哥尼斯堡有一條河,叫勒格爾河。
這條河上,共建有七座橋。
河中間有一個小島,它是哥尼斯堡的商業中心。
哥尼斯堡的居民經常到河邊散步。
有人提出了一個問題:
能否一次走遍所有的七座橋,每座只通過一次,最後仍回到出發點?
這就是著名的 “七橋問題”。
這個問題引起了著名數學家歐拉的興趣。
為了解決這個問題,歐拉並沒有親自到哥尼斯堡去,
而是運用他的智慧,把問題作抽象化、數學化的處理,運用數學方法進行了研究。
他將兩岸和小島都縮成一個點,將橋化為邊,兩個點之間有邊連接,
當且僅當這兩點所代表的地區有橋相連,於是這個問題就相當於如下圖中所示能否一筆畫成的問題(即筆不離開紙,而且每條線都只能畫一次,既不許重複,也不能遺漏)。
歐拉考慮了一種新解法:
如果從某一點出發,到某一點終止,全圖可以一筆畫出,
那麼中間每經過一點,總有畫進那點去的一條線和從那點畫出來的一條線,
所以除了起點和終點那兩個點以外,圖形中的每個點都應該和偶數條線相連。
然而,
現在圖形中有四個點都和奇數條線相連,
其中 B、C、D 和三條線相連,A 和五條線相連。
這樣,圖形當然不可能畫出。
歐拉研究的結論是:不存在這樣一條路線!
他是怎樣解決這個問題的呢?
他發現一個幾何圖形能不能一筆畫出來,關鍵在於這些點的性質。
如果從一點引出來的線是奇數條,就把這個點叫奇點;
如果從一點引出來的線是偶數條,就把這個點叫偶點。
如下圖中所示的 M 就是奇點,N 就是偶點。
歐拉得出如下規律:
一個幾何圖形如果能一筆畫出來,那麼該圖奇點的個數或者是 2 或者是 0 , 除此以外都畫不出來。
可以試試以下圖形。
歐拉的研究對圖論(圖論是數學的一個分支,它以圖為研究對象。)的形成起了奠基作用。
歐拉在解決數學發展過程以及實際生活中提出來的數學問題時,創造性地建立數學模型,
同時運用類比、猜想、化歸、演繹等數學方法,
不僅出色地解決了這些問題,還豐富了數學方法寶庫,為後人樹立了不朽的典範!
閱讀更多 尚老師數學 的文章