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检查图表书,其中有严格的证明。
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类别: 教育科学.
分析:当欧拉在1736年访问普鲁士(今俄罗斯加里宁格勒)的Konig **erg时,他注意到市民们正在悄悄地从事一种非常有趣的消遣活动。 在Konig **erg市,有一条名为Zebi Pregel的河流贯穿其中,并在河上建造了七座桥梁,如图所示:
这种有趣的消遣包括周六步行穿越所有七座桥,每座桥只能穿越一次,并且必须在同一个地方开始和结束。
欧拉将每一块土地视为一个点,连接两块土地的桥梁用一条线表示,结果如下图:
后来推断,这样的举动是不可能的。 他的论点是,除了起点之外,每当一个人通过一座桥进入一块土地(或点)时,他或她也会从另一座桥离开该点。 因此,在每个行进点上都算上两座桥(或线),从起点出发的线和最颤抖后返回起点的线也算作两座桥,所以连接每个陆地到其他陆地的桥梁数量必须是偶数。
七座桥所制作的数字中没有一个包含偶数,因此上述任务是不可能的。
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七座桥梁相连。
这是一个看似简单的问题,但很多人都尝试过,但都未能找到答案。 于是,一群大学生写信给当时只有20岁的伟大数学家欧拉,请他分析一下。 从成千上万人的失败中,欧拉以深刻的洞察力推测,如果不重复,可能不可能一次走完所有七座桥。
为了证明这个猜想是正确的,欧拉用简单的几何来表示陆地和桥梁。 他这样解决了这个问题:既然陆地是桥梁的连接点,我们不妨把图中被河流隔开的土地想象成A、B、C、D四个点,七座桥表示为连接这四点的七条线。
奇点图和偶点图。
什么是偶数点? 一个点是偶数条边。 下面“奇偶点图”的 a、b、e 和 f 点。 相反,如果一个点有奇数条边,它就是一个奇点。 如图所示,C和D。
甚至点和奇点与你是否能一次过桥有关吗? 别担心,让我们慢慢来。
欧拉认为,如果一幅画可以一笔画出来,那么就一定有一个起点和一个终点。 地图上的其他点是“交叉点”——当你画它们时,你必须穿过它们。
“过境点”的特点是什么? 它应该是一个“进出”的点,如果有边缘进入这个点,那么这个点一定有一个边缘,不可能没有进入和没有出口或没有进入和退出。 如果只有进而没有出,那就是结束; 如果没有进入或退出,那就是起点。
因此,进出交叉点的边总数应为偶数,即交叉点为偶数。
如果起点和终点是同一个点,那么它也是一个“进出”的点,所以它必须是一个偶数点,这样图上的所有点都是偶数点。
如果起点和终点不是同一个点,那么它们一定是奇点,所以这个图最多只能有两个奇点。
综上所述,简单如下:
一笔画的形状只有两种:一种是所有的点都是偶数。 另一种类型是只有两个奇点的图。
现在对比七桥问题的图,我们回过头来看图3,A、B、C、D四点都是用三条边连接起来的,都是奇数边,总共有四条,所以这张图不能一笔画出来。
欧拉对“七桥问题”的研究是图论研究的开端,同时也为拓扑学的研究提供了主要范例。
其实,这种一笔画游戏在中国民间流传了很久,从长期的实践经验中,人们知道,如果画面的所有点都是偶数点,就可以选择一个点作为起点,一笔画出来。 如果是有两个奇点的图形,那么选择一个奇点作为起点,一键顺利完成。 如果你不相信,可以试试上图中的“奇偶点图”,选择C和D两个奇点画出来,一定能一笔画出来。
只可惜,长期以来,人们只把它当成一种有趣的游戏,没有关注它,也没有数学家对其进行总结和研究,这不得不说是一种遗憾。
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18世纪著名的经典数学问题之一。 在柯尼斯堡的一个公园里,七座桥将普雷格尔河上的两个岛屿和这些岛屿与河岸连接起来(如图)。 问:是否可以从这四个陆地中的任何一个开始,正好通过每座桥一次,然后返回起点?
欧拉在1736年研究并解决了这个问题,他将其归结为左图所示的那个"一笔"问题,证明上述举动是不可能的。
七座桥所画的图中没有一个是偶数,因此无法完成著名数学家欧拉的肖像。
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