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1、 1 哥尼斯堡七桥问题与图论 大家公认,图论诞生于七桥问题。出生于瑞士的伟大数学家欧拉(Leonhard Euler,17071783)于 1736年发表了论文与位置几何有关的一个问题的解,文中提出并解决了七桥问题,为图论的形成奠定了基础。今天,图论已广泛应用在计算机学科、运筹学、控制论、信息论等学科中,成为对现实世界进行抽象的一个强有力的数学工具。七桥问题是这样描述的:17 世纪的东普鲁士有一座哥尼斯堡城(现在叫加里宁格勒,在波罗的海南岸),城中有一座岛,普雷格尔河的两条支流环绕其旁,并将整个城市分成北区、东区、南区和岛区 4 个区域,全城共有七座桥将 4 个城区连接起来,图 1 是这条河以
2、及河上的两个岛和七座桥的草图。于是,产生了一个有趣的数学难题:一个人是否能在一次步行中穿越全部的七座桥后回到起点,且每座桥只经过一次?为了解决哥尼斯堡七桥问题,欧拉用 A、B、C、D 表示 4 个城区,用 7 条线表示 7 座桥,将哥尼斯堡七桥问题抽象为一个图模型,如图 2 所示,从而将哥尼斯堡七桥问题抽象为一个数学问题:求经过图中每条边一次且仅一次的回路,后来人们称之为欧拉回路。欧拉论证了这样的回路是不存在的,并且将问题进行了一般化处理,即对于任意多的城区和任意多的桥,给出了是否存在欧拉回路的判定规则:(1)如果通奇数桥的地方多于两个,则不存在欧拉回路;(2)如果只有两个地方通奇数桥,可以从这两个地方之一出发,找到欧拉回路;2(3)如果没有一个地方通奇数桥,则无论从哪里出发,都能找到欧拉回路。