Se, dado um
polígono inicial de n
lados cujas abcissas dos vértices são xr,
com ,
unirmos os pontos que dividem cada lado em dois segmentos, tendo o primeiro
o dobro do comprimentro do segundo, obtemos um novo polígono de n
lados cujas abcissas dos vértices são dadas por
ou seja,
onde xn = x0. Consideremos a representação de Fourier das abcissas xr, dada por
onde
representa a parte inteira de
.
Escrevendo o vector (Pj,Qj)
na forma polar
,
temos
Então, vem
onde
e
Mais geralmente, vem
Quando k tende para infinito, todas as parcelas do somatório acima tendem mais rapidamente para zero do que a primeira, pelo que podemos desprezá-las e fazer a seguinte aproximação:
para um valor de k
elevado. Fazendo
e
,
vem
ou seja,
onde
e
.
Analogamente, temos
e, considerando pontos no espaço,
Assim, analogamente ao
que acontecia na bissecção, temos que os pontos
aproximam-se cada vez mais dos vértices de um polígono que se obtém
aplicando uma função linear a um polígono regular de n
lados centrado na origem, seguida de uma translação, estando
este também inscrito numa elipse centrada em (X,Y,Z)
e mantendo-se as relações de paralelismo existentes nos segmentos
do polígono regular para os respectivos segmentos do polígono obtido.
Notemos também que
Mas, como
vem
desde que seja válida
a aproximação ,
isto é,
.
De facto, temos
pelo que, para valores
de n elevados,
faz-se a aproximação .
Assim, os pontos que se obtém aplicando três vezes o processo dado
são, aproximadamente, os mesmos pontos que se obtém por uma homotetia
de centro no centro de gravidade desse polígono e de razão
,
sendo a aproximação tanto melhor quanto maiores forem os valores de
k e de n.
No entanto, é preciso ter em conta que, atendendo à aproximação
efectuada, existe sempre uma diferença entre a forma de um polígono
e a do polígono que se obtém aplicando três vezes o processo
dado, e que essa diferença, ao contrário do que acontecia na bissecção,
não tende para zero quando k
tende para infinito (ou seja, após um número elevado de iterações).
O que aconterá se, mais geralmente, dividir cada lado de um polígono em dois segmentos cujo comprimento é, respectivamente, p e 1 - p vezes maior do que o comprimento desse lado, com 0 < p < 1?