กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

ต้นไม้ H

ใน เรขาคณิตแฟรกทัล ต้นไม้ H คือ โครงสร้างต้นไม้ แฟรกทัล ที่สร้างขึ้นจาก ส่วนของเส้น ตรงที่ตั้งฉากกัน โดยแต่ละส่วนของเส้นตรงจะมีขนาดเล็กลงตามตัวประกอบ รากที่สองของ 2...

ต้นไม้ H

อัตราส่วนการลดความยาวเส้น = 0.5, อัตราส่วนการลดความกว้างเส้น = 0.9
สิบระดับแรกของโครงสร้างต้นไม้ H

ในเรขาคณิตแฟรกทัลต้นไม้Hคือ โครงสร้างต้นไม้ แฟรกทัลที่สร้างขึ้นจากส่วนของเส้นตรงที่ตั้งฉากกัน โดยแต่ละส่วนของเส้นตรงจะมีขนาดเล็กลงตามตัวประกอบรากที่สองของ 2จากส่วนของเส้นตรงที่ใหญ่กว่าที่อยู่ติดกัน เรียกเช่นนั้นเพราะรูปแบบที่ซ้ำกันของมันคล้ายกับตัวอักษร "H" มันมีมิติเฮาส์ดอร์ฟเท่ากับ 2 และเข้าใกล้ทุกจุดในรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ได้มากเท่าที่ต้องการ การประยุกต์ใช้ของมันรวมถึง การออกแบบ VLSIและวิศวกรรมไมโครเวฟ

การก่อสร้าง

สามารถสร้าง H tree ได้โดยเริ่มจากส่วนของเส้นตรงที่มีความยาวตามอำเภอใจ ลากส่วนของเส้นตรงที่สั้นกว่าสองส่วนตั้งฉากกับส่วนแรกผ่านจุดปลาย และดำเนินการต่อไปในลักษณะเดียวกัน โดยลด (หาร) ความยาวของส่วนของเส้นตรงที่ลากในแต่ละขั้นตอนด้วย[ 1 ] นอกจากนี้ยังสามารถกำหนดรูปแบบการสร้างนี้ได้อีกแบบหนึ่ง โดยที่ความยาวในแต่ละรอบจะถูกคูณด้วยอัตราส่วนที่น้อยกว่าแต่สำหรับรูปแบบนี้ รูปร่างที่ได้จะครอบคลุมเพียงบางส่วนของสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่ล้อมรอบ โดยมีขอบเขตแบบแฟรกทัล[ 2 ]

กระบวนการทางเลือกที่สร้างชุดแฟร็กทัลเดียวกันคือ เริ่มต้นด้วยสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีด้านเป็นอัตราส่วนและแบ่งครึ่งซ้ำๆ ออกเป็น สี่เหลี่ยมผืนผ้า สีเงิน ขนาดเล็กสองอัน โดยในแต่ละขั้นตอนจะเชื่อมจุดศูนย์กลางของสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาดเล็กทั้งสองด้วยส่วนของเส้นตรง กระบวนการที่คล้ายกันนี้สามารถทำได้กับสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีรูปร่างอื่นๆ แต่สี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีอัตราส่วน จะทำให้ขนาดของส่วนของเส้นตรงลดลงอย่างสม่ำเสมอด้วยปัจจัยในแต่ละขั้นตอน ในขณะที่สี่เหลี่ยมผืนผ้าอื่นๆ ความยาวจะลดลงด้วยปัจจัยที่แตกต่างกันในระดับคี่และคู่ของการสร้างแบบวนซ้ำ

คุณสมบัติ

ต้นไม้ H เป็นแฟรกทัลที่มีลักษณะคล้ายตนเองมิติเฮาส์ดอร์ฟของมันเท่ากับ 2 [ 2 ]

จุดของต้นไม้ H เข้าใกล้จุดทุกจุดในสี่เหลี่ยมผืนผ้า (เช่นเดียวกับสี่เหลี่ยมผืนผ้าเริ่มต้นในการสร้างโดยใช้จุดศูนย์กลางของสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่แบ่งย่อย) [ 3 ]ส่งผลให้การปิดเชิงโทโพโลยี ของมัน คือสี่เหลี่ยมผืนผ้าทั้งหมด อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้รวมจุดทั้งหมดของสี่เหลี่ยมผืนผ้า ตัวอย่างเช่น จุดบนเส้นแบ่งครึ่งตั้งฉากของส่วนของเส้นตรงเริ่มต้น (นอกเหนือจากจุดกึ่งกลางของส่วนนี้) จะไม่รวมอยู่ด้วย

แอปพลิเคชัน

ใน การออกแบบ VLSIนั้น H tree สามารถใช้เป็นโครงสร้างสำหรับต้นไม้ไบนารีสมบูรณ์โดยใช้พื้นที่ทั้งหมดที่เป็นสัดส่วนกับจำนวนโหนดของต้นไม้[ 4 ]นอกจากนี้ H tree ยังเป็นโครงสร้างที่มีประสิทธิภาพด้านพื้นที่สำหรับต้นไม้ในการวาดกราฟ [ 5 ]และเป็นส่วนหนึ่งของการสร้างเซตจุดที่ผลรวมของความยาวขอบยกกำลังสองของการเดินทางของพนักงานขายมีขนาดใหญ่[ 6 ]โดยทั่วไปแล้วจะใช้เป็นเครือข่ายกระจายสัญญาณนาฬิกาสำหรับกำหนดเส้นทางสัญญาณเวลาไปยังทุกส่วนของชิปโดยมีเวลาหน่วงการแพร่กระจายเท่ากันในแต่ละส่วน[ 7 ] และยังถูกใช้เป็นเครือข่ายเชื่อมต่อสำหรับมัลติโปรเซสเซอร์ VLSI อีกด้วย[ 8 ]

ต้นไม้ H แบบสามมิติ

ต้นไม้ H ระนาบสามารถขยายไปสู่โครงสร้างสามมิติได้โดยการเพิ่มส่วนของเส้นตรงในทิศทางตั้งฉากกับระนาบของต้นไม้ H [ 9 ] ต้นไม้ H สามมิติที่ได้จะมีมิติเฮาส์ดอร์ฟเท่ากับ 3 พบว่าต้นไม้ H ระนาบและเวอร์ชันสามมิติของมันเป็นอะตอมแม่เหล็กไฟฟ้าเทียมในผลึกโฟตอนิกและเมตาวัสดุและอาจมีศักยภาพในการประยุกต์ใช้ในวิศวกรรมไมโครเวฟ[ 9 ]

ต้นไม้ทรงพุ่มแบบแฟร็กทัลที่มีมุม = PI/11 และอัตราส่วนการลดทอน = 0.75
ภาพเคลื่อนไหวแสดงขั้นตอนทั้ง 14 ของโครงสร้างทรงพุ่มแบบแฟร็กทัล

ต้นไม้ H เป็นตัวอย่างของหลังคาแฟรกทัลซึ่งมุมระหว่างส่วนของเส้นที่อยู่ติดกันจะมีค่า 90 องศาเสมอ ในคุณสมบัติของการเข้าใกล้จุดทุกจุดของสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่ล้อมรอบอย่างไม่จำกัด มันยังคล้ายกับเส้นโค้งที่เติมเต็มพื้นที่แม้ว่าตัวมันเองจะไม่ใช่เส้นโค้งก็ตาม[ 3 ]

Benoit Mandelbrotได้กำหนดรูปแบบต่างๆ ของโครงสร้างต้นไม้แบบเดียวกัน โดยมีกิ่งรูปหลายเหลี่ยมที่หนาขึ้นแทนที่ส่วนของเส้นตรงของต้นไม้ H และบางครั้งเรียกว่าต้นไม้ Mandelbrot ในรูปแบบต่างๆ เหล่านี้ เพื่อหลีกเลี่ยงการทับซ้อนกันระหว่างใบของต้นไม้และกิ่งที่หนาขึ้น ปัจจัยมาตราส่วนที่ลดขนาดลงในแต่ละระดับจะต้องมากกว่าเล็กน้อย[ 10 ]

หมายเหตุ

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=H_tree&oldid=1358576427 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ต้นไม้ H

ใน เรขาคณิตแฟรกทัล ต้นไม้ H คือ โครงสร้างต้นไม้ แฟรกทัล ที่สร้างขึ้นจาก ส่วนของเส้น ตรงที่ตั้งฉากกัน โดยแต่ละส่วนของเส้นตรงจะมีขนาดเล็กลงตามตัวประกอบ รากที่สองของ 2...

การก่อสร้าง

สามารถสร้าง H tree ได้โดยเริ่มจาก ส่วนของเส้นตรง ที่มีความยาวตามอำเภอใจ ลากส่วนของเส้นตรงที่สั้นกว่าสองส่วนตั้งฉากกับส่วนแรกผ่านจุดปลาย และดำเนินการต่อไปในลักษณะเดียวกัน โดยลด (หาร) ความยาวของส่วนของเส้นตรงที่ลากในแต่ละขั้นตอนด้วย[ 1 ] นอกจาก...

คุณสมบัติ

ต้นไม้ H เป็น แฟรกทัลที่ มีลักษณะคล้ายตนเอง มิติเฮาส์ดอร์ฟ ของมันเท่ากับ 2 [ 2 ]

แอปพลิเคชัน

ใน การออกแบบ VLSI นั้น H tree สามารถใช้เป็นโครงสร้างสำหรับ ต้นไม้ไบนารีสมบูรณ์ โดยใช้พื้นที่ทั้งหมดที่เป็นสัดส่วนกับจำนวนโหนดของต้นไม้ [ 4 ] นอกจากนี้ H tree ยังเป็นโครงสร้างที่มีประสิทธิภาพด้านพื้นที่สำหรับต้นไม้ใน การวาดกราฟ [ 5 ]...