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一筆畫的技巧規(guī)律(如何用數(shù)學(xué)方法解決)

發(fā)布時(shí)間:2024-01-23閱讀(9)

導(dǎo)讀有一天,我看到一個(gè)同事玩一筆畫游戲,圖形如下:這是他的草稿紙:我的心理是這樣的:沒想到他如此執(zhí)著,研究了三天三夜。原來帥氣的他,是這樣的。活活折磨成這樣。我....

一筆畫的技巧規(guī)律(如何用數(shù)學(xué)方法解決)(1)


有一天,我看到一個(gè)同事玩一筆畫游戲,圖形如下:

一筆畫的技巧規(guī)律(如何用數(shù)學(xué)方法解決)(2)

這是他的草稿紙:

一筆畫的技巧規(guī)律(如何用數(shù)學(xué)方法解決)(3)

我的心理是這樣的:

一筆畫的技巧規(guī)律(如何用數(shù)學(xué)方法解決)(4)

沒想到他如此執(zhí)著,研究了三天三夜。原來帥氣的他,是這樣的。

一筆畫的技巧規(guī)律(如何用數(shù)學(xué)方法解決)(5)

活活折磨成這樣。

一筆畫的技巧規(guī)律(如何用數(shù)學(xué)方法解決)(6)

我從來沒想過一筆畫居然有如此大的殺傷力,我實(shí)在不忍看下去,決定告訴他真相:那個(gè)圖形其實(shí)是無法一筆畫出來的。


很多人都玩過“一筆畫”游戲,即將平面曲線段構(gòu)成的一個(gè)圖形一筆畫成,并使得在每條線段上都不重復(fù)。

很多人在玩這個(gè)游戲的時(shí)候,要不通過直覺,要不通過不停的試錯(cuò)方式來嘗試完成“一筆畫”,其實(shí)這個(gè)問題早在18世紀(jì),就已被瑞士數(shù)學(xué)家歐拉解決了。

18世紀(jì)初普魯士的哥尼斯堡,有一條河穿過,河上有兩個(gè)小島,有七座橋把兩個(gè)島與河岸聯(lián)系起來。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)。如下圖:

一筆畫的技巧規(guī)律(如何用數(shù)學(xué)方法解決)(7)

歐拉于1736年研究并解決了此問題,他把問題歸結(jié)為“一筆畫”問題,證明上述走法是不可能的。他不僅解決了此問題,而且找到一筆畫的規(guī)律。

在提出規(guī)律前,我們先說明兩個(gè)概念:

奇點(diǎn):指從一個(gè)點(diǎn)引出的線條數(shù)為奇數(shù)條的點(diǎn)。

偶點(diǎn):指從一個(gè)點(diǎn)引出的線條數(shù)為偶數(shù)條的點(diǎn)。

如下圖,紅色長(zhǎng)方形的框里都是奇點(diǎn),紅色圓形框里都是偶點(diǎn)。

一筆畫的技巧規(guī)律(如何用數(shù)學(xué)方法解決)(8)

明確概念以后,我們現(xiàn)在可以引出歐拉提出的一筆畫規(guī)律:

1、全由偶點(diǎn)組成的連通圖(沒有奇點(diǎn)),一定可以一筆畫成。畫時(shí)可以把任一偶點(diǎn)為起點(diǎn),最后一定能以這個(gè)點(diǎn)為終點(diǎn)畫完此圖。

2、只有兩個(gè)奇點(diǎn)的連通圖(其余都為偶點(diǎn)),也一定可以一筆畫成。畫時(shí)必須把一個(gè)奇點(diǎn)為起點(diǎn),另一個(gè)奇點(diǎn)終點(diǎn)。

除以上兩種情況外,其他情況的圖都不能一筆畫出。

一筆畫的技巧規(guī)律(如何用數(shù)學(xué)方法解決)(9)

好吧,讓我們回到將我同事折磨成乞丐的圖形,如下,紅色的方框表示奇點(diǎn),共有4個(gè)奇點(diǎn),參照歐拉提出的規(guī)律,可以判定無法一筆畫成。

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明明一張帥氣的黎明臉,早點(diǎn)看白領(lǐng)解剖哥公眾號(hào),何至于淪落到乞丐臉,可惜了這張臉。

以下圖形各位可以嘗試下能否一筆畫成。

一筆畫的技巧規(guī)律(如何用數(shù)學(xué)方法解決)(11)

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