电子科技大学数学实验实验报告(含详细程序和实验数据)-Koch分形雪花,计算瑞典国土,计算我国海岸线长度

发布时间:2023-08-01 11:35:44

Koch分形雪花面积计算的数学实验报告
201246

绘制Koch分形雪花,分析其边数及面积规律
实验内容
取周长为10的正三角形为初始元。第一步(N=1:将边长三等分,并以中间的一份为底边构造正三角形,去掉该三角形的底边,将两腰与剩下的两份相连,得到生成元。原三角形每条边都用生成元替换,得到具6个凸顶点的12边形。
第二步(N=2:对第1步得到的图形,同样将其边长三等分,并以中间的一份构造正三角形,去掉该三角形的底边,将两腰与两边的两份相连,得到生成元。原12边形的每条边都用生成元替换,得到24个凸顶点的48边形。
如此方法,一直做下去,当N时便得到了Koch分形雪花。
实验目的
1.算法描述Koch分形雪花
2.证明Koch分形雪花图Kn的边数为Ln34n13.Koch分形雪花图Kn的面积limarea(Kn
N实验原理
1.Koch分形雪花的绘制过程与Koch曲线的构造过程类似。事实上,Koch分形雪花是由三条三次Koch曲线组成的。
Koch曲线的构造:由一条线段产生四条线段,n条线段迭代一次后将产生4n条线段,算法针对每一条线段逐步进行,将计算新的三个点。第一个点位于线段的三分之一处,第三个点位于线段的三分之二处,第二个点以第一个点为轴心,将第一和第三个点形成的向量正cos3sin向旋转60而得,正向旋转由正交矩阵3三条三条三次Koch曲线由初始向量P构造。
流程图如下:
sin3cos3完成。
QP+(PP/3;QP+2(PP/311213121QQ+(QQ×A;2131TP;PQ;PQ;PQP52213243


2.由于Koch分形雪花是封闭的凸多边形,所以边数=顶点数=P矩阵的行数-13.polyarea(x,y命令求其面积。

实验程序:

functionkoch0(P,Nifnargin==0,P=[00;1/2sqrt(3/2;10;00];N=11;endn=max(size(P-1;A=[cos(pi/3-sin(pi/3;sin(pi/3cos(pi/3];L=3dx=diff(P(:,1;dy=diff(P(:,2;C=sum(sqrt(dx.^2+dy.^2S=polyarea(P(:,1,P(:,2figure(1,plot(P(:,1,P(:,2axisoffaxisimagefork=2:Np1=P(1:n,:;p2=P(2:n+1,:;d=(p2-p1/3;q1=p1+d;q3=p1+2*d;q2=q1+d*A';n=4*n;II=1:4:n-3;P(II,:=p1;P(II+4,:=p2;P(II+1,:=q1;P(II+2,:=q2;P(II+3,:=q3;figure(k,plot(P(:,1,P(:,2axisoffaxisimagedx=diff(P(:,1;dy=diff(P(:,2;N=kL=nC=sum(sqrt(dx.^2+dy.^2S=polyarea(P(:,1,P(:,2
end

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