奥数讲座（3年级-下）（15讲）(4)

说明：图（6）运用了两种方法，去掉边BC，添上边AD与EF.

二、应用问题

在学习了一笔画与多笔画的理论以后，我们来看看这些理论在实际问题中的应用。 例4 下图是某少年宫的平面图，共有五个大厅，相邻两厅之间都有门相通（D与E两厅除外），并且有一个入口和一个出口.问游人能否从入口入，一次不重复地穿过所有的门？如果可以，请指明穿行路线；如果不能，请你想一想，关闭哪扇门后就可以办到？

分析解答

类似于上一节中的问题，我们把每个厅看作一个结点（室外也看作一个结点），两厅之间有门相通可看作两结点之间有线相连，于是问题转化为图（2）能否一笔画完的问题. 显然，图中有四个奇点：A、B、C、F，不可能一笔画出，即游人不可能一次不重复地穿过所有的门。

4个奇点时，只要把连接其中两个奇点的一条边去掉，这个图就只剩下两个奇点，就可以一笔画出，即游人可以用剩下的两个奇点分别作为起点和终点，不重复地穿过所有的门.关掉一扇门实际上就是去掉一条边.因此，我们可以考虑去掉边AC或AB.但是，值得注意的是：游人必须从入口进入，也即结点F必须作为起点，而本题中有4个奇点且只允许去掉一条边，因此F必须是奇点，也即不能去掉与F相连的边。

通过上面的分析，我们知道：只要关闭A、C之间的门，或A、B之间的门，游人就可以从入口（边FC或FD或FE）入，一次不重复地穿过所有的门。

例5 下图是某个花房的平面图，它由六间展室组成，每相邻两室间有一门相通.请你设计一个出口，使参观者能够从入口处A进去，一次不重复地经过所有的门，最后由出口走出花房。

分析解答

同上分析，可把每个花室看作一个点（花房外也看作是一个结点），每个门看作是连接两结点的边，于是，上图就转化为右图.设计一个出口，实际上是添一条与结点A相连的边，使新图能够以A为起点和终点一笔画出，也就是说，新图中，所有的点都必须是偶点.

观察右图， 发现只有A、F两个奇点，所以，应把边添在A与F之间（如右图），即：把出口开在花室F处。

例4与例5都是把多笔画改为一笔画的实际应用。

例6 下图中的每条线都表示一条街道，线上的数字表示这条街道的里数.邮递员从邮局出发，要走遍各条街道，最后回到邮局.问：邮递员怎样走，路线最合理？

分析解答

邮递员走的路程最短时，路线最合理.利用一笔画的知识分析可得：因为邮递员从邮局作为起点和终点，所以没有奇点是最理想的，但实际上图中却有8个奇点，邮递员必须重复走某些路线.根据多笔画改为一笔画的方法得知：重复走的路线的两个端点应为奇点.重复的总路程应该尽可能短。

我们把需重复走的路线，用虚线添在图中，通过分析与计算可知；当邮递员所走的路线如右图时，重复的路程最短，全程共走了56＋4＝60（里）.其中56为所有街道的总长，4为所重复走的路程。

本题属于最短邮递路线问题.解决这样的题目时，有两点值得注意：①在所给图中，每条边都有具体的长度，这与前面其他问题中不考虑长度是不同的；②邮递路线中，邮递员必须以邮局作为起点和终点，即在最后能一笔画出的图中，所有的点都必须是偶点.这也与前面游人可以选择进出口的问题不同。

例7 右图是某地区街道的平面图，图上的数字表示那条街道的长度。清晨，洒水车从A出发，要洒遍所有的街道，最后再回到A.问：如何设计洒水路线最合理？ 分析解答

这又是一个最短路线的问题.通过分析可以知道：在洒水路线中，K是中间点，因此必须成为偶点，这样洒水车必须重复走KC这条边（如下左图）.至此，奇点的个数并未减少，仍是6个，但问题却转化为例6的类型.类似于例6，容易得出，洒水车必须重复走的路线有：GF、IJ、BC.即洒水路线如下右图。

全程45＋3+6=54（里）.

习题三

1.下列各图至少要用几笔画完？

2.游人在林间小路（如右图）上散步，问能否一次不重复地走遍所有的路后回到出发点？如不能，应选择怎样的路线才能使全程最短，其最短路程是多少？

3.一辆清洁车清扫街道，每段街道长1公里，清洁车由A出发，走遍所有的街道再回到A.怎样走路程最短，全程多少公里？

4.一个邮递员的投递范围如右图，图上的数字表示各段街道的长度.请你设计一条最短的投递路线，并求出全程是多少？

解答

1.（1）4笔；（2）4笔；（3）2笔；（4）1笔；（5）1笔；（6）1笔。

2.游人不能一次不重复地走遍所有路后返回出发点，他必须至少重复三段路（即三段长为1的小路）才能使全程最短.其最短程为24，如下左图.

3.清洁车走的路径为： ABCNPBCDEFMNEFGHOLMHOIJKPLJKA. 即：清洁车必须至少重复走4段1公里的街道，如上右图.最短路线全程为28公里。

4.邮递员的投递路线如下图，即：路线为：ABCDEDOBOMNLKLGLNEFGHIMOJIJA. 最短路线的全程为39+9=48.

第四讲 最短路线问题

在日常工作、生活和娱乐中，经常会遇到有关行程路线的问题.在这一讲里，我们主要解决的问题是如何确定从某处到另一处最短路线的条数。

例1 下图4—1中的线段表示的是汽车所能经过的所有马路，这辆汽车从A走到B处共有多少条最短路线？

分析 为了叙述方便，我们在各交叉点都标上字母.如图4—2.在这里，首先我们应该明确从A到B的最短路线到底有多长？从A点走到B点，不论怎样走，最短也要走长方形AHBD的一个长与一个宽，即AD＋DB.因此，在水平方向上，所有线段的长度和应等于AD；在竖直方向上，所有线段的长度和应等于DB.这样我们走的这条路线才是最短路线.为了保证这一点，我们就不应该走“回头路”，即在水平方向上不能向左走，在竖直方向上不能向上走.因此只能向右和向下走。

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