数学建模社区-数学中国

标题: 七座桥的故事 [打印本页]

作者: artwin    时间: 2005-4-28 09:24
标题: 七座桥的故事
故事发生在十八世纪的东普鲁士柯尼斯堡城(二战以后该城改名为加里宁格勒,现属俄罗斯)。普雷盖尔河穿城而过,河中有两个小岛,有七座桥将小岛与两岸连接,当时那里的居民都热衷于一种游戏:看谁能从某点出发一次走遍这七座桥,每座桥只走一次,最后回到原出发点。在众多尝试者中竟无一人成功。
2 Z0 b: T6 ^+ t# z; X
6 D" Z+ `8 [8 u' ~5 [  千百人的失败引起了数学家欧拉的冷静思考:也许那样的走法根本就不存在。1736年他证明了这个猜想,并以此为题在圣彼得堡科学院作了一次报告。) G+ M: p: g& r9 `& H6 N4 `! j

& S& \0 b' W; z1 M" ]) i! k  他用A、D分别表示两个小岛,B、C分别表示河的两岸,用联结两点的线表示连通两岛和两岸的桥,得到由七条线和四个接点组成的图形。于是前面的七桥问题就变成了一笔画过七条线(不重复)的问题。现在我们来分析用笔画图的过程:如果从某点出发,一笔画出某个图形,到某点终止,那么中间每经过一点,总有画进那点去的一条线和从那点画出来的另一条线,所以除了起点和终点外,这个图形的每一个点都应该和偶数条线相连,如果起点和终点重合,则这个点也应该和偶数条线相连。& Y5 e# a* e' a" r8 u" H) {  a) f  d

1 Y- ?7 h  U/ q. o! l' I; w  然而四个点都是和三条(B、C、D各点)和五条(A点)线相连,都是奇数条线,故当然不可能一笔画出,即使不要求回到起点,也不可能一笔画出。9 }3 W: {1 h: J7 j* {

- |, V4 r8 S$ i5 b  由此可以断定,不管要求不要求回到起点,不重复地一次走遍这七座桥总是不可能的。5 R  q! t: Q: p' J; O& u! \
! j7 n. L7 s! R+ |9 b! l5 u
  七桥问题实质是一笔画问题,也是一个几何问题,但该问题中线条的长短曲直都无关紧要,要紧的只是点线之间的相关位置或互相联结的情况,故欧拉把这类几何问题的研究叫做位置几何学,欧拉对一笔画问题的进一步研究,终于找到了可以鉴别任一图形能不能一笔画出的简便原则,即欧拉定理(一个网络能一笔画的充要条件是:它连通并且奇顶点的个数是0或2)。
! x/ o4 e5 T6 h" G- B' f% i8 r" B2 Y+ [2 a: i
  柯尼斯堡桥问题的解答成了数学一个新的分支拓扑学的导引,“七桥问题”也成了数学史上的一段佳话。然而当年的七桥如今仅存其三--密桥、高桥和木桥。右图所示便是其中之一桥。有幸造访俄罗斯加里宁格勒的人们不妨前往一游,或探幽访古,或体味人世沧桑,但当年的“七桥故事”是是不便重演了。
作者: 0811zzz    时间: 2005-6-16 01:51
呵呵,运筹里学过了




欢迎光临 数学建模社区-数学中国 (http://www.madio.net/) Powered by Discuz! X2.5