ПАРКЕТИ НА ОСНОВІ ФРАКТАЛЬНОГО РОЗШИРЕННЯ ПРАВИЛЬНОГО П’ЯТИКУТНИКА

Автор(и)

  • Олександр Ніцин Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0001-7900-2612

DOI:

https://doi.org/10.32347/0131-579X.2023.104.149-160

Ключові слова:

mosaics, parquets of rhombuses and regular five-pointed stars, fractal extension of a regular pentagon.

Анотація

Consider the development of a dodecahedron - a regular polyhedron, the surface of which consists of twelve regular pentagons. Let’s represent the deployment of the dodecahedron in the form of two groups of polygons, consisting of 6 regular pentagons, one of which is located in the center of the group, while the others are adjacent to its sides. However, the most remarkable thing is that each group of 6 regular pentagons forms a figure that inscribes into a regular pentagon. It follows that each group of 6 regular pentagons can be considered as the result of a fractal expansion of the regular pentagon located in its center. Moreover, if we attach the same figure to each side of the figure into which a group of 6 regular pentagons inscribes, we will get another figure similar to the original regular pentagon. Repeat the previous steps infinitely many times and get a figure similar to a regular pentagon and completely filling the plane.

For the first time, a fractal extension of a regular pentagon was applied to the tiling of a plane, the gaps of which are eliminated by figures that are combinations of a rhombus with angles of 36° and 144°, a rhombus with angles of 72° and 108°, and a regular five-pointed star with an angle of 36°. It is shown that the variety of polygons used to eliminate gaps provides parquets in the form of a fractal extension of a regular pentagon with a higher artistic value compared to parquets constructed by means of a fractal extension of a square. It is presented a parquet variant, in which gaps between regular pentagons, formed after the first iteration, are filled with rhombuses with angles of 36° and 144°. It is shown that the figures that fill the gaps that appear after each iteration are similar to a rhombus with angles of 36° and 144°, and the parquet obtained after the fourth iteration and truncated by a regular pentagon is similar to a figure consisting of four rhombuses with angles of 72° and 108° and one regular five-pointed star with an angle of 36° and inscribed in a regular pentagon. Additionally, parquet variants are presented, in which the gaps between regular pentagons, formed after the first iteration, are filled with the corners of regular five-pointed stars with an angle of 36° at the top.

Біографія автора

Олександр Ніцин, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

д. т. н., професор

Посилання

Literature

Фёдоров Е. С. Симметрия и структура кристаллов. Основные работы. Москва: Изд-во АН СССР, 1949. 632 с.

Вейль Г. Симметрия; пер. с англ. Б. В. Бирюкова и Ю. А. Данилова под ред. Б. А. Розенфельда. Москва: Наука, 1968. 192 с.

Шубников А. В., Копцик В. А. Симметрия в науке и искусстве. Москва: Наука, 1972. 339 с.

Белов Н. В. Очерки по структурной кристаллографии и фёдоровским группам симметрии. Москва: Наука, 1986. 290 с.

Кокстер Гарольд С. М. Введение в геометрию / пер. с англ. А. Б. Катка и С. Б. Катка; под ред. Б. А. Розенфельда и И. М. Яглома. Москва: Наука, 1966. 648 с.

Ткач Д. И., Нифанин А. Б. Геометрия трещиноустойчивых и самозамыкающихся структур дорожных покрытий. Системные технологии. Донецк, 2006. Вып. 3(44). С. 121127.

Ткач Д. И., Нифанин А. Б., Кистол А. Д. Геометрия фрактального расширения квадрата и её приложения. Строительство, материаловедение, машиностроение. Днепропетровск, 2007. Вып. 41, Часть 3. С. 147153.

Ткач Д. И., Нифанин А. Б., Кистол А. Д. Фрактальное расширение квадрата как геометро-графическая модель процесса роста клеточных структур живой природы. Геометричне та комп’ютерне моделювання. Харків, 2009. Вип. 25. С. 170175.

Ткач Д. И., Нифанин А. Б. Геометро-графическое исследование процесса фрактального расширения квадрата. Теорія та методика навчання математики, фізики, інформатики. Кривий Ріг, 2010. Вип. VIII, Т. 1, С. 6474.

Durer Albrecht. The Painter’s Manual, translated by Walter L. Strauss. New York: Abaris Books, Inc., 1977. 384 p.

Ding, R.; Schattschneider, D.; and Zamfirescu, T. Tiling the Pentagon. Discrete Mathematics, 2000. P. 113124.

Dixon, R. Mathographics. New York : Dover, 1991. 396 p.

Jones Juw. Fractals before Mandelbrot. A Selective History in Fractals and Chaos. Crilly Earnshaw and Jones Editors. New York: SpringerVerlag, 1991. 378 p.

Kabai S. Mathematical Graphics. Lessons in Computer Graphics Using Mathematica. Püspökladány, Hungary: Uniconstant, 2002. 418 p.

Livio M. The Golden Ratio. The Story of Phi the World’s Most Astonishing Number. New York: Broadway Books, 2002. 395 p.

Trott M. Graphica. The World of Mathematical Graphics. The Imaginary Made Real. The Images of Michael Trott. Champaign: Wolfram Media, 1999. 286 p.

Trott M. The Mathematical Guidebook for Graphics. New York: SpringerVerlag, 2004. 374 p.

Wells D. The Penguin Dictionary of Curious and Interesting Geometry. London: Penguin, 1991. 422 p.

References

Fjodorov E. S. (1949). Simmetrija i struktura kristallov. Osnovnye raboty. Moskva: Izd-vo AN SSSR.

Vejl G. (1968). Simmetrija; per. s angl. B. V. Birjukova i Ju. A. Danilova pod red. B. A. Rozenfel'da. Moskva: Nauka.

Shubnikov A. V., Kopcik V. A. (1972). Simmetrija v nauke i iskusstve. Moskva: Nauka.

Belov N. V. (1986). Ocherki po strukturnoj kristallografii i fjodorovskim gruppam simmetrii. Moskva: Nauka.

Kokster Garold S. M. (1966). Vvedenie v geometriju / per. s angl. A. B. Katka i S. B. Katka; pod red. B. A. Rozenfelda i I. M. Jagloma. Moskva: Nauka.

Tkach D. I., Nifanin A. B. Geometrija treshhinoustojchivyh i samozamykajushhihsja struktur dorozhnyh pokrytij. Sistemnye tehnologii. Doneck, 2006. Vyp. 3(44). S. 121127.

Tkach D. I., Nifanin A. B., Kistol A. D. (2007). Geometrija fraktalnogo rasshirenija kvadrata i ego prilozhenija. Stroitelstvo, materialovedenie, mashinostroenie. Dnepropetrovsk, Vyp. 41, Chast 3, S. 147153.

Tkach D. I., Nifanin A. B., Kistol A. D. (2009). Fraktalnoe rasshirenie kvadrata kak geometro-graficheskaja model processa rosta kletochnyh struktur zhivoj prirody. Geometrichne ta komp’juterne modeljuvannja. Kharkіv, Vyp. 25, S. 170175.

Tkach D. I., Nifanin A. B. (2010). Geometro-graficheskoe issledovanie processa fraktalnogo rasshirenija kvadrata. Teorіja ta metodika navchannja matematiki, fіziki, іnformatiki. Krivij Rig, Vyp. VIII, T. 1, S. 6474.

Durer Albrecht. (1977). The Painter’s Manual, translated by Walter L. Strauss. New York: Abaris Books, Inc.

Ding, R.; Schattschneider, D.; and Zamfirescu, T. (2000). Tiling the Pentagon. Discrete Mathematics, pp. 113124.

Dixon, R. Mathographics. New York : Dover.

Jones Juw. (1991). Fractals before Mandelbrot. A Selective History in Fractals and Chaos. Crilly Earnshaw and Jones Editors. New York: SpringerVerlag.

Kabai S. (2002). Mathematical Graphics. Lessons in Computer Graphics Using Mathematica. Püspökladány, Hungary: Uniconstant.

Livio M. (2002). The Golden Ratio. The Story of Phi the World’s Most Astonishing Number. New York: Broadway Books.

Trott M. Graphica. (1999). The World of Mathematical Graphics. The Imaginary Made Real. The Images of Michael Trott. Champaign: Wolfram Media.

Trott M. (2004). The Mathematical Guidebook for Graphics. New York: SpringerVerlag.

Wells D. (1991). The Penguin Dictionary of Curious and Interesting Geometry. London: Penguin.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-07-06