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Tapis de Sierpiński

fractale obtenue à partir d'un carré From Wikipedia, the free encyclopedia

Le tapis de Sierpiński ou la carpette de Sierpiński (1916), du nom de Wacław Sierpiński, est une fractale obtenue à partir d'un carré. Le tapis se fabrique en découpant le carré en neuf carrés égaux avec une grille de trois par trois, et en supprimant la pièce centrale, puis en appliquant cette procédure indéfiniment aux huit carrés restants.

Animated Sierpinski carpet.gif
Construction animée du tapis de Sierpiński jusqu'à 6 itérations.

La dimension fractale ou dimension de Hausdorff du tapis est égale à , car à chaque étape on construit 8 répliques de la figure précédente, chacune étant sa réduction par 3 (voir OEIS A113210).

La surface du tapis est nulle de mesure de Lebesgue : à l'infini, la surface du carré est intégralement « vidée » .

C'est une généralisation de l'ensemble de Cantor à la dimension 2. Des généralisations en dimensions supérieures sont possibles, et des fractales peuvent être obtenues dans un cube (on l'appelle alors éponge de Menger ou éponge de Menger-Sierpiński) ou dans un (hyper-)cube en dimension supérieure N.

Calcul de l'aire du tapis de Sierpiński

En notant la longueur du côté du carré et l'ordre de la construction, la formule suivante donne l'aire du tapis :

Par exemple, un carré de 100 mètres de côté à l'ordre 2 donne un tapis d'aire

m².

Plus l'ordre augmente, plus la surface diminue et tends vers zéro à l'infini.

Image par une inversion

On peut construire l'image du tapis de Sierpiński par une inversion dont le centre est l'isobarycentre de la fractale. On obtient un résultat semblable au suivant pour la cinquième itération :

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