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有趣的一筆畫

2023-04-12 00:00:00徐巍
關(guān)鍵詞:條線奇點(diǎn)五角星

小朋友,一筆畫指的是在畫一個(gè)圖形時(shí),筆尖從圖上的某個(gè)點(diǎn)出發(fā)(筆尖不離紙),沿著圖中的線開始畫,每一條線只畫一次,畫出這個(gè)圖形。

早在18 世紀(jì),數(shù)學(xué)家歐拉就找到了畫一筆畫的規(guī)律。歐拉認(rèn)為,能一筆畫出的圖形必須是連通圖(連通圖是指一個(gè)圖形的各部分總是有線相連),但不是所有的連通圖都可以一筆畫完。能否一筆畫完是由圖形上奇點(diǎn)、偶點(diǎn)的數(shù)量來決定的。

什么是奇點(diǎn)和偶點(diǎn)呢?

與奇數(shù)條線連接的點(diǎn)叫作奇點(diǎn)。例如: 如圖1 所示,從A 點(diǎn)出發(fā),可以引出3 條線,3 是奇數(shù),所以A 點(diǎn)是奇點(diǎn)。

與偶數(shù)條線連接的點(diǎn)叫作偶點(diǎn)。例如: 如圖2 所示,從B 點(diǎn)出發(fā),可以引出4 條線,4 是偶數(shù),所以B點(diǎn)是偶點(diǎn)。

畫一筆畫的規(guī)律是:

1.凡是由偶點(diǎn)組成的連通圖,一定可以一筆畫成。畫圖時(shí)可以把任一偶點(diǎn)作為起點(diǎn),最后一定能以這個(gè)點(diǎn)為終點(diǎn)畫完此圖。

例如:圖3 中的五角星形,圖中所有的點(diǎn)都是偶點(diǎn),從任意一個(gè)偶點(diǎn)出發(fā),都可以一筆畫出五角星形。

2.凡是只有兩個(gè)奇點(diǎn)的連通圖(其余的點(diǎn)都為偶點(diǎn)),一定可以一筆畫成。畫圖時(shí)必須把一個(gè)奇點(diǎn)作為起點(diǎn),另一個(gè)奇點(diǎn)作為終點(diǎn)。

例如:圖4 中的圖形,圖中有兩個(gè)奇點(diǎn)、兩個(gè)偶點(diǎn),把左邊的奇點(diǎn)作為起點(diǎn),右邊的奇點(diǎn)作為終點(diǎn),可以一筆畫出這個(gè)圖形。

3.其他情況的圖都不能一筆畫出。

例如:著名的七橋問題。在一個(gè)公園里,有一條河穿過,河上有兩座小島,有七座橋把兩座島與河岸連接起來(如圖5)。有個(gè)人提出一個(gè)問題:一個(gè)步行者怎樣才能不重復(fù)、不遺漏地一次走完七座橋,最后回到出發(fā)點(diǎn)?

把七橋問題轉(zhuǎn)化成一筆畫問題(如圖6),我們可以看到,從A 點(diǎn)、B點(diǎn)、C 點(diǎn)、D 點(diǎn)引出的線的條數(shù)均為奇數(shù)條,當(dāng)奇點(diǎn)超過2 個(gè)時(shí),是不能一筆畫成的,所以,找不到能一次走過每座橋而不重復(fù)的路線。

小朋友,趕緊試試這一筆畫的小妙招吧!

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