一筆畫問題3——哥尼斯堡6橋問題

之前我們講了哥尼斯堡七橋問題

一筆畫問題3——哥尼斯堡6橋問題

這個問題最後被偉大的大數學家歐拉解決了。


他證明出這七座橋永遠不可能一次性不帶重複的走完。


但是還有一個問題歐拉一直沒有解決,那就是:


如果只走其中的6座橋(不帶重複一次性走完),一共有多少種走法?


這個問題對歐拉來說可能太難了,所以他一直沒有……


開個玩笑。


這是一個記數問題,在計算機領域應用很廣。


比如一個密碼破譯系統,需要遍歷所有可能的組合。


比如一個城市交通導航系統,需要實時列出從A地到B地的所有走法。


比如公路電路的設計、物流旅行的規劃,一共多少種線路,哪種最省錢?


比如下載文件,文件被切分成了很多份,存放在不同的IP地址,有多少種路徑,如何選擇最優路徑?


上面說的這些大多是計算機圖論裡的東西,我們今天的問題也和圖論有關。


下面帶大家一起解決它。

(下文所說的走法指的是不帶重複一次性走完圖中所有線路的走法)


首先,我們要明白這幾個事實。


①下圖中,從A到B有4種走法。

(2×2=4)

一筆畫問題3——哥尼斯堡6橋問題

②下圖中,從A到B有6種走法。

(3×2=6)


一筆畫問題3——哥尼斯堡6橋問題

③下圖中,從O到O有8種走法。

(2×4=8)

一筆畫問題3——哥尼斯堡6橋問題

其次,我們要進階一步。


④下圖中,從A到B有16種走法。

(1×4+2×6=16)(4是①的4,6是②的6)

一筆畫問題3——哥尼斯堡6橋問題

⑤下圖中,從A到B有24種走法。

(3×8=24)(8是③的8)

一筆畫問題3——哥尼斯堡6橋問題

最後,進入今天的主題。

首先我們把哥尼斯堡七橋拆一座,變成6。


情況一:

這其實就是④,只不過樣式變了,但是不影響本質,所以走法是16

但是要×2,因為可以從A到B,也可以從B到A。

16×2=32

一筆畫問題3——哥尼斯堡6橋問題

情況二:

這其實也是④,只不過樣式變了,但是不影響本質,所以走法是16

但是要×2,因為可以從A到B,也可以從B到A。

而且要×4,因為情況二有四種。(左邊四個橋)

16×2×4=128

一筆畫問題3——哥尼斯堡6橋問題

情況三:

這其實就是⑤,只不過樣式變了,但是不影響本質,所以走法是24

但是要×2,因為可以從A到B,也可以從B到A。

而且要×2,因為情況三有二種。(右上和右下)

24×2×2=96

一筆畫問題3——哥尼斯堡6橋問題

結論:

32+128+96=256


不帶重複一次性走完哥尼斯堡的6座橋共有256種走法!


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