图论欧拉

图论欧拉

       感谢大家参与这个关于图论欧拉的问题集合。作为一个对此领域有一定了解的人，我将以客观和全面的方式回答每个问题，并分享一些相关的研究成果和学术观点。

1.数学上的欧拉定理是什么?谢谢

2.七桥问题答案

3.什么是欧拉环

4.欧拉定理公式

5.对图论的认识？

数学上的欧拉定理是什么?谢谢

       欧拉定理

       （1）背景：欧拉公式的背后是一门新的几何学，这种新的几何学只研究图形各部分位置的相对次序，而不考虑图形尺寸大小，这就是由莱布尼兹和欧拉共同奠基的“橡皮膜上的几何学”（位置几何学），如今这门学科已经发展成数学的一个重要的分支——拓扑学。

       （2）历史：有关凸多面体最有趣的定理之一是欧拉公式“V-E+F=2”，其实大约在1635年笛卡尔就早已发现了它。欧拉在1750年独立地发现了这个公式，并于1752年发表了它。由于笛卡尔的研究到1860年才被人们发现，所以这个定理就称为欧拉公式而不是笛卡尔公式。

       欧拉,出生在瑞士的巴塞尔（Basel）城，13岁就进巴塞尔大学读书，得到当时最有名的数学家约翰·伯努利（Johann Bernoulli，1667-1748年）的精心指导．

       欧拉在数学上的建树很多，对著名的哥尼斯堡七桥问题的解答开创了图论的研究。欧拉还发现，不论什么形状的凸多面体，其顶点数V、棱数E、面数F之间总有V-E+F=2这个关系。V-E+F 被称为欧拉示性数，成为拓扑学的基础概念。以欧拉的名字命名的数学公式、定理等在数学书籍中随处可见, 与此同时，他还在物理、天文、建筑以至音乐、哲学方面取得了辉煌的成就。欧拉还创设了许多数学符号，例如π（1736年），i（1777年），e（1748年），sin和cos（1748年），tg（1753年），△x（1755年），∑（1755年），f(x)（1734年)等。

       1733年，年仅26岁的欧拉担任了彼得堡科学院数学教授．1735年，欧拉解决了一个天文学的难题（计算慧星轨道），这个问题经几个著名数学家几个月的努力才得到解决，而欧拉却用自己发明的方法，三天便完成了．然而过度的工作使他得了眼病，并且不幸右眼失明了，这时他才28岁．

       欧拉的一生，是为数学发展而奋斗的一生，他那杰出的智慧，顽强的毅力，孜孜不倦的奋斗精神和高尚的科学道德，永远是值得我们学习的．

       欧拉公式有4条

       （1）分式：

       a＾r/(a-b)(a-c)+b＾r/(b-c)(b-a)+c＾r/(c-a)(c-b)

       当r=0,1时式子的值为0

       当r=2时值为1

       当r=3时值为a+b+c

       （2）复数

       由e＾iθ=cosθ+isinθ,得到：

       sinθ=（e＾iθ-e＾-iθ）/2i

       cosθ=（e＾iθ+e＾-iθ）/2

       （3）三角形

       设R为三角形外接圆半径，r为内切圆半径，d为外心到内心的距离，则：

       d＾2=R＾2-2Rr

       （4）多面体

       设v为顶点数，e为棱数，是面数，则

       v-e+f=2-2p

       p为欧拉示性数，例如

       p=0 的多面体叫第零类多面体

       p=1 的多面体叫第一类多面体

七桥问题答案

       欧拉回路的充要条件是所有顶点的度数都是偶数。

       K(n,n)中，所有顶点度数都是n，所以只要n是偶数即可。

       Hamilton图。

       只要n>1即可。

       比如左边的n个点是A1、A2、...、An，右边的n个点是B1、B2、...、Bn。

       只要顺着这个回路走，就是Hamilton回路：A1-B1-A2-B2-A3-B3-...-An-Bn-A1。

什么是欧拉环

       18世纪，在哥尼斯堡城风景秀美的普莱格尔河上有7座别致的拱桥，将河中的两个岛和河岸连结（如下图）。

       城中的居民经常沿河过桥散步。城中有位青年很聪明，爱思考，有一天，这位青年给大家提出了这样一个问题：能否一次走遍7座桥，而每座桥只许通过一次，最后仍回到起始地点。这就是举世闻名的七桥问题，当时的人们始终没有能找到答案。

       大数学家欧拉从朋友那里听到这个问题，很快便证明了这样的走法不存在。欧拉是这样解决问题的：把图中被河隔开的陆地看成A、B、C、D4个点，7座桥表示成7条连接这4个点的线，思考过程如下图：

       伟大的数学家欧拉，睿智地把这样一个实际问题抽象成了一个由点线组成的简单的几何图形，把要解决的问题转化成图（二）的一笔画问题了。这样一个抽象化的过程是欧拉解决这个问题时最精彩的思考，也是最值得我们学习的地方。因为图（二）不能一笔画成，所以人们不能一次走遍7座桥。1736年，欧拉把这题的结果发表在圣彼得堡科学院学报上，欧拉对“七桥问题”的研究是图论研究的开始，可以说，正是这个问题的研究使其成为“图论”的鼻祖。

       那么欧拉是如何判断图（二）不可以一笔画成呢？为了便于大家看懂，结合这个例子，我用自己的语言来说明一下一笔画问题的解题思路：这个图形中共有4个点7条线，每个点都是若干条路线的公共端点。如果一个点是偶数条线的公共端点，我们称这个点为双数点（或偶点）；如果一个点是奇数条线的公共端点，我们称这个点为单数点（或奇点）。图（二）中A点是5条线的公共端点，B、C、D点都是3条线的公共端点，因此图（二）有4个奇点。一般，我们把起笔的点称为起点，停笔的点称为终点，其它的点称为路过点。显然一笔画图形中所有路过点如果有进去的线就必须有出来的线，从而每个点连接的线数必须有偶数个才能完成一笔画，如果路过点中出现奇点，必然就会出现没有走过的路线或重复路线。因此在一笔画图形中，只有起点和终点可以是奇点（起点可以只出不进，终点可以最后进这个点就不出了），也就是说最多只能有两个奇点，以一个奇点为起点，另一个奇点为终点。因为图（二）有4个奇点，因此图（二）不能一笔画成。

       另外两点说明：

       一、一笔画图形中所有的线必须是连续的，因为笔不离纸，如果一个图形由两个断开的部分组成，肯定不能一笔画。例如“国”这个字就不能一笔写出来。

       二、一笔画图形中的奇点都是成对出现的（因为每条线都有两个端点，所有线的端点和是偶数），图形中没有奇点，都是偶点时，可以一笔画成，但起点和终点必须选择同一点。

       结合以上说明，解决一笔画问题，第一步是找出图中所有点，判断其是奇点还是偶点；第二步是根据奇点的个数作出正确的判断；第三步是让孩子用铅笔试着画一画，验证自己的判断。

欧拉定理公式

       欧拉环是图论中游历每条边仅仅只有一次的环。欧拉在1735年,解决了一个来源于生活的“哥尼斯堡的七桥问题”,由于年仅28岁的青年教授欧拉不幸因病导致右眼失明,他的论文《哥尼斯堡的七桥问题》拖后一年于1736年发表。后人为了纪念欧拉在拓朴学和图论方面的贡献,把游历每条边一次且仅仅只有一次的环称为欧拉环。

       可以参见七桥问题的百度百科

对图论的认识？

       欧拉定理公式是e^(iπ)+1=0。

欧拉公式

       欧拉公式在不同的学科中有着不同的含义。复变函数中，e^(ix)=(cosx+isinx)称为欧拉公式，e是自然对数的底，i是虚数单位。

       拓扑学中，在任何一个规则球面地图上，用R记区域个数，V记顶点个数，E记边界个数，则 R+V-E=2，这就是欧拉定理，它于1640年由笛卡尔首先给出证明，后来欧拉于1752年又独立地给出证明，我们称其为欧拉定理，在国外也有人称其为笛卡尔定理。

知识拓展：

       把复指数函数与三角函数联系起来的一个公式，e是自然对数的底，i是虚数单位。它将指数函数的定义域扩大到复数，建立了三角函数和指数函数的关系，它不仅出现在数学分析里，而且在复变函数论里也占有非常重要的地位，更被誉为“数学中的天桥”。

       设G为n阶m条边r个面的连通平面图，则n-m+r=2，此公式称为欧拉公式。可以通过归纳法证明，且证明方法和拓扑学中的类似，此处略去。尽管和拓扑中的欧拉公式十分相似，但图论在现代一般划分在离散数学的研究范畴内，因此在这里单独列出。

       我们生存的自然界中，既有物质层面的东西，同时也有精神层面的东西存在，物质用实数来表示，实物中的某些特定数值一旦发生偏转，部分转化或全部转化为能量场的时候，质量能量发生偏转，那么将会产生一个能量与质量相互感应的变量，也就是复数：z=a+b*i。

       0，1表示为逻辑上的真假是非，在硅基体系的计算机科学中广泛应用，在易经八卦中的卦象中广泛应用。

       图论〔Graph Theory〕是数学的一个分支。它以图为研究对象。图论中的图是由若干给定的点及连接两点的线所构成的图形，这种图形通常用来描述某些事物之间的某种特定关系，用点代表事物，用连接两点的线表示相应两个事物间具有这种关系。

       图论本身是应用数学的一部份，因此，历史上图论曾经被好多位数学家各自独立地建立过。关于图论的文字记载最早出现在欧拉1736年的论着中，他所考虑的原始问题有很强的实际背景

       图论起源于著名的柯尼斯堡七桥问题。在柯尼斯堡的普莱格尔河上有七座桥将河中的岛及岛与河岸联结起来 问题是要从这四块陆地中任何一块开始，通过每一座桥正好一次，再回到起点。然而无数次的尝试都没有成功。欧拉在1736年解决了这个问题，他用抽像分析法将这个问题化为第一个图论问题：即把每一块陆地用一个点来代替，将每一座桥用联接相应的两个点的一条线来代替，从而相当于得到一个“图”（如下图）。欧拉证明了这个问题没有解，并且推广了这个问题，给出了对于一个给定的图可以某种方式走遍的判定法则。这项工作使欧拉成为图论〔及拓扑学〕的创始人。

       好了，今天关于“图论欧拉”的话题就到这里了。希望大家能够通过我的讲解对“图论欧拉”有更全面、深入的了解，并且能够在今后的生活中更好地运用所学知识。