乐天堂娱乐:曹冲称象与七桥问题
在18世纪,东普鲁士哥尼斯堡(今属立陶宛共和国)内有一条大河,河中有两个小岛。全城被大河分割成四块陆地。河上架有七座桥,把四块陆地像图1那样联系起来。当时许多市民都在思索如下的问题:一个散步者能否从某一陆地出发,不重复地经过每座桥一次,最后回到原来的出发地。
这就是历史上有名的哥尼斯堡七桥问题。
这个问题似乎不难解决,所以吸引了许多人都想来试试看,但是日复一日谁也没有得出确定的答案。于是有人便写信给当时着名的数学家欧拉(Euler,1707 ~1783)求教。欧拉毕竟是数学家,他并没有去重复人们已多次失败了的试验,而是首先产生了一种直觉的猜想:许多人千百次的失败,也许意味着这样的走法根本就不存在。于是欧拉把七桥问题进行了数学的抽象。用A、B、C、D四个点表示四块陆地,用两点间的一条线表示联接两块陆地之间的一座桥,就得到如图2那样一个由四个点和七条线组成的图形。
于是,七桥问题就转化为一个象图2那样的图形是否可以“一笔画”的问题。什么叫“一笔画”呢?那就是笔不准离开纸,一气画成整个图形,但每一条线只许画一次,不得重复。像图2这样的图形能不能一笔画呢?1736年欧拉证明了:答案是否定的。
为什么呢?
因为除了起点和终点之外,我们把其余的点称为中间点。如果一个图可以一笔画的话,对于每一个中间点来说,当画笔沿某条线到达这一点时,必定要沿另一条线离开这点,并且进入这点几次,就要离开这点几次,一进一出,两两配对,所以从这点发出的线必然要是偶数条。因此,一个图形能否一笔画就有了一个判别准则:
一个可以一笔画的图形最多只能有两个点(起点和终点)与奇数条线相连。
再看图2中的四个点都是与奇数条(三条或五条)线相连的,根据这一判别准则,是不能一笔画的。
从而证明了七桥问题所要求的走法是不存在的。
曾经难倒许多人的七桥问题,经过欧拉这一转化,就像哥伦布竖鸡蛋一样,简单而圆满地解决了。