生活中的数学(3)
亲爱的同学:
你好!
我是朱乐平名师工作站的陈仰力老师,来自于浙江省温州市平阳县鳌江实验小学。今天我和你分享的内容是:生活中的数学之“一笔画”!
一笔画,顾名思义就是从图的一个点出发,连续地沿着图的每条边恰好画一次,在画图过程中,笔是不能离开纸的。它是数学图论中的一个重要内容,在生活中也有着重要的应用。
早在18世纪就有人研究了。历史上有一个著名的古典数学问题(七桥问题)就和它有关。
曾经,在哥尼斯堡的一个公园里,有七座桥将普雷格尔河中两个岛及岛与河岸连接起来(如图1)。问是否可能从这四块陆地中任一块出发,恰好通过每座桥一次,再回到起点?
著名的瑞士数学家欧拉于1736年研究并解决了此问题,他把问题归结为“一笔画”问题,并证明上述走法是不可能实现的。
美美
哇,真厉害!
他是怎么证明的呢?我们会吗?
天天
美美
该怎么想呢?应该和通过每块陆地的桥的数量有关系吧!
数学爷爷,我们的想法对吗?
天天
你们真棒!数学家欧拉当时也是这样想的,而且他还把这个问题进行了简化,抽象成简单的几何图形,进行研究。针对上图,我们可以用点A、B、C、D表示四块陆地,用连结这些点的线表示七座桥,如图。
现在问题就转化为如何从A、B、C、D其中一点出发,连续不重复地画完这个图形。
美美
真牛!这也行!研究这幅图比刚才的那是方便多啦!
这副图能一笔画成吗?怎么判断呢.......
天天
美美
我想想!......一个点,连着两条线,一条进来,从另一条出去,形成了完整的通道!若只连着一条线,那进来就出不去,出去就进不来,因为它不能形成通道......
所有的点都能形成完整的通道吗?......
天天
美美
不可能!我们还是先看看吧,这些点应该会有规律的!
一个点连上两条线就形成完整的通道,若连上4条线呢?就是2个通道,6条呢?应该算3个通道吧!
天天
美美
一个点连着3条、5条呢?应该看成是1个通道多一条线、2个通道多一条线,这样的点只适合做起点和终点喔!
我们就根据这些点连接的线的条数来分一分吧!
天天
孩子们,你们真棒!数学上确实有这样一个规定,对于图中的某个点,如果通过这个点的连线的条数为单数,则称它为“奇点”;如果为偶数,则称它为“偶点”。
美美
我想,若图上的点都是“偶点”,肯定能一笔画成。若有“奇点”呢?
奇点不能多,它只能作为出发点和终点,最多2个!超过2个肯定不行!
天天
是的!能一笔画成的图形都要满足两个要求:
(1)它是连通图,即图形的各部分都是有线相连的;
(2)图形中的奇点个数为0或2。
美美
我明白了!用这个知识来解决七桥问题就比较简单!
美美
A点连着5条线,B、C、D都连着3条线,说明A、B、C、D四个点都是奇数点,肯定是不能一笔画成的,也就是说一个人每座桥都只走一次,不管从那个点出发,肯定是不能回到出发点的。
美美,七桥问题我们已经解决了!但我还有个疑问,一笔画的时候,起点和终点有没有规律呢?
天天
美美
有两个奇点的,肯定是选一个奇点作为起点,另一个做终点;没有奇点的.......
(1)如果图中都为偶点,那就可以把任何一个偶点作为起点,最后一定是以这个点为终点画完这副图;(2)如果图中只有两个奇点(其余都为偶点),那么必须把一个奇点作为起点,最后一定是以另一个奇点为终点画完这副图。
这么神奇,大家都来试试吧!
天天
美美
我试了,确实是这样的喔!
嘿!伙伴们,下面的两幅图形能一笔画成吗?
天天
图3中共有8个奇数点,只有当奇数点为0或2时才可以画出,所以不能一笔画成;图4中共有10个点,都是偶数点,所以可以一笔画成。
数学与生活息息相关,它来源于生活,又用来解决生活中的问题!明天让我们继续聊生活中的数学吧!
视频来源:搜狐 (红岭中学 蔡晓纯)
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