<著名的“七桥问题”是一个什么样的问题呢?-知识百科-春风百科
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著名的“七桥问题”是一个什么样的问题呢?
时间:2024-12-23 19:16:37
答案

著名的“七桥问题”,凝聚着欧拉的研究心血。哥尼斯堡,位于现在的加里宁格勒。在哥尼斯堡,有一条河名叫勒格尔河。勒格尔河上修有七座桥,并且有两条支流,一为新河,一为旧河。三河在城中心汇合,在合流处是哥尼斯堡的商业中心哥尼斯岛。问题是:一个人能否一次走遍所有的七座桥;每座桥只准通过一次,无论来回,最后仍然回到出发点呢?欧拉把所有可能的走法全都列举出来,他先计算了一下,发现共有5040种走法。那么要是全都画出来,看一看有没有可能满足以上问题,太笨了。而且数目更多的河与桥怎么办?显然,一一去数,不是办法。于是欧拉把地图抽象为几何问题,他想到把岛和陆地看成四个点,把桥看成七条线。点与线的关系成为研究的焦点。就像下面的图形:其实,画成什么样都行,不管是直线还是曲线,只要连接关系不变就可以。第二个图就是著名的“欧拉金蝉”。它像不像抽象了的带翼的蝉?如此一来,问题就改变成;以上图形能不能从A、B、C、D四点中任意一点出发,绕过所有的线路,不重复,而最终回到这一点?1736年,欧拉研究了这个问题后写出来他的成果:“几何学中,除了早在古代就已经仔细研究过一种几何,就是不关心量和量的测量,而关心的是位置。我们应该考虑一下仅仅研究各个部分相互位置的规则,不研究尺寸大小。这可以称为位量几何学。”欧拉指出,如果从一点出发,引出来的线是奇数条,就称这个点叫奇点。比如图中的A点就是奇点。其实,上图A、B、C、D四点都是奇点。如果从一点出发,引出来的线条是偶数条,我们就把这个点叫做偶点。如三角形的三个顶点,正方形的顶点。当然,如果把正方形的两条对角线也画出,就是奇点了。点和线不管长度和形状,相连而成网络。问题又可以进一步变成:网络怎样才能一笔画出。欧拉通过研究,得出来结论:

若能一笔画出一个网络,必须察看网络中奇点偶点的个数。如果网络奇点的个数是2或者是0,那么就可以,如果是其他情况,那么都画不出来。考察一下七桥网络,它的四个点全是奇点,也就是说,网格中的奇点个数是4,所以要想满足七桥问题,是没有这样的路线存在的。欧拉的研究超出了传统欧氏几何的范围,奠定了“网络论”几何的基础,开辟了“拓扑学”之先河。

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