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Towards the Koch Snowflake Fractal Billiard: Computer Experiments and Mathematical Conjectures

机译:走向Koch snowflake Fractal Billiard:计算机实验和计算机实验   数学猜想

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摘要

In this paper, we attempt to define and understand the orbits of the Kochsnowflake fractal billiard $KS$. This is a priori a very difficult problembecause $\partial(KS)$, the snowflake curve boundary of $KS$, is nowheredifferentiable, making it impossible to apply the usual law of reflection atany point of the boundary of the billiard table. Consequently, we view theprefractal billiards $KS_n$ (naturally approximating $KS$ from the inside) asrational polygonal billiards and examine the corresponding flat surfaces of$KS_n$, denoted by $\mathcal{S}_{KS_n}$. In order to develop a clearer pictureof what may possibly be happening on the billiard $KS$, we simulate billiardtrajectories on $KS_n$ (at first, for a fixed $n\geq 0$). Such computerexperiments provide us with a wealth of questions and lead us to formulateconjectures about the existence and the geometric properties of periodic orbitsof $KS$ and detail a possible plan on how to prove such conjectures.
机译:在本文中,我们尝试定义和理解Kochsnowflake分形台球$ KS $的轨道。这是一个先验的难题,因为$ \ partial(KS)$是$ KS $的雪花曲线边界,无法在任何地方微分,因此无法在台球桌边界的任何点应用通常的反射定律。因此,我们查看了分形台球$ KS_n $(从内部自然地近似为$ KS $)不规则的多边形台球,并检查了对应的$ KS_n $平面,用$ \ mathcal {S} _ {KS_n} $表示。为了更清楚地了解台球$ KS $可能发生的情况,我们在$ KS_n $上模拟台球轨迹(首先,对于固定的$ n \ geq 0 $)。这样的计算机实验给我们带来了很多问题,使我们对$ KS $周期轨道的存在和几何性质拟定猜想,并详细说明了如何证明此类猜想的可行方案。

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