如今,俄罗斯有个城市叫加里宁格勒,位于波兰以及立陶宛之间,普雷戈利亚河流经这座城市并汇入波罗的海。
在18世纪,这座城市在数学史上无比着名,当年它还不叫加里宁格勒,而是叫作哥尼斯堡,是普鲁士的首府。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/14810.html
在哥尼斯堡市区,普雷戈利亚河上有7座桥把河中心小岛以及河岸连接起来。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/14810.html
当时有人提出了一个问题:一个步行者怎么样才能不重复、不遗漏地一次走完七座桥?文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/14810.html
问题看着不难,然而人们在解题的时候,发现不管如何尝试都没法找到谜底,每一次至多只能通过6座桥:文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/14810.html
后来,大数学家欧拉对这个问题进行了钻研,并证明了七桥问题是没有解的。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/14810.html
欧拉当年画的手绘图文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/14810.html
下面让咱们一块儿来看看欧拉的大致推理进程:文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/14810.html
①将七桥问题转换为数学模型。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/14810.html
图上“1”、“2”、“3”、“4”这些节点代表陆地,节点之间的连线代表过桥的线路。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/14810.html
将模型进一步简化文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/14810.html
②为何七桥问题无解?
A、不管一个顶点有多少条边,当咱们行走的线路在通过一个顶点时,都会使用它的两条边,一条在到达顶点以前使用,一条在离开顶点时使用。
例:“1”-“2”-“4”的路线,在通过顶点“2”时,就会使用上两条边,其中一条边是从顶点“1”到达顶点“2”的边,此外一条边是离开顶点“2”,前往顶点“4”的边。
B、当一个顶点有奇数条边时,则它必需是路线中的出发点或终点。
例:“1”-“2”-“1”-“4”路线,顶点“1”有3条边,它是路线的出发点。
例:“1”-“2”-“4”-“1”-“2”-“3”-“4”路线,顶点“1”有3条边,是路线的出发点,顶点“4”也有3条边,是路线的终点。
C、“七桥问题”模型图有4个顶点,且个顶点都有奇数条边,而每一条路径只能有一个出发点以及一个终点,所以一条路径不可能从4个不同之处开始以及收场。这也象征着,哥尼斯堡的7座桥不可能一次性通过。
③将七桥问题进行推行
下面咱们随便树立一个模型,请问该模型是不是有解,为何?
谜底是没有解,由于只有当具有奇数条边的顶点数量小于或者等于2个时才会有解,而图中有8个粉红色顶点有奇数条边,所以无解。
8个顶点有奇数条边,所以没有解
如果咱们去掉几条边,将具有奇数条边的顶点数量节制在2个之内,就会有解,比如下面这个模型。
图中具有奇数条边的顶点数量为2,其中一个顶点作为路线出发点,一个作为路线终点就会有解
上面这个模型,大家可以尝试着找到谜底。
我是一个致力于科普数学、物理的科技媒体。想
以上就是微观生活(93wg.com)关于“趣味七桥问题”的详细内容,希望对大家有所帮助!
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