 /*   */
 block(
  [iMax:200,
  iMax2:0],
  /* -----  forward iteration of 2 points : z_last and w --------------*/
  array(forward,iMax-1), /* forward orbit of z_last for comparison */
  forward[0]:z_last,
  i:0,
  while cabs(forward[i])<Max_R  and  i< ( iMax-2) do
  (	
  /* forward iteration of z in fc plane & save it to forward array */
  forward[i+1]:forward[i]*forward[i] + c, /* z*z+c */
  /* forward iteration of w in f0 plane :  w(n+1):=wn^2 */
  r:r*2, /* square radius = R^2=2^(2*r) because R=2^r */
  t:mod(2*t,1),
  /* */
  iMax2:iMax2+1,
  i:i+1
  ),
  /* compute last w point ; it is equal to z-point */
  R:2^r,
  /* w:R*exp(2*%pi*%i*t),	z:w, */
  array(backward,iMax-1),
  backward[iMax2]:rectform(ev(R*exp(2*%pi*%i*t))), /* use last w as a starting point for backward iteration to new z */
  /* -----  backward iteration point  z=w in fc plane --------------*/
  for i:iMax2 step -1 thru 1 do
  (
  temp:csqrt(backward[i]-c), /* sqrt(z-c) */
  scalar_product:realpart(temp)*realpart(forward[i-1])+imagpart(temp)*imagpart(forward[i-1]),
  if (0>scalar_product) then temp:-temp, /* choose preimage */
  backward[i-1]:temp
  ),
  return(backward[0])
 )$

 GiveRay(t,c):=
 block(
  [r],
  /* range for drawing  R=2^r ; as r tends to 0 R tends to 1 */
  rMin:1E-10, /* 1E-4;  rMin > 0  ; if rMin=0 then program has infinity loop !!!!! */
  rMax:2, 
  caution:0.9330329915368074, /* r:r*caution ; it gives smaller r */
  /* upper limit for iteration */
  R_max:300,
  /* */
  zz:[], /* array for z points of ray in fc plane */
  /*  some w-points of external ray in f0 plane  */
  r:rMax,
  while 2^r<R_max do r:2*r, /* find point w on ray near infinity (R>=R_max) in f0 plane */
  R:2^r,
  w:rectform(ev(R*exp(2*%pi*%i*t))),
  z:w, /* near infinity z=w */
  zz:cons(z,zz),
  unless r<rMin do
  (	/* new smaller R */
  r:r*caution,  
  R:2^r,
  /* 
  w:rectform(ev(R*exp(2*%pi*%i*t))),*/
  /* */
  last_z:z,
  z:Psi_n(r,t,last_z,R_max), /* z=Psi_n(w) */
  zz:cons(z,zz)
  ),
  return(zz)
 )$

 /* Gives points of backward orbit of z=repellor       */
 GiveBackwardOrbit(c,repellor,zxMin,zxMax,zyMin,zyMax,iXmax,iYmax):=
  block(
   hit_limit:4, /* proportional to number of details and time of drawing */
   PixelWidth:(zxMax-zxMin)/iXmax,
   PixelHeight:(zyMax-zyMin)/iYmax,
   /* 2D array of hits pixels . Hit > 0 means that point was in orbit */
   array(Hits,fixnum,iXmax,iYmax), /* no hits for beginning */
  /* choose repeller z=repellor as a starting point */
  stack:[repellor], /*save repellor in stack */
  /* save first point to list of pixels  */ 
  x_y:[repellor], 
 /* reversed iteration of repellor */
  loop,
  /* pop = take one point from the stack */
  z:last(stack),
  stack:delete(z,stack),
  /*inverse iteration - first preimage (root) */
  z:finverseplus(z,c),
  /* translate from world to screen coordinate */
  iX:fix((realpart(z)-zxMin)/PixelWidth),
  iY:fix((imagpart(z)-zyMin)/PixelHeight),
  hit:Hits[iX,iY],
  if hit<hit_limit   
   then 
    (
    Hits[iX,iY]:hit+1,
    stack:endcons(z,stack), /* push = add z at the end of list stack */
    if hit=0 then x_y:endcons( z,x_y)
    ),
  /*inverse iteration - second preimage (root) */
  z:-z,
 /* translate from world to screen coordinate, coversion to integer */
  iX:fix((realpart(z)-zxMin)/PixelWidth),
  iY:fix((imagpart(z)-zyMin)/PixelHeight),
  hit:Hits[iX,iY],
  if hit<hit_limit   
   then 
    (
     Hits[iX,iY]:hit+1,
     stack:endcons(z,stack), /* push = add z at the end of list stack to continue iteration */
     if hit=0 then x_y:endcons( z,x_y)
    ),
   if is(not emptyp(stack)) then go(loop), 
 return(x_y) /* list of pixels in the form [z1,z2] */
 )$

compile(all);

 /* ----------------------- main ----------------------------------------------------*/

 start:elapsed_run_time ();
  c:-1; /* center of period 2 component */

 /* external angle in turns */
 /* resolution is proportional to number of details and time of drawing */
 iX_max:1000;
 iY_max:1000;
 /* define z-plane ( dynamical ) */
 ZxMin:-2.0;
 ZxMax:2.0;
 ZyMin:-2.0;
 ZyMax:2.0;

 /* compute ray points & save to zz list */
 zz1:GiveRay(1/3,c)$ 
 zz2:GiveRay(2/3,c)$
 
 /* limit cycle */
 z0:0;
 zp:[];
 zp:cons(z0,zp);
 z1:f(z0,c);
 zp:cons(z1,zp);
 z2:f(z1,c);
 zp:cons(z2,zp);

 /* compute fixed points */
 beta:rectform((1+csqrt(1-4*c))/2); /* compute repelling fixed point beta */
 alfa:rectform((1-csqrt(1-4*c))/2); /* other fixed point */

 /* compute backward orbit of repelling fixed point */
 xy: GiveBackwardOrbit(c,beta,ZxMin,ZxMax,ZyMin,ZyMax,iX_max,iY_max)$ /**/

 /* time of computations */
 time:fix(elapsed_run_time ()-start);

 /* draw it using draw package by */

 path:"~/maxima/"$ /* pwd, ended with / begining with ~ ,  if empty then file is in a home dir */

 load(draw); 
 draw2d(
  terminal  = png,
  file_name = sconcat(path,"J"),
  user_preamble="set size square;set key bottom right",
  title= concat("Dynamical plane for fc(z)=z*z+", string(c),"; Julia set and external rays landing on  fixed point z=alfa"),
  dimensions  = [iX_max, iY_max],
  yrange = [ZyMin,ZyMax],
  xrange = [ZxMin,ZyMax],
  xlabel     = "Z.re ",
  ylabel     = "Z.im",
  point_type = filled_circle,
  points_joined =true,
  point_size    =  0.2,
  color         = red,
  key = concat("external ray for angle ",string(1/3)),
  points(map(realpart,zz1),map(imagpart,zz1)),
  key = concat("external ray for angle ",string(2/3)),
  points(map(realpart,zz2),map(imagpart,zz2)),
  
  points_joined =false,
  color         = black,
  key = "backward orbit of z=beta",
  points(map(realpart,xy),map(imagpart,xy)),
  color         = blue,
  point_size    =  0.9,
  key = "repelling fixed point z= beta",
  points([[realpart(beta),imagpart(beta)]]),
  color         = yellow,
  key = "repelling fixed point z= alfa",
  points([[realpart(alfa),imagpart(alfa)]]),
  color         = green,
  key = "periodic z-points",
  points(map(realpart,zp),map(imagpart,zp))
 );

Αδειοδότηση

Εγώ, ο κάτοχος των πνευματικών δικαιωμάτων αυτού του έργου, το δημοσιεύω δια του παρόντος υπό τις εξής άδειες χρήσης:
w:el:Creative Commons
αναφορά προέλευσης παρόμοια διανομή
Είστε ελεύθερος:
  • να μοιραστείτε – να αντιγράψετε, διανέμετε και να μεταδώσετε το έργο
  • να διασκευάσετε – να τροποποιήσετε το έργο
Υπό τις ακόλουθες προϋποθέσεις:
  • αναφορά προέλευσης – Θα πρέπει να κάνετε κατάλληλη αναφορά, να παρέχετε σύνδεσμο για την άδεια και να επισημάνετε εάν έγιναν αλλαγές. Μπορείτε να το κάνετε με οποιοδήποτε αιτιολογήσιμο λόγο, χωρίς όμως να εννοείται με οποιονδήποτε τρόπο ότι εγκρίνουν εσάς ή τη χρήση του έργου από εσάς.
  • παρόμοια διανομή – Εάν αλλάξετε, τροποποιήσετε ή δημιουργήσετε πάνω στο έργο αυτό, μπορείτε να διανείμετε αυτό που θα προκύψει μόνο υπό τους όρους της ίδιας ή συμβατής άδειας με το πρωτότυπο.
GNU head Παραχωρείται η άδεια προς αντιγραφή, διανομή και/ή τροποποίηση αυτού του εγγράφου υπό τους όρους της Άδειας Ελεύθερης Τεκμηρίωσης GNU, Έκδοση 1.2 ή οποιασδήποτε νεότερης έκδοσης δημοσιευμένης από το Ίδρυμα Ελεύθερου Λογισμικού· χωρίς Απαράλαχτους Τομείς, χωρίς Κείμενα Εξωφύλλου, και χωρίς Κείμενα Οπισθοφύλλου. Αντίγραφο της άδειας περιλαμβάνεται στην σελίδα με τίτλο GNU Free Documentation License.
Μπορείτε να επιλέξετε την άδεια της προτίμησής σας.

Acknowledgements

This program is not only my work but was done with help of many great people (see references). Warm thanks (:-))

References

  1. c program by Curtis McMullen (quad.c in Julia.tar.gz) archive copy at the Wayback Machine
  2. Quadratische Polynome by Matjaz Erat. Archived from the original on 2023-04-05. Retrieved on 2010-12-12.

Λεζάντες

Προσθέστε εξήγηση μιας γραμμής για το τι αντιπροσωπεύει αυτό το αρχείο

Τα Αντικείμενα που απεικονίζονται σε αυτό το αρχείο

απεικονίζει

data size Αγγλικά

38.324 Byte

1.000 εικονοστοιχείο

1.000 εικονοστοιχείο

checksum Αγγλικά

3903532a5f381263a735ba2054e2f76afd21e4e7

Ιστορικό αρχείου

Πατήστε σε μια ημερομηνία/ώρα για να δείτε το αρχείο όπως εμφανιζόταν εκείνη την χρονική στιγμή.

Ημερομηνία/ΏραΜικρογραφίαΔιαστάσειςΧρήστηςΣχόλιο
τρέχον11:31, 12 Δεκεμβρίου 2010Μικρογραφία για την έκδοση της 11:31, 12 Δεκεμβρίου 20101.000 × 1.000 (37 KB)wikimediacommons>Soul windsurfer{{Information |Description={{en|1=Julia set for <math>f_c(z) = z^2 -1</math> with external ray landing on repelling fixed point alpha}} |Source={{own}} |Author=Adam majewski |Date=2010-12-12 |Permission= |other_versions= }}

Η ακόλουθη σελίδα χρησιμοποιεί προς αυτό το αρχείο: