Floco de Neve

Produção: equipe do projeto PROIN/CAPES 98.
Coordenadora: Vera L.X. Figueiredo
Professoras: Margarida P. Mello e Sandra A. Santos
Alunos: Renato Cantão e Rodrigo Portugal

Módulo por Rodrigo Portugal & Vera L.X. Figueiredo.
Palavras-chave: Seqüência, limite, indeterminação, fractal.
Introdução: Neste módulo você vai aprender a construir o fractal chamado Floco de Neve. Seqüências associadas a esse fractal também são analisadas.
Construção PARTE I
koch1.gif A construção do floco de neve é iterativa. Uma maneira de se construí-lo é:
1) Construa um triângulo equilátero de lado unitário;
2) Divida cada aresta em três sub-arestas;
3) Rotacione 60 graus no sentido anti-horário cada sub-aresta do meio;
4) volte para o passo (2);
Seqüências PARTE II
Podemos definir quatro seqüências:
Nk = Número de arestas na etapa k ;
Lk = Comprimento de uma aresta na etapa k ;
Pk = Perímetro na etapa k ;
Ak = Área na etapa k .
Número de arestas
A cada nova etapa, a aresta da etapa anterior é transformada em quatro novas arestas. Portanto o numero de arestas da etapa nova é quatro vezes o numero de arestas da etapa anterior:

Nk = 4 Nk-1 = 42Nk-2 = ... = 4kN0

Como o número inicial de arestas é 3, temos que

Nk = 3 4k

Portanto o número total de arestas do Floco de Neve é infinito.

Comprimento de uma aresta
A cada nova etapa, o comprimento de uma aresta é um terço do comprimento da etapa anterior.

Lk = Lk-1/3 = Lk-2/32 = ... = L0/3k

Como o comprimento inicial de uma aresta é 1, temos que

Lk = 1 /3k = 3-k

Portanto o comprimento total de uma aresta do Floco de Neve é zero, isto é:

lim Lk = 0
k-> oo

Perímetro
O perímetro da figura em cada etapa é o produto do número de arestas Nk pelo comprimento de uma aresta:

Pk=Nk  Lk

Se tentássemos computar o limite de Pk, quando k vai para infinito, usando a equação acima, chegaríamos a uma indeterminação do tipo

0 . oo

Entretanto,

Pk= 3 4k 3-k = 3 (4/3)k

Portanto, quando k->oo , o perímetro também vai para infinito, indicando que o perímetro do Floco de Neve é infinito.

Área
koch1.gif
Resumo PARTE III
Floco de Neve
Nº de arestas infinito
Perímetro infinito
Área finita = 0.4 Sqrt[3]

© 2001 Este material pode ser utilizado para fins educacionais mediante solicitação aos autores.

Última atualização em 11Jan2001