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1、第29講 一筆畫(huà)(二)
利用一筆畫(huà)原理,我們可以解決許多有趣的實(shí)際問(wèn)題。
例1 右圖是某展覽館的平面圖,一個(gè)參觀者能否不重復(fù)地穿過(guò)每一扇門(mén)?如果不能,請(qǐng)說(shuō)明理由。如果能,應(yīng)從哪開(kāi)始走?
分析與解:我們將每個(gè)展室看成一個(gè)點(diǎn),室外看成點(diǎn)E,將每扇門(mén)看成一條線段,兩個(gè)展室間有門(mén)相通表示兩個(gè)點(diǎn)間有線段相連,于是得到右圖。能否不重復(fù)地穿過(guò)每扇門(mén)的問(wèn)題,變?yōu)橛覉D是否一筆畫(huà)問(wèn)題。
右圖中只有A,D兩個(gè)奇點(diǎn),是一筆畫(huà),所以答案是肯定的,應(yīng)該從A或D展室開(kāi)始走。
例1的關(guān)鍵是如何把一個(gè)實(shí)際問(wèn)題變?yōu)榕袛嗍欠褚还P畫(huà)問(wèn)題,就像歐拉在解決哥尼斯堡七橋問(wèn)題時(shí)做的那樣。
例2 一個(gè)郵遞員投遞信件
2、要走的街道如下頁(yè)左上圖所示,圖中的數(shù)字表示各條街道的千米數(shù),他從郵局出發(fā),要走遍各街道,最后回到郵局。怎樣走才能使所走的行程最短?全程多少千米?
分析與解:圖中共有8個(gè)奇點(diǎn),必須在8個(gè)奇點(diǎn)間添加4條線,才能消除所有奇點(diǎn),成為能從郵局出發(fā)最后返回郵局的一筆畫(huà)。在距離最近的兩個(gè)奇點(diǎn)間添加一條連線,如左上圖中虛線所示,共添加4條連線,這4條連線表示要重復(fù)走的路,顯然,這樣重復(fù)走的路程最短,全程30千米。走法參考右上圖(走法不唯一)。
例3右圖中每個(gè)小正方形的邊長(zhǎng)都是100米。小明沿線段從A點(diǎn)到B點(diǎn),不許走重復(fù)路,他最多能走多少米?
分析與解:這道題大多數(shù)同學(xué)
都采用試畫(huà)的方法,實(shí)
3、際上可以用一筆畫(huà)原理求解。首先,圖中有8個(gè)奇點(diǎn),在8個(gè)奇點(diǎn)之間至少要去掉4條線段,才能使這8個(gè)奇點(diǎn)變成偶點(diǎn);其次,從A點(diǎn)出發(fā)到B點(diǎn),A,B兩點(diǎn)必須是奇點(diǎn),現(xiàn)在A,B都是偶點(diǎn),必須在與A,B連接的線段中各去掉1條線段,使A,B成為奇點(diǎn)。所以至少要去掉6條線段,也就是最多能走1800米,走法如下頁(yè)上圖?;?
例2與例3的圖中各有8個(gè)奇點(diǎn),都是通過(guò)減少奇點(diǎn)個(gè)數(shù),將多筆畫(huà)變成一筆畫(huà)的問(wèn)題,但它們采用的方法卻完全不同。因?yàn)槔?中只要求走遍所有的線段,沒(méi)有要求不能重復(fù),所以通過(guò)添加線段的方法(實(shí)際是重復(fù)走添加線段的這段路),將奇點(diǎn)變?yōu)榕键c(diǎn),使多筆畫(huà)變成一筆畫(huà)。而在例3中,要求不能走重復(fù)的路,所以不能添
4、加線段,只能通過(guò)減少線段的方法,將奇點(diǎn)變?yōu)榕键c(diǎn),使多筆畫(huà)變成一筆畫(huà)。區(qū)別就在于能否重復(fù)走!能“重復(fù)”就“添線”,不能“重復(fù)”就“減線”。
例4在六面體的頂點(diǎn)B和E處各有一只螞蟻(見(jiàn)右圖),它們比賽看誰(shuí)能爬過(guò)所有的棱線,最終到達(dá)終點(diǎn)D。已知它們的爬速相同,哪只螞蟻能獲勝?
分析與解:許多同學(xué)看不出這
是一筆畫(huà)問(wèn)題,但利用一筆畫(huà)的知識(shí),能非常巧妙地解答這道題。這道題只要求爬過(guò)所有的棱,沒(méi)要求不能重復(fù)??墒莾芍晃浵伵浪傧嗤?,如果一只不重復(fù)地爬遍所有的棱,而另一只必須重復(fù)爬某些棱,那么前一只螞蟻爬的路程短,自然先到達(dá)D點(diǎn),因而獲勝。問(wèn)題變?yōu)閺腂到D與從E到D哪個(gè)是一筆畫(huà)問(wèn)題。圖中只有E,D兩個(gè)奇點(diǎn),所以從E到D可以一筆畫(huà)出,而從B到D卻不能,因此E點(diǎn)的螞蟻獲勝。
練習(xí)29
1.郵遞員要從郵局出發(fā),走遍左下圖(單位:千米)中所有街道,最后回到郵局,怎樣走路程最短?全程多少千米?
2.有一個(gè)郵局,負(fù)責(zé)21個(gè)村莊的投遞工作,右上圖中的點(diǎn)表示村莊,線段表示道路。郵遞員從郵局出發(fā),怎樣才能不重復(fù)地經(jīng)過(guò)每一個(gè)村莊,最后回到郵局?
3.一只木箱的長(zhǎng)、寬、高分別為5,4,3厘米(見(jiàn)右圖),有一只甲蟲(chóng)從A點(diǎn)出發(fā),沿棱爬行,每條棱不允許重復(fù),則甲蟲(chóng)回到A點(diǎn)時(shí),最多能爬行多少厘米?