本题实际上是这个图以哪两点为起点和终点一笔画出的问题.观察左图,可以发现仅有两个奇点:H与B点.因此,出入口应分别设在H点与B点.
习题二
1.请将图中的小黑点按1,2,3,4,5?的顺序,用线连接起来,看看是什么?
2.请一笔画出下列各图.
3.判断下列各图能否一笔画出,并说明理由.
4.下图是一公园的平面图,要使游客走遍每一条路且不重复,问出入口应设在哪里?
5.下图是一个商场的平面图,顾客可以从六个门进出商场(阴影部分为各商品部,空白处为通道),请你设计一种能够一次走遍各通道而又不必走重复路线的进出方法.
习题二解答
1.左图是鹿,右图是青蛙。
2.图(1)(2)都可从A开始,最后到B,或从B开始画,最后到A.图(3)则可以从眼睛开始,沿线画至点B。
3.前面图中,(1)(2)(3)均不能一笔画出,这是因为:图(1)中有四个奇点,图(2)有四个奇点,图(3)有六个奇点。
图(4)和图(5)均可一笔画出,这是因为图(4)和图(5)都没有奇点.画时可以从任一点开始。
4.出入口应分别设在两个奇点处,即A、B处。
5.可选C、D分别作为入口和出口.事实上,本题是把每条通道看作是边,通道的交点看作是结点(每个门也作为结点),于是问题就转化为右图能否一笔画出的问题.显然以D、C分别作为起点和终点可一笔画完此图.如右图,顾客的行进路线可以是:D→C→O→E→F→A→B→E→D→O→B→C.
第三讲 多笔画及应用问题
上一讲中,我们主要研究了利用奇偶点来判别一笔画,学习了利用一笔画来研究一些简单的实际问题.然而,实际生活中,许多问题的图并不能一笔画出,也就是说,一笔画理论不能直接用来解决这些问题.因此,在一笔画的基础上,我们有必要对这一类的问题作一些深入研究。
一、多笔画
我们把不能一笔画成的图,归纳为多笔画.首先,我们来考虑一个不能一笔画成的图,至少用几笔才能画完呢?(为了研究的方便,我们仍然只研究连通图,非连通图可转化为连通图.)
下面,我们就用简单熟悉的图来研究这个问题.通过前面的学习我们已经知道:当奇点个数不是0或2时,图不能一笔画出.因此,我们可以猜想;奇点个数是研究多笔画问题的关键。
观察下面的图形,并列出奇点的个数与笔画数(至少几笔画完此图)的关系表格。
为了表示得清楚一些,我们把图中第一笔画出的部分用实线表示,第二笔画出的部分用虚线表示,第三笔画出的部分用点线表示,其余部分请大家自己画出.
奇点个数与笔画数的关系可列表如下:
容易看出,笔画数恰等于奇点个数的一半.事实上,对于任意的连通图来说,如果有2n个奇点(n为自然数),那么这个图一定可以用n笔画成.公式如下: 奇点数÷2=笔画数,即2n÷2=n。
细心的同学可能会问:2n是表示一个偶数,但假若有奇数个奇点怎么办?实际上,这种情况不可能出现,连通图中,奇点的个数只能是偶数.想一想,这是为什么呢? 例1 观察下面的图,看各至少用几笔画成?
分析解答
(1)图中有8个奇结点,因此需用4笔画成。 (2)图中有12个奇点,需6笔画成。 (3)图是无奇点的连通图,可一笔画成。
例2 判断下面的图能否一笔画成;若不能,你能用什么方法把它改成一笔画?
分析解答
图中共有4个奇点,因此,显然无法一笔画成.要想改为一笔画,关键在于减少奇点的数目(把奇点的个数减少到0或2),具体方法有两种:
①去边.即将多余的两奇点间的边去掉.这种方法只适用于多余的两奇点间有边相连的情况,如对下图就不适用.
本题中,可去掉连结奇点B、C的边BC。
②添边.即在多余的两奇点间添上一条边.本题中,可以在奇点A、C间添上边AC.添边的方法适用于任意多笔画的图。
改为一笔画时,具体实现的方案很多,如本题中,我们可以通过上述两种方法把奇点个数减少到0。
小结:对于有2n(n为大于1的自然数)个奇点的连通图来说,改为一笔画的方法一般是:在多余的n-1(或n)对奇点间,各添上一条边;如果这n-1对(或n对)奇点间都有边相连,也可以在这n-1(或n)对间各去掉一条边。 例3 将下图改为一笔画.
分析解答
图(1)中有6个奇点,因此可添上两条(或3条)边后可改为一笔画;又因为这个图中,把这6个奇点任意分为3对后,最多只有两对奇点间有边相连,因此,可去掉两条边后改为一笔画,举例如图(3)~(6)。
图(2)中有4个奇点,因此,可添上2条(或1条)边后改为一笔画;又因为把奇点按A与B,C与D(或A与D,B与C)分为两对后,每对间均有边相连,因此,可去掉两条(或1条)边后改为一笔画.举例如图(7)~(8).
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