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¿Cómo demostrar una propiedad relativa a las periodicidades de los puntos del conjunto de Mandelbrot?

Al estudiar una representación visual del conjunto de Mandelbrot, me he encontrado con una propiedad muy interesante:

Para cualquier punto dentro del mismo bulbo primario (una "decoración" de tipo circular unida al cuerpo principal del conjunto), la periodicidad de ese punto (es decir, el patrón de valores que surge cuando ' $f(x) = z^2 + c$ ' es iterado con la tecla ' $c$ que representa ese punto) es constante.

¿Alguien sabe cómo demostrar esta propiedad de forma matemática? ¿Hay más de una forma de demostrarlo?

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user1950278 Puntos 181

Para la primera pregunta: Una aplicación de la $\lambda$ -lemma.

Teorema: Sea $c_0$ y $c_1$ estar en el mismo componente $U$ de $C \backslash \partial M$ , ( $M$ es el conjunto de Mandelbrot) entonces $J_{c_0}$ y $J_{c_1}$ (los conjuntos Julia) son homeomorfos (e incluso cuasiconformes-homeomorfismo) y la dinámica de los dos polinomios $z^2+c_0$ y $z^2+c_1$ se conjugan en los conjuntos Julia.

Prueba: En primer lugar hay que tener en cuenta que $M$ y $\mathbb C \backslash M$ están conectados (teorema de Douady-Hubbard). Así que $U$ es conformemente equivalente a $\mathbb D$ (porque simplemente está conectado).

Dejemos que $Q_k \subset U \times \mathbb C$ sea un conjunto definido por la ecuación $P_c^k(z)=z$ donde $P_c(z) = z^2+c$ y denotar por $p_k : Q_k \longrightarrow U$ la proyección sobre el primer factor. $Q_k$ está cerrado y $p_k$ es la restricción a $Q_k$ de la proyección sobre el primer factor, por lo que $p_k$ es un mapa adecuado. Además, las dos funciones $(c,z)\mapsto P_c^k(z)-z$ y $(c,z)\mapsto (P_c^k(z))'-1$ desaparecen simultáneamente en un conjunto discreto $Z \subset U \times \mathbb C$ y el mapa

$p_k : Q_k \backslash p_k^{-1}(p_k(Z)) \longrightarrow U \backslash p_k(Z)$

es un mapa convergente de hoja finita: es propio y un homeomorfismo local.

Dejemos que $c^\star$ sea un punto de $p_k(Z)$ y $U' \subset U$ una vecindad simplemente conectada de $c^\star$ que no contiene ningún punto de $p_k(Z)$ . Denota por: $Q'_k = p_k^{-1}(U')$ y $Q_k^\star = Q'_k \backslash p_k^{-1}(c^\star)$ . Denote por $Y_i$ el componente conectado de $Q^\star_k$ cada uno de ellos es una cubierta finita de $U^\star = U' \backslash \{c^\star\}$ . El cierre de cada $Y_i$ sur $Q'_k$ es $Y_i \cup \{y_i\}$ para algunos $y_i \in \mathbb C$ . Si $(P^k_{c^\star})'(y_i)\neq 1$ por el teorema de la función implícita $Q'_k$ está cerca $y_i$ la gráfica de una función analítica $\phi_i : U' \longrightarrow \mathbb C$ .

Ahora dejemos que $Y_i$ sea un componente tal que $(P^k_{c^\star})'(y_i)=1$ . Si $(c,z)\mapsto (P_c^k)'(z)$ no es constante en $Y_i$ su imagen contiene una vecindad de $1$ en particular los puntos del círculo unitario, y los correspondientes puntos de $Y_i$ son ciclos indiferentes que no son persistentes. Esto no puede ocurrir y $(c,z)\mapsto (P_c^k)'(z)$ es constante en cada uno de esos componentes $Y_i$ .

De lo anterior se deduce que si $R_k \subset Q_k$ es el subconjunto de ciclos repelentes, entonces la proyección $p_k : R_k \longrightarrow U$ es un mapa de cobertura. De hecho, es un homeomorfismo local por el teorema de la función implícita, y propio ya que una secuencia $(c_n,z_n)$ sur $R_k$ que convergen en $Q_k$ no puede converger a un punto $(c^\star,z^\star)$ donde $P^k_{c^\star}(z^\star) = 1$ . Por lo tanto, el conjunto de todos los ciclos de repulsión de $P_c$ es un movimiento holomórfico. Por la $\lambda$ -este mapa se extiende al cierre del conjunto de puntos de repulsión, es decir, al conjunto de Julia $J_c$ que también forma un movimiento holomórfico. $\square$

Véase también: Teorema de Mane-Sad-Sullivan.

No entiendo muy bien su segunda pregunta.

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Guan Puntos 21

No estoy seguro de cómo demostrarlo. Yo mismo he oído hablar de otras propiedades de la periodicidad. Una particularmente interesante es la siguiente: Etiquetar a cada bulbo primario con una fracción $\frac pq$ donde la bombilla tiene periodo $q$ y el $p$ El radio que va en sentido contrario a las agujas del reloj desde el radio principal es el radio más grande de la antena. Tenga en cuenta que $(p,q)=1$ para cada bombilla primaria. Entonces el mayor foco primario entre los focos primarios $\frac ab$ y $\frac cd$ está etiquetado con $\frac {a+c}{b+d}$ reducido a los términos más bajos.

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