Caminhos e circuitos eulerianos – as sete pontes de Königsberg

MatemáticaConjuntos, lógica e teoria dos grafosIdades 16–17

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Desenhe ou edite um grafo (os vértices são porções de terra e as arestas são pontes) e veja na hora o grau de cada vértice, a soma dos graus igual ao dobro do número de arestas e a conclusão pelo número de vértices ímpares: circuito euleriano, caminho euleriano ou nenhum dos dois. Toque nas arestas você mesmo para tentar atravessar cada uma exatamente uma vez, ou deixe o algoritmo de Fleury (evitar pontes) ou o de Hierholzer (encaixar circuitos) encontrar o percurso passo a passo.

Aula: Caminhos e circuitos eulerianos

O que mostra

Em 1736, Leonhard Euler perguntou se um passeio por Königsberg poderia atravessar cada uma das sete pontes exatamente uma vez. Ao transformar as porções de terra em vértices e as pontes em arestas, ele mostrou que a resposta depende apenas dos graus. Um grafo conexo tem um circuito euleriano quando todos os vértices têm grau par, e um caminho euleriano quando exatamente dois vértices têm grau ímpar; o caminho começa em um vértice ímpar e termina no outro. A simulação permite várias arestas entre os mesmos dois vértices, mas não laços, e o mapa de Königsberg é simplificado.

Como usar

Comece com Sete pontes de Königsberg e leia os graus e a conclusão. Mude o Modo para Percorrer à mão e toque nas arestas para tentar atravessar cada ponte uma vez. No modo Desenhar / mover, adicione ou ligue vértices até a conclusão mudar; depois escolha Fleury (evitar pontes) ou Hierholzer (encaixar circuitos) e pressione Passo ou Executar para ver o percurso sendo montado.

Parâmetros que você pode mudar

  • Grafo inicial Sete pontes de Königsberg, Envelope (desenhar sem tirar o lápis), Dois triângulos com um vértice comum, Grafo completo de 5 vértices (K5), Página em branco – desenhe o seu
  • Algoritmo Fleury (evitar pontes), Hierholzer (encaixar circuitos)
  • Velocidade da animação 0,5–4 arestas/s

Perguntas para explorar

  1. Por que é impossível atravessar cada uma das sete pontes de Königsberg exatamente uma vez?
  2. Quantas pontes, no mínimo, você precisa acrescentar para obter um caminho euleriano, e onde?
  3. Por que um caminho euleriano precisa começar em um vértice ímpar e terminar no outro?