趣味数学5:哥尼斯堡七座桥的故事
两百多年前,德国有个古城叫哥尼斯堡,这个城市风景优美,气候宜人。有一条布勒格尔河,从城中缓缓流过,正是这条河流把这个城市装扮得更加美丽,它是两条河汇合而成的,这两条支流的汇合处还有一个小岛,这个小岛正是这个城市的中心。小岛不大,可是十分繁华,小岛的北面是城的北区,南面是城的南区,东面叫东区,在河上共架起了7座桥,把这个小岛和3个区连接起来,这7座桥分别编号为1号桥、2号桥、……7号桥。
一个星期日的上午,两个小男孩,一个叫威力,一个叫格林。一起到街上去玩,他们站在1号桥上,欣赏河中来往的船只:有客船、货船、渔船、游艇、……过了一会,威力对格林说:“咱们这里有7座桥,今天我们把这些桥走一遍,看看一上午能走完吗。”格林一听,挺好玩的,便补充说:“咱们不光要走完这7座桥,还要走得巧,每座桥只能通过一次,看看能不能把这7座桥全部走一遍。”
威力一听,说:“好!这才有意思。咱们想办法不重复的把座桥全走完。”
他们俩便从1号桥开始,先到了小岛,又到了7号桥,过了7号桥,便到了6号桥。下面的路线是:6号桥→2号桥→3号桥→东区。这时还剩下两座桥4号桥和5号桥,下面该怎么走呢?若是先走4号桥,那么从小岛到5号桥就得再过6号桥或7号桥中的一座,这样不行。若是先通过5号桥,那么从北区到4号桥,也得再通过6、7号桥中的其中一座。所以先过5号也不行。
他俩左思右想怎么也想不出办法来,已经到中午了,只好回家吃饭。
下午,他俩又凑到一块,研究其上午这个问题来,可是还是没有想出办法来。
第二天,他们来到学校,去问老师,老师听了这个问题,也很感兴趣,便在纸上画过来,画过去,可总也没有解决的办法。不过老师在班上表扬了他们这种爱动脑筋的精神。
这个问题很快传开了,不过就是没有人能够解决。
那时候,瑞士有个大数学家叫欧拉,他当时才三十几岁,可已经为数学做出了许多卓越的贡献。有位朋友把这个哥尼斯堡7座桥的问题告诉了他。问他怎么解答,欧拉思考了一小会,很快地说:“要想不重复的一次走完这7座桥,是不可能的。”那位朋友大吃一惊,忙问:“为什么呢?”欧拉指出这一问题相当于把3个区,一个岛看成4个点,而把7座桥堪称7条线,就得到如图所示的情形。
不重复的1次走完7座桥,就是能否一笔划成。此图形有4个起点,因此。这个图形无法一笔画成。也就是说,哥尼斯堡7座桥不能不重复的一次走完。