数学女孩6:庞加莱猜想
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“我们先从简单的图开始思考。图①这种由 2 个顶点和 1 条边组成的图明显可以一笔画成,对吧?”

图 ①

这种由 2 个顶点和 1 条边组成的

“当然。从A画到 B 就好了。”

“我们用箭头来表示一笔画的路径。这条路径是由 A 画到 B 的。A 是开始的点,我们称它为起点;B 是结束的点,我们称它为终点。”

图 ① 可一笔画成

“嗯嗯。”

“接下来我们思考一个复杂一点的图。看图 ②。”

图 ②

“这个一点都不复杂。只要绕一圈就可以一笔画成!”

图 ② 可一笔画成

“是啊。按照这种方式画,起点和终点都是 A。”

“嗯,其实就是绕了一圈。”

“那图 ③ 可以一笔画成吗?”

图 ③ 可一笔画成吗

“不行。”

“为什么呢?”

“因为不管从哪个点开始,都不可能走过所有的边。”

“没错。举例来说,如果起点是 A,接着会走到顶点 B,然后可以走到顶点 C。这样就剩 B 和 D 之间的边没有走了,但我们没有办法走到这条边上,这是为什么呢?”

图 ③ 没办法一笔画成(起点为 A)

“因为到顶点 C 之后就没办法再移动了。”

“是啊,没办法再移动了。因为只有 1 条边连接到顶点 C,我们从别的顶点走到顶点 C 时已经把这条边用掉了,所以之后没办法再移动了。A → B→ D 和 A → B → C 的情况相同,而且不管起点是顶点 C 还是顶点 D,结果都一样。”

“嗯。”

“另外,将顶点 B 当作起点也没办法一笔画成。譬如 B → A,之后就没办法移动了。”

图 ③ 没办法一笔画成(起点为 B)

“原来如此,如果存在只有 1 条边连接的顶点,就不能一笔画成了,因为如果从这条边连到这个顶点,就没办法再走出来了。”

“不,这话说得太早了。图 ③ 确实如此,但在某些情况下就不是这样了。一开始我们提到的图 ①,就是由顶点 A 与顶点 B 以 1 条边连接而成的,但这个图可以一笔画成。”

图 ① 仅用 1 条边连起顶点 A 与顶点 B,却可以一笔画成

“那是因为这两个点就是起点和终点,所以这两个点即使只有 1 条边连接也没问题。”

“没错,你发现的这一点非常重要。”

“什么意思?”