柯尼斯堡七桥问题

柯尼斯堡七桥问题(Seven Bridges of Königsberg)是图论中的著名问题

这个问题是基于一个现实生活中的事例:当时东普鲁士柯尼斯堡(今日俄罗斯加里宁格勒)市区跨普列戈利亚河两岸,河中心有两个小岛。小岛与河的两岸有七条桥连接。在所有桥都只能走一遍的前提下,如何才能把这个地方所有的桥都走遍?

莱昂哈德·欧拉在 1735 年提出,并没有方法能圆满解决这个问题,他更在第二年发表在论文《柯尼斯堡的七桥》中,证明符合条件的走法并不存在,也顺带提出和解决了一笔画问题

这篇论文在圣彼得堡科学院发表,成为图论史上第一篇重要文献

欧拉把问题的实质归于一笔画问题,即判断一个图是否能够遍历完所有的边而没有重复,而柯尼斯堡七桥问题则是一笔画问题的一个具体情境。欧拉最后给出任意一种河──桥图能否全部走一次的判定法则:

  • 对于一个给定的连通图,如果存在超过两个的奇顶点,那么满足要求的路线便不存在
  • 如果只有两个奇顶点,则可从其中任何一个奇顶点出发完成一笔画
  • 若所有点均为偶顶点,则从任何一点出发完成一笔画
  • 有 $n$ 个奇顶点的图至少需要 $\lceil \frac{n}{2} \rceil$笔画出

柯尼斯堡七桥现状:有两座已经在二战时的大轰炸中被损毁,另外两座则被改建成快速公路;其余三座则原址保留,当中又有一座于 1935 年被重建。欧拉当时的七座桥,现在只剩下五座,而从欧拉时代保存至今的就只有两座

参考:维基百科-柯尼斯堡七桥问题

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