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《七桥问题》教案
马陆中学 杨志刚 马陆中学    杨志… 2005-9-22 14:40:10
    

教学目标:

1、让学生了解图论发展的起源及其应用之广泛

2、让学生知道“一笔画”问题的解决方法

3、以此来激发学生学习数学的兴趣,培养学生的创新意识和创新精神

教学重点、难点:

“一笔画”问题的解决方法

教学媒体:投影

教学过程:

一、引入:

    1 通过常见的图或网络:车辆流通图、电路网络图、赛事安排图、工程进度管理图等实例来说明团或网络的广泛应用。

    2、介绍:随着运筹学、信息论、计算机科学的发展,人们对图或网络的研究也越来越广泛深入,由此迅速产生了一门新兴的数学分支一一图论。

二、七桥问题:

    18世纪,东普鲁士的哥尼斯堡(现今叫加里宁格勒,在波罗的海南岸)是一座景致迷人的城市,普勒格尔河横贯其境,并在这儿形成两条支流,把整座城市分割成4个区域(见投影):河的两岸(AB),河中的岛(C)和两条支流之间的半岛(D)。当时有七座桥横跨普勒格尔河及其支流,把河岸、半岛和河心岛连接起来。有趣的桥群和哥城4区的迷人景色吸引了众多的游客,有人在游览时提出这样的问题:能否从某个地方出发,穿过所有的桥各一次后再回到出发点,

三、问题解决:

    1、建立模型:

    首先把哥尼斯堡的4个区域分别用点ABCD表示,每座连接两个区域的桥用相应两点的连线abcdefg表示,即把哥尼斯堡七桥的情景转化为一个图。

    2、问题转化:在图l中,从中的任何一点出发,笔不离纸,但又不能重复任何一条边地画出图1,且起点与终点重合,这样的画法存在吗?(这就是众所周知的“一笔画”游戏)

    3、介绍有关概念:起点、终点、中途点、度数、奇点、偶点。

    4、“一笔画”图形的特征:一个图形可以“一笔画”当且仅当其奇点个数为02

    5、问题结论:七桥问题中要找的那条路线是不存在的。

    6、说明:通过构造一个模型,在此模型中不需要考虑元素的长短大小,也不需要涉及量的计算,而只需研究与位置关系有关的性质,这种特殊的研究对象、研究方法和研究模型被公认为是图论学科的起源

四、简单应用:

    1、判断下列图形能否一笔画。如果可以,应该如何画呢?(见投影)

五、小结:

    (1)知道“一笔画”问题的解决方法。

    (2)通过学习,了解图论发展的起源及其应用之广泛。

    (3)通过了解历史,培养自己的创新意识、创新能力。

六、兴趣题

1、下列图形中,哪些能一笔画,哪些不能?

2、赛纳河流经巴黎的这一段河中有两个岛,河岸与岛间其架设了15座桥。(l)能否从某地出发,经过这15座桥各一次后再回到出发点?(2)如果不要求回到出发点,能否在一次散步中,穿过所有的桥各一次?

 

3、“邮递员问题”:某邮递区域的街道网络图如团所示(投影),其中“☆”为邮局,边上标的数字是距离(单位:百米),邮递员每天必须从邮局出发,走遍投递区域内的所有道路,最后返回邮局,邮递员应怎样安排自己的投递路线,才能使投递路线最短?

 

(执教:马陆中学    杨志刚)

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