1736年,年仅29岁的数学家欧拉来到普鲁士的古城哥尼斯堡(哲学家康德的故乡,今俄罗斯加里宁格勒)。普瑞格尔河正好从市中心流过,河中心有两座小岛,岛和两岸之间建筑有七座古桥。
欧拉发现当地居民有一项消遣活动,就是试图每座桥恰好走过一遍并回到原出发点,但从来没人成功过。
欧拉证明了这种走法是不可能的。现在看来,欧拉的证明过程非常简单,但他对七桥问题的抽象和论证思想,开创了一个新的学科:图论(Graph)。
如今,无论是数学、物理、化学、天文、地理、生物等基础科学,还是信息、交通、经济乃至社会科学的众多问题,都可以应用图论方法予以解决。图论还是计算机科学的数据结构和算法中最重要的框架(没有之一)。
首先能想到的证明方法是把走七座桥的走法都列出来,一个一个的试验,但七座桥的所有走法共用7!=5040种,逐一试验将是很大的工作量。欧拉作为数学家,当然没那样想。欧拉把两座岛和河两岸抽象成顶点,每一座桥抽象成连接顶点的一条边,那么哥尼斯堡的七座桥就抽象成下面的图:
假设每座桥都恰好走过一次,那么对于A、B、C、D四个顶点中的每一个顶点,需要从某条边进入,同时从另一条边离开。进入和离开顶点的次数是相同的,即每个顶点有多少条进入的边,就有多少条出去的边,也就是说,每个顶点相连的边是成对出现的,即每个顶点的相连边的数量必须是偶数。
而上图中A、C、D四个顶点的相连边都是3,顶点B的相连边为5,都为奇数。因此,这个图无法从一个顶点出发,遍历每条边各一次。
欧拉的证明与其说是数学证明,还不如看作是一个逻辑证明。一个曾难住那么多人的问题,竟然是这样一个简单的出人意料的推理,还开创了一个新的学科。欧拉非常巧妙的把一个实际问题抽象成一个合适的数学模型,这种研究方法就是我们应该掌握的数学模型方法。这并不需要运用多么深奥的理论,但能想到这一点,却是解决问题的关键。
1736年,年仅29岁的数学家欧拉来到普鲁士的古城哥尼斯堡(哲学家康德的故乡,今俄罗斯加里宁格勒)。普瑞格尔河正好从市中心流过,河中心有两座小岛,岛和两岸之间建筑有七座古桥。 欧拉发现当地居民有一项消遣活动,就是试图每座桥恰好走过一遍并回到原出发点,但从来没人成功过。欧拉证明了这种走法是不可能的。现在看来,欧拉的证明过程非常简单,但他对七桥问题的抽象和论证思想,开创了一个新的学科:图论(Gra
哥
尼斯
堡
是位于普累格河上的一座城市,它包含两个岛屿及连接它们的七座
桥
,如下图所示。
可否走过这样的七座
桥
,而且每
桥
只走过一次?瑞士数学家欧拉(Leonhard Euler,1707—1783)最终解决了这个
问题
,并由此创立了拓扑学。
这个
问题
如今可以描述为判断欧拉回路是否存在的
问题
。欧拉回路是指不令笔离开纸面,可画过图中每条边仅一次,且可以回到起点的一条回路。现给定一个无向图,问是否存在欧拉回路...
哥
尼斯
堡
是位于普累格河上的一座城市,它包含两个岛屿及连接它们的七座
桥
,如下图所示。
可否走过这样的七座
桥
,而且每
桥
只走过一次?瑞士数学家欧拉(Leonhard
Euler,1707—1783)最终解决了这个
问题
,并由此创立了拓扑学。
这个
问题
如今可以描述为判断欧拉回路是否存在的
问题
。欧拉回路是指不令笔离开纸面,可画过图中每条边仅一次,且可以回到起点的一条回路。现给定一个无向图,问是否存在欧拉回路?
输入格式:
输入第一行给出两个正整数,分别是节点数N
(1≤N≤100
一:题目:
哥
尼斯
堡
是位于普累格河上的一座城市,它包含两个岛屿及连接它们的七座
桥
,如下图所示。
可否走过这样的七座
桥
,而且每
桥
只走过一次?瑞士数学家欧拉(Leonhard Euler,1707—1783)最终解决了这个
问题
,并由此创立了拓扑学。
这个
问题
如今可以描述为判断欧拉回路是否存在的
问题
。欧拉回路是指不令笔离开纸面,可画过图中每条边仅一次,且可以回到起点的一条回路。现给定一个无向图,问是否存在欧拉回路?
输入格式:
输入第一行给出两个正整数,分别是节点数N (1≤N≤1000)和边数M;随后的M行对应
一 七
桥
问题
的结论:
如果一个图是连通(无向图)的,且最多只有两个奇点(奇点数目为0或者2),则一定存在欧拉回路。如果有两个奇点,则必须从其中一个奇点出发,另一个奇点终止;如果奇点不存在,则可以在任意点出发,最终一定会回到该点。(路径不能重复)
如果图是有向图,最多只能有两个点的入度不等于出度,而且必须是其中一个点的出度恰好比入度大1(作为起点),另一个点的入度比出度大1(作为终点)。当然必须...
欧拉的
哥
尼斯
城
堡
七
桥
问题
是一个普及于数学、物理、计算机科学等领域的描述:在一个城
堡
内有七座
桥
,每座
桥
两端都通往一个岛屿。有一个人想要经过所有
桥
,但不能经过一座
桥
两次。问:该人有多少种行动方案?
解答:这是一道著名的
图论
问题
,用
图论
语言来讲,它是对一张有7个结点和7条边的图进行的欧拉回路的求解。根据欧拉定理,一个图存在欧拉回路当且仅当图是连通的并且每个结点的度数都是偶数。在本题中,因为每个结点的度数为2,因此它存在欧拉回路,并且欧拉回路的个数为:7! / (7/2)! = 5,\!\!040 种。