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之前我們講了哥尼斯堡七橋問題
這個問題最后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復的走完。 后來我們又計算出: 如果只走其中的6座橋(不帶重復一次性走完),一共有256種走法。 今天我們計算一下: 如果允許重復走其中的一座橋,要把七座橋全部走完有多少種走法? 下面帶大家一起解決它。 (下文所說的走法指的是不帶重復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。 一、允許重復走其中的一座橋相當于在這座橋的邊上再建一座橋,起點和終點不變,為什么要這樣理解?為了看起來直觀、方便記數。 二、理論上來說,七座橋都可以重復走一次,因此有7種建橋的方法。但是實際上可以濃縮成3大種,因為有些情況是重復的,具體如下: ①(中間線,一種情況,無重復)
②(右上和右下,二種重復情況,記數×2)
③(左邊四座橋,四種重復情況,記數×4)
因此,一會兒我們把①②③的記數分別求出來, 然后①+②×2+③×4,就可以得到最終結果了。 但是在這之前,我們還是要從簡單的圖形入手。 【1】下圖中,從A到B有4種走法。 (2×2=4)
【2】下圖中,從A到B有6種走法。 (3×2=6)
【3】下圖中,從O到O有8種走法。 (2×4=8)
下面,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)
【5】下圖中,從O到O有16種走法。 (2×8=16)(8是【3】的8)
【6】下圖中,從O到O有48種走法。 (6×8=48)(8是【3】的8)
【7】下圖中,從A到B有24種走法。 (3×8=24)(8是【3】的8)
下面,我們再進階一步。 【8】下圖中,從A到B有64種走法。 (24×2+16=64)(24是【7】的24,16是【5】的16)
【9】下圖中,從A到B有72種走法。 (2×2×6+3×16=72)(6是【2】的6,16是【5】的16)
【10】下圖中,從A到B有64種走法。 (2×2×4+2×24=64)(4是【1】的4,24是【7】的24)
【11】下圖中,從A到B有64種走法。 (4×16=64)(16是【4】的16)
好了,進入今天的主題。 先求①: 走法一:這其實是【8】,只不過樣式變了,但是不影響本質,所以走法是64
走法二:這其實是【9】,只不過樣式變了,但是不影響本質,所以走法是72 但是要×2,因為走法二有2種。(左邊2個橋) 72×2=144
綜上:64+144=208 但是要×2,因為可以從A到B,也可以從B到A。 208×2=416 再求②: 走法一:這其實是【10】,只不過樣式變了,但是不影響本質,所以走法是64
走法二:這其實是【11】,只不過樣式變了,但是不影響本質,所以走法是64 但是要×2,因為走法二有2種。(左邊2個橋) 64×2=128
綜上:64+128=192 但是要×2,因為可以從A到B,也可以從B到A。 192×2=384 再求③: 走法一:這其實是【7】×2,只不過樣式變了,但是不影響本質,所以走法是24×2=48
走法二:這其實是【9】,只不過樣式變了,但是不影響本質,所以走法是72 但是要×2,因為走法二有2種。(左邊2個橋) 72×2=144
綜上:48+144=192 但是要×2,因為可以從A到B,也可以從B到A。 192×2=384 結論: 根據①+②×2+③×4 416+384×2+384×4=2720 如果允許重復走其中的一座橋,要把哥尼斯堡七座橋全部走完共有2720種走法! |
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