七桥问题要求的是每座桥恰好经过一次,并不是每块土地只能到达一次。NRICH由Marianne Freiberger和Rachel Thomas署名的文章,从这个任务出发解释Euler在1736年给出的否定结论。[1] 土地可以作为多次经过的地点,桥却不能重复;两种对象的规则不同,决定了问题不能只按一条看上去顺畅的线来判断。

文章的第一步是去掉不影响问题的信息。河岸、岛屿和桥各是什么形状,行人在一块土地上走怎样的小路,都不是关键。每块土地可以用一个点表示,每座桥用一条线表示;只要谁连接谁的关系不变,图就不必保持地理准确。[1] 因而,简化后的图不是在测量真实道路,而是留下能决定桥与土地关系的信息。

进出配对来自“桥不能重复”这个约束。沿一条线到达一个点,如果这里不是整段行程的终点,就必须沿另一条线离开。不能再用刚才那条线离开,因为那会第二次经过同一座桥。[1] 多次到访同一地点也仍要分别保留到达与离开的配对;被限制的是连接线的重复使用,不是点的访问次数。

一个不承担起点或终点的内部点,因此需要偶数条关联线。每次到达有一条对应的离开,线可以按两条一组理解。[1] 起点与终点则是例外:出发时未必已有一条进入线,到达终点后也不必再离开。这里的例外属于整段行程的两端,不能替途中任意一个奇数点补出额外出口。

NRICH据此说明,若一条路线能够恰好遍历每条线,奇数条线相连的点至多有两个,并且只能为两个或零个。两个奇点分别对应起点与终点;没有奇点时,起点与终点相同。[1] 这是本文采用的必要条件:路线若存在,就必须符合这种配对关系。本篇不把它单独写成适用于任意图、无需其他背景的充分判据。

可以用一个纯数学的局部例子理解配对:假设某个途中点连着三条待讨论的关联线,将它们全部配成进入与离开,就总有一条不能进入完整的一对;四条则可以组成两对。这个例子只是解释奇数与偶数的差别,并没有证明某个完整网络一定有路线,也不是从原文未观看的图中数出的度数。把局部配对与整段路线的存在性分开,能够避免一次简单例子承担过大的结论。

原文章将Königsberg的连接安排与奇点条件对照,指出原题各点为奇数关联,并给出七桥不可能逐一走遍的结论。[1] 本文转述的是文章的论证方向,没有补写图上各点的具体度数。与一次试走失败不同,这种解释追问的是所有满足规则的路线都绕不开什么关系;画法即使变形,只要连接不变,这项约束也不会消失。

文章最后把点称作nodes、连接称作links,并将这种表示称为network或graph。[1] 对益智教具的数学资料,七桥案例由此给出一种明确的表征思路:模型保留连接规则,配对解释限制。本文只采用2017年12月13日发表的文字,没有看图、制作或实走模型,不判断儿童适龄、材料安全或学习效果。

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