Game of Life

Das Game of Life des englsiches Mathematikers John Horton Conway(*1937) fasziniert bis heute. Zellen überleben, sterben oder bilden sich neu nach folgenden Regeln:

Lassen Sie die Simulation mehrfach laufen und versuchen Sie folgende Objekte zu beobachten:

Oft resultiert eine leere Welt...

Hinweis: ein Mausklick berechnet die nächste Generation. Eine beliebige Taste startet die Simulation neu.

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Lissajous Figuren

Lissajous-Figuren sind Kurven, die durch Überlagerung harmonischer Schwingungen entstehen. Sie sind benannt nach dem französischen Physiker Jules Antoine Lissajous (1822–1880).

Hinweis: Klicken Sie in einen der 16 Quadranten und bestimmen Sie das Phasenverhältnis. Mit den Pfeiltasten ← und → beeinflussen Sie die Phasenverschiebung. Mit der rechten Maustaste können Sie zwischen Punkt- und Linien-Darstellung umschalten.

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Blitzrechner-Würfel

Wie schnell können sie die fünf gewürfelten Zahlen zusammen addieren?

Die schnellsten Rechner addieren nur die 5 Endziffern und subtrahieren diese Summe von 50. Das Gesamttotal setzt sich aus der Differenz zu 50 und der Summe zusammen.

Beispiel:
Würfel: 681 | 762 | 756 | 971 | 345
Summe Endziffern: 1+2+6+1+5 = 15
Differenz zu 50: 50 - 15 = 35
Gesamtsumme: 3515

Hinweis: ein Mausklick würfelt...

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Rekursion I:
Pythagoras Baum

Die Grundeinheit der Zeichnung ist ein Stumpf besteht aus einem Quadrat und einem darüber errichteten rechtwinkligen Dreieck. Die Zeichnungsanweisung für den ganzen Baum kann kompakt in zwei Schritten formuliert werden:

  1. Zeichne ein Quadrat mit aufgesetztem rechtwinkligem Dreieck, solange die Seitenlänge des Quadrates eine minimale Grösse hat.
  2. Zeichne über beiden Schenkeln des Dreiecks einen Stumpf gemäss Anweisungsschritt 1.

Diese Zeichnungsanweisung wird rekursiv genannt, da sie auf sich selbst Bezug nimmt. In Schritt 2 wird permanent Schritt 1 doppelt ausgelöst. Dies würde endlos passieren, wäre in Schritt 1 nicht eine Abbruchbedingung einbaut. Unterschreitet die Quadratseite eine minimale Länge, so wird kein weiterer Stumpf gezeichnet und die Zeichnung abgeschlossen.

Hinweis: Beeinflussen Sie mit der Mausposition den Winkel des Dreiecks und mit den Maustasten die minimale Seintelänge.

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Rekursion II:

Leonardo da Pisa (1180-1241), Fibonacci genannt, beschrieb mit der nach ihm benannten Zahlenfolge Phänomene der Natur: z.B. die Entwicklung einer Kaninchenpopulation oder die Anzahl Samen in Sonnenblumen-Blüten.
Die Fibonacci-Zahlen sind eine unendliche Folge, bei der sich die jeweils folgende Zahl durch Addition ihrer beiden vorherigen Zahlen ergibt: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, … Diese rekursive Definition kann ergänzt mit zwei Verankerungen wie folgt dargestellt werden:

In der Simulation wird die sogenannte Fibonacci-Spirale gezeichnet. Sie besteht aus aneinandergereihten rechtwinkligen Kreisbogen, deren Radien sich der Fibonacci-Folge entsprechend vergrössern. Die farbigen Quadrate im Hintergrund heben dieses Phänomen hervor.

Hinweis: Verändern Sie mit linken und rechten Mausklicks die Anzahl Schritte.

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Rekursion III:

Die Fibonacci-Zahlen sind eine unendliche Folge, die rekursiv definiert wie folgt dargestellt werden kann:

In der Simulation wird für n = 6 die Fibonacci-Zahl in Schritten berechnet.

Hinweis: linker Mausklick = vorwärts,
rechter Mausklick = rückwärts

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Lindenmayer-Systeme

Aristid Lindenmayer (1925-1989) entwarf ein Modell zur formalen Beschreibung von Pflanzenwachstum. Es handelt sich um ein Ersetzungssystem. In jedem Ersetzungsschritt wird das aktuelle Wort Zeichen für Zeichen abgearbeitet und jedes Zeichen durch das neue, in den Ersetzungsregeln festgelegte Wort ersetzt. Dabei werden Zeichen, für die keine Ersetzungsregel definiert ist, nicht ersetzt. Beispiel:

Ein Satz solcher Regeln wird L-System genannt. Die Ersetzung beim obigen System schreitet wie folgt voran:

Für die grafische Umsetzung bedeuten die Zeichen:

Hinweis: mit den Pfeiltasten lässt sich das L-System auswählen, mit der Mausposition den Winkel schrittweise ändern und mit Mausklicks die Anzahl Ersetzungsschritte (Rekursions-Tiefe) anpassen.

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