理论教育 趣味数学:一笔成画的规律

趣味数学:一笔成画的规律

时间:2023-11-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:我们这样来解答这个问题:图54请试着把图中的每个图形一笔画出我们把每个图形中各个线条的交点称为“结点”。总而言之,假如一个图形中含有两个奇结点,那么正确的画法是从一个奇结点开始,在另一个奇结点终止,这就是说,画笔的起点和终点不会重合。我们从中也可知,如果一个图形有四个奇结点,比如图d和图e,这样的图形就不能一笔画出,而需要两笔。

趣味数学:一笔成画的规律

请看图56,把图中的五个图形画在一张纸上,要求每个图形既不能中断也不能重复,你能做到吗?

大部分拿到这个题目的人都是觉得图形d是最容易的,决定从这个图形开始,当他们拿起笔一试,就会发现自己失败了。但是他们会鼓起勇气作其他的尝试。出人意料之外的是,a和b并不难,很快就能描绘出来了,甚至是c图也比较容易画出来,只有d图和e图,没有人能够一笔把它们画出来。

问题来了,为什么有的图形能够一笔画出来,而有的图形不行呢?还是有些图形是根本不可能一笔画出来的,是否有什么方法能够提前判断一个图形是否能够一笔画出来?我们这样来解答这个问题:

图54 请试着把图中的每个图形一笔画出

我们把每个图形中各个线条的交点称为“结点”。把有偶数条线会聚的结点称为偶结点;把有奇数条线会聚的结点称为奇结点。a图中都是偶结点,b图中有两个奇结点——A点和B点,C图中的奇结点是在中间横切的直线两端;d图和e图中各有四个奇结点。

我们先来看看所有结点都是偶结点的图形,比如a图。对于这种图形,我们可以从任意一点开始描画。当我们经过A点时,就能描出两条线:一条是离开这一点的,一条是靠近这一点的。从结点出来的线和进去的线条数目相同,所以我们每一次从一个结点画向另外一个结点的时候,还没有被画到的线条每一次就会减少两条,但是原则上画完所有的线条之后,可以回到出发点。

但是,如果画笔已经回到了出发点并且没有路再可以走了,但图形上还有没被描绘到的线条。假设这些由B点引出,而B点我们已经画过了。这就说明我们需要改变路线:在到达B点的时候,先画那些还没有画的线条,回到B点后再按原路程继续画。

比如我们想要一笔画出a图:先画出△ACE的三条边,然后回到A点后,画出圆周ABCDEFA,但是这样一来,△BDF就画不到了。因此我们要在离开B点、沿弧线BC描绘之前,先把△BDF画完。

到目前为止,我们就能发现,假如一个图形的所有结点都是偶结点,那么,无论从这个图形的哪一点出发,你一定可以一笔把它描绘下来,而且起点和终点是同一个点。(www.daowen.com)

现在让我们看看包含两个奇结点的图形的情况是怎么样的。比如b图,它有两个奇结点A和B,我们也能把这种图形一笔画出来。

请看图54中的b图,从A出发经过ACB达到B。把这些线条画过之后,每个奇结点都减少了一条线,那么奇结点也变成了偶结点。这个图形中就没有更多的奇结点了,图形就只有偶结点了。这样的图形和前面只有偶结点的情况是一样的,我们现在就可以用一笔画出整个图形了。

还有一点需要补充说明,当你从第一个奇结点开始画的时候,要选择合适的路径,不能出现和原有图形完全隔离的情形。比如图54的图b,如果从奇结点A出发沿AB直线直达另一奇结点B的时候,就错误了,这样圆周就和其他部分断绝了。一笔画就不可能实现了。

总而言之,假如一个图形中含有两个奇结点,那么正确的画法是从一个奇结点开始,在另一个奇结点终止,这就是说,画笔的起点和终点不会重合。我们从中也可知,如果一个图形有四个奇结点,比如图d和图e,这样的图形就不能一笔画出,而需要两笔。

从这一章中,我们应该看到,如果能够学会正确地思考问题,那么就可以预先知道许多事情,避免浪费不必要的精力和时间。比如在一笔画的问题上,你仔细观察图形之后马上就能断定一个图形是否可以一笔画出,而不会绞尽脑汁地想要去尝试画出并不能一笔画出的图形。不仅如此,你还能一眼看出应该从哪里开始画。

现在留给你最后一个问题,你能一笔画出以下两个图案吗?(图55)

图55 你能把这两个图形一笔画出来吗

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