Les nombres de Feigenbaum

Mitchell Feigenbaum

Présentation

Etonnament l'itération de nombreuses fonctions simples répétées de nombreuses fois en prenant pour valeur le résultat de l'itération x(t+1)=f[x(t)] aboutit à des courbes de bifurcations similaires avec des constantes de bifurcation IDENTIQUES, appelées constantes de Feigenbaum.

Ces transitions apparaissent aussi dans de nombreux processus physiques, notament ceux décrit par des équations différentielles non linéaires.

La première constante de Feigenbaum 

La première constante de Feigenbaum \delta\, est définie comme la limite du rapport entre deux intervalles successifs de la bifurcation :

La première constante de Feigenbaum \delta\, peut être utilisée pour prédire quand le chaos arrivera dans un tel système.

La deuxième constante de Feigenbaum α

La deuxième constante de Feigenbaum est définie comme la limite du rapport entre deux distances successives entre les branches les plus proches de xm (= maximum de la fonction f)


Ces deux constantes s'appliquent à une large classe de systèmes dynamiques (ceux pour lesquels f présente un extremum quadratique). 


On conjecture que ces deux nombres sont transcendants (et indépendants des autres constantes usuelles telles que \pi ou e) mais cela n'a pas encore été prouvé.

Diagramme de bifurcation obtenue après itérations de la fonction logistique  f ( n ) = a × n × ( 1 - n )
Diagramme de bifurcation obtenue après itérations de la fonction logistique f ( n ) = a × n × ( 1 - n )

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Réalisé par Allan ROSS (2013)