古代几何趣味数学故事:哥尼斯堡的七座桥——一笔画问题( 二 )


欧拉注意到:对于一个可以“一笔画”画出的网络,首先必须是连通的;其次,对于网络中的某个点,如果不是起笔点或停笔点,那么它若有一条弧线进笔,必有另一条弧线出笔,也就是说,交汇于这样点的弧线必定成双成对,即这样的点必定是偶点!
上述分析表明:网络中的奇点,只能作为起笔点或停笔点 。然而,一个可以一笔画画成的图形,其起笔点与停笔点的个数,要么为0,要么为2,于是,欧拉得出了以下著名9“一笔画原理”:

古代几何趣味数学故事:哥尼斯堡的七座桥——一笔画问题

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“网络能一笔画画成必须是连通的,而且奇点个数或为0,或为2,当奇点个数为0时,全部弧线可以排成闭路 。”
现在读者看到,七桥问题的奇点个数为4(见右图) 。因而,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!
想不到轰动一时的哥尼斯堡七桥问题,竟然与孩子们的游戏,想用一笔画画出“串”字和“田”字这类问题一样,而后者并不比前者更为简单!
下图画的两只动物世界的庞然大物,都可以用一笔画完成 。它们的奇点个数分别为0和2 。这两张图选自《智力世界》一刊,也算一种别有风趣的例子!
古代几何趣味数学故事:哥尼斯堡的七座桥——一笔画问题

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需要顺便提到的是:既然可由一笔画画成的脉络,其奇点个数应不多于两个,那么,两笔划或多笔划能够画成的脉络,其奇点个数应有怎样的限制呢?我想,聪明的读者完全能自行回答这个问题 。倒是反过来的提问需要认真思考一番:即若一个连通网络的奇点个数为0或2,是不是一定可以用一笔画画成?不过,要告诉读者的是:结论是肯定的!
一般地,我们有:“含有2n(n>0)个奇点的脉络,需要n笔划画成 。”
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