七桥问题解法 七桥问题的解法

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-02
七桥连线
这个问题看似简单,然而许多人作过尝试始终没有能找到答案。因此,一群大学生就写信给当时年仅20岁的大数学家欧拉,请他分析一下。欧拉从千百人次的失败中,以深邃的洞察力猜想,也许根本不可能不重复地一次走遍这七座桥。为了证明这种猜想是正确的,欧拉用简单的几何图形来表示陆地和桥。他是这样解决问题的:既然陆地是桥梁的连接地点,不妨把图中被河隔开的陆地看成A、B、C、D 4个点,7座桥表示成7条连接这4个点的线,如图“七桥连线”所示。

七桥连线简化图
再把它简化成图形,就成了右图“七桥连线简化图”。

在说欧拉的推论前,我们先说说偶点和奇点的问题。

奇偶数点图
什么是偶点呢?一个点如果有偶数条边,它就是偶点。如下面“奇偶数点图”的A、B、E、F点。反之,如果一个点有奇条边数,它就是奇点。如图中的C、D这两点。

偶点和奇点与能不能一次通过这座桥有关系吗?别急,我们慢慢来说。

欧拉认为,如果一个图能一笔画成,那么一定有一个起点开始画,也有一个终点。图上其它的点是“过路点”——画的时候要经过它。

“过路点”有什么特点呢?它应该是“有进有出”的点,有一条边进这点,那么就要有一条边出这点,不可能是有进无出或有出无进。如果只进无出,它就是终点;如果有出无进,它就是起点。因此,在“过路点”进出的边总数应该是偶数,即“过路点”是偶点。

如果起点和终点是同一点,那么它也是属于“有进有出”的点,因此必须是偶点,这样图上全体点都是偶点。

如果起点和终点不是同一点,那么它们必须是奇点,因此这个图最多只能有二个奇点。

把上面所说的归纳起来,说简单点就是:

能一笔画的图形只有两类:一类是所有的点都是偶点。另一类是只有二个奇点的图形。

现在对照七桥问题的图,我们回过头来看看图3,A、B、C、D四点都连着三条边,是奇数边,并且共有四个,所以这个图肯定不能一笔画成。

欧拉对“七桥问题”的研究是图论研究的开始,同时也为拓扑学的研究提供了一个初等的例子。

事实上,中国民间很早就流传着这种一笔画的游戏,从长期实践的经验,人们知道如果图的点全部是偶点,可以任意选择一个点做起点,一笔画成。如果是有二个奇点的图形,那么就选一个奇点做起点以顺利的一笔画完。要是不信的话,你可以试试上图“奇偶数点图”,选择C、D两个奇点来画,肯定能一笔画成。只是很可惜,长期以来,人们只把它作为一类有趣的游戏,没有对它引起重视,也没有数学家对它进行经验总结和研究,这不能不说是一种遗憾。

也就是一笔画呗

哥尼斯堡七桥问题的解法?~

如果每座桥只能走一次,那么除了起点以外,当一个人由一座桥走到一块陆地时,这个人必须从另外一座桥离开这块陆地。那么对每块陆地来说,有一座进入的桥就应该对应一座离开的桥。那么在每一块陆地连接的桥数应该为偶数。
但七桥连出来是奇数,所以一个人不能一次走完七座桥。欧拉终于证明了他的结论。

扩展资料:
欧拉的考虑非常重要,也非常巧妙,它正表明了数学家处理实际问题的独特之处——把一个实际问题抽象成合适的“数学模型”。这种研究方法就是“数学模型方法”。这并不需要运用多么深奥的理论,但想到这一点,却是解决难题的关键。
接下来,欧拉运用图中的一笔画定理为判断准则,很快地就判断出要一次不重复走遍哥尼斯堡的7座桥是不可能的。也就是说,多少年来,人们费脑费力寻找的那种不重复的路线,根本就不存在。一个曾难住了那么多人的问题,竟是这么一个出人意料的答案。

七桥问题Seven Bridges Problem

著名古典数学问题之一。在哥尼斯堡的一个公园里,有七座桥将普雷格尔河中两个岛及岛与河岸连接起来(如图)。问是否可能从这四块陆地中任一块出发,恰好通过每座桥一次,再回到起点?欧勒于1736年研究并解决了此问题,他把问题归结为如下右图的“一笔画”问题,证明上述走法是不可能的。

有关图论研究的热点问题。18世纪初普鲁士的柯尼斯堡,普雷格尔河流经此镇,奈发夫岛位于河中,共有7座桥横跨河上,把全镇连接起来。当地居民热衷于一个难题:是否存在一条路线,可不重复地走遍七座桥。这就是柯尼斯堡七桥问题。L.欧拉用点表示岛和陆地,两点之间的连线表示连接它们的桥,将河流、小岛和桥简化为一个网络,把七桥问题化成判断连通网络能否一笔画的问题。他不仅解决了此问题,且给出了连通网络可一笔画的充要条件是它们是连通的,且奇顶点(通过此点弧的条数是奇数)的个数为0或2。
当Euler在1736年访问Konigsberg, Prussia(now Kaliningrad Russia)时,他发现当地的市民正从事一项非常有趣的消遣活动。Konigsberg城中有一条名叫Pregel的河流横经其中,这项有趣的消遣活动是在星期六作一次走过所有七座桥的散步,每座桥只能经过一次而且起点与终点必须是同一地点。
Euler把每一块陆地考虑成一个点,连接两块陆地的桥以线表示。
后来推论出此种走法是不可能的。他的论点是这样的,除了起点以外,每一次当一个人由一座桥进入一块陆地(或点)时,他(或她)同时也由另一座桥离开此点。所以每行经一点时,计算两座桥(或线),从起点离开的线与最后回到始点的线亦计算两座桥,因此每一个陆地与其他陆地连接的桥数必为偶数。
七桥所成之图形中,没有一点含有偶数条数,因此上述的任务无法完成.
欧拉的这个考虑非常重要,也非常巧妙,它正表明了数学家处理实际问题的独特之处——把一个实际问题抽象成合适的“数学模型”。这种研究方法就是“数学模型方法”。这并不需要运用多么深奥的理论,但想到这一点,却是解决难题的关键。

接下来,欧拉运用网络中的一笔画定理为判断准则,很快地就判断出要一次不重复走遍哥尼斯堡的7座桥是不可能的。也就是说,多少年来,人们费脑费力寻找的那种不重复的路线,根本就不存在。一个曾难住了那么多人的问题,竟是这么一个出人意料的答案!

1736年,欧拉在交给彼得堡科学院的《哥尼斯堡7座桥》的论文报告中,阐述了他的解题方法。他的巧解,为后来的数学新分支——拓扑学的建立奠定了基础。


#后浅心# 七桥问题的解法 -
(18567596640): 18世纪时,欧洲有一个风景秀丽的小城哥尼斯堡,那里有七座桥.如图1所示:河中的小岛A与河的左岸B、右岸C各有两座桥相连结,河中两支流间的陆地D与A、B、C各有一座桥相连结.当时哥尼斯堡的居民中流传着一道难题:一个人怎样才...

#后浅心# 七桥问题怎么解?????
(18567596640): 莱昂哈德·欧拉(Leonhard Euler)在1736年圆满地解决了这一问题,证明这种方法并不存在,也顺带解决了一笔画问题.他在圣彼得堡科学院发表了图论史上第一篇重要文献.欧拉把实际的抽象问题简化为平面上的点与线组合,每一座桥视为...

#后浅心# 七桥问题解答方法
(18567596640): 若是一个一笔画图形,要么只有两个奇点,也就是 仅有起点和终点,这样一笔画成的图形是开放的;要么没有奇点,也就是终点和起点连 接起来,这样一笔画成的图形是封闭的.由于七桥问题有四个奇点,所以要找到一条经 过七座桥,但每座桥只走一次的路线是不可能的.

#后浅心# 七桥问题怎样解
(18567596640): 这是18世纪东普鲁士的哥尼斯堡城上的一道著名数学题.欧拉大数学家说如果想从某一个点出去.必须回,来而回来的话,这个点就必须是2、4、6、8等偶数,不能是奇数,但七桥问题中,每个点的发出点都是奇数,所以不可能回来,也就是说这道题是死题.如果不跟你说无解的话,是根本不可能的,除非在特定位置加一条桥或许可以.

#后浅心# 七桥问题怎样解
(18567596640): 1736年29岁的欧拉向圣彼得堡科学院递交了《哥尼斯堡的七座桥》的论文,在解答问题的同时,开创了数学的一个新的分支-----图论与几何拓扑.也由此展开了数学史上的新进程.问题提出后,很多人对此很感兴趣,纷纷进行试验,但在相当长的时间里,始终未能解决.七桥问题和欧拉定理.欧拉通过对七桥问题的研究,不仅圆满地回答了哥尼斯堡居民提出的问题,而且得到并证明了更为广泛的有关一笔画的三条结论,人们通常称之为“欧拉定理”.

#后浅心# 怎么解决七桥问题啊?
(18567596640): 根据欧拉定理 :如果一个网络是连通的并且奇顶点的个数等于0或2,那么它可以一笔画出;否则它不可以一笔画出!七桥问题就是一笔划出从一座桥到这座桥本身的一个封闭图形. 七座桥的连线,有4个与奇数条线相连的点,因此七桥问题无解.

#后浅心# 七桥问题解决方法
(18567596640): 1736年数学家欧拉(Euler)把这一问题化成数学问题,严格地论证了“七桥问题”无解.把陆地抽象成点,当两地有一桥相通时,在两地间用线相连.于是问题就是一笔画的问题.奇点只能是0或2个时才能一笔画成.

#后浅心# 七桥问题怎么解决?
(18567596640): 该问题是图论的一个起源,除了起点以外,每一次当一个人由一座桥进入一块陆地(或点)时,他(或她)同时也由另一座桥离开此点.所以每行经一点时,计算两座桥(或线),从起点离开的线与最后回到始点的线亦计算两座桥,因此每一个陆地与其他陆地连接的桥数必为偶数. 七桥所成之图形中,没有一点含有偶数条数,每个顶点都是奇度点,因此每座桥只能经过一次而且起点与终点必须是同一地点是不可能的

#后浅心# 七桥问题怎么解 -
(18567596640): 七桥连线这个问题看似简单,然而许多人作过尝试始终没有能找到答案.因此,一群大学生就写信给当时年仅20岁的大数学家欧拉,请他分析一下.欧拉从千百人次的失败中,以深邃的洞察力猜想,也许根本不可能不重复地一次走遍这七座桥....

#后浅心# 七桥问题咋么解
(18567596640): 连通网络可一笔画的充要条件是它们是连通的,且奇顶点(通过此点弧的条数是奇数)的个数为0或2. 七桥所成之图形中,没有一点含有偶数条数,因此无法完成.