哥尼斯堡七桥难题
七桥问题Seven Bridges Problem

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”。
哥尼斯堡七桥问题课件

欧拉注意到每个点都是若干条线的端点,他把图 形上的点分为两类:奇点和偶点。要想不重复地一笔 画出某个图形,除去起始点和终止点外,其余点,如 果画进去一条线,就一定要画出一条线,从而必须是 偶点。
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一笔画原理:
一个图如果可以一笔画成,那么这个图中 奇数顶点的个数不是0就是2 。反之亦然。
的事!
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问题的魔力,竟然吸引了天才的欧拉。这位年轻的瑞士 数学家,以其独具的慧眼,看出了这个似乎是趣味几何问题 的潜在意义。
欧拉 (L.Euler,1707.4.151783.9.18)著名的数学家。生于 瑞士的巴塞尔,卒于彼得堡。大 部分时间在俄国和德国度过。他 早年在数学天才贝努里赏识下开 始学习数学,17岁获得硕士学位, 毕业后研究数学,是数学史上最高 产的作家。在世发表论文700多篇 ,去世后还留下100多篇待发表。
这是不可能的!这正是哈里发悲剧之所在。
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点A
是 在 内 部 还 是 外 部
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19世纪中叶,法国数学家若尔当提出了一个精妙绝伦的办
法:在图形外找一点,与需要判定的区域内的某个点连成线段,
如果该线段与封闭曲线相交的次数为奇数,则所判定区域为“
内部”;否则为“外部”。 PPT课件
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奇异的莫比乌斯带
事实上,中国民间很早就流传着这种一 笔画的游戏,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。
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需要 画画成的 个,那么 图形,其
一
含有 笔划画成
哥尼斯堡七桥问题与一笔画课件

在18世纪,人们开始对图论进行 研究,探索图的结构和性质,其 中哥尼斯堡七桥问题成为了图论 研究的重要问题之一。
哥尼斯堡七桥问题的起源
哥尼斯堡七桥问题起源于18世纪初,当时有一位名叫欧拉的 人,他是一位数学家和工程师,对图论进行了深入研究。
欧拉在研究哥尼斯堡的桥梁和河流时,提出了一个问题:是 否存在一条路径,能够遍历哥尼斯堡的所有桥梁,每座桥只 过一次?这就是著名的哥尼斯堡七桥问题。
哥尼斯堡七桥问题对一笔画问题的影响
哥尼斯堡七桥问题的解决推动了数学领域的发展,它证明了不存在一条遍历七座 桥的路径,每座桥只过一次,最后回到开始的地方。
这个问题的解决对于一笔画问题的研究具有重要意义,它揭示了一笔画问题的复 杂性和多样性,也促使数学家们深入研究一笔画问题的性质和规律。
一笔画问题在哥尼斯堡七桥问题中的应用
哥尼斯堡七桥问题是一笔画问题的经典案例,它探讨的是从哥尼斯堡的一个地方开 始,能否遍历城市的七座桥,每座桥只过一次,最后回到开始的地方。
一笔画问题则是一个更广泛的几何问题,研究的是在一个连通图上,是否存在一条 路径能够遍历所有的边,每条边只过一次。
哥尼斯堡七桥问题实际上是几何图形的一笔画问题,它为后续一笔画问题的研究提 供了基础。
哥尼斯堡七桥问题的历史意义
哥尼斯堡七桥问题的解决标志着图论 的诞生,成为图论发展史上的一个里 程碑。
该问题的解决为后续的图论研究提供 了基础和指导,推动了数学和图论的 发展。
02 一笔画问题概述
一笔画问题的定义
一笔画问题,也称为欧拉路径问题,是图论中的一个经典 问题。它主要探讨的是在一个给定的图形中,是否存在一 条路径,使得这条路径能够遍历图形的每一条边且只遍历 一次。
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世界级数学难题

世界数学难题——哥尼斯堡七桥问题18世纪时,欧洲有一个风景秀丽的小城哥尼斯堡(今俄罗斯加里宁格勒),那里的普莱格尔河上有七座桥。
将河中的两个岛和河岸连结,城中的居民经常沿河过桥散步,于是提出了一个问题:一个人怎样才能一次走遍七座桥,每座桥只走过一次,最后回到出发点?大家都试图找出问题的答案,但是谁也解决不了这个问题。
这就是哥尼斯堡七桥问题,一个著名的图论问题。
1727年在欧拉20岁的时候,被俄国请去在圣彼得堡(原列宁格勒)的科学院做研究。
他的德国朋友告诉了他这个曾经令许多人困惑的问题。
欧拉并没有跑到哥尼斯堡去走走。
他把这个难题化成了这样的问题来看:把二岸和小岛缩成一点,桥化为边,于是“七桥问题”就等价于下图中所画图形的一笔画问题了,这个图如果能够一笔画成的话,对应的“七桥问题”也就解决了。
经过研究,欧拉发现了一笔画的规律。
他认为,能一笔画的图形必须是连通图。
连通图就是指一个图形各部分总是有边相连的,这道题中的图就是连通图。
但是,不是所有的连通图都可以一笔画的。
能否一笔画是由图的奇、偶点的数目来决定的。
那么什么叫奇、偶点呢?与奇数(单数)条边相连的点叫做奇点;与偶数(双数)条边相连的点叫做偶点。
如下图中的①、④为奇点,②、③为偶点。
1.凡是由偶点组成的连通图,一定可以一笔画成。
画时可以把任一偶点为起点,最后一定能以这个点为终点画完此图。
例如下图都是偶点,画的线路可以是:①→③→⑤→⑦→②→④→⑥→⑦→①2.凡是只有两个奇点的连通图(其余都为偶点),一定可以一笔画成。
画时必须把一个奇点为起点,另一个奇点终点。
例如下图的线路是:①→②→③→①→④3.其他情况的图都不能一笔画出。
哥尼斯堡七桥问题

经过研究,欧拉发现了一笔画的规律。他认为,能图就是连通图。
帮助学生了解生活中信息的意义,感觉信息的重要性,
例如:传说,鲁班想造一个能出海打鱼的东西,费了许多心思也没有成功。一天,他的妻子去河边洗衣裳,就把脚上穿的一双翻头鞋放在河堤上。一阵风吹来,有一只鞋被吹到河里去了。鲁班的妻子发现后,赶快到河里去捞鞋子,可是鞋已借风势,顺流漂了下去。鲁班看到妻子赤着脚回家,就问这是怎么回事,鲁班的妻子就把发生的事情告诉了鲁班。
著名的“哥尼斯堡七桥”问题
18世纪,东普鲁士的首府哥尼斯堡(今俄罗斯加里宁格勒)是一座景色迷人的城市,普莱格尔河横贯城区,使这座城市锦上添花,显得更加风光旖旋。这条河有两条支流,在城中心汇成大河,在河的中央有一座美丽的小岛。河上有七座各具特色的桥把岛和河岸连接起来。
每到傍晚,许多人都来此散步。人们漫步于这七座桥之间,久而久之,就形成了这样一个问题:能不能既不重复又不遗漏地一次相继走遍这七座桥?这就是闻名遐迩的“哥尼斯堡七桥问题。”每一个到此游玩或散心的人都想试一试,可是,对于这一看似简单的问题,没有一个人能符合要求地从七座桥上走一遍。这个问题后来竟变得神乎其神,说是有一支队伍,奉命要炸毁这七座桥,并且命令要他们按照七桥问题的要求去炸。
七桥问题也困绕着哥尼斯堡大学的学生们,在屡遭失败之后,他们给当时年仅20岁的大数学家欧拉写了一封信,请他帮助解决这个问题。欧拉看完信后,对这个问题也产生了浓厚的兴趣。但他并没有跑到哥尼斯堡去走走。他想,既然岛和半岛是桥梁的连接地点,两岸陆地也是桥梁的连接地点,那就不妨把这四处地方缩小成四个点,并且把这七座桥表示成七条线。这样,原来的七桥问题就抽象概括成了如下的关系图:这显然并没有改变问题的本质特征。于是,七桥问题也就变成了一个一笔画的问题,即:能否笔不离纸,不重复地一笔画完整个图形。
哥尼斯堡七桥问题与图论

1736年29《哥尼斯堡的七座桥》的论文,创了数学的一个新的分支—一、哥尼斯堡七桥问题哥尼斯堡在俄罗斯境内,现称为加里宁格勒.生和培养过许多伟大人物.格尔河,横贯城中,如图1所示.流,一条称为新河,一条主流,的商业中心.区、北区、东区和南区.桥,两支流上.这一别致的桥群,图1早在18世纪,散步中走过每座桥,发点?”走遍这七座桥共有A77=7!=验,谈何容易.那么在这5040而形成了著名的图2欧拉请他帮助解决这个他似乎看到其中.经过一年的研究,29岁的并于1736年向彼得堡科哥尼斯堡的七座桥》的论文.C(岛区)、A(南区);七座桥看成这四个点、6、7七个数字表示,如图3所示.“一笔画”问题:否能一笔不.布勒格尔河模型蔡思明58遍历的路径称作欧拉路径(一个环或者一条链),如果路径闭合(一个圈),则称为欧拉回路.图论中的欧拉定理(一笔画定理)要分有向图(边有特定方向的图)与无向图(边没有特定方向的图)两种情况进行讨论.1.无向图的情况定理:连通无向图G有欧拉路径的充要条件为:G中奇度顶点(即与其相连的边数目为奇数的顶点)有0个或者2个.证明:必要性.如果图能够被一笔画成,那么对每个顶点,考虑路径中“进入”它的边数与“离开”它的边数(注意前提是无向图,所以我们不能称其为“入边”和“出边”).很显然这两个值要么相同(说明该顶点度数为偶),要么相差1(说明该顶点度数为奇).也就是说,如果欧拉路径不是回路,奇度顶点就有2个,即路径的起点和终点;如果是欧拉回路,起点与终点重合,则不存在奇度顶点.必要性得证.证明:充分性.如果图中没有奇度顶点,那么在G中随机取一个顶点v0出发,尝试构造一条回路c0.如果c0就是原路,则结束;如果不是,那么由于图是连通的,c0和图的剩余部分必然存在某公共顶点v1,从v2出发重复尝试构造回路,最终可将整张图分割为多个回路.由于两条相连的回路可以视为一条回路,所以该图必存在欧拉回路.如果图中有2个奇度顶点u和v,那么若是加一条边将u和v连接起来的话,就得到一个没有奇度顶点的连通图,由上文可知该图必存在欧拉回路,去掉这条新加的边,就是一条以u和v为起终点的欧拉路径.充分性得证.可知,哥尼斯堡七桥问题中的图有4个奇度顶点(1个度数为5,3个度数为3),所以不存在欧拉路径.2.有向图的情况定理:底图连通的有向图G有欧拉路径的充要条件为:G的所有顶点入度和出度都相等;或者只有两个顶点的入度和出度不相等,且其中一个顶点的出度与入度之差为1,另一个顶点的入度与出度之差为1.显然,可以通过与无向图情况相似的思路来证明,过程略.当时的数学界起初并未对欧拉解决七桥问题的意义有足够的认识,甚至有些人仅仅当其为一个数学游戏.图论这一数学分支诞生后并未得到很好的发展,直到200年后的1936年,匈牙利数学家科尼希出版了《有限图与无限图理论》,此为图论的第一部专著,其总结了进200年来有关图论的成果,这是图论发展的第一座里程碑.此后,图论进入发展与突破的阶段,又经过了半个多世纪的发展,现已成为数学科学的一个独立的重要分支.图论原是组合数学中的一个重要课题.我们用点表示事物,用连接点的边表示事物间的联系,便可得到图论中的图.图论为研究任何一类离散事物的关系结构提供了一种框架.图论中的理论已应用于经济学、心理学、社会学、遗传学、运筹学、逻辑学、语言学计算机科学等诸多领域.由于现代科学尤其是大型计算机的迅猛发展,使得图论大有用武之地,无论是数学、物理、化学、地理、生物等基础科学,还是信息、交通、战争、经济乃至社会科学的众多问题,都可以运用图论方法予以解决.当然,图论也是计算机科学的基础学科之一.值得一提的是,欧拉对七桥问题的研究,后演变成多面体理论,得到了著名的欧拉公式V+F=E+2,欧拉公式是拓扑学的第一个定理.哥尼斯堡的七座桥如今只剩下三座,一条新的跨河大桥已经建成,它完全跨过河心岛——内福夫岛,导游们仍向游客讲述哥尼斯堡桥的故事,有的导游甚至仍称“七桥问题”没有被解决,留给游客以遐想.虽然七座哥尼斯堡桥成了历史,但是“七桥问题”留下的“遗产”不像这些桥那样容易破坏,欧拉卓越的解答方式被永载史册.60。
哥尼斯堡七桥问题[欧拉图]
![哥尼斯堡七桥问题[欧拉图]](https://img.taocdn.com/s3/m/bc5c022cbdd126fff705cc1755270722192e59b0.png)
哥尼斯堡七桥问题[欧拉图]⼀、历史背景1736年,年仅29岁的数学家欧拉来到普鲁⼠的古城哥尼斯堡(哲学家康德的故乡,今俄罗斯加⾥宁格勒)。
普瑞格尔河正好从市中⼼流过,河中⼼有两座⼩岛,岛和两岸之间建筑有七座古桥。
欧拉发现当地居民有⼀项消遣活动,就是试图每座桥恰好⾛过⼀遍并回到原出发点,但从来没⼈成功过。
欧拉证明了这种⾛法是不可能的。
现在看来,欧拉的证明过程⾮常简单,但他对七桥问题的抽象和论证思想,开创了⼀个新的学科:图论(Graph)。
如今,⽆论是数学、物理、化学、天⽂、地理、⽣物等基础科学,还是信息、交通、经济乃⾄社会科学的众多问题,都可以应⽤图论⽅法予以解决。
图论还是计算机科学的数据结构和算法中最重要的框架(没有之⼀)。
⾸先能想到的证明⽅法是把⾛七座桥的⾛法都列出来,⼀个⼀个的试验,但七座桥的所有⾛法共⽤7\!=5040种,逐⼀试验将是很⼤的⼯作量。
欧拉作为数学家,当然没那样想。
欧拉把两座岛和河两岸抽象成顶点,每⼀座桥抽象成连接顶点的⼀条边,那么哥尼斯堡的七座桥就抽象成下⾯的图:Processing math: 100%假设每座桥都恰好⾛过⼀次,那么对于A、B、C、D四个顶点中的每⼀个顶点,需要从某条边进⼊,同时从另⼀条边离开。
进⼊和离开顶点的次数是相同的,即每个顶点有多少条进⼊的边,就有多少条出去的边,也就是说,每个顶点相连的边是成对出现的,即每个顶点的相连边的数量必须是偶数。
⽽上图中A、C、D四个顶点的相连边都是3,顶点B的相连边为5,都为奇数。
因此,这个图⽆法从⼀个顶点出发,遍历每条边各⼀次。
欧拉的证明与其说是数学证明,还不如看作是⼀个逻辑证明。
⼀个曾难住那么多⼈的问题,竟然是这样⼀个简单的出⼈意料的推理,还开创了⼀个新的学科。
欧拉⾮常巧妙的把⼀个实际问题抽象成⼀个合适的数学模型,这种研究⽅法就是我们应该掌握的数学模型⽅法。
这并不需要运⽤多么深奥的理论,但能想到这⼀点,却是解决问题的关键。
图论经典问题

图 论哥尼斯堡七桥问题:图论发源于18世纪普鲁士的哥尼斯堡。
普雷格河流经这个城市,河中有两个小岛,河上有七座桥,连接两岛及两岸。
如图所示,当时城里居民热衷于讨论这样一个问题:一个人能否走过这七座桥,且每座桥只经过一次,最后仍回到出发点。
将上面问题中的两座小岛以及两岸用点表示,七座桥用线(称为边)表示,得到下图:于是,上述问题也可叙述为:寻找从图中的任意一个点出发,经过所有的边一次且仅一次并回到出发点的路线。
注意:在上面的图中,我们只关心点之间是否有边相连,而不关心点的具体位置,边的形状以及长度。
一、基本概念:图:由若干个点和连接这些点中的某些“点对”的连线所组成的图形。
顶点:上图中的A ,B,C,D .常用表示。
n 21 v , , v , v 边:两点间的连线。
记为(A,B),(B,C).常用表示。
m 21e , , e , e次:一个点所连的边数。
定点v的次记为d(v).图的常用记号:G=(V,E),其中,}{v V i =,}{e E i =子图:图G的部分点和部分边构成的图,成为其子图。
路:图G中的点边交错序列,若每条边都是其前后两点的关联边,则称该点边序列为图G的一条链。
圈(回路):一条路中所含边点均不相同,且起点和终点是同一点,则称该路为圈(回路)。
有向图:,其中(,)G N A =12{,,,}k N n n n = 称为的顶点集合,A a 称为G 的弧集合。
G {(,)ij i j }n n ==若,则称为的前驱, 为n 的后继。
(,)ij i j a n n =i n j n j n i 赋权图(网络):设是一个图,若对G 的每一条边(弧)都赋予一个实数,称为边的权,。
记为。
G (,,)G N E W =两个结论:1、图中所有顶点度数之和等于边数的二倍; 2、图中奇点个数必为偶数。
二、图的计算机存储:1. 关联矩阵简单图:,对应(,)G N E =N E ×阶矩阵()ik B b =10ik i k b ⎧=⎨⎩点与边关联否则简单有向图:,对应(,)G N A =N A ×阶矩阵()ik B b =110ik ik ik a i b a i ⎧⎪=−⎨⎪⎩弧以点为尾弧以点为头否则2. 邻接矩阵简单图:,对应(,)G N E =N N ×阶矩阵()ij A a =10ij i j a ⎧=⎨⎩点与点邻接否则简单有向图:,对应(,)G N A =N N ×阶矩阵()ij A a =10ij i ja ⎧=⎨⎩有弧从连向否则5v 34v01010110100101011110101000110111101065432166654321⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=×v v v v v v A v v v v v v3. 权矩阵:简单图:,对应(,)G N E =N N ×阶矩阵()ij A a =ij ij i j a ω⎧=⎨∞⎩点与点邻接否则123456781234567802130654.5061002907250473080 v v v v v v v v v v v v v v v v 48∞∞∞∞⎡⎤⎢⎥∞∞∞∞∞⎢⎥⎢⎥∞∞∞∞∞⎢⎥∞∞∞∞∞⎢⎥⎢⎥∞∞∞∞⎢⎥∞∞∞∞⎢⎥⎢⎥∞∞∞∞⎢⎥∞∞∞∞∞∞⎢⎥⎣⎦三、图的应用:例:如图,用点代表7个村庄,边上的权代表村庄之间的路长,现在要在这7个村庄中布电话线,如何布线,使材料最省?分析:需要将图中的边进行删减,使得最终留下的图仍然连通,并且使总的权值最小。
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从“哥尼斯堡七桥问题”谈到“中国邮递员问题”
古城哥尼斯堡,景致迷人,碧波荡漾的普瑞格尔河横贯其境。
普瑞格尔河的两岸及河中的两个美丽的小岛,由七座桥连接组成了这座秀色怡人的城市(如图)。
古往今来,吸引了无数的游人驻足于此。
早在十八世纪,哥尼斯堡属于德国东普鲁士(今俄罗斯加里宁格勒。
1945年德国战败根据波茨坦会议的决定将哥尼斯堡连同东普鲁士一部分地区割让给苏联,次年为纪念刚逝世的苏联共产党和苏维埃国家领导人米哈伊尔·加里宁,柯尼斯堡更名为加里宁格勒)。
那时候,哥尼斯堡市民生活富足。
市民们喜欢四处散步,于是便产生这样的问题:是否可以设计一种方案,使得人们从自己家里出发,经过每座桥恰好一次,最后回到家里。
这便是著名的“哥尼斯堡七桥问题”。
热衷于这个有趣的问题的人们试图解决它,但一段时间内竟然没有人能给出答案。
后来,问题传到了瑞士著名数学家欧拉那里,居然也激起了他的兴趣。
他从人们寻求路线屡遭失败的教训中敏锐地领悟到,也许这样的方案根本就不存在。
欧拉经过悉心的研究,1736年,年方29岁的欧拉终于解决了这个问题,并向圣彼得堡科学院递交了一份题为《哥尼斯堡的七座桥》的论文。
论文不仅仅是解决了这一难题,而且引发了一门新的数学分支——图论的诞生。
论文的核心就是著名的“一笔画原理”:
对满足下列两个要求的图就可以一笔画出:i.首先是连通图;ii.其次奇点个数为0或2,当且仅当奇点个数为0时,始点和终点重合,形成的一笔画称为欧拉回路,而当奇点个数为2时,形成的一笔画称为欧拉迹。
我们知道,对于可一笔画出的图,首先必须是连通的;其次对于图中的某点,如果不是始点或终点,那么它必有进有出,即交汇于此点的弧线总是成双成对的,此点必定是偶点。
如图,七桥问题的图的奇点的个数为4,这表明它不是欧拉回路,也不是欧拉迹,因而,不论始点和终点是否重合都不可能找到一条经过七座桥且每座桥只走一次的路线!
随着时间的推移,图论不断发展,欧拉回路问题也有所拓广。
就这样到了二十世纪,又出现了一个新的问题。
一个邮递员,每次送信必须从邮局出发,走遍如图示的投递区域内的所有道路,最终回到邮局(图中路旁各数字分别表示对应路段的长度,单位:华里)。
他习惯按路线KHGFEDCBAIABJDEKJIHK投递(图中★为邮局)。
聪明的读者朋友,你知道他的路线是最短的吗?如果不是,请你帮助这位邮递员设计一条最短路线,并说明最短路线比他的路线少几华里?
1959年,我国山东大学管梅谷等一批科研人员把物资调运中的图上作业法与一笔画原理科学地结合起来,解决了这类邮递员投邮路线问题,因此它被数学界称为“中国邮递员问题”。
下面,我们一起来分析这个问题:
由于网络的奇点必定成双,又图中奇点有6个,根据一笔画原理,此图不存在欧拉回路,则必须通过添加弧线,使每个顶点均变成偶点,同时考虑添加的弧线长度总和最短才满足要求。
显然两奇点间可直接添弧一条;奇点与偶点间添弧一条且此偶点还须与另一奇点添
弧一条;两偶点间不必添弧。
添弧时应注意:(1)不能出现重迭添弧。
重迭添弧应成对抹去,这样并不改变每一点的奇偶性;(2)每一个圈上的添弧总长不能超过圈长一半。
否则应将此圈上的原添弧抹去,而在此圈上原没有添弧的路线上加添弧,这样也不改变每一点的奇偶性。
注意了(1)、(2),既保证了不改变每点奇偶性,又保证了添弧总长最短。
现在我们看邮递员的投邮路线,如图1。
添弧后的新图形已是不含奇点的脉胳,根据一笔画原理,这个脉胳的全部弧线可构成一条欧拉回路。
对照(1)、(2)可知,图中添弧总长不是最短,必须调整。
显然在[ABJKHI]圈中,添弧总长超过了该圈长一半。
调整后,如图2。
此时,添弧不重迭并且每一个圈上的添弧总长都不超过本圈长的一半。
另外,每点奇偶性相对于图1没有改变,全是偶点。
全部弧线仍可构成一条欧拉回路,并且这条路线才是最短投邮路线。
因此,邮递员的投邮路线并非最短。
根据以上分析,最短投邮路线可设计为:KHGFEDCBAIHIJBJDEKJK或KJKHGFEDCBAIHIJBJDEK等等。
此时,最短路线比邮递员路线少0.8华里。
中国邮递员问题的巧妙解决,也使它成为数学知识古为今用的典范。
读者朋友,你还记得牛顿的名言吗?“如果我比笛卡尔看得远些,那是因为我站在巨人们的肩上的缘故。
”
今天我们必须继承前人给我们留下来的宝贵知识财富,认真学习科学文化知识,不断创新,发扬光大,继往开来!。