世界数学难题——哥尼斯堡七桥问题

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七桥问题Seven Bridges Problem

七桥问题Seven Bridges Problem著名古典数学问题之一。

在哥尼斯堡的一个公园里，有七座桥将普雷格尔河中两个岛及岛与河岸连接起来(如图)。

问是否可能从这四块陆地中任一块出发，恰好通过每座桥一次，再回到起点?欧勒于1736年研究并解决了此问题，他把问题归结为如下右图的“一笔画”问题，证明上述走法是不可能的。

有关图论研究的热点问题。

18世纪初普鲁士的柯尼斯堡，普雷格尔河流经此镇，奈发夫岛位于河中，共有7座桥横跨河上，把全镇连接起来。

当地居民热衷于一个难题：是否存在一条路线，可不重复地走遍七座桥。

这就是柯尼斯堡七桥问题。

L.欧拉用点表示岛和陆地，两点之间的连线表示连接它们的桥，将河流、小岛和桥简化为一个网络，把七桥问题化成判断连通网络能否一笔画的问题。

他不仅解决了此问题，且给出了连通网络可一笔画的充要条件是它们是连通的，且奇顶点(通过此点弧的条数是奇数)的个数为0或2。

当Euler在1736年访问Konigsberg, Prussia(now Kaliningrad Russia)时，他发现当地的市民正从事一项非常有趣的消遣活动。

Konigsberg城中有一条名叫Pregel的河流横经其中，这项有趣的消遣活动是在星期六作一次走过所有七座桥的散步，每座桥只能经过一次而且起点与终点必须是同一地点。

Euler把每一块陆地考虑成一个点，连接两块陆地的桥以线表示。

后来推论出此种走法是不可能的。

他的论点是这样的，除了起点以外，每一次当一个人由一座桥进入一块陆地（或点）时，他（或她）同时也由另一座桥离开此点。

所以每行经一点时，计算两座桥（或线），从起点离开的线与最后回到始点的线亦计算两座桥，因此每一个陆地与其他陆地连接的桥数必为偶数。

七桥所成之图形中，没有一点含有偶数条数，因此上述的任务无法完成.欧拉的这个考虑非常重要，也非常巧妙，它正表明了数学家处理实际问题的独特之处——把一个实际问题抽象成合适的“数学模型”。

七桥问题的通用规则

七桥问题的通用规则七桥问题，也被称为哥尼斯堡七桥问题，是一道著名的数学难题。

该问题最早由瑞士数学家欧拉在18世纪提出，并成为图论的开端之一。

七桥问题描述了一个位于哥尼斯堡的岛屿上的一系列桥梁以及这些桥梁连接的方式。

解决这个问题需要运用到图论中的一些基本原理和规则。

在七桥问题中，岛屿上有一些桥梁，而我们的目标是从一个起点开始，遍历每一座桥且仅经过一次，最终回到起点。

然而，这个问题的挑战在于，岛屿上的桥梁连接方式并不是一个简单的环，而是一个复杂的图。

因此，我们需要运用一些通用规则来解决这个问题。

首先，我们需要了解一些图论的基本概念。

在图论中，桥梁被表示为图中的边，而岛屿则被表示为图中的顶点。

七桥问题中的桥梁连接方式可以被看作是一个图，我们需要将其转化为数学模型，以便进行分析和解决。

在这个过程中，我们可以使用图的邻接矩阵或邻接表来表示桥梁和岛屿之间的连接关系。

接下来，我们可以运用欧拉路径的概念来解决七桥问题。

欧拉路径是指一条路径，该路径恰好经过图中的每一条边一次。

对于七桥问题，我们的目标是找到一条欧拉路径，使得我们可以从一个起点开始，遍历每一座桥且仅经过一次，最终回到起点。

根据欧拉路径的特性，我们可以得出以下的通用规则。

首先，欧拉路径存在的条件是：图中所有顶点的度数为偶数，或者恰好有两个顶点的度数为奇数，其余顶点的度数为偶数。

度数是指与顶点相连的边的数量。

因此，在七桥问题中，如果岛屿上的每一座桥的连接点的度数都是偶数，或者有且只有两座桥的连接点的度数为奇数，我们就可以找到一条欧拉路径。

其次，如果图中存在度数为奇数的顶点，那么我们的欧拉路径的起点和终点一定是这些顶点中的一个。

因为每条桥梁的连接点度数为偶数，除了起点和终点外，其余所有顶点的度数一定是偶数，无法成为欧拉路径的起点和终点。

因此，在七桥问题中，如果岛屿上存在两座或更多的桥梁连接点的度数为奇数，我们就可以从其中一个度数为奇数的连接点出发，找到一条欧拉路径。

世界数学难题——哥尼斯堡七桥问题

世界数学难题——哥尼斯堡七桥问题18世纪时，欧洲有一个风景秀丽的小城哥尼斯堡(今俄罗斯加里宁格勒)，那里的普莱格尔河上有七座桥。

将河中的两个岛和河岸连结，城中的居民经常沿河过桥散步，于是提出了一个问题：一个人怎样才能一次走遍七座桥，每座桥只走过一次，最后回到出发点？大家都试图找出问题的答案，但是谁也解决不了这个问题。

这就是哥尼斯堡七桥问题，一个著名的图论问题。

1727年在欧拉20岁的时候，被俄国请去在圣彼得堡（原列宁格勒）的科学院做研究。

他的德国朋友告诉了他这个曾经令许多人困惑的问题。

欧拉并没有跑到哥尼斯堡去走走。

他把这个难题化成了这样的问题来看：把二岸和小岛缩成一点，桥化为边，于是“七桥问题”就等价于下图中所画图形的一笔画问题了，这个图如果能够一笔画成的话，对应的“七桥问题”也就解决了。

经过研究，欧拉发现了一笔画的规律。

他认为，能一笔画的图形必须是连通图。

连通图就是指一个图形各部分总是有边相连的，这道题中的图就是连通图。

但是，不是所有的连通图都可以一笔画的。

能否一笔画是由图的奇、偶点的数目来决定的。

那么什么叫奇、偶点呢？与奇数（单数）条边相连的点叫做奇点；与偶数（双数）条边相连的点叫做偶点。

如下图中的①、④为奇点，②、③为偶点。

1．凡是由偶点组成的连通图，一定可以一笔画成。

画时可以把任一偶点为起点，最后一定能以这个点为终点画完此图。

例如下图都是偶点，画的线路可以是：①→③→⑤→⑦→②→④→⑥→⑦→①2．凡是只有两个奇点的连通图（其余都为偶点），一定可以一笔画成。

画时必须把一个奇点为起点，另一个奇点终点。

例如下图的线路是：①→②→③→①→④3．其他情况的图都不能一笔画出。

格尼斯堡七桥问题解法

格尼斯堡七桥问题解法一、问题背景格尼斯堡七桥问题，是欧拉在1735年提出的一个著名的数学难题。

该问题描述为：有一座连通的城市，其中包含七座桥，如何从任意一个地方出发，经过每座桥恰好一次，最终回到原地。

二、传统解法1.暴力搜索最简单直观的方法是暴力搜索。

遍历所有可能情况，判断是否符合条件。

但是由于状态空间巨大（7个节点有51840种排列方式），这种方法不可行。

2.欧拉回路算法欧拉回路算法是解决格尼斯堡七桥问题最常用的方法之一。

它基于欧拉定理：如果一个图中所有顶点度数均为偶数，则该图存在欧拉回路。

通过构建图模型，并计算每个节点的度数，可以判断是否存在欧拉回路。

如果存在，则可以通过遍历欧拉回路来解决问题。

但是，在实际应用中，并不是所有图都存在欧拉回路。

因此，这种方法并不能完全解决格尼斯堡七桥问题。

三、新解法1.图论与拓扑学结合将图论和拓扑学结合使用，可以更好地解决格尼斯堡七桥问题。

首先，将城市中的桥和岛屿抽象成节点，将桥连接岛屿的关系抽象成边。

然后，通过计算每个节点的度数，可以判断是否存在欧拉通路。

如果存在欧拉通路，则可以通过遍历欧拉通路来解决问题。

但是，在实际应用中，并不是所有图都存在欧拉通路。

因此，这种方法并不能完全解决格尼斯堡七桥问题。

2.基于网络流的解法基于网络流的解法是一种更高效、更准确的方法。

它基于最大流最小割定理：如果一个网络中所有源点到汇点的路径都满流，则该网络存在一组最大流，并且这组最大流等于所有源点到汇点路径上边权之和。

通过构建网络模型，并计算每个节点之间的容量和费用，可以求出从任意一个节点出发经过每座桥恰好一次回到原地所需的最小费用和路径。

具体步骤如下：（1）将城市中的桥和岛屿抽象成节点，将桥连接岛屿的关系抽象成边。

（2）对于每个节点i，设其入度为diin，出度为diout，则其容量为min(diin,diout)。

容量表示从该节点出发经过该边的最大流量。

（3）对于每条边(i,j)，其费用为1。

哥尼斯堡七桥问题与图论

1736年29《哥尼斯堡的七座桥》的论文，创了数学的一个新的分支—一、哥尼斯堡七桥问题哥尼斯堡在俄罗斯境内，现称为加里宁格勒.生和培养过许多伟大人物.格尔河，横贯城中，如图1所示.流，一条称为新河，一条主流，的商业中心.区、北区、东区和南区.桥，两支流上.这一别致的桥群，图1早在18世纪，散步中走过每座桥，发点？”走遍这七座桥共有A77=7!=验，谈何容易.那么在这5040而形成了著名的图2欧拉请他帮助解决这个他似乎看到其中.经过一年的研究，29岁的并于1736年向彼得堡科哥尼斯堡的七座桥》的论文.C（岛区）、A（南区）；七座桥看成这四个点、6、7七个数字表示，如图3所示.“一笔画”问题：否能一笔不.布勒格尔河模型蔡思明58遍历的路径称作欧拉路径（一个环或者一条链），如果路径闭合（一个圈），则称为欧拉回路.图论中的欧拉定理（一笔画定理）要分有向图（边有特定方向的图）与无向图（边没有特定方向的图）两种情况进行讨论.1.无向图的情况定理：连通无向图G有欧拉路径的充要条件为：G中奇度顶点（即与其相连的边数目为奇数的顶点）有0个或者2个.证明：必要性.如果图能够被一笔画成，那么对每个顶点，考虑路径中“进入”它的边数与“离开”它的边数（注意前提是无向图，所以我们不能称其为“入边”和“出边”）.很显然这两个值要么相同（说明该顶点度数为偶），要么相差1（说明该顶点度数为奇）.也就是说，如果欧拉路径不是回路，奇度顶点就有2个，即路径的起点和终点；如果是欧拉回路，起点与终点重合，则不存在奇度顶点.必要性得证.证明：充分性.如果图中没有奇度顶点，那么在G中随机取一个顶点v0出发，尝试构造一条回路c0.如果c0就是原路，则结束；如果不是，那么由于图是连通的，c0和图的剩余部分必然存在某公共顶点v1，从v2出发重复尝试构造回路，最终可将整张图分割为多个回路.由于两条相连的回路可以视为一条回路，所以该图必存在欧拉回路.如果图中有2个奇度顶点u和v，那么若是加一条边将u和v连接起来的话，就得到一个没有奇度顶点的连通图，由上文可知该图必存在欧拉回路，去掉这条新加的边，就是一条以u和v为起终点的欧拉路径.充分性得证.可知，哥尼斯堡七桥问题中的图有4个奇度顶点（1个度数为5，3个度数为3），所以不存在欧拉路径.2.有向图的情况定理：底图连通的有向图G有欧拉路径的充要条件为：G的所有顶点入度和出度都相等；或者只有两个顶点的入度和出度不相等，且其中一个顶点的出度与入度之差为1，另一个顶点的入度与出度之差为1.显然，可以通过与无向图情况相似的思路来证明，过程略.当时的数学界起初并未对欧拉解决七桥问题的意义有足够的认识，甚至有些人仅仅当其为一个数学游戏.图论这一数学分支诞生后并未得到很好的发展，直到200年后的1936年，匈牙利数学家科尼希出版了《有限图与无限图理论》，此为图论的第一部专著，其总结了进200年来有关图论的成果，这是图论发展的第一座里程碑.此后，图论进入发展与突破的阶段，又经过了半个多世纪的发展，现已成为数学科学的一个独立的重要分支.图论原是组合数学中的一个重要课题.我们用点表示事物，用连接点的边表示事物间的联系，便可得到图论中的图.图论为研究任何一类离散事物的关系结构提供了一种框架.图论中的理论已应用于经济学、心理学、社会学、遗传学、运筹学、逻辑学、语言学计算机科学等诸多领域.由于现代科学尤其是大型计算机的迅猛发展，使得图论大有用武之地，无论是数学、物理、化学、地理、生物等基础科学，还是信息、交通、战争、经济乃至社会科学的众多问题，都可以运用图论方法予以解决.当然，图论也是计算机科学的基础学科之一.值得一提的是，欧拉对七桥问题的研究，后演变成多面体理论，得到了著名的欧拉公式V+F=E+2，欧拉公式是拓扑学的第一个定理.哥尼斯堡的七座桥如今只剩下三座，一条新的跨河大桥已经建成，它完全跨过河心岛——内福夫岛，导游们仍向游客讲述哥尼斯堡桥的故事，有的导游甚至仍称“七桥问题”没有被解决，留给游客以遐想.虽然七座哥尼斯堡桥成了历史，但是“七桥问题”留下的“遗产”不像这些桥那样容易破坏，欧拉卓越的解答方式被永载史册.60。

哥尼斯堡七桥问题[欧拉图]

哥尼斯堡七桥问题[欧拉图]⼀、历史背景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：Processing math: 100%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。

哥尼斯堡七桥问题给我们的启示

哥尼斯堡七桥问题给我们的启示
哥尼斯堡七桥问题是欧洲数学家欧拉在18世纪提出的一个著名的数学问题，这个问题是如何通过哥尼斯堡城市中的七座桥，每座桥只能过一次，将城市中的四块陆地分隔开来。

这个问题最终被欧拉用图论的方法解决了，也成为了现代数学和计算机科学的基础之一。

哥尼斯堡七桥问题给我们的启示是：
创新思维：欧拉在解决这个问题时，采用了新颖的图论方法，这种创新的思维方式对于解决其他问题也同样适用。

抽象思维：欧拉将哥尼斯堡城市的地图抽象成为图形，通过对图形的分析和计算，解决了这个问题。

这种抽象思维方式，对于解决其他问题也同样重要。

多角度思考：欧拉在解决这个问题时，考虑了不同的角度和方法，最终找到了解决问题的突破口。

在日常生活和工作中，也需要多角度思考问题，寻找解决问题的最佳方法。

团队协作：欧拉在研究这个问题时，与其他数学家和科学家进行了交流和合作，共同解决了这个问题。

在工作中也需要团队协作，共同解决问题，取得更好的成果。

总之，哥尼斯堡七桥问题是一个启示我们创新思维、抽象思维、多角度思考和团队协作的经典案例。

七桥问题

18世纪著名古典数学问题之一。在哥尼斯堡的一个公园里，有七座桥将普雷格尔河中两个岛及岛与河岸连接起来（如图）。问是否可能从这四块陆地中任一块出发，恰好通过每座桥一次，再回到起点？欧拉于1736年研究并解决了此问题，他把问题归结 “一笔画”问题，证明上述走法是不可能的。
但是，为什么不可以呢？
拓扑游戏

由左图可知，这个图形有两个奇结点。
1
2
简单的一笔画问题
3

这个图形就不可以一笔为什么呢画。仔细观察，这个图形有四个奇结点；所以不能一笔画。没有奇数个奇结点的图形。42源自 1总结一下
两个奇结点的图形可以一笔画两个奇结点以上的图形不可以一笔画。所以，奇结点少于三个的图形就可以一
七桥问题基本简介

七桥问题是1736年29岁的欧拉向圣彼得堡科学院递交《哥尼斯堡的七座桥》论文是提出的，在解答问题的同时，开创了数学的一个新的分支——图论与几何拓扑，也由此展开了数学史上的新进程。问题提出后，很多人对此很感兴趣，纷纷进行试验，但在相当长的时间里，始终未能解决。欧拉通过对七桥问题的研究，不仅圆满地回答了哥尼斯堡居民提出的问题，而且得到并证明了更为广泛的有关一笔画的三条结论，人们通常称之为“欧拉定理”。
欧拉：瑞士数学家及自然科学家在1707年4月15日出生于瑞士的巴塞尔，1783年9月18日于俄国的圣彼得堡逝世。欧拉出生于牧师家庭，自幼受到父亲的教育。 13岁时入读巴塞尔大学，15岁大学毕业，16岁获得硕士学位。欧拉(Euler，1707－1783)
欧拉是18世纪数学界最杰出的人物之一，他不但为数学界作出贡献，更把数学推至几乎整个物理的领域。此外，他是数学史上最多产的数学家，写了大量的力学、分析学、几何学、变分法的课本，《无穷小分析引论》（1748），《微分学原理》（1755），以及《积分学原理》（1768-1770）都成为数学中的经典著作。

《格尼斯堡七桥问题》PPT课件

在“一笔画”问题里，长度、角度、面积、体积都没有了，四大块陆地变成了四个点；连线的长短曲直、交点的方位都无关紧要，要紧的只是点线之间的相关位置或相互连接的情况，如下两图都没有改变七桥问题“一笔画”的性质。
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后来布勒格尔河上又架起第八座桥来——铁路桥，这又使人们想起了那有趣的问题。虽然一次不重复走遍七座桥不可能，那八座桥呢？从图中可以已看出，“奇点”只有两个（D、C），所以可以一次不重复走遍八座桥。
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如果一张图中奇点数大于2，并且是2 的n倍，则该图至少需要n 笔才能画成。如下图所示。
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回头来看邮路图，其中有6个奇点，故至少要3笔才能画成，重复部分应该选择最短的邮路区间，故以下三种方案中，第三个方案最好。
最短邮路问题是1960年由我国山东师范大学管梅谷教授提出并解决的，因此国际上称为“中国邮路问题”。
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于是七桥问题就变成了用笔不重复的（笔不离开纸面）画出这个几何图形的问题，即“一笔画”问题。如果可以画出来，则必有一个起点和一个终点，如果这两点不重合，则与起点或终点相交的线必为奇数条（称为奇点），如果起点与终点重合，则与之相交的线必为偶数条（称为偶点），而除了起点与终点外，其他点也必为偶点。据以上分析，如果一个图形可以一笔画出来，则必须满足两个条件：
图论就是运用直观的图形和数学方法来研究组和关系的一门新兴学科，原是组和数学的一个重要课题，由于发展迅速，现已成为一个独立的数学分支。它把被研究系统中的各个元素作为点，元素之间的关系作为线，然后画成图，通过对图形的研究，找出解决问题的办法。
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图论为研究任何一类离散事物的关系结构提供了一种本质的框架，在经济、心理、社会、遗传、运筹、计算机、网络、信息论、控制论、逻辑学、语言学、物理学、化学、微电子技术、通讯科学、系统科学等方面都有广泛的应用。

哥尼斯堡七桥问题

起初它是几何学的一支，研究几何图形在连续变形下保持不变的性质(所谓连续变形，形象地说就是允许伸缩和扭曲等变形，但不许割断和粘合)。
现在已发展成为研究连续性现象的数学分支。
拓扑学应用实例
前面所提的哥尼斯堡七桥问题、四色问题？左手套能否在空间掉转位置后变成右手套？一条车胎能否从里朝外的把他翻转过来？一只有把的茶杯与救生圈更相似，还是与花瓶更相
互相衔接的两两不同的一串“弧”称为“路”。路中弧的端点称为路的“顶点”。如果起点与终点相同称为“闭路”。如果闭路的顶点又不相同，称为“圈”。如下所示：
路
闭路
圈
网络与一笔画问题
于是我们可以给出一笔画的理论叙述。
“一笔画”问题相当于给定一个网络。问： “有没有可能把所有的弧排成一条路”。
如果一个网络的全部弧可以排成一条路，那么我们称这个网络为一个一笔画。
纸圈，然后只允许用一种颜色，在纸圈上的一面涂抹，最后把整个纸圈全部抹成一种颜色，不留下任何空白。这个纸圈应该怎样粘？如果是纸条的首尾相粘做成的纸圈有两个面，势必要涂完一个面再重新涂另一个面，不符合涂抹的要求。能不能做成只有一个面、一条封闭曲线做边界的纸圈？
莫比乌斯带的发现
对于这样一个看来十分简单的问题，数百年间，曾有许多科学家进行了认真研究，结果都没有成功。后来，德国的数学家莫比乌斯对此发生了浓厚兴趣，他长时间专心思索、试验，也毫无结果。
当地的市民正从事一项非常有趣的消遣活动。这项有趣的消遣活动是在星期六作一次走过所有七座桥的散步，每座桥只能经过一次而多人对此很感兴趣，纷纷进行试验，但在相当长的时间里，始终未能解决。
而利用普通数学知识，每座桥均走一次，那这七座桥所有的走法一共有5040种，而这么多情况，要一一试验，这将会是很大的工作量。

哥尼斯堡七桥问题

N
A
B
问题转化为：左图中是否存在通过每边一次且仅一次的封闭路线。
S
欧拉的结论欧拉证明：一个图中存在通过每边一次且仅一次回到出发点的路线的充要条件是： 1)图是连通的，即任意两点可由图中的一些边连接起来； 2)与图中每一顶点相连的边必须是偶数。由此得出结论：七桥问题无解。欧拉由七桥问题所引发的研究论文《有关位置的几何问题的解法”》（于1736年发表）是图论的开篇之作，因此称欧拉为图论之父。
18世纪东普鲁士哥尼斯堡被普列戈尔河分为四块, 它们通过七座桥相互连接,如下图.当时该城的市民热衷于这样一个游戏:“一个散步者怎样才能从某块陆地出发，经每座桥一次且仅一次回到出发点？”
哥尼斯堡七桥问题
பைடு நூலகம்
七桥问题的分析
七桥问题看起来不难，很多人都想试一试，但没有人找到答案 .后来有人写信告诉了当时的著名数学家欧拉.千百人的失败使欧拉猜想,也许那样的走法根本不可能.1836年,他证明了自己的猜想。 Euler把南北两岸和两个岛抽象成四个点,将连接这些陆地的桥用连接相应两点的一条线来表示，这样哥尼斯堡的七桥就转化为如下一个简图：

哥尼斯堡七桥问题的结论

哥尼斯堡七桥问题的结论哥尼斯堡七桥问题，这个名字听起来是不是有点像某个神秘的谜题，或者像是某种古老的传说？但其实它可是数学史上一个相当有趣，也不算特别复杂的问题。

让我们从头说起吧！话说在18世纪，哥尼斯堡（今天是俄罗斯的加尔东，那个地方在一条大河上有七座桥，大家都知道，桥嘛，就是用来跨河的嘛）。

可是问题来了，这七座桥摆得那么乱，怎么才能走过去，一桥不重复，甚至连一次都不漏掉？这可是个难题啊！走过去，过每座桥一次就得了，但不能走重复的，这不就像在玩某种跨河的游戏吗？这问题一度让很多聪明人都摸不着头脑。

特别是当时那位大数学家欧拉，他看到这个问题后，忍不住拿起了笔和纸，开始思考。

你想啊，欧拉这个人，脑袋瓜子灵光，简直能把天上的星星都给数清楚。

于是他就开始琢磨怎么才能解决这个问题。

他不拘一格，想得也很简单。

他说，这问题其实跟图有点像。

你知道，图嘛就是一堆点和连线，而那些桥啊，其实就能看作是图中的“边”，而那些岛屿什么的，就是“点”。

从这个角度来看，欧拉瞬间豁然开朗！他有一个聪明的想法——要走遍这些桥，得看看图里的点到底有多少条边。

说白了，就是要检查一下每个“岛”上面的桥数是奇数还是偶数。

你说欧拉这个人聪不聪明？他发现了一个至关重要的规律——如果一个图中有多个点的连接数是奇数，那么从一个点出发走完所有边的概率基本为零，也就是说，根本就不可能走完所有桥而不重复。

而哥尼斯堡的七座桥，连接数正好是奇数。

想啊，哥尼斯堡的岛屿就像是这些点，而每座桥就像是连接点的边。

想要从一个点出发，走遍所有的边，根本做不到，除非你能拥有神仙的运气。

这个结论真的是一语破天啊！欧拉说了：如果图中有超过两个点的连接数是奇数，那就绝对没有办法走遍所有的桥了！也就是，这个问题没有解。

哦，也有个例外，那就是图中最多只有两个点有奇数条边，或者每个点都只有偶数条边。

那样的话，也许就能有个完美的解法。

但是，哥尼斯堡的问题就是那么不凑巧，七桥问题就是一个典型的“不可能完成的任务”。

七桥问题

哥尼斯堡七桥哥尼斯堡七桥问题也叫做欧拉七桥问题，曾经悬而未解，后得以被数学家欧拉证明。

欧拉曲线也是从七桥问题开始的。

相传在哥尼斯堡这座古老的城市有一个传说，有两条河流在这里交汇，将这座城市分成了四个部分，居民于是在城里造了七座桥将这四个部分连接起来，便利了这里的交通。

但也由此产生了一个疑问，城市里有没有一种路线能一次走完所有的桥，并且每座桥都只走一次。

这个问题难倒了当时所有的市民，同时也引来的欧拉的观注。

欧拉作为一个数学家，以他独有的方式将桥梁跟陆地看成是由点和线连起来的一个图，能不能一次走完七座桥就变成了能不能一笔画完这个图的问题。

如果这个图能够一笔画完，一定存在一个终点和起点，而除去终点和起点，只看中间将会经过的点，欧拉的认为，每通过一条线进入一个点，必定还有一条线能离开这个点，这样进入的线与出去的线肯定相等，也就是说，连接这些点的线必将是偶数。

而在欧拉设想的这个图中，每个点的相邻的线都是奇数，所以不可能一笔画完这个图，一次走完七座桥的路线也就不存在。

欧拉将对此问题的研究化为了一个几何问题，这种几何区别于以前的几何主要是交点的位置、线段的长短甚至它们的面积都不重要，重要的是点、线之间的相关关系，这就是数学上图论的先河。

可见，对数学问题的研究，甚至大到数学学科的开创，也是从生活实践中得来的，生活中何尝又不存在真理呢？反观欧拉曲线，其中每次所画的线都符合上述欧拉的观点，不同的是，曲线不一定是闭合的，甚至就是一条直线也有可能，终点和起点也不一定是同一个点。

事实上，如果能一笔画完一条曲线，那么这条曲线包含奇数条边的点的数目不是0就是2，如果点连接的边都是偶数的话终点与起点肯定在同一个点上，并且可以任选一个点作为终点和起点一笔画完，而如果有两个点连接的边是奇数，那么终点跟起点就在这两个点上，要一笔画完这条曲线，必定是从其中一个奇数点开始，终止于另一个奇数点。

欧拉曲线，你会玩了吗？。

哥尼斯堡七桥问题答案

哥尼斯堡七桥问题答案问题简介哥尼斯堡七桥问题是数学史上的一个著名问题，它由瑞士数学家欧拉在18世纪提出。

问题描述如下：哥尼斯堡的一座岛屿被普雷格尔河和纳勒曼河所环绕，而岛上有七座桥连接了岛与河岸的各个区域。

欧拉的问题是能否找到一条路线，使得每座桥都只经过一次，且最终回到起点。

欧拉图的引入为了解决这一问题，欧拉引入了欧拉图的概念。

欧拉图是指一个图中存在一条路径，经过图中每条边一次且仅一次，且最终回到起点。

欧拉图的概念为解决哥尼斯堡七桥问题提供了思路。

哥尼斯堡七桥问题的解答欧拉图的性质在欧拉引入的欧拉图概念中，他提出了以下性质：1.如果一个图是欧拉图，那么它的度数为奇数的顶点个数一定是0个或2个。

2.如果一个图是欧拉图，那么它的每个顶点都是偶数度数。

欧拉图的性质为解决哥尼斯堡七桥问题提供了重要的线索。

哥尼斯堡七桥问题的解答根据欧拉图的性质，我们可以进行如下步骤来解决哥尼斯堡七桥问题：1.对于给定的一组桥和岛屿，首先统计每个岛屿的度数（与之相连的桥的数量）。

如果某个岛屿的度数为奇数，则将其记为M。

2.如果M为0，则存在一条路径，经过所有的桥且每座桥只经过一次，最终可以回到起点，问题得到解答。

3.如果M为2，则存在两条路径，经过所有的桥且每座桥只经过一次，最终可以从一条路径回到另一条路径，问题得到解答。

4.如果M大于2，则不存在满足条件的路径，问题无解。

示例以下是一个具体的示例来解答哥尼斯堡七桥问题：给定的桥和岛屿如下图所示：A---B---C/ \\ / \\ / \\D---E---F---G根据图中的连接关系，我们可以统计每个岛屿的度数： - A的度数为2 - B的度数为3 - C的度数为2 - D的度数为3 - E的度数为4 - F的度数为4 - G的度数为2从统计结果可知，B、D、E、F的度数为奇数，即M=4。

根据步骤3的解答方法，我们可以得出结论：不存在满足条件的路径，问题无解。

结论哥尼斯堡七桥问题既是数学史上的著名问题，也是欧拉图理论的起点之一。

简述欧拉的哥尼斯城堡七桥问题及其解答。

欧拉的哥尼斯城堡七桥问题是数学史上具有重要意义的问题之一，它以其简单的描述和深刻的解决方法而闻名于世。

在这篇文章中，我将从探讨欧拉的哥尼斯城堡七桥问题的背景和含义开始，逐步深入讨论其解答过程和所带来的启示，从而帮助您更全面、深刻和灵活地理解这一经典问题。

1. 哥尼斯城堡七桥问题的背景和含义哥尼斯城堡七桥问题最早出现在康托尔夫的信末提及的题，它涉及到了一座连接着市区两岸的岛屿与河岸的七座桥，问题是：是否存在一条路径，可以恰好经过每座桥一次且只一次？这个问题看似简单，实质上却涉及了数学中的图论问题，是一道离散数学的经典问题。

通过解答这个问题，我们不仅能够深入理解图论的基本概念，还能够从中感受到数学家们的奇妙思维和深刻见解。

2. 哥尼斯城堡七桥问题的解答过程让我们来看看欧拉是如何解答这一问题的。

欧拉通过巧妙的建模与抽象，将问题转化为了图论中的一个基本问题——欧拉回路的存在性问题。

他发现，只有当每个顶点的度数都是偶数时，才可能存在欧拉回路。

而对于哥尼斯城堡的七座桥来说，其中有两座桥的度数是奇数，因此不可能存在符合要求的路径。

这一广义化的解答方法，为后来图论领域的发展奠定了基础，也引发了人们对数学方法和思维方式的深刻思考。

3. 哥尼斯城堡七桥问题的启示从欧拉的解答过程中，我们不仅能够感受到他对数学方法的精妙应用，还能从中领悟到解决问题的普适性原则。

欧拉的解决方法不依赖于特定的桥的数量和位置，而是基于对整个图结构的抽象分析，这种抽象的思维方式为解决其他复杂问题提供了有益的启示。

欧拉的解答方法还向我们展示了数学家们的严谨和求真精神，这种精神对于我们解决其他领域的问题同样具有深远的影响。

4. 个人观点和理解对于欧拉的哥尼斯城堡七桥问题，我深感敬佩。

欧拉通过对具体问题的抽象分析，不仅解决了问题本身，还奠定了图论领域的基础，为后人提供了解决其他复杂问题的方法和思路。

在我看来，欧拉的解答方法不仅展现了数学的美感，更启示我们在解决其他问题时应该注重抽象思维和普适性原则，追求真理的精神。

数学史上著名的哥尼斯堡七桥问题

数学史上著名的哥尼斯堡七桥问题哥尼斯堡七桥问题是数学史上一道著名的问题，引起了许多数学家的关注和研究。

这个问题的发现者是瑞士数学家欧拉，他在1736年提出了这个问题并给出了解决方法，从而开创了图论的研究领域。

哥尼斯堡七桥问题的描述是：哥尼斯堡城市由一座岛屿和两岸的陆地组成，岛屿上有七座桥连接着不同的地方，问题是是否能够从一个地方出发，经过每座桥仅一次，返回出发地点。

这个问题看似简单，但却涉及到了许多复杂的数学概念和原理。

为了解决这个问题，欧拉引入了图论的概念。

他将岛屿、桥梁和地点抽象成为图的节点和边，通过分析节点和边的关系，他成功地解决了这个问题。

欧拉的解决方法是基于一个重要的原则：如果一个图中有多于两个奇数度的节点，那么无法找到一条路径经过每条边仅一次。

在哥尼斯堡的情况下，岛屿上的每个地点都是奇数度的，因此无法找到这样一条路径。

这一解决方法成为了图论的基础，也为后来的数学研究提供了重要的思路和方法。

哥尼斯堡七桥问题的解决不仅是一个具体问题的解决，更是对图论的奠基。

图论是一门研究图及其性质的学科，它广泛应用于计算机科学、网络科学、运筹学等领域。

图论的发展也推动了数学的发展，为许多实际问题的解决提供了重要的工具和方法。

除了在数学领域有重要的应用，哥尼斯堡七桥问题也在其他领域产生了广泛的影响。

例如，在城市规划中，人们借鉴了哥尼斯堡七桥问题的解决方法，避免了在设计桥梁和交通规划时出现无解的情况。

此外，在计算机科学中，图论的应用也得到了广泛的关注，例如在网络路由、图像处理和社交网络分析等方面。

总的来说，哥尼斯堡七桥问题是一个具有重要历史意义的问题，在数学史和学科发展史上都占有重要的地位。

它的解决不仅推动了图论的发展，也为其他领域的问题解决提供了重要的思路和方法。

哥尼斯堡七桥问题的解决不仅是一项数学成就，更是对人类思维能力的一种挑战和突破。

通过对这个问题的研究，我们能够更好地理解数学的力量和应用，同时也能够培养我们的逻辑思维和问题解决能力。

世界著名数学疑难问题简介

世界著名数学疑难问题简介哥尼斯堡七桥问题18世纪在哥尼斯堡城(今俄罗斯加里宁格勒)的普莱格尔河上有7座桥，将河中的两个岛和河岸连结，如图1所示。

城中的居民经常沿河过桥散步，于是提出了一个问题：能否一次走遍7座桥，而每座桥只许通过一次，最后仍回到起始地点。

这就是七桥问题，一个著名的图论问题。

图 1这个问题看起来似乎不难，但人们始终没有能找到答案，最后问题提到了大数学家欧拉那里。

欧拉以深邃的洞察力很快证明了这样的走法不存在。

欧拉是这样解决问题的：既然陆地是桥梁的连接地点，不妨把图中被河隔开的陆地看成A、B、C、D4个点，7座桥表示成7条连接这4个点的线，如图2所示。

图 2于是“七桥问题”就等价于图3中所画图形的一笔画问题了。

欧拉注意到，每个点如果有进去的边就必须有出来的边，从而每个点连接的边数必须有偶数个才能完成一笔画。

图3的每个点都连接着奇数条边，因此不可能一笔画出，这就说明不存在一次走遍7座桥，而每座桥只许通过一次的走法。

欧拉对“七桥问题”的研究是图论研究的开始，同时也为拓扑学的研究提供了一个初等的例子。

(更多的了解，请参看《力学园地》2010-4期的“释疑解惑”的介绍。

)哥德巴赫猜想1742年德国人哥德巴赫给当时住在俄国彼得堡的大数学家欧拉写了一封信，在信中提出两个问题：第一，是否每个大于4的偶数都能表示为两个奇质数之和？如6=3+3，14=3+11等。

第二，是否每个大于7的奇数都能表示3个奇质数之和？如9=3+3+3，15=3+5+7等。

这就是著名的哥德巴赫猜想。

它是数论中的一个著名问题，常被称为数学皇冠上的明珠。

实际上第一个问题的正确解法可以推出第二个问题的正确解法，因为每个大于7的奇数显然可以表示为一个大于4的偶数与3的和。

1937年，苏联数学家维诺格拉多夫利用他独创的“三角和”方法证明了每个充分大的奇数可以表示为3个奇质数之和，基本上解决了第二个问题。

但是第一个问题至今仍未解决。

由于问题实在太困难了，数学家们开始研究较弱的命题：每个充分大的偶数可以表示为质因数个数分别为m、n的两个自然数之和，简记为“m+n”。

哥尼斯堡七桥问题

七桥问题的起源
18世纪初，哥尼斯堡的居民开始对城市中的七座桥梁产生了浓厚的兴趣。
当时，人们开始思考是否能够遍历这七座桥梁，每座桥只过一次，最后回到起始点。
这个问题引起了广泛的关注和讨论，成为了著名的哥尼斯堡七桥问题。
02
问题描述
七座桥与哥尼斯堡城市的关系
哥尼斯堡是位于普鲁士王国的一个城市，拥有七座桥梁连接城市的各个部分。这些桥梁是该城市的重要交通枢纽，也是文化和历史遗产。
05
结论
哥尼斯堡七桥问题的历史地位和意义
1 2
开启图论研究先河
哥尼斯堡七桥问题被视为图论和欧拉路径研究的起点，为后续图论学科的发展奠定了基础。
推动数学发展
该问题的解决推动了数学领域中拓扑学和几何学的发展，对数学理论产生了深远的影响。
3
Hale Waihona Puke 激发探索精神哥尼斯堡七桥问题激发了人们对数学和图论的兴趣，促使更多人投身于数学研究，推动数学科学的进步。
物等，以推动数学和其他学科的共同发展。
THANKS
感谢观看
03
欧拉的研究
欧拉对七桥问题的初步探索
欧拉对七桥问题的初步探索始于对哥尼斯堡城市结构的观察。他注意到城市中的七座桥，并思考是否可以从哥尼斯堡的一个地方开始，遍历所有的桥，每座桥只过一次，最后回到开始的地方。
欧拉注意到，尽管哥尼斯堡的居民可能认为这是一个有趣的问题，但并没有实际的数学模型或理论来支持或解决这个问题。
哥尼斯堡七桥问
• 引言 • 问题描述 • 欧拉的研究 • 七桥问题的扩展和影响 • 结论
01
引言
哥尼斯堡背景介绍
01
哥尼斯堡是普鲁士王国的城市，位于普鲁士东部的奥得河畔，是重要的交通枢纽和商业中心。

哥尼斯堡七桥问题

一、哥尼斯堡七桥问题18世纪在哥尼斯堡城(今俄罗斯加里宁格勒)的普莱格尔河上有7座桥，将河中的两个岛和河岸连结，如图1所示。

城中的居民经常沿河过桥散步，于是提出了一个问题：能否一次走遍7座桥，而每座桥只许通过一次，最后仍回到起始地点。

这就是七桥问题，一个著名的图论问题。

图1这个问题看起来似乎不难，但人们始终没有能找到答案，最后问题提到了大数学家欧拉那里。

欧拉以深邃的洞察力很快证明了这样的走法不存在。

欧拉是这样解决问题的：既然陆地是桥梁的连接地点，不妨把图中被河隔开的陆地看成A、B、C、D4个点，7座桥表示成7条连接这4个点的线，如图2所示。

图2 图3于是“七桥问题”就等价于图3中所画图形的一笔画问题了。

欧拉注意到，每个点如果有进去的边就必须有出来的边，从而每个点连接的边数必须有偶数个才能完成一笔画。

图3的每个点都连接着奇数条边，因此不可能一笔画出，这就说明不存在一次走遍7座桥，而每座桥只许通过一次的走法。

欧拉对“七桥问题”的研究是图论研究的开始，同时也为拓扑学的研究提供了一个初等的例子.二、四色猜想近代三大数学难题之一。

四色猜想的提出来自英国。

1852年，毕业于伦敦大学的弗南西斯.格思里来到一家科研单位搞地图着色工作时，发现了一种有趣的现象：“看来，每幅地图都可以用四种颜色着色，使得有共同边界的国家着上不同的颜色。

”这个结论能不能从数学上加以严格证明呢？他和在大学读书的弟弟格里斯决心试一试。

兄弟二人为证明这一问题而使用的稿纸已经堆了一大叠，可是研究工作没有进展。

1852年10月23日，他的弟弟就这个问题的证明请教他的老师、著名数学家德.摩尔根，摩尔根也没有能找到解决这个问题的途径，于是写信向自己的好友、著名数学家哈密尔顿爵士请教。

哈密尔顿接到摩尔根的信后，对四色问题进行论证。

但直到1865年哈密尔顿逝世为止，问题也没有能够解决。

1872年，英国当时最著名的数学家凯利正式向伦敦数学学会提出了这个问题，于是四色猜想成了世界数学界关注的问题。