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单词 为什么不能一次走遍哥尼斯堡的7座桥
释义 为什么不能一次走遍哥尼斯堡的7座桥

当你去参观、游览或者逛公园的时候,是否提醒过自己“不要走回头路”?在约300年前,同样的问题也发生在了欧洲一座叫哥尼斯堡的小城居民身上。
有一条河流穿过该城并分出两条支流,将城区分为四块,包括河中央的一座小岛。当时在陆地之间建有7座桥。闲暇时人们喜欢在城中散步,免不了要途经这7座桥。有些人就想,能不能设计出一条散步路线,可以不重复地通过这7座桥?

哥尼斯堡小城的7座桥
许多人尝试去找到这样一条路线,但都没有成功。于是人们想到满足上述要求的路线也许并不存在,但到底为什么,谁也说不清楚。这件事后来传到了大数学家欧拉那里,他马上意识到其中涉及的问题,应该属于德国哲学家、数学家莱布尼茨曾经提到过的“位置几何”。在这种几何中,数学家只关心图形各部分的相对位置,而不考虑它们的长短曲直。欧拉经过一番思考后,决定用大写字母表示陆地,小写字母表示桥,一次散步的路线就被表示成一个字母串(如图1)。大写字母分为两类,一类代表通奇数座桥的陆地,另一类代表通偶数座桥的陆地。通过分析相应字母在字母串中出现的次数,他给出了一个一般性解答:

图1
(1)如果通奇数座桥的地方多于2个,那么满足要求的路线是找不到的;
(2)如果只有两个地方通奇数座桥,则可以从这两个地方之一出发,找到所要求的路线并到达另一个地方;
(3)如果所有的地方都通偶数座桥,那么无论从哪里出发,所要求的路线总能实现。
由于在上述七桥问题中,有四个地方通奇数座桥,所以无法在一次散步中不重复地通过这7座桥。

图2
欧拉那时还没有将这一问题同“一笔画”相联系。直到19世纪90年代,人们才看出可以将七桥问题中的陆地抽象为点,将桥抽象为连接两点的线(如图2),从而这一问题就变成:能否一笔画出这样的图形?
如果把和奇数条线相连接的点称为奇点,把和偶数条线相连接的点称为偶点,那么上述欧拉的一般性解答经过新的解释后,很容易用来回答什么样的图形能“一笔画”:
(1)假如图形中奇点的个数多于2个,那么这个图形不能一笔画出;
(2)假如图形中奇点的个数只有2个,那么可以从其中一个奇点出发,一笔画出这个图形并到达另一个奇点;
(3)假如图形中的点都是偶点,那么无论从哪一点出发,都能一笔画出这个图形。
据此,下图都是可以一笔画出的,你不妨动手试着画一画。(程钊)

可以一笔画出的图形
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