メンガーのスポンジとは1926年. English translation reprinted in にカール・メンガーにより発見された自己相似なフラクタル図形の一種であり、立方体に穴をあけたものである。そのフラクタル次元(ハウスドルフ次元、相似次元)は ()次元である。メンガーのスポンジの面は同じくフラクタル図形のシェルピンスキーのカーペットでできている。 right|200px|thumb|カール・メンガー メンガーのスポンジはフラクタル図形であるため、正確に作図することはできない。また、メンガーのスポンジは無限個の穴を開けるため正確には3次元空間では見ることができない。それは表に見える6つの面がシェルピンスキーのカーペットによって構成されていて面積が0となるからである。

面積 メンガーのスポンジの次元は2より大きいため、2次元的な大きさである面積は無限である。表面積が1となる大きな立方体から穴を空けてメンガーのスポンジを構成する場合、一度目の穴を空けると、その表面積は増加する。

穴を空ける回数をとすると、その表面積はと表すことができ、これは無限回繰り返した時、無限大に発散する。

体積 メンガーのスポンジの次元は3より小さい(2.7268...次元)ため、3次元的な大きさである体積は 0 である。

実際、体積が1となる大きな立方体から穴を空けてメンガーのスポンジを構成する場合、一度穴を空ける毎にその体積はずつ減少するため、穴を空ける回数をとすると最終的に体積はとなりに収束する。

厳密な定義

メンガースポンジの厳密な定義は以下である:

ここで は単位立方体で、

脚注

注釈

出典

関連項目 フラクタル、フラクタル幾何 コッホ曲線 アポロニウスのギャスケット シェルピンスキーのギャスケット シェルピンスキーのカーペット 立方体