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一筆畫的技巧規律

知識 更新时间:2024-07-05 15:34:54

一筆畫的技巧規律(如何用數學方法解決)1


有一天,我看到一個同事玩一筆畫遊戲,圖形如下:

一筆畫的技巧規律(如何用數學方法解決)2

這是他的草稿紙:

一筆畫的技巧規律(如何用數學方法解決)3

我的心理是這樣的:

一筆畫的技巧規律(如何用數學方法解決)4

沒想到他如此執着,研究了三天三夜。原來帥氣的他,是這樣的。

一筆畫的技巧規律(如何用數學方法解決)5

活活折磨成這樣。

一筆畫的技巧規律(如何用數學方法解決)6

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


很多人都玩過“一筆畫”遊戲,即将平面曲線段構成的一個圖形一筆畫成,并使得在每條線段上都不重複。

很多人在玩這個遊戲的時候,要不通過直覺,要不通過不停的試錯方式來嘗試完成“一筆畫”,其實這個問題早在18世紀,就已被瑞士數學家歐拉解決了。

18世紀初普魯士的哥尼斯堡,有一條河穿過,河上有兩個小島,有七座橋把兩個島與河岸聯系起來。有個人提出一個問題:一個步行者怎樣才能不重複、不遺漏地一次走完七座橋,最後回到出發點。如下圖:

一筆畫的技巧規律(如何用數學方法解決)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律。

在提出規律前,我們先說明兩個概念:

奇點:指從一個點引出的線條數為奇數條的點。

偶點:指從一個點引出的線條數為偶數條的點。

如下圖,紅色長方形的框裡都是奇點,紅色圓形框裡都是偶點。

一筆畫的技巧規律(如何用數學方法解決)8

明确概念以後,我們現在可以引出歐拉提出的一筆畫規律:

1、全由偶點組成的連通圖(沒有奇點),一定可以一筆畫成。畫時可以把任一偶點為起點,最後一定能以這個點為終點畫完此圖。

2、隻有兩個奇點的連通圖(其餘都為偶點),也一定可以一筆畫成。畫時必須把一個奇點為起點,另一個奇點終點。

除以上兩種情況外,其他情況的圖都不能一筆畫出。

一筆畫的技巧規律(如何用數學方法解決)9

好吧,讓我們回到将我同事折磨成乞丐的圖形,如下,紅色的方框表示奇點,共有4個奇點,參照歐拉提出的規律,可以判定無法一筆畫成。

一筆畫的技巧規律(如何用數學方法解決)10

明明一張帥氣的黎明臉,早點看白領解剖哥公衆号,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。

一筆畫的技巧規律(如何用數學方法解決)11

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