七年级数学上册 5.1 丰富的图形世界 拓展阅读 数学家欧拉及格尼斯堡七桥问题素材 (新版)苏科版

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1、拓展阅读:数学家欧拉及格尼斯堡七桥问题欧拉(Euler 1707-1783)出生于瑞士的一个牧师家庭,二十八岁一只眼睛失明,五十九岁另一只眼睛也失去了光明,但仍以极大的热情继续科学探索,直到生命的最后一息。欧拉的研究涉及行星运动、刚体运动、热力学、弹道学、人口学等诸多领域,获得的数学和自然科学成果极为丰富。在数学方面更是做了非常重要的贡献,如在微分方程、曲面微分几何、组合数学、拓扑学等多个数学领域的研究都具有开创性。由于他的贡献,很多重要的公式、方程都以欧拉命名:欧拉角(刚体运动)、欧拉常数(无穷级数)、欧拉方程(流体动力学)、欧拉公式(复合变量)、欧拉数(无穷级数)、欧拉多角曲线(微分方程)

2、、欧拉齐性函数定理(微分方程)、欧拉变换(无穷级数)、伯努利欧拉定律(弹性力学)、欧拉傅里叶公式(三角函数)、欧拉拉格朗日方程(变分学,力学)以及欧拉一马克劳林公式。教科书中介绍的是欧拉关于多面体的一个研究成果,也称为多面体的欧拉公式,数学上还发现在一些变换下,一个多面体的v-e+f的值不变,因而将该数称为欧拉示性数,数学上还根据几何体的欧拉示性数的不同对几何体进行分类呢,这些将是高中选学内容。中学生了解欧拉的最简单、最经典的问题,莫过于哥尼斯堡七桥问题了。 问题是这样的:18世纪初在普鲁士的哥尼斯堡城,城内一条河的两支流绕过河中间的一个岛,有七座桥横跨这两支流把全城连接起来。当时城内流传一个

3、问题:一个散步者能否走过每一座桥,而每座桥却只走过一次再返回原处。 欧拉在1736年圆满地解决了这一问题,证明这种方法并不存在。欧拉把每一座桥视为一条线,桥所连接的地区视为点。这样问题就转化为:能不能从图中A,B,C,D中任意一点出发,连续地(笔不离纸)经过每条线恰好一次最后回到出发点?这就是我们熟悉的“一笔画”问题。要一笔画成某个图形,必须选择某个点作为起始点,某个点作为终点,这是“两个”(也可能一个)特殊点,其余点是中途经过的点,不妨称为中间点。对于中间点而言,画图可以发现,有一条线“进入”该点,同时必须有一条线“走出”该点,有进有出,因而与该点相连的线的数目是偶数,称该点为偶点。相应地,称与某点相连的线的数目为奇数的点为奇点。由以上分析可知,可以一笔画成的图中偶点数目可以任意,奇点数目是0或2个。现在你知道为什么不可能不重复地走过七桥又回到出发点了吧。欧拉从七桥问题的研究中发现,这里涉及的几何与图形的形状、大小没有关系,只与相互间的位置关系有关,由此他开创了一种新的几何学拓扑学。回顾一年的工作,我也发现了自己的不足之处。如科研方面尚嫌薄弱,全年未发表过一篇论文。今后在这方面应多加努力,要增强科研意识,多投注些时间和精力,刻苦学习,努力钻研,改变科研空白局面,为今后的学术研究工作打下良好的基础。1

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