全国站
奥数网

全国站
奥数网

象棋盘上的巡回路径

网络 2009-04-24 16:07:23

  虽然这个活动都是以国际象棋的棋盘和棋子来说明,但实际上所需要的只是一些方格纸、一支铅笔和一些国际象棋走法的基本知识。

  车的巡回路径

  车的走法与中国象棋中的“车”相同,只能横走或直走。研究车经过棋盘上每个方格一次,然后再回到起点的路径。这种路径会形成连续不断的回路,可称为“重返路径”。图1和图2提供两种走法作为参考。

  车走完一次重返路径,需要改变方向的次数最少是多少?

  如果车的巡回路径不一定要重返,那么可以只改变14次方向就经过每一方格一次。你能找出这条路径吗?

  车是否可能由某一个角落出发,经过每一方格一次,最后到达相对的角落?

  王后的巡回路径

  王后可以走对角线,也可以像车一样直走或横走,因此所走路径的变化更多。

 

 

  在图3的例子中,王后的巡回路径是对称的,由一角落出发,最后到达相对的角落。在图4的例子中路径并不对称,但可以重返。研究一下既对称又能重返的巡回路径。

 

  如果允许王后经过每一方格的次数可以超过一次,那么就可以在只改变方向13次的情况下,完成重返巡回路径。试找出这条路径。

  图5的王后巡回路径有一种特性。如果把所经过的方格依序给予连续的整数,以标有S的方格为1开始,那么就会形成一个幻方。请试试看。

  象的巡回路径

  象只能沿

解答与分析

  车的巡回路径

  要完成重返巡回路径,至少要改变方向15次,如图1。一条不必重返的巡回路径,只要改变方向14次就可以完成,如图2。

  车不可能完成由某一角落到相对角落的巡回路径。因为例如将车由左下角走到右上角,则向上的位移是7格,向右的位移也是7格,总共有14格的位移;因此在行进时,任何超过这个数目的向右移动,必定要以向左移动抵销,向上移动也要以向下移动抵销。所以,车要到达右上角,经过的方格数一定是偶数。但完成这个巡回路径只有63个方格,因此不可能有这样的巡回路径。如果车由左下角出发,完成一条巡回路径,最后可能结束于哪些方格?

  换个角度来看这些问题,可以看成是个8×8的钉板,用一条橡皮圈接触每一个钉子一次。参阅“5×5的钉板”。

  王后的巡回路径

  任何由车所能完成的巡回路径,王后都可以完成,因此我们将主要讨论沿对角线方向移动的巡回路径。图3是一个四瓣旋转对称的重返巡回路径,可以从中探讨许多与数学有关的问题。

  图4中的路径虽然经过一些方格两次,但能在只改变方向13次的情况下,经过每一方格。

  象的巡回路径

  象从角落的黑色方格出发后只能朝一个方向移动,因此这个方格不可能出现在象巡回路径的中途。同理,在任何走黑色方格的巡回路径中,角落的方格一定是起点或终点。

  让我们由图5中标有1的方格出发,当象走到2时,只能再走到3或4。假设象走到3,那么略作思考就可以明白,4只会在最后一步时经过,因为只有一种方式能走到4,那就是经过5。但我们已经讨论过,路径的终点应该是在相对的角落,由此可见,不可能完成一条巡回路径。

  如果不能重复经过任何方格,则最多能经过29个方格。不管怎么走,一定会有至少3个黑色方格无法到达。图6是一种走法,图7是经过每一个黑色方格最有效的路径。

相关推荐

点击查看更多
首页 导航