一筆畫問題 這幾張圖你能一筆連起來嗎?

2020-11-30 天極網資訊

你能筆尖不離紙,一筆畫出下面的每個平面圖形嗎?試試看。(不走重複線路)

要正確解答這道題,必須弄清一筆畫圖形有哪些特點。

早在18世紀,瑞士的著名數學家歐拉就找到了一筆畫的規律。歐拉認為,能一筆畫的圖形必須是連通圖。連通圖就是指一個圖形各部分總是有邊相連的,這道題中的三個圖都是連通圖。

但是,不是所有的連通圖都可以一筆畫的。能否一筆畫是由圖的奇、偶點的數目來決定的。什麼叫奇、偶點呢?與奇數(單數)條邊相連的點叫做奇點;與偶數(雙數)條邊相連的點叫做偶點。例如圖1中的所有點都是偶點;圖2中5和7為奇點,剩下的點為偶點;圖3所有點均為奇點。

數學家歐拉找到一筆畫的規律是什麼呢?

1.凡是由偶點組成的連通圖,一定可以一筆畫成。畫時可以把任一偶點為起點,最後一定能以這個點為終點一筆畫完此圖。

2.凡是只有兩個奇點的連通圖(其餘都為偶點),一定可以一筆畫成。畫時必須把一個奇點為起點,另一個奇點終點。

3.其他情況的圖都不能一筆畫出。

因此圖1可以一筆畫出:

可以選任意一個點為起點,我們不妨選擇1為起點,依次為1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-4-9-11-12-13-8-5-1。(方法不唯一)

圖2也可以一筆畫出:

只能以5或7為起點,不妨以7為起點。依次順序為7-6-5-4-3-2-1-7-8-9-10-11-12-5-7。(方法不唯一)

由於圖3中的所有點均為奇點,所以圖3不能一筆畫出.

有了這個規律你就能夠快速判斷一個連通圖是否能夠一筆畫出,下面請你試著解釋一下哥尼斯堡七橋問題。

18世紀著名古典數學問題之一。在哥尼斯堡的一個公園裡,有七座橋將普雷格爾河中兩個島及島與河岸連接起來(如圖)。問是否可能從這四塊陸地中任一塊出發,恰好通過每座橋一次,再回到起點。

作者:北京市東方德才學校 楊亮

本作品為「科普中國-科學原理一點通」原創 轉載時務請註明出處

作者:科普中國責任編輯:天極科普君)

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