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통합 규정을 준수해 주십시오. (2015.12.25.)
Date 2016/04/13 01:26:59
Name 선문선답
File #1 프랙탈.jpg (15.3 KB), Download : 27
Subject [질문] [수학] 등비급수 프랙탈문제입니다.


학생이 질문한 문제인데, 풀이가 잘 떠오르지 않아서 질문을 드립니다.

자세한 풀이를 부탁드립니다.

" 한변의 길이가 2인 정사각형에서 한변을 삼등분하여 나온 변 중 가운데 한변으로 하는 정사각형들을 만들어 나가기로 하였다.

n번 반복하여 만들어지는 도형을 n단계 도형이라고 하자. n단계 도형의 둘레의 길이를 An,

넓이를 Bn 이라고 할때,

각각의 일반항과 극한값을 구하여라."

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16/04/13 01:38
수정 아이콘
2단계 도형이 저렇게 생긴 것이 맞아요?
프로듀사
16/04/13 01:54
수정 아이콘
i번째 만들어진 정사각형의 개수 := n(i)
=> i+1번째 만들어진 정사각형의 개수 = 3*n(i)
=> i번째 만들어진 정사각형 개수 (i>0) := (1+3)*3^(i-1)

i번째 만들어진 정사각형 한 개의 넓이 := s(i)
=> i+1번째 만들어진 정사각형 한 개의 넓이 := s(i)/9
=> i번째 만들어진 정사각형 한 개의 넓이 = 2*2/9^i

=> Bn = 2*2 + sum( 4*3^(n-1) * 4/9^n ), (n>0)

i번째 만들어진 정사각형 한 변의 길이 := l(i) = 2/3^i
=> i+1 번째 만들어진 정사각형 한 개로 인해 늘어난 길이 = 2*l(i)/3 = 4 / 3^(i+1)

=> An = 2*4 + sum( 4*3^(n-1) * 4/3^(n+1) ), (n>0)

흠.. 생각나는대로 끄적여봤는데 어딘가 틀렸을 확률이 커요;
소야테
16/04/13 02:20
수정 아이콘
#1
T(1) = A(n)-A(n-1)으로 놓았을 때
T(1) = (4)*(2*1/3)*(2)
T(2) = (4*3)*(2*1/3^2)*(2)
T(3) = (4*3^2)*(2*1/3^3)*(2)
...
T(n) = (4*3^(n-1))*(2*1/3^n)*(2) = 16/3
[(이번 단계에서 새로 생긴 사각형의 개수)*(이번 단계에서 지워진 변 하나의 길이)*(지워진 변이 돌기로 변하면서 증가하는 길이의 순이율 = +3-1]
A(n) = A(0)+∑T(n) = 8+∑16/3 = 8+16n/3
n을 양의 무한으로 보낼 때 A(n)은 양의 무한으로 발산


#2
R(n) = B(n)-B(n-1)으로 놓았을 때
R(1) = (4*1/9)*(4)
R(2) = (4*1/9^2)*(4*3)
R(3) = (4*1/9^3)*(4*3^2)
...
R(n) = (4*1/9^n)*(4*3^(n-1)) = (16/3)*(1/3)^n
[(이번 단계에서 새로 생긴 정사각형의 개당 면적)*(이번 단계에서 새로 생긴 정사각형의 개수)]
B(n) = B(0)+∑R(n) = 4+(16/3)∑(1/3)^n = 4+(8/3)(1-1/3^n)
n을 양의 무한으로 보낼 때 B(n)은 20/3으로 수렴

급하게 풀어봤는데 맞을런지 모르겠네요. 검토좀ㅠ
선문선답
16/04/15 09:59
수정 아이콘
두 분 모두 감사드립니다.
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