神秘登場
在一次數學課上,老師在黑板上畫了以下三個圖形,讓學生們試著用一筆畫出來,畫的時候線條不能重複。
上麵這三個是比較簡單的一筆畫,學生們很快就畫出來了。老師提出了一個問題:“大家有沒有發現這些一筆畫有什麼規律?”學生甲說:“這些圖案都可以拆成兩個圖形。”學生乙補充說:“拆開的圖形都有交叉點,這些交叉點很可能是起筆的地方。”
老師滿意地看著學生,接著講:“我們要一筆畫出上麵這些圖形,就要弄清楚一筆畫有什麼特點。在18世紀,瑞士有一個叫歐拉的數學家,他找到了一筆畫的規律。他認為,能一筆畫成的圖案必須是連通圖。連通圖就是指一個圖形各部分總是有邊相連的,大家看,上麵這三個圖都是連通圖。”
這時,學生丙舉手問:“老師,是不是所有的連通圖都能一筆畫成呢?”
老師笑了,說:“不是這樣的,有些連通圖就不能一筆畫成。要知道一個連通圖是否能一筆畫成,就要看圖的奇、偶點的數目。什麼是奇、偶點呢?與奇數(單數)條邊相連的點叫做奇點;與偶數(雙數)條邊相連的點叫做偶點。比如在圖1中,①和④就是奇點,②和③就是偶點。
知道了奇點、偶點之後如何判斷此圖是否能一筆畫成呢?下麵我們跟著老師來看看數學家歐拉找到了一筆畫的什麼規律?
揭秘事實
數學家歐拉找到的關於一筆畫的規律可以概括為以下三點:
1.凡是由偶點組成的連通圖,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。比如在圖2中,都是偶點,一筆成畫的步驟可以是:
①→③→⑤→⑦→②→④→⑥→⑦→①
當然,也可以把這個圖看成兩個交叉的三角形,畫的步驟是:
②→④→⑥→②→①→⑤→③→②
2.凡是隻有兩個奇點的連通圖(其餘都為偶點),一定可以一筆畫成。這種情況下,必須以一個奇點為起點,另一個奇點為終點。比如在圖1中,畫的步驟可以是:①→②→③→①→④
3.如果一個圖形不滿足上麵兩種情況,那麼它就不能被一筆畫成。
趣味推斷
從上麵的“作畫”過程中我們可以看出,一個一筆畫圖形往往有很多種畫法,你可以試著用不同的線路畫出來。
感興趣的話,可以試著畫一下國際奧林匹克運動會的會標,看看能不能一筆畫成。
你知道第11個數是什麼嗎
拋磚引玉
我們進行個遊戲,在不知道頭兩個數的情況下,隻需知道10個數,就能馬上知道第11個數是幾。真有這麼神奇?信不信由你。
神秘登場
做這個遊戲需要準備一個計算器,一張紙,一支筆。假設有你和你的朋友參與這個遊戲。
遊戲開始:首先,在紙上並排畫11個小方格,把紙交給你的朋友,讓他轉過身去,即不讓你看見他將在紙上寫什麼;然後讓他在1到10之間隨便選兩個數,填到前兩個方格裏。接下來,讓他在第三個方格中,填上前兩個數之和;在第四個方格中,填入第二個數和第三個數之和..以此類推,直到把第10個方格填好。
假設它在開頭兩個方格裏填的數是5和8,那麼前10個方格裏的數應該是:
5
8
13
21
34
55
89
144
233
377
等你的朋友寫好了,你雖然沒有看到這個表,但你可以對他說:“隻要你告訴我第10個方格裏的數是什麼,我隻需要在計算器上按幾下,就能說出第11個方格裏的數是多少。”
你的朋友多半不會相信,於是就告訴你第10個數,接下來他會感到非常驚奇,因為你預測的數與他算出來的結果是同一個數。
這就奇怪了,你除了知道第10個方格裏的數,對表格裏的其他數一無所知,怎麼會預測出第11個數呢?你的朋友不信,重新寫了兩個數,結果每次你都能準確地說出第11個數。
(本章完)