陶趣味數學故事

2022-01-03 10:29:16 字數 643 閱讀 1088

七橋問題

18世紀,東普魯士的哥尼斯堡(現今叫加里寧格勒,在波羅的海南岸)是一座景致迷人的城市,普勒格爾河橫貫其境,並在這兒形成兩條支流,把整座城市分割成4個區域(見圖1):河的兩岸(a:北區和c:

南區),河中的島(b:島區)和兩條支流之間的半島(d:東區)。

當時有七座橋橫跨普勒格爾河及其支流,把河岸、半島和河心島連線起來。有趣的橋群和哥尼斯堡城4區的迷人景色吸引了眾多的遊客。

圖1 一天又一天,這7座橋上走過了無數的旅遊者。不知從什麼時候起,乙個有趣的問題在居民中傳開了:「乙個旅遊者在這裡逍遙漫步時,能否從某個地方出發,穿過所有的橋各一次後再回到出發點?」

答案:若我們分別用a、b、c、d四個點表示為哥尼斯堡的四個區域。這樣著名的「七橋問題」便轉化為是否能夠用一筆不重複的畫出過此七條線的問題了。

若可以畫出來,則圖形中必有終點和起點,並且起點和終點應該是同一點,由於對稱性可知由a或c為起點得到的效果是一樣的,若假設以a為起點和終點,則必有一離開線和對應的進入線,若我們定義進入a的線的條數為入度,離開線的條數為出度,與a有關的線的條數為a的度,則a的出度和入度是相等的,即a的度應該為偶數。即要使得從a出發有解則a的度數應該為偶數,而實際上a的度數是3為奇數,於是可知從a出發是無解的。同時若從b或d出發,由於b、d的度數分別是5、3,都是奇數,即以之為起點都是無解的。

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