奥数中关于“一笔画”的题目主要研究平面图形能否通过连续不断的线段绘制完成,且每条线段仅使用一次。这类问题通常涉及图论中的连通性和点度数概念。以下是相关知识要点及典型题型:
一、基本概念
一笔画定义 若能用笔在纸上连续不断且不重复地画出图形,且每条线段仅画一次,则称该图形为 一笔画
。
奇点与偶点
- 奇点: 与奇数条线段相连的点; - 偶点
- 0个奇点(全偶点):可一笔画且起点任意;
- 2个奇点:可一笔画且必须从其中一个奇点出发,结束于另一个奇点。
连通性 图形必须是 连通的
,即任意两点之间都有路径相连。若图形不连通,则无法一笔画成。
二、典型题型
判断能否一笔画
给定图形,判断是否满足以下两个条件:
- 图形连通;
- 奇点个数为0或2。 *例如*:
- 两个独立的三角形(4个奇点)→ 不能一笔画;
- 圆形(0个奇点)→ 可一笔画。
奇点数量计算
统计图形中奇点的数量,并判断是否满足一笔画条件。 *例如*:
- 五边形(5个奇点)→ 不能一笔画;
- 正方形(4个偶点)→ 可一笔画。
三、经典案例
哥尼斯堡七桥问题是最早的一笔画问题,涉及如何不重复地走遍七座桥并回到起点。该问题通过抽象为图形后,证明不存在这样的路径,从而引出一笔画问题的理论基础。
四、应用技巧
点度数法: 通过计算奇点数量快速判断; 使用染色法(如黑白染色)验证图形的连通性; 对于复杂图形,可分解为多个简单图形组合分析。 五、示例分析连通性检查:
扩展思路:
题目:判断下列图形能否一笔画成,并说明理由。- 图形A:包含4个奇点,2个偶点,且连通 → 不能一笔画;
图形B:全偶点且连通 → 可一笔画;
图形C:5个奇点,不连通 → 不能一笔画。
通过以上方法,可以系统地解决奥数中关于一笔画的问题。