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今週のフラクタル62 ((x^4+2x^2y^2+y^4+a,4x^3y-4xy^3+b) 他)

どうも、108Hassiumです。

今回は$${(x^4+2x^2y^2+y^4+a,4x^3y-4xy^3+b)}$$に関するフラクタル図形をお届けします。

(x^4+2x^2y^2+y^4+a,4x^3y-4xy^3+b)

☝(x^4+2x^2y^2+y^4+a,4x^3y-4xy^3+b)のマンデルブロ集合(z_0=0)

大した特徴のない、普通(?)の非正則関数のマンデルブロ集合です。

☝(x^4+2x^2y^2+y^4-0.34,4x^3y-4xy^3+0.59)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-0.45,4x^3y-4xy^3+0.5)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-0.52,4x^3y-4xy^3+0.49)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-0.85,4x^3y-4xy^3+0.67)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-0.22,4x^3y-4xy^3+0.68)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-0.18,4x^3y-4xy^3+0.69)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-1.03,4x^3y-4xy^3+0.16)のジュリア集合

ジュリア集合は4回回転対称で、更に$${(x^2-xy+a,y^2+xy+b)}$$と同じように22.5度傾いた対称軸を2本持つようです。

※☟$${(x^2-xy+a,y^2+xy+b)}$$の記事

☝(x^4+2x^2y^2+y^4-1.11,4x^3y-4xy^3)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-1.13,4x^3y-4xy^3)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-1.18,4x^3y-4xy^3)のジュリア集合

$${b=0}$$の場合、ジュリア集合は8回回転対称になるようです。

ちなみに$${(2x-\frac{x^3}{6}-y^2+a,2y-\frac{x^2y}{2}+b)}$$のジュリア集合にも似たような形のものがありましたが、何か関係があるのかは不明です。

※☟$${(2x-\frac{x^3}{6}-y^2+a,2y-\frac{x^2y}{2}+b)}$$の記事

☝(x^4+2x^2y^2+y^4-0.56,4x^3y-4xy^3+0.51)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-1.15,4x^3y-4xy^3)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-1.08,4x^3y-4xy^3)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-0.42,4x^3y-4xy^3+0.53)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-0.36,4x^3y-4xy^3+0.6)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-0.19,4x^3y-4xy^3+0.7)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-1,4x^3y-4xy^3+0.26)のジュリア集合

2種類の吸引サイクルが混在するジュリア集合です。

☝(x^4+2x^2y^2+y^4-1.09,4x^3y-4xy^3)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-1.15,4x^3y-4xy^3+0.02)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-0.42,4x^3y-4xy^3+0.6)のジュリア集合

3種類の吸引サイクルが混在するジュリア集合です。

☝(x^4+2x^2y^2+y^4-1.05,4x^3y-4xy^3+0.13)のジュリア集合(82周期)
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-0.39,4x^3y-4xy^3+0.56)のジュリア集合(108周期)
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-0.37,4x^3y-4xy^3+0.58)のジュリア集合(196周期)
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-1.01,4x^3y-4xy^3+0.21)のジュリア集合(210周期)
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-0.9,4x^3y-4xy^3+0.65)のジュリア集合(256周期)

いつものです。

☝(x^4+2x^2y^2+y^4-0.42,4x^3y-4xy^3+0.54)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-0.42,4x^3y-4xy^3+0.57)のジュリア集合
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-1.1,4x^3y-4xy^3)のジュリア集合とストレンジアトラクター
☝(x^4+2x^2y^2+y^4-0.43,4x^3y-4xy^3+0.51)のジュリア集合とストレンジアトラクター

周期サイクルと非周期サイクルが混在するジュリア集合です。

(x^4-2x^2y^2+y^4+a,4x^3y+4xy^3+b)

☝(x^4-2x^2y^2+y^4+a,4x^3y+4xy^3+b)のマンデルブロ集合(z_0=0)

$${(x^4\pm 2x^2y^2+y^4,4x^3y\mp 4xy^3)}$$という関数は、$${(x^2-y^2,2xy)}$$と$${(x^2+y^2,2xy)}$$の合成関数です。(符号の違いは合成順序の違いに対応しています)

$${(x^2-y^2,2xy)}$$と$${(x^2+y^2,2xy)}$$はそれぞれ複素数と分解型複素数における$${z^2}$$の式なので、$${(x^4\pm 2x^2y^2+y^4+a,4x^3y\mp 4xy^3+b)}$$という関数は「複素数と分解型複素数が混ざった$${z^4+c}$$」みたいな感じに解釈できそうです。

☝(x^4-2x^2y^2+y^4-0.39,4x^3y+4xy^3+0.96)のジュリア集合
☝(x^4-2x^2y^2+y^4-0.29,4x^3y+4xy^3+1.07)のジュリア集合
☝(x^4-2x^2y^2+y^4-0.45,4x^3y+4xy^3+0.67)のジュリア集合

ジュリア集合は点対称かつ45度傾いた対称軸を持つようです。

$${(x^4+2x^2y^2+y^4+a,4x^3y-4xy^3+b)}$$もそうでしたが、あまり「複素数と分解型複素数が混ざった関数」という感じはしない見た目です。

☝(x^4-2x^2y^2+y^4-1.18,4x^3y+4xy^3)のジュリア集合
☝(x^4-2x^2y^2+y^4-1.24,4x^3y+4xy^3)のジュリア集合

$${b=0}$$の場合、ジュリア集合は4回回転対称になるようです。

☝(x^4-2x^2y^2+y^4-0.43,4x^3y+4xy^3+0.87)のジュリア集合(32周期)
☝(x^4-2x^2y^2+y^4-0.37,4x^3y+4xy^3+0.97)のジュリア集合(34周期)
☝(x^4-2x^2y^2+y^4-0.45,4x^3y+4xy^3+0.84)のジュリア集合(34周期)
☝(x^4-2x^2y^2+y^4-0.39,4x^3y+4xy^3+0.97)のジュリア集合(50周期)
☝(x^4-2x^2y^2+y^4-0.45,4x^3y+4xy^3+0.73)のジュリア集合(50周期)
☝(x^4-2x^2y^2+y^4-0.45,4x^3y+4xy^3+0.71)のジュリア集合(56周期)
☝(x^4-2x^2y^2+y^4-0.43,4x^3y+4xy^3+0.86)のジュリア集合(70周期)

アレです。

☝(x^4-2x^2y^2+y^4-0.44,4x^3y+4xy^3+0.79)のジュリア集合

周期サイクルと非周期サイクルが混在するジュリア集合です。

☝(x^4-2x^2y^2+y^4-1.08,4x^3y+4xy^3+0.14)のジュリア集合とストレンジアトラクター
☝(x^4-2x^2y^2+y^4-0.45,4x^3y+4xy^3+0.78)のジュリア集合とストレンジアトラクター